產(chǎn)品介紹
合金結(jié)構鋼(structural alloy steel),用作(zuò)機械零件和各種工程構件並含有(yǒu)一種或數種一定量的合金元素的鋼(gāng)。
這類鋼,由於具有合適的淬透性,經適宜的金屬熱處理後,顯微組織為均勻的(de)索氏體、貝氏體或極細的珠光體,因而具有較高的抗拉(lā)強度和屈強比(一般(bān)在0.85左右),較高(gāo)的韌性(xìng)和疲勞強度,和較低的韌性-脆性轉(zhuǎn)變溫度,可用於製造截麵尺(chǐ)寸較大的機器零件。
合金元素作用
有三個(gè)方麵:①增大鋼(gāng)的淬透性。淬透性是指鋼淬火時,從表層起淬成馬氏(shì)體層的深(shēn)度,是取得良好綜合性能的主要參數。除Co外,幾乎所有合金元素(sù)如 Mn、Mo、Cr、Ni、Si和C、N、B等都能提高鋼的淬透性,其中 Mn、Mo、Cr、B的作用最強,其次是Ni、Si、Cu。而強碳(tàn)化物形成元素如 V、Ti、Nb等(děng),隻有溶(róng)於奧氏體中時才能增大鋼的淬透性。②影響鋼的回火過程。由於合金元素在回火時能阻礙(ài)鋼中各種原子的擴散,因而在同樣溫度下和碳素鋼相比(bǐ),一般均起到延遲馬氏體的(de)分(fèn)解和碳化物的聚集長大(dà)作用,從(cóng)而提高鋼的回(huí)火穩定性,即提高鋼的抗回火軟化能力,V、W、Ti、Cr、Mo、Si的作用比較顯著,Al、Mn、Ni的作用(yòng)不明顯。含有較高含量的碳化物形成元素如V、W、Mo等的鋼(gāng),在500~600℃回火時(shí),析出細小彌(mí)散的特殊碳化物質點如V4C3、Mo2C、W2C等,代替部分較粗大的合金滲碳體(tǐ),使鋼的強度不再下降反而升高,即出現二次硬化(huà)(見回火)。Mo對鋼的回火脆性有阻止或減弱(ruò)的作用。③影響鋼的強化和韌化。Ni以(yǐ)固溶強化方式(shì)強化鐵素體;Mo、V、Nb等碳化物形成元素,既以彌散硬化方式(shì)又以固溶強化方(fāng)式提高鋼(gāng)的屈(qū)服(fú)強度;碳的強化作用最顯著。此外,加(jiā)入這些合(hé)金元(yuán)素(sù),一般都細化奧(ào)氏體晶粒,增加晶界的強化作用。影響鋼的韌性因素比(bǐ)較複雜,Ni改善鋼(gāng)的韌性;Mn易使奧氏體晶粒粗(cū)化,對回火脆(cuì)性敏感;降低(dī)P、S含量,提高鋼的純淨度,對改善鋼的韌性有重要作用(見金屬的強化)。
分類
合金結構鋼一般分為調質結構(gòu)鋼(gāng)和表麵硬(yìng)化結構鋼。
①調質結(jié)構鋼(gāng) 這類鋼的含碳量一般(bān)約為0.25%~0.55%,對於既定截麵尺寸的結構件,在調質處理(lǐ)(淬火加(jiā)回火)時,如果沿截麵淬透,則力學性能良好,如果淬不透,顯微組織中出現有自由鐵素體,則韌性下降。對具有回火脆性傾向的鋼如錳鋼、鉻鋼、鎳鉻鋼等(děng),回火後應快(kuài)冷。這類鋼的淬火臨界直徑,隨晶粒度和合(hé)金元素含量的增(zēng)加而增大,例如,40Cr和35SiMn鋼約為30~40mm,而40CrNiMo和30CrNi2MoV鋼則約為 60~100mm,常用於製造承受較大載荷的軸、連杆等結構(gòu)件。
