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(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
沸騰鋼板與鎮靜鋼板
1、沸騰鋼板是由普通碳素結構鋼沸騰鋼熱軋成的鋼板。沸騰鋼是一種脫氧不完全的鋼,只用一定量的弱脫氧劑對鋼液脫氧,鋼液含氧量較高,當鋼水注入鋼錠模后,碳氧反應產生大量氣體,造成鋼液沸騰,沸騰鋼由此而得名。沸騰鋼含碳量低,由于不用硅鐵脫氧,鋼中含硅量也低(Si<0.07%)。沸騰鋼的外層是在沸騰所造成的鋼液劇烈攪動的條件下結晶成的,故表層純凈、致密,表面質量好,有很好的塑性和沖壓性能,沒有大的集中縮孔,切頭少,成材率高,而且沸騰鋼生產工藝簡單,鐵合金消耗少,鋼材成本低。沸騰鋼板大量用于制造各種沖壓件,建筑及工程結構及一些不太重要的機器結構零部件。但沸騰鋼心部雜質較多,偏析較嚴重,組織不致密,力學性能不均勻。同時由于鋼中氣體含量較多,故韌性低,冷脆和時效敏感性較大,焊接性能也較差。故沸騰鋼板不適于制造承受沖擊載荷、在低溫條件下工作的焊接結構及其他重要結構。
2、鎮靜鋼板是由普通碳素結構鋼鎮靜鋼熱軋制成的鋼板。鎮靜鋼是脫氧完全的鋼,鋼液在澆注前用錳鐵、硅鐵和鋁等進行充分脫氧,鋼液含氧量低(一般為0.002-0.003%),鋼液在鋼錠模中較平靜,不產生沸騰現象,鎮靜鋼由此得名。在正常操作條件下,鎮靜鋼中沒有氣泡,組織均勻致密;由于含氧量低,鋼中氧化物夾雜較少,純凈度較高,冷脆和時效傾向小;同時,鎮靜鋼偏析較小,性能比較均勻,質量較高。鎮靜鋼的缺點是有集中縮孔,成材率低,價格較高。因此,鎮靜鋼材主要用于低溫下承受沖擊的構件、焊接結構及其他要求強度較高的構件。
低合金鋼板都是鎮靜鋼和半鎮靜鋼鋼板。由于強度較高,性能優越,能節約大量鋼材,減輕結構重量,其應用已越來越廣泛。
武漢鋼鐵基地
包鋼位于內蒙古包頭市新區昆都侖河兩岸,是我國個五年計劃期間重點建設項目之一。第二個五年計劃期間正式投入生產。包鋼基地近鐵近煤。礦石基地在白云鄂博,南距廠區僅150公里,有包白鐵路及公路相遇。廠區東北約80公里處有石拐溝煤礦。包鋼靠近黃河,地勢平坦,用水條件好。1990年年產生鐵 251萬噸,鋼252萬噸,鋼材153萬噸。包頭鋼鐵公司不僅是我國大型鋼鐵聯合企業,也是我國主要的稀土生產基地。包頭礦具有巨大的稀土資源礦,其儲量居世界首位,有“稀土之鄉”的美稱。
武鋼位于武昌青山區的長江沿岸,是1949年后我國新建的大型鋼鐵工業基地。現已形成煉鐵600萬噸、煉鋼500萬噸、熱軋400萬噸、冷軋122萬噸、硅鋼片19萬噸的綜合生產能力。主要產品有:中型材、薄板、中厚板、大型材、帶鋼等,是我國大的鋼板生產基地。
武鋼地理位置優越,水陸運輸方便,廠區用地平坦、寬闊,靠近消費區。鄂東鐵礦是武鋼主要礦石產區,所產礦石品位較高,含銅等有益組分;但儲量有限,埋藏較深,是武鋼進一步發展的限制因素。今后可以考慮利用長江水運,適當進口部分富礦,以充分的發揮一米七軋機的生產能力。
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