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中碳調(diào)質(zhì)鋼,冷鐓模具鋼。該鋼價(jià)格適中,加工容易,經(jīng)適當(dāng)?shù)臒崽幚硪院罂色@得一定的韌性、塑性和耐磨性。正火可促進(jìn)組織球化,改進(jìn)硬度小于160HBS毛坯的切削性能。在溫度550~570℃進(jìn)行回火,該鋼具有的綜合力學(xué)性能。該鋼的淬透性高于45鋼,適合于高頻淬火,火焰淬火等表面硬化處理等。
40Cr鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)后用于制造承受中等負(fù)荷及中等速度工作的機(jī)械零件,如汽車的轉(zhuǎn)向節(jié)、后半軸以及機(jī)床上的齒輪、軸、蝸桿、花鍵軸、頂尖套等;經(jīng)淬火及中溫回火后用于制造承受高負(fù)荷、沖擊及中等速度工作的零件,如齒輪、主軸、油泵轉(zhuǎn)子、滑塊、套環(huán)等;經(jīng)淬火及低溫回火后用于制造承受重負(fù)荷、低沖擊及具有耐磨性、截面上實(shí)體厚度在25mm以下的零件,如蝸桿、主軸、軸、套環(huán)等;經(jīng)調(diào)質(zhì)并高頻表面淬火后用于制造具有高的表面硬度及耐磨性而無很大沖擊的零件,如齒輪、套筒、軸、主軸、曲軸、心軸、銷子、連桿、螺釘、螺帽、進(jìn)氣閥等。此外,這種鋼又適于制造進(jìn)行碳氮共滲處理的各種傳動(dòng)零件,如直徑較大和低溫韌性好的齒輪和軸。
隨著科學(xué)技術(shù)和工業(yè)的發(fā)展,對材料提出了更高的要求,如更高的強(qiáng)度,抗高溫、高壓、低溫,耐腐蝕、磨損以及其它特殊物理、化學(xué)性能的要求,碳鋼已不能完全滿足要求。
碳鋼的在性能上主要有以下幾方面的不足:(1)淬透性低一般情況下,碳鋼水淬的淬透直徑只有10mm-20mm。(2)強(qiáng)度和屈強(qiáng)比較低如普通碳鋼Q235鋼的σs為235MPa,而低合金結(jié)構(gòu)鋼16Mn的σs則為360MPa以上。40鋼的σs/σb僅為0.43,遠(yuǎn)低于合金鋼。(3)回火穩(wěn)定性差由于回火穩(wěn)定性差,碳鋼在進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理時(shí),為了保證較高的強(qiáng)度需采用較低的回火溫度,這樣鋼的韌性就偏低;為了保證較好的韌性,采用高的回火溫度時(shí)強(qiáng)度又偏低,所以碳鋼的綜合機(jī)械性能水平不高。(4)不能滿足特殊性能的要求碳鋼在抗氧化、耐蝕、耐熱、耐低溫、耐磨損以及特殊電磁性等方面往往較差,不能滿足特殊使用性能的需求。
合金鋼的分類:按合金元素含量:1、低合金鋼(合金元素總量低于5%)、中合金鋼(合金元素總量為5%-10%)、高合金鋼(合金元素總量高于10%)。2、按合金元素成分:鉻鋼(Cr-Fe-C)、鉻鎳鋼(Cr-Ni-Fe-C)、錳鋼(Mn-Fe-C)、硅錳鋼(Si-Mn-Fe-C)。3、按小試樣正火或鑄態(tài)組織分:珠光體鋼、馬氏體鋼、鐵素體鋼、奧氏體鋼、萊氏體鋼。4、按用途分:合金結(jié)構(gòu)鋼、合金工具鋼、特殊性能鋼。
12Cr1MoV鋼與12CrMoV合金管相比,具有更高的抗氧化性及熱強(qiáng)性。12Cr1MoV鋼的蠕變極限與持久強(qiáng)度值很接近,并在持久拉伸的情況下具有高的塑性;鋼的工藝性與焊接性良好,但焊前需預(yù)熱至300℃,焊后需除應(yīng)力處理。12Cr1MoV合金鋼主要在正火及高溫回火后使用,用以制造高壓設(shè)備中工作溫度不超過570~585℃的過熱鋼管、導(dǎo)管、蛇形管及其它相應(yīng)的鍛件。合金結(jié)構(gòu)鋼。統(tǒng)一數(shù)字代號:A31132。標(biāo)準(zhǔn):GB/T3077-1999化學(xué)成分:C:0.08~0.15 ,Si:0.17~0.37,Mn:0.40~0.70,Cr:0.90~1.20,Mo:0.25~0.35,V:0.15~0.30主要特性:此鋼與12CrMoV鋼相比,具有更高的抗氧化性及熱強(qiáng)性。此鋼的蠕變極限與持久強(qiáng)度值很接近,并在持久拉伸的情況下具有高的塑性;鋼的工藝性與焊接性良好,但焊前需預(yù)熱至300℃,焊后需除應(yīng)力處理。是高壓、超高壓、亞臨界電站鍋爐過熱器、集箱和主蒸氣導(dǎo)管廣泛采用的鋼種。580℃時(shí)仍具有高的熱強(qiáng)性和抗氧化性能,有較高的持久塑性。生產(chǎn)工藝較簡單,焊接性能良好,但對正火冷卻速度較敏感。580℃長期使用會(huì)產(chǎn)生珠光體球化。這種鋼主要在正火及高溫回火后使用,用以制造高壓設(shè)備中工作溫度不超過570~585℃的過熱鋼管、導(dǎo)管、蛇形管及其它相應(yīng)的鍛件。
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在鋼中加入合金元素后,鋼的基本組元鐵和碳與加入的合金元素會(huì)發(fā)生交互作用。鋼的合金化目的是希望利用合金元素與鐵、碳的相互作用和對鐵碳相圖及對鋼的熱處理的影響來改善鋼的組織和性能。合金元素與鐵、碳的相互作用,合金元素加入鋼中后,主要以三種形式存在鋼中。即:與鐵形成固溶體;與碳形成碳化物;在高合金鋼中還可能形成金屬間化合物。
合金元素對相圖的影響:1.對奧氏體和鐵素體存在范圍的影響:擴(kuò)大或縮小γ相區(qū)的元素均同樣擴(kuò)大或縮小Fe-Fe3C相圖中的γ相區(qū),且同樣Ni或Mn的含量較多時(shí),可使鋼在室溫下得到單相奧氏體組織(如奧氏體不銹鋼和高錳鋼等),而Cr、Ti、Si等超過一定含量時(shí),可使鋼在室溫獲得單相鐵素體組織(如高鉻鐵素體不銹鋼等)。2.對Fe-Fe3C相圖臨界點(diǎn)(S和E點(diǎn))的影響:擴(kuò)大γ相區(qū)的元素使Fe-Fe3C相圖中的共析轉(zhuǎn)變溫度下降,縮小γ相區(qū)的元素則使其上升,并都使共析反應(yīng)在一個(gè)溫度范圍內(nèi)進(jìn)行。幾乎所有的合金元素都使共析點(diǎn)(S)和共晶點(diǎn)(E)的碳含量降低,即S點(diǎn)和E點(diǎn)左移,強(qiáng)碳化物形成元素的作用尤為強(qiáng)烈。
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