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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發生交互作用。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大奧氏體相區和縮小奧氏體相區兩大類。擴大γ相區的元素—亦稱奧氏體穩定化元素,主要是Mn、Ni、Co、C、N、Cu等,它們使A3點(γ-Feα-Fe的轉變點)下降,A4點(γ-Fe的轉變點)上升,從而擴大γ-相的存在范圍。其中Ni、Mn等加入到一定量后,可使γ相區擴大到室溫以下,使α相區消失,稱為完全擴大γ相區元素。另外一些元素(如C、N、Cu等),雖然擴大γ相區,但不能擴大到室溫,故稱之為部分擴大γ相區的元素。
16Mo3焊接時與其他材質不同,要先進行預熱,并且在焊接完成之后焊縫還應保溫30分鐘左右.16mo3鋼板錳也是鋼材中的重要合金元素,也是重要的淬透性元素,它對焊縫金屬的韌性有很大影響。16mo3鋼板當Mn含量<0.05%時焊縫金屬的韌性很高;16mo3鋼板當Mn含量>3%后又很脆;16mo3鋼板當Mn含量=0.6~1.8%時,焊縫金屬有較高的強度和韌性。16mo3鋼板硫(S)元素對焊接性有何影響?硫在鋼中常以硫化鐵的形式存在,并呈網狀分布在晶粒邊界,因而顯著地降低鋼的韌性。鐵加硫化鐵的共晶溫度較低(985℃),因此,在進行熱加工時,由于加工開始溫度一般為1150~1200℃,而鐵和硫化鐵共晶已經熔化,從而導致加工時開裂,這種現象就是所謂“硫的熱脆性”。硫的這種性質使鋼在焊接時產生熱裂紋。因此,一般在鋼中對硫的含量都嚴格加以控制。普通碳素鋼、優質碳素鋼以及高級優質鋼的主要區別就在于硫、磷含量的多少。
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合金調質鋼常規熱處理后的組織是回火索氏體。對于表面要求耐磨的零件(如齒輪、主軸),再進行感應加熱表面淬火及低溫回火,表面組織為回火馬氏體。表面硬度可達55HRC~58HRC。合金調質鋼淬透調質后的屈服強度約為800MPa,沖擊韌性在800kJ/m2心部硬度可達22HRC~25HRC。若截面尺寸大而未淬透時,性能顯著降低。碳鋼與合金鋼板的區別碳鋼的在性能上主要有以下幾方面的不足:淬透性低一般情況下,碳鋼水淬的淬透直徑只有10mm-20mm。強度和屈強比較低如普通碳鋼Q235鋼的σs為235MPa,而低合金結構鋼16Mn的σs則為360MPa以上。40鋼的σs/σb僅為0.43,遠低于合金鋼。回火穩定性差由于回火穩定性差,碳鋼在進行調質處理時,為了保證較高的強度需采用較低的回火溫度,這樣鋼的韌性就偏低;為了保證較好的韌性,采用高的回火溫度時強度又偏低,所以碳鋼的綜合機械性能水平不高。不能滿足特殊性能的要求碳鋼在抗氧化、耐蝕、耐熱、耐低溫、耐磨損以及特殊電磁性等方面往往較差,不能滿足特殊使用性能的需求。
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