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在鋼中加入合金元素后,鋼的基本組元鐵和碳與加入的合金元素會(huì)發(fā)生交互作用。鋼的合金化目的是希望利用合金元素與鐵、碳的相互作用和對(duì)鐵碳相圖及對(duì)鋼的熱處理的影響來改善鋼的組織和性能。合金元素與鐵、碳的相互作用,合金元素加入鋼中后,主要以三種形式存在鋼中。即:與鐵形成固溶體;與碳形成碳化物;在高合金鋼中還可能形成金屬間化合物。
合金元素對(duì)相圖的影響:1.對(duì)奧氏體和鐵素體存在范圍的影響:擴(kuò)大或縮小γ相區(qū)的元素均同樣擴(kuò)大或縮小Fe-Fe3C相圖中的γ相區(qū),且同樣Ni或Mn的含量較多時(shí),可使鋼在室溫下得到單相奧氏體組織(如奧氏體不銹鋼和高錳鋼等),而Cr、Ti、Si等超過一定含量時(shí),可使鋼在室溫獲得單相鐵素體組織(如高鉻鐵素體不銹鋼等)。2.對(duì)Fe-Fe3C相圖臨界點(diǎn)(S和E點(diǎn))的影響:擴(kuò)大γ相區(qū)的元素使Fe-Fe3C相圖中的共析轉(zhuǎn)變溫度下降,縮小γ相區(qū)的元素則使其上升,并都使共析反應(yīng)在一個(gè)溫度范圍內(nèi)進(jìn)行。幾乎所有的合金元素都使共析點(diǎn)(S)和共晶點(diǎn)(E)的碳含量降低,即S點(diǎn)和E點(diǎn)左移,強(qiáng)碳化物形成元素的作用尤為強(qiáng)烈。
合金鋼板60Si2Mn彈簧鋼板有好的彈性,又由于它是在動(dòng)載荷環(huán)境條件下工作的,所以對(duì)制造彈簧的材質(zhì)*主要的應(yīng)有高的屈服強(qiáng)度;在承受重載荷時(shí)不引起塑性變形;應(yīng)有高的疲勞強(qiáng)度,在載荷反復(fù)作用下具有長(zhǎng)的使用壽命;并有足夠的韌性和塑性,以防在沖擊力作用下突然脆斷。彈簧在沖擊、振動(dòng)或長(zhǎng)期交應(yīng)力下使用,所以要求彈簧鋼有高的抗拉強(qiáng)度、彈性極限高的疲勞強(qiáng)度。
合金鋼板它們的生產(chǎn)工藝流程前三步基本相同。不同之處從第四個(gè)步驟開始,圓管坯經(jīng)打空后,要打頭,退火。退火后要用專門的酸性液體進(jìn)行酸洗。酸洗后,涂油。然后緊接著是經(jīng)過多道次冷拔(冷軋)再坯管,專門的熱處理。熱處理后,就要被矯直。合金鋼板鋼管經(jīng)矯直后由傳達(dá)帶送至金屬探傷機(jī)(或水壓實(shí)驗(yàn))履行內(nèi)部探傷。若鋼管內(nèi)部有裂紋,氣泡等問題,將被探測(cè)出。(1)低碳鋼又稱軟鋼,含碳量從0.10%至0.30%低碳鋼易于接受各種加工如鍛造,焊接和切削,常用於制造鏈條,鉚釘,螺栓,軸等。(2)中碳鋼碳量0.25%~0.60%的碳素鋼。有鎮(zhèn)靜鋼、半鎮(zhèn)靜鋼、沸騰鋼等多種產(chǎn)品。除碳外還可含有少量錳(0.70%~1.20%)。合金鋼板按產(chǎn)品質(zhì)量分為普通碳素結(jié)構(gòu)鋼和優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。合金鋼板熱加工及切削本性優(yōu)異,焊接本質(zhì)比較差。
合金元素對(duì)回火轉(zhuǎn)變的影響:(1)提高回火穩(wěn)定性合金元素在回火過程中推遲馬氏體的分解和殘余奧氏體的轉(zhuǎn)變(即在較高溫度才開始分解和轉(zhuǎn)變),提高鐵素體的再結(jié)晶溫度,使碳化物難以聚集長(zhǎng)大,因此提高了鋼對(duì)回火軟化的抗力,即提高了鋼的回火穩(wěn)定性。提高回火穩(wěn)定性作用較強(qiáng)的合金元素有:V、Si、Mo、W、Ni、Co等。(2)產(chǎn)生二次硬化一些Mo、W、V含量較高的高合金鋼回火時(shí),硬度不是隨回火溫度升高而單調(diào)降低,而是到某一溫度(約400℃)后反而開始增大,并在另一更高溫度(一般為550℃左右)達(dá)到峰值。這是回火過程的二次硬化現(xiàn)象,它與回火析出物的性質(zhì)有關(guān)。當(dāng)回火溫度低于450℃時(shí),鋼中析出滲碳體;在450℃以上滲碳體溶解,鋼中開始沉淀出彌散穩(wěn)定的難熔碳化物Mo2C、W2C、VC等,,使硬度重新升高,稱為沉淀硬化。回火時(shí)冷卻過程中殘余奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體的二次淬火所也可導(dǎo)致二次硬化。(3)增大回火脆性和碳鋼一樣,合金鋼也產(chǎn)生回火脆性,而且更明顯。這是合金元素的不利影響。在450℃-600℃間發(fā)生的第二類回火脆性(高溫回火脆性)主要與某些雜質(zhì)元素以及合金元素本身在原奧氏體晶界上的嚴(yán)重偏聚有關(guān),多發(fā)生在含Mn、Cr、Ni等元素的合金鋼中。這是一種可逆回火脆性,回火后快冷(通常用油冷)可防止其發(fā)生。鋼中加入適當(dāng)Mo或W(0.5%Mo,1%W)也可基本上這類脆性。
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