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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。
合金滲碳鋼編輯
1. 用途
主要用于制造汽車、拖拉機中的變速齒輪,內燃機上的凸輪軸、活塞銷等機器零件。這類零件在工作中遭受強烈的摩擦磨損,同時又承受較大的交變載荷,特別是沖擊載荷。
2. 性能要求
(1) 表面滲碳層硬度高,以保證優異的耐磨性和接觸疲勞抗力,同時具有適當的塑性和韌性。
(2) 心部具有高的韌性和足夠高的強度。心部韌性不足時,在沖擊載荷或過載作用下容易斷裂;強度不足時,則較脆的滲碳層易碎裂、剝落。
(3) 有良好的熱處理工藝性能 在高的滲碳溫度(900℃~950℃)下,奧氏體晶粒不易長大,并有良好的淬透性。
3. 成分特點
(1)低碳:碳含量一般為0.10%~0.25%,使零件心部有足夠的塑性和韌性。
(2) 加入提高淬透性的合金元素:常加入Cr、Ni、Mn、B等。
(3) 加入阻礙奧氏體晶粒長大的元素:主要加入少量強碳化物形成元素Ti、V、W、Mo等,形成穩定的合金碳化物。
4.鋼種及牌號
20Cr低淬透性合金滲碳鋼。這類鋼的淬透性低,心部強度較低。
20CrMnTi中淬透性合金滲碳鋼。這類鋼淬透性較高、過熱敏感性較小,滲碳過渡層比較均勻,具有良好的機械性能和工藝性能。
18Cr2Ni4WA和20Cr2Ni4A高淬透性合金滲碳鋼。這類鋼含有較多的Cr、Ni等元素,淬透性很高,且具有很好的韌性和低溫沖擊韌性。
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京、津、唐基地
包括首都鋼鐵公司、天津各鋼廠及唐山鋼鐵公司,是全國重要的鋼鐵基地之一,主要鋼鐵產品產量占全國總產量的10%左右。其中,成品鋼材產量占全國鋼鐵總產量的13%。京津唐鋼鐵基地的有利條件是:①基地周圍資源豐富,冀東鐵礦基地擁有遷安、灤縣等大鐵礦,儲量僅次于鞍本;有開灤、京西等大煤田,其中開灤煤礦年產2000萬噸以上,是我國大的優質煉焦煤基地;②基地位置優越,交通發達,扼關內外聯系的必經之路,鐵路、公路四通八達,有天津、秦皇島等重要海港;③基地靠近消費區,技術力量雄厚。北京是我國的政治、文化中心,天津是北方的大港口城市、華北的經濟中心,唐山是河北省重要的工業城市。三市互為依托,密切聯系,成為我國北方重要的經濟區域之一,也是鋼鐵工業的消費大戶。從基地整體看,采選、冶煉和軋鋼能力大體平衡。
首鋼是京、津、唐地區大的鋼鐵聯合企業,經近十年的改建、擴建,已形成300萬噸配套的生產能力,改變了過去生鐵產量大于鋼產量,鋼產量大于鋼材的不平衡狀況,1990年生產生鐵357萬噸、鋼435萬噸、成品鋼材374萬噸,首鋼技術先進,各項經濟指標均保持國內先進水平。
天津市各鋼廠以煉鋼、軋鋼為主,煉鐵基地在河北南端涉縣,與天津相距500多公里。每年還需要從外地調入近百萬噸的生鐵,供化鐵煉鋼;又調入大量鋼坯,供軋坯成材,造成往返運輸,能源浪費等不合理狀況。天津市的鋼材品種多樣,以中小型鋼材和金屬制品為主。
唐鋼與天津類似,以煉鋼和軋鋼為主,在河北宣化建立了煉鐵基地?!捌呶濉逼陂g,唐鋼新增75萬噸生鐵生產能力、172萬噸原礦處理能力、85萬噸連鑄能力和35萬噸軋材能力,連鑄生產能力由“六五”期末的5萬噸,增加到90萬噸,連鑄比也由4.21%提高到43.96%。
對奧氏體和鐵素體存在范圍的影響
擴大或縮小γ相區的元素均同樣擴大或縮小Fe-Fe3C相圖中的γ相區, 且同樣Ni或Mn的含量較多時, 可使鋼在室溫下得到單相奧氏體組織(如1Cr18Ni9奧氏體不銹鋼和ZGMn13高錳鋼等), 而Cr、Ti、Si等超過一定含量時, 可使鋼在室溫獲得單相鐵素體組織 (如1Cr17Ti高鉻鐵素體不銹鋼等)。
對Fe-Fe3C相圖臨界點(S和E點)的影響
擴大γ相區的元素使Fe-Fe3C相圖中的共析轉變溫度下降, 縮小γ相區的元素則使其上升, 并都使共析反應在一個溫度范圍內進行。幾乎所有的合金元素都使共析點(S)和共晶點(E)的碳含量降低,即S點和E點左移, 強碳化物形成元素的作用尤為強烈。
合金元素對鋼熱處理的影響
合金元素的加入會影響鋼在熱處理過程中的組織轉變。
1. 合金元素對加熱時相轉變的影響
合金元素影響加熱時奧氏體形成的速度和奧氏體晶粒的大小。
(1)對奧氏體形成速度的影響: Cr、Mo、W、V等強碳化物形成元素與碳的親合力大, 形成難溶于奧氏體的合金碳化物, 顯著減慢奧氏體形成速度;Co、Ni等部分非碳化物形成元素, 因增大碳的擴散速度, 使奧氏體的形成速度加快;Al、Si、Mn等合金元素對奧氏體形成速度影響不大。
(2)對奧氏體晶粒大小的影響:大多數合金元素都有阻止奧氏體晶粒長大的作用, 但影響程度不同。強烈阻礙晶粒長大的元素有:V、Ti、Nb、Zr等;中等阻礙晶粒長大的元素有:W、Mn、Cr等;對晶粒長大影響不大的元素有:Si、Ni、Cu等;促進晶粒長大的元素:Mn、P等。
2. 合金元素對過冷奧氏體分解轉變的影響
除Co外, 幾乎所有合金元素都增大過冷奧氏體的穩定性, 推遲珠光體類型組織的轉變, 使C曲線右移, 即提高鋼的淬透性。常用提高淬透性的元素有:Mo、Mn、Cr、Ni、Si、B等。必須指出, 加入的合金元素, 只有完全溶于奧氏體時, 才能提高淬透性。如果未完全溶解, 則碳化物會成為珠光體的核心, 反而降低鋼的淬透性。另外, 兩種或多種合金元素的同時加入(如, 鉻錳鋼、鉻鎳鋼等), 比單個元素對淬透性的影響要強得多。
除Co、Al外, 多數合金元素都使Ms和Mf點下降。其作用大小的次序是:Mn、Cr、Ni、Mo、W、Si。其中Mn的作用強, Si實際上無影響。Ms和Mf點的下降, 使淬火后鋼中殘余奧氏體量增多。殘余奧氏體量過多時,可進行冷處理(冷至Mf點以下), 以使其轉變為馬氏體; 或進行多次回火, 這時殘余奧氏體因析出合金碳化物會使Ms、Mf點上升, 并在冷卻過程中轉變為馬氏體或貝氏體(即發生所謂二次淬火)。
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