②表麵(miàn)硬化結構鋼 用以製造表層堅硬耐磨而心部柔韌的零部件,如齒輪、軸等。為使零件心部韌性高,鋼中含(hán)碳量應低,一(yī)般在0.12~0.25%,同時還有適量的合金元素,以(yǐ)保證適宜的淬透性。氮化鋼還需加入易(yì)形(xíng)成氮化物的合金元素(如Al、Cr、Mo等)。滲碳或碳氮共滲鋼,經850~950℃滲碳或碳(tàn)氮共滲(shèn)後,淬火並在低溫回火(約200℃)狀態下使用。氮化鋼經氮化(huà)處理(480~580℃),直(zhí)接使用,不再(zài)經淬火與回火(huǒ)處理。
生產工藝(yì)
根(gēn)據鋼種和鋼(gāng)的質量要求,合金結構鋼的冶煉,可采用氧氣頂吹轉爐(lú)、平爐、電(diàn)弧爐;或再加電(diàn)渣(zhā)重(chóng)熔、真空除氣。鑄錠可(kě)采用連鑄或模(mó)鑄(zhù)。鋼錠應(yīng)緩慢冷卻或熱送鍛造、軋製。鋼錠加熱時,應力求溫度(dù)均勻並有足夠的(de)保溫時間,以改善偏析缺陷和避免(miǎn)鍛、軋(zhá)時變(biàn)形不均勻;鍛、軋(zhá)後的鋼材,尺寸小的、特別(bié)是含碳0.2%左右的滲碳鋼,在600℃以上時應快速冷卻(què),以免加重帶狀組織;截麵較大的鍛件,應采取措施消除內應力和白點。調質鋼(gāng)應盡可能(néng)淬火成馬氏體(tǐ)組織,然後回火成索氏體組織;滲碳鋼在滲碳過程中,滲層(céng)濃度梯度不宜過大,以免在滲層晶界上出現連續網狀碳化物;氮化鋼必需先(xiān)經熱處理(lǐ)得(dé)到所需的性能,再經最後(hòu)精加工才能(néng)進(jìn)行氮化。氮化處理後除將脆薄的“白層”研磨(mó)除去外,不再加工。
其(qí)他信息(xī)
可(kě)分為普通合金結構鋼和特殊用途(tú)合金結構鋼。前者包括低(dī)合金高強度鋼、低溫(wēn)用(yòng)鋼、超高強度鋼、滲碳鋼、調質鋼(gāng)和非調質鋼;後者(zhě)包括彈簧鋼、滾珠軸承(chéng)鋼、易切削鋼、冷衝壓鋼等。
要求(qiú)具有較高(gāo)的屈服強度、抗拉強度和疲勞強度,還有足夠的塑性和韌性。
一般采用電弧爐和氧氣頂吹轉爐冶煉,要求高的采用爐外精煉(liàn)、電渣重熔或真空處理、真空感應爐冶煉或雙真空冶煉、合適的(de)熱處理(lǐ)。
這類鋼的合金(jīn)元素含量都相當高,主要有耐蝕鋼、耐熱鋼、耐磨鋼、磁(cí)鋼以及具有其他特殊物理和化學性能的特殊(shū)鋼。
合金結構鋼廣泛用於船舶(bó)、車輛、飛機、導彈、兵器、鐵路、橋(qiáo)梁(liáng)、壓力容器、機床等結(jié)構上。
合(hé)金(jīn)結構鋼比碳素鋼有更好的力學(xué)性能,特別(bié)是熱處理性能優(yōu)良。
其牌號通常是以“數字+元素符號+數字”的方法來(lái)表示。牌號中起首的兩位數字表示鋼的平均含碳量的萬分數,元素(sù)符號(hào)及其後的數字表示所含合金元素及其平均含量的百分數。
若合金元素含量小於1.5%,則不標其含量。
高級優質鋼在牌號(hào)尾部(bù)增加符號“A”例如,16Mn、20Cr、40Mn2、30CrMnSi、38CrMoAlA等(děng)。
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