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對淬火、回火狀態下鋼的機械性能的影響合金元素對淬火、回火狀態下鋼的強化作用顯著,因為它充分利用了全部的四種強化機制。淬火時形成馬氏體,回火時析出碳化物,造成強烈的第二相強化,同時使韌性大大改善,故獲得馬氏體并對其回火是鋼的經濟和有效的綜合強化方法。合金元素加入鋼中,首要的目的是提高鋼的淬透性,保證在淬火時容易獲得馬氏體。其次是提高鋼的回火穩定性,使馬氏體的保持到較高溫度,使淬火鋼在回火時析出的碳化物更細小、均勻和穩定。這樣,在同樣條件下,合金鋼比碳鋼具有更高的強度。合金元素對鋼的工藝性能的影響合金元素對鋼鑄造性能的影響
固、液相線的溫度愈低和結晶溫區愈窄,其鑄造性能愈好。合金元素對鑄造性能的影響,主要取決于它們對Fe-Fe3C相圖的影響。另外,許多元素,如Cr、Mo、V、Ti、Al等在鋼中形成高熔點碳化物或氧化物質點,增大鋼的粘度,降低流動性,使鑄造性能惡化。
合金元素對鋼塑性加工性能的影響塑性加工分熱加工和冷加工。合金元素溶入固溶體中,或形成碳化物(如Cr、Mo、W等),都使鋼的熱變形抗力提高和熱塑性明顯下降而容易鍛裂。一般合金鋼的熱加工工藝性能比碳鋼要差得多。合金元素對鋼焊接性能的影響合金元素都提高鋼的淬透性,促進脆性組織(馬氏體)的形成,使焊接性能變壞。但鋼中含有少量Ti和V,可改善鋼的焊接性能。合金元素對鋼切削性能的影響切削性能與鋼的硬度密切相關,鋼是適合于切削加工的硬度范圍為170HB~230HB。一般合金鋼的切削性能比碳鋼差。但適當加入S、P、Pb等元素可以大大改善鋼的切削性能。合金元素對鋼熱處理工藝性能的影響熱處理工藝性能反映鋼熱處理的難易程度和熱處理產生缺陷的傾向。主要包括淬透性、過熱敏感性、回火脆化傾向和氧化脫碳傾向等。合金鋼的淬透性高,淬火時可以采用比較緩慢的冷卻方法,可減少工件的變形和開裂傾向。加入錳、硅會增大鋼的過熱敏感性。
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用于制造重要工程結構和機器零件的鋼種稱為合金結構鋼。主要有低合金結構鋼、合金滲碳鋼、合金調質鋼、合金彈簧鋼、滾珠軸承鋼。低合金結構鋼用途主要用于制造橋梁、船舶、車輛、鍋爐、高壓容器、輸油輸氣管道、大型鋼結構等。性能要求高強度:一般其的屈服強度在300MPa以上。高韌性:要求延伸率為15%~20%,室溫沖擊韌性大于600kJ/m~800kJ/m。對于大型焊接構件,還要求有較高的斷裂韌性。良好的焊接性能和冷成型性能。低的冷脆轉變溫度。良好的耐蝕性。成分特點低碳:由于韌性、焊接性和冷成形性能的要求高,其碳含量不超過0.20%。加入以錳為主的合金元素。加入鈮、鈦或釩等輔加元素:少量的鈮、鈦或釩在鋼中形成細碳化物或碳氮化物,有利于獲得細小的鐵素體晶粒和提高鋼的強度和韌性。
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