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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。
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。
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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。
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