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合金元素對鋼的工藝性能的影響
1. 合金元素對鋼鑄造性能的影響
固、液相線的溫度愈低和結晶溫區愈窄, 其鑄造性能愈好。合金元素對鑄造性能的影響, 主要取決于它們對Fe-Fe3C相圖的影響。另外, 許多元素, 如Cr、Mo、V、Ti、Al等在鋼中形成高熔點碳化物或氧化物質點, 增大鋼的粘度, 降低流動性, 使鑄造性能惡化。
2.合金元素對鋼塑性加工性能的影響
塑性加工分熱加工和冷加工。合金元素溶入固溶體中, 或形成碳化物(如Cr、Mo、W等), 都使鋼的熱變形抗力提高和熱塑性明顯下降而容易鍛裂。一般合金鋼的熱加工工藝性能比碳鋼要差得多。
3. 合金元素對鋼焊接性能的影響
合金元素都提高鋼的淬透性, 促進脆性組織(馬氏體)的形成, 使焊接性能變壞。但鋼中含有少量Ti和V, 可改善鋼的焊接性能。
4. 合金元素對鋼切削性能的影響 切削性能與鋼的硬度密切相關, 鋼是適合于切削加工的硬度范圍為170HB～230HB。一般合金鋼的切削性能比碳鋼差。但適當加入S、P、Pb等元素可以大大改善鋼的切削性能。
5. 合金元素對鋼熱處理工藝性能的影響
熱處理工藝性能反映鋼熱處理的難易程度和熱處理產生缺陷的傾向。主要包括淬透性、過熱敏感性、回火脆化傾向和氧化脫碳傾向等。合金鋼的淬透性高, 淬火時可以采用比較緩慢的冷卻方法,可減少工件的變形和開裂傾向。加入錳、硅會增大鋼的過熱敏感性。
§7-2 合金結構鋼
用于制造重要工程結構和機器零件的鋼種稱為合金結構鋼。主要有低合金結構鋼、合金滲碳鋼、合金調質鋼、合金彈簧鋼、滾珠軸承鋼。
上海鋼鐵基地
擁有寶鋼及上鋼一、三、五廠3個主要煉鋼企業、梅山冶金公司及十多個軋鋼廠，90年生產規模僅次于鞍本鋼鐵基地。1990年生鐵產量526.9萬噸，鋼 894.18萬噸，成品鋼材609.58萬噸。生鐵、鋼、鋼材分別占全國總產量的8.4%、13.5%和11.8%。上海鋼鐵基地所在的上海市工業發達，生產協作條件好，技術力量強，管理水平高，水陸交通方便，這是本基地有利的條件。但是上海市當地無鐵、無煤、無輔助材料，每年需要從外地運入數百萬噸的生鐵和焦炭。60年代末、70年代初在南京梅山建立了煉鐵基地。90年上海鋼鐵基地鋼材品種及利潤率均居全國首位。適當利用進口礦石，生產優質、尖端產品是上海鋼鐵基地的主要方向。
寶鋼是我國個具有世界先進水平的現代化大型鋼鐵聯合企業。1985年底期工程投產，1992年4月寶鋼二期工程全部建成。二期工程正式投產后，將形成年產鐵650萬噸、鋼671萬噸、400萬噸熱軋板卷、210萬噸冷軋板卷、50萬噸無縫鋼管和260萬噸商品鋼坯的綜合生產能力。
寶鋼與我國現有其他鋼鐵企業相比，具有設備大型化、自動化程度高的突出優點。它擁有4063立方米的高爐、30O噸氧氣頂吹轉爐、450平方米的燒結機和 135O毫米的初軋機，都是目前國內鋼鐵工業同類設備中大的，6米焦爐和140厘米的無縫鋼管軋機是目前國內先進的。寶鋼建成后，有不少產品將填補我國鋼鐵工業的缺門或短線產品品種的空白。寶鋼的廠外運輸以水運為主，占運輸量的80%，廠內以膠帶傳送為主，有比較完整的自動控制系統。這是國內同類企業所少有的。
(3)增大回火脆性 和碳鋼一樣, 合金鋼也產生回火脆性, 而且更明顯。這是合金元素的不利影響。在450℃-600℃間發生的第二類回火脆性(高溫回火脆性) 主要與某些雜質元素以及合金元素本身在原奧氏體晶界上的嚴重偏聚有關, 多發生在含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)可防止其發生。鋼中加入適當Mo或W(0.5%Mo, 1%W)也可基本上這類脆性。
合金元素對鋼的機械性能的影響
提高鋼的強度是加入合金元素的主要目的之一。欲提高強度, 就要設法增大位錯運動的阻力。金屬中的強化機制主要有固溶強化、位錯強化、細晶強化、第二相(沉淀和彌散)強化。合金元素的強化作用, 正是利用了這些強化機制。
1. 對退火狀態下鋼的機械性能的影響
結構鋼在退火狀態下的基本相是鐵素體和碳化物。合金元素溶于鐵素體中, 形成合金鐵素體, 依靠固溶強化作用, 提高強度和硬度, 但同時降低塑性和韌性。
2.對退火狀態下鋼的機械性能的影響
由于合金元素的加入降低了共析點的碳含量、使C曲線右移, 從而使組織中的珠光體的比例增大, 使珠光體層片距離減小, 這也使鋼的強度增加, 塑性下降。但是在退火狀態下, 合金鋼沒有很大的優越性。
由于過冷奧氏體穩定性增大, 合金鋼在正火狀態下可得到層片距離更小的珠光體, 或貝氏體甚至馬氏體組織, 從而強度大為增加。Mn、Cr、Cu的強化作用較大, 而Si、Al、V、Mo等在一般含量(例如一般結構鋼的實際含量)下影響很小。
3. 對淬火、回火狀態下鋼的機械性能的影響
合金元素對淬火、回火狀態下鋼的強化作用顯著, 因為它充分利用了全部的四種強化機制。淬火時形成馬氏體, 回火時析出碳化物, 造成強烈的第二相強化，同時使韌性大大改善, 故獲得馬氏體并對其回火是鋼的經濟和有效的綜合強化方法。
合金元素加入鋼中, 首要的目的是提高鋼的淬透性, 保證在淬火時容易獲得馬氏體。其次是提高鋼的回火穩定性, 使馬氏體的保持到較高溫度，使淬火鋼在回火時析出的碳化物更細小、均勻和穩定。這樣, 在同樣條件下, 合金鋼比碳鋼具有更高的強度。
合金元素對鋼的工藝性能的影響
1. 合金元素對鋼鑄造性能的影響
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