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中華人民共和國標準GB/T 13304-91《鋼分類》描述:“以鐵為主要元素、含碳量一般在2%以下,并含有其他元素的材料。”其中的一般是指除鉻鋼外的其他鋼種,部分鉻鋼的含碳量允許大于2%。含碳量大于2%的鐵合金是鑄鐵。其他國際標準如ISO 4948或EN 10020中對鋼的定義也與此類似。嚴格地說,鋼是含碳量在0.0218%-2.11 [1] %之間的鐵碳合金。我們通常將其與鐵合稱為鋼鐵,為了保證其韌性和塑性,含碳量一般不超過1.7%。鋼的主要元素除鐵、碳外,還有硅、錳、硫、磷等。其它成分是為了使鋼材性能有所區別。以下以字母順序列出重要的鋼材,他們包含以下成分,現將它們的功能特性一并介紹:碳(Carbon)存在于所有的鋼材,是重要的硬化元素。有助于增加鋼材的強度,我們通常希望刀具級別的鋼材擁有0.6%以上的碳,也稱為高碳鋼。鉻(Chromium)增加耐磨損性,硬度,重要的是耐腐蝕性,擁有13%以上的認為是不銹鋼。盡管這么叫,如果保養不當,所有鋼材都會生銹。煉鋼
錳(Manganese)重要的奧氏體穩定元素,有助于生成紋理結構,增加堅固性和強度及耐磨損性。在熱處理和卷壓過程中使鋼材內部脫氧,出現在大多數的刀剪用鋼材中,除了A-2,L-6和CPM 420V。鉬(Molybdenum)
淬硬性是指鋼在正常淬火條件下,所能達到的高硬度。是鋼的一種工藝性能。奧氏體中固溶的碳越多,淬硬性就越高。與合金元素沒有多大關系。而淬透性與合金元素就有很大的關系。淬硬性高的鋼,其淬透性不一定高。2、淬透性在生產中的應用對承受動載荷的一些重要零件要選用能全部淬透的鋼;如發動機連桿、彈簧等;當零件表里性能可以不一致時(不要求淬透),選用淬透性適宜的鋼即可。如齒輪;焊接件不可選用淬透性高的鋼,否則就容易在焊縫附近出現淬火組織,造成變形和裂紋;對于淬透性好的鋼,可以采用冷卻速度緩慢的淬火介質。這對于復雜工件十分有利。 [3]3、熱處理(Heat Treatment) - 是利用加熱和冷卻以改變金屬物理性質的方法。熱處理能改善鋼的顯結構,使達到所需的物理要求。韌性,硬度 和耐磨性 是通過熱處理而獲得的特性中的幾種。要獲得這些特性,需使用熱處理中的淬硬<又稱淬火>,回火,退火<又稱朡化>和表面淬硬等操作。不銹鋼產品
1)、淬硬(Hardening,又稱淬火) - 是將金屬均勻地加熱至適當溫度,然后迅速浸入水或油中急冷,或在空氣中或冷凍區中冷卻,使金屬獲得所需要的硬度。2)、回火(Tempering) - 鋼件淬硬后會變脆,同時由淬火急冷而引致的應力,可使鋼件受到輕擊而斷裂。要脆性,可用回火處理法。回火就是將鋼件重新加熱至適當的溫度或顏色,然后予以急冷。回火雖然使鋼的硬度略為減少,但可增加鋼的韌性而降低其脆性
從鋼液中產生晶體的過程,也稱液態結晶或一次結晶。隨著熱量的導出,晶體從無到有(形核),由小變大(晶體長大),直至液體全部轉為固體(晶體),完成結晶過程。鋼液的結晶過程決定著鋼錠或鑄件的結晶組織及物理、化學不均勻性,從而影響到鋼的機械、物理和化學性能。控制鋼的結晶過程是提高鋼的質量和性能的重要手段之一。溫度范圍
鋼液不是純金屬,而是以Fe為基的含有一定量C、Si、Mn及其他一些元素的多元合金。因此,它的結晶過程不是在某一固定的溫度(熔點)進行,而是在一定的溫度范圍內完成的。在平衡結晶條件下,鋼液溫度降至其液相線溫度(tL)時開始出現晶體,而達到固相線溫度(ts)時結晶方告結束。此液相線和固相線間的溫度區間,即tL-ts=Δtc。便稱為該合金的結晶溫度范圍。某一鋼種的結晶溫度范圍主要取決于所含元素的性質及其含量,并可由鐵與相應元素的二元或三元相圖來確定。各元素對結晶溫度范圍的影響可近似地看成可加和的。即某一具體鋼種的結晶溫度范圍。結晶兩相區
鋼液凝固時,在靠近模壁的固相(凝固層)與內部液相之間存在著一個過渡區—兩相區(圖1),即在凝固著的鋼錠內,存在三個區域:固相區、兩相區、液相區。鋼液的結晶即形核和晶核長大過程只在兩相區進行。鋼錠的凝固就是兩相區由鋼錠表面向錠心的推移過程:當液相等溫線到達鋼錠內某一部位時,結晶開始;而固相等溫線達到某一部位時,該處結晶便告結束,全部轉變為固體。液相等溫線和固相等溫線到達錠內某一指定點的時間間隔,即該點從液相線溫度降至固相等溫線所經歷的時間,稱作該點的本地凝固時間,常以q表示之。本地凝固時間與該處的平均冷卻速度成反比。由于鋼錠內不同部位的傳熱條件差異很大,因此不同部位的本地凝固時間會有很大的不同,從而引起結晶組織的不同。鋼錠內液相等溫線和固相等溫線間的距離稱作兩相區寬度,以△x表示之。且有。兩相區窄有利于柱狀晶發展,而兩相區寬有利于等軸晶發展。
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