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硬鋁合金屬熱處理可強(qiáng)化鋁合金,包括鋁-銅-鎂系和鋁-銅-錳系合金。這類合金強(qiáng)度和耐熱性能均好,但耐蝕性不如純鋁和防銹鋁合金。常用包鋁方法提高硬鋁制品在海洋和潮濕大氣中的耐蝕性。該類合金廣泛應(yīng)用于各種構(gòu)件和鉚釘材料。在造船、建筑等部門也大量應(yīng)用。在鋁-銅-鎂系中添加鐵和鎳,可發(fā)展為鍛造合金,有良好的高溫強(qiáng)度和工藝性能。鋁-銅-錳系合金的工藝性能良好,易于焊接,主要用于耐熱可焊的結(jié)構(gòu)材料和鍛件。密度比鋁略高,約為2.76e-006千克每立方毫米。合金鋼的種類太多了,只要是和鐵一種以上的材料組成就叫合金鋼。想還會有更多的合金鋼品種。比鐵硬比鐵韌性好的合金多的是,比喻彈璜鋼,就是我們經(jīng)常用的彈璜。汽車上的減震鋼板等在碳素鋼里添加了各種合金元素而組成了合金鋼,合金鋼會由于含碳量的高低不同,會組成低碳合金鋼、中碳合金鋼、高碳合金鋼。隨著合金鋼的含碳量的高低不同,淬火后的硬度也會不同,高碳合金鋼的硬度可以達(dá)到HRC60以上。比如高速鋼的硬度可以達(dá)到HRC67。
此外,加入少量銅(≤0.4%)和磷(0.1%左右)等,可提高抗腐蝕性能。加入少量稀土元素,可以脫硫、去氣,使鋼材凈化,改善韌性和工藝性能。常用低合金結(jié)構(gòu)鋼16Mn是我國低合金高強(qiáng)鋼中用量多、產(chǎn)量的鋼種。使用狀態(tài)的組織為細(xì)晶粒的鐵素體—珠光體,強(qiáng)度比普通碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235高約20%~30%,耐大氣腐蝕性能高20%~38%。15MnVN中等級別強(qiáng)度鋼中使用多的鋼種。強(qiáng)度較高,且韌性、焊接性及低溫韌性也較好,被廣泛用于制造橋梁、鍋爐、船舶等大型結(jié)構(gòu)。
強(qiáng)度級別超過500MPa后,鐵素體和珠光體組織難以滿足要求,于是發(fā)展了低碳貝氏體鋼。加入Cr、Mo、Mn、B等元素,有利于空冷條件下得到貝氏體組織,使強(qiáng)度更高,塑性、焊接性能也較好,多用于高壓鍋爐、高壓容器等。
鋼種及牌號20Cr低淬透性合金滲碳鋼。這類鋼的淬透性低,心部強(qiáng)度較低。20CrMnTi中淬透性合金滲碳鋼。這類鋼淬透性較高、過熱敏感性較小,滲碳過渡層比較均勻,具有良好的機(jī)械性能和工藝性能。18Cr2Ni4WA和20Cr2Ni4A高淬透性合金滲碳鋼。這類鋼含有較多的Cr、Ni等元素,淬透性很高,且具有很好的韌性和低溫沖擊韌性。熱處理和組織性能合金滲碳鋼的熱處理工藝一般都是滲碳后直接淬火,再低溫回火。熱處理后,表面滲碳層的組織為合金滲碳體+回火馬氏體+少量殘余奧氏體組織,硬度為60HRC~62HRC。心部組織與鋼的淬透性及零件截面尺寸有關(guān),完全淬透時為低碳回火馬氏體,硬度為40HRC~48HRC;多數(shù)情況下是屈氏體、回火馬氏體和少量鐵素體,硬度為25HRC~40HRC。心部韌性一般都高于700KJ/m2.
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、碳的相互作用和對鐵碳相圖及對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。溶于鐵中幾乎所有的合金元素(除Pb外)都可溶入鐵中,形成合金鐵素體或合金奧氏體,按其對α-Fe或γ-Fe的作用,可將合金元素分為擴(kuò)大奧氏體相區(qū)和縮小奧氏體相區(qū)兩大類。擴(kuò)大γ相區(qū)的元素—亦稱奧氏體穩(wěn)定化元素,主要是Mn、Ni、Co、C、N、Cu等,它們使A3點(diǎn)(γ-Feα-Fe的轉(zhuǎn)變點(diǎn))下降,A4點(diǎn)(γ-Fe的轉(zhuǎn)變點(diǎn))上升,從而擴(kuò)大γ-相的存在范圍。其中Ni、Mn等加入到一定量后,可使γ相區(qū)擴(kuò)大到室溫以下,使α相區(qū)消失,稱為完全擴(kuò)大γ相區(qū)元素。另外一些元素(如C、N、Cu等),雖然擴(kuò)大γ相區(qū),但不能擴(kuò)大到室溫,故稱之為部分?jǐn)U大γ相區(qū)的元素。
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