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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。
4. 鋼種及牌號(1)40Cr低淬透性調質鋼:這類鋼的油淬臨界直徑為30mm~40mm,用于制造一般尺寸的重要零件。(2)35CrMo中淬透性合金調質鋼:這類鋼的油淬臨界直徑為40mm~60mm,加入鉬不僅可提高淬透性,而且可防止第二類回火脆性。(3)40CrNiMo高淬透性合金調質鋼:這類鋼的油淬臨界直徑為60mm-100mm,多半是鉻鎳鋼。鉻鎳鋼中加入適當的鉬,不但具有好的淬透性,還可第二類回火脆性。5. 熱處理和組織性能合金調質鋼的終熱處理是淬火加高溫回火(調質處理)。合金調質鋼淬透性較高,一般都用油,淬透性特別大時甚至可以空冷,這能減少熱處理缺陷。合金調質鋼的終性能決定于回火溫度。一般采用500℃-650℃回火。通過選擇回火溫度,可以獲得所要求的性能。為防止第二類回火脆性,回火后快冷(水冷或油冷),有利于韌性的提高。合金調質鋼常規熱處理后的組織是回火索氏體。對于表面要求耐磨的零件(如齒輪、主軸),再進行感應加熱表面淬火及低溫回火,表面組織為回火馬氏體。表面硬度可達55HRC~58HRC。合金調質鋼淬透調質后的屈服強度約為800MPa, 沖擊韌性在800kJ/m2心部硬度可達22HRC~25HRC。若截面尺寸大而未淬透時,性能顯著降低。
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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。
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