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特殊鋼種類編輯
碳鋼
碳鋼也叫碳素鋼,是含碳量Wc小于2%的鐵碳合金。碳鋼除含碳外一般還含有少量的硅、錳、硫、磷。
按用途可以把碳鋼分為碳素結構鋼、碳素工具鋼和易切削結構鋼三類。碳素結構鋼又可分為建筑結構鋼和機器制造結構鋼兩種。
按含碳量可以把碳鋼分為低碳鋼(Wc≤0.25%),中碳鋼(Wc 0.25%一0.6%)和高碳鋼(Wc>0.6%)按磷、硫含量可以把碳素鋼分為普通碳素鋼(含磷、硫較高)、優質碳素鋼(含磷、硫較低)和高級優質鋼(含磷、硫更低)。
一般碳鋼中含碳量越高則硬度越高,強度也越高,但塑性降低。
(1)碳素結構鋼
這類鋼主要保證力學性能,故其牌號體現其力學性能,用Q+數字表示,其中“Q”為屈服點“屈”字的漢語拼音字首,數字表示屈服點數值,例如Q275表示屈服點為275MPa。若牌號后面標注字母A、B、C、D,則表示鋼材質量等級不同,含S、P的量依次降低,鋼材質量依次提高。若在牌號后面標注字母“F”則為沸騰鋼,標注“b”為半鎮靜鋼,不標注“F,’或“b”者為鎮靜鋼。例如Q235-A·F表示屈服點為235MPa的A級沸騰鋼,Q235-c表示屈服點為235MPa的c級鎮靜鋼。
碳素結構鋼一般情況下都不經熱處理,而在供應狀態下直接使用。通常Q195、Q215、Q235鋼碳的質量分數低,焊接性能好,塑性、韌性好,有一定強度,常軋制成薄板、鋼筋、焊接鋼管等,用于橋梁、建筑等結構和制造普通鉚釘、螺釘、螺母等零件。Q255和Q275鋼碳的質量分數稍高,強度較高,塑性、韌性較好,可進行焊接,通常軋制成型鋼、條鋼和鋼板作結構件以及制造簡單機械的連桿、齒輪、聯軸節、銷等零件。
特鋼的分類
特殊用途鋼是指制成的另構件在特殊條件下工作,對鋼有特殊要求,如物理、化學、機械等性能。
特殊性能鋼也是特殊質量合金鋼,這些鋼是指有電磁、光、聲、熱及電化學等效應和功能的鋼。常用的有不銹鋼、耐熱鋼、電工硅鋼、電子純鐵及各種精密合金(軟磁合金、象磁合金、彈性合金、膨脹合金、熱雙合金、電阻合金、電偶材料等)。
不銹鋼以其良好的耐腐蝕性能而得名,它主要合金成分為鉻和鎳。鉻有很高的化學穩定性,在氧化介質中能生成致密堅韌的純化膜;另外,當鉻含量超過11.7%時,能使合金的電極電位明顯提高,從而有效地阻止了合金的進一步氧化。鎳也是易化元素,在鉻鋼中加入鎳,可提高合金在非氧化性介質中的耐腐蝕性能。當鉻、鎳含量一定時,鋼中碳含量愈低,其耐腐蝕性能就愈好。
不銹鋼的耐腐蝕性能,還與基體組織的均勻程度有關。當形成均勻一致的合金固溶體時,能有效地減少鋼在電解溶液中腐蝕速度。
奧氏體不銹鋼屬鉻鎳系不銹鋼,是單一的奧氏體組織,它具有良好的耐蝕性、低溫韌性、壓力加工和焊接工藝性、無磁性、廣泛用作腐蝕介質中工作的低溫鋼和無磁鋼;鐵素體型不銹鋼主要含有鉻,在加熱和冷卻過程中有相變發生,是硝酸、氮肥工業常用的耐磨材料;馬氏體不銹鋼由于含碳量較高,幫淬透性好,淬火后獲馬氏體組織,此類鋼,低碳者韌性好,可制造在腐蝕介質中工作的耐沖擊零體;高碳用于制造彈簧、軸承、手術刀片等;由奧氏體和鐵素體兩相混合組織為基體的不銹鋼是雙相不銹鋼,它具有強度高、韌性好,耐晶間腐蝕等優點。其中00Cr18Ni5Mo3Si2鋼主要用于制造煉油、化肥、造紙、石油、化工等工業的熱交換器和冷凝器,0Cr26Ni5Mo2用于制造海水腐蝕設備;沉淀硬化型不銹鋼,因含有大量的鉻、鎳及能析出沉淀硬化相的鉬、鈮、鉛、銅等元素,使其經過淬火時效處理后具有較高的強度和韌性,主要用于制造彈簧、墊圈、波紋管等。
對特殊鋼尚無統一的定義和概念,一般認為特殊鋼是指具有特殊的化學成分(合金化)、采用特殊的工藝生產、具備特殊的組織和性能、能夠滿足特殊需要的鋼類。常見的特殊鋼有碳素鋼、優質結構鋼、合金鋼等。
中文名 特殊鋼 外文名 special steel 學 科 金屬材料 優 點 更高的強度和韌性 實 例 碳素鋼等 冶煉設備 電弧爐
與普通鋼相比,特殊鋼具有更高的強度和韌性、物理性能、化學性能、生物相容性和工藝性能。
與普通鋼相比,特殊鋼具有高純度、高均勻性、超細組織和高精度等特點:
(1)高純度。有針對性降低鋼中氣體、夾雜物(含低熔點金屬夾雜物)的含量。鋼的純度提高到一定限度,不但可以大幅度提高鋼的原有性能,還可以賦予鋼以新的性能。例如軸承鋼中的氧含量從30×10-6降低到5×10-6,則軸承壽命提高30倍。通用奧氏體不銹鋼中的磷降低到3×10-6則對應力腐蝕免疫。20世紀末大生產所能達到的鋼的純度水平(10)為:氫≤1,氧≤5、碳≤10、硫≤10、氮≤15、磷≤25。
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