產品介紹(shào)
合金結構鋼(structural alloy steel),用作機械零件和各種工程構件並含有一(yī)種或數種一定量(liàng)的合(hé)金元素的鋼。
這類鋼,由於具有合適的淬透(tòu)性,經適宜的金(jīn)屬熱(rè)處理後,顯(xiǎn)微組織為均勻的索(suǒ)氏體、貝氏體或極(jí)細的珠光體,因而(ér)具有較高的抗拉強度和屈強比(一般(bān)在0.85左右),較高的韌性和疲勞強度,和較(jiào)低的韌性-脆性轉變溫度,可用於製造截麵尺寸較大的機器零件。
合金元素作用(yòng)
有三個方麵(miàn):①增大鋼的淬透性。淬透性是指鋼淬火時,從表層起淬成馬氏體層的深度(dù),是取得良好綜合(hé)性能的主要參數。除Co外,幾乎所有合金元素如 Mn、Mo、Cr、Ni、Si和C、N、B等都能提高鋼的淬(cuì)透性,其中 Mn、Mo、Cr、B的作用最強,其次是Ni、Si、Cu。而強碳化物形成元素如 V、Ti、Nb等,隻有溶於奧氏體中時才(cái)能增大鋼(gāng)的淬透性(xìng)。②影響鋼的(de)回火過程。由於合金元素在回火時能阻礙鋼中各種原子的擴散,因而在同樣溫度下和碳素鋼相比,一般均(jun1)起到延(yán)遲馬氏體的(de)分解和碳化物(wù)的聚集長大作用,從而提(tí)高鋼的回火穩定性(xìng),即提高(gāo)鋼的抗回火軟化(huà)能力,V、W、Ti、Cr、Mo、Si的作用(yòng)比較顯著,Al、Mn、Ni的作用不明(míng)顯。含有較高含量的碳化物(wù)形成元素(sù)如(rú)V、W、Mo等(děng)的鋼,在500~600℃回火時,析出細小彌散的特殊碳化物(wù)質點(diǎn)如V4C3、Mo2C、W2C等,代替部分較粗大的合金滲碳體,使鋼的強度不(bú)再下降反而升高,即出現二次硬化(見回火)。Mo對鋼(gāng)的(de)回火脆性有阻止或減弱的作用。③影響鋼的強化和韌化(huà)。Ni以固溶強(qiáng)化方式強化鐵素體;Mo、V、Nb等碳化物形成元素,既以彌散硬化方式又以固(gù)溶強化(huà)方式提高鋼的屈服(fú)強度;碳的強化作用最顯著。此外,加入這些合金元素,一般都細化奧氏體(tǐ)晶粒,增加(jiā)晶界的強化作用。影響鋼的韌性因素比較複雜,Ni改善鋼的韌性;Mn易使奧氏體晶粒(lì)粗化(huà),對回火脆性敏(mǐn)感;降低P、S含量,提高鋼的純淨度,對(duì)改善鋼的韌性有重要作用(見金屬的強化)。
分類
合金結構鋼一般分為調質結構鋼(gāng)和表麵硬化結構鋼。
①調質結構鋼 這類鋼的含碳量一般約為0.25%~0.55%,對於既定截麵尺寸的結構件,在調質處理(淬火(huǒ)加回火)時,如果沿截麵淬透,則力學性能(néng)良好,如果淬不(bú)透,顯微組織中出現有自(zì)由鐵(tiě)素體(tǐ),則韌性下降(jiàng)。對具有回火脆性傾向的鋼如錳鋼、鉻鋼(gāng)、鎳鉻鋼等,回火後應快(kuài)冷。這類鋼的淬火(huǒ)臨界直徑(jìng),隨晶粒度和合金元素含量的增加而增大,例如,40Cr和35SiMn鋼約為30~40mm,而40CrNiMo和30CrNi2MoV鋼則(zé)約為 60~100mm,常用於製造(zào)承受(shòu)較(jiào)大(dà)載荷的軸、連杆等(děng)結構件。
②表(biǎo)麵硬化結構鋼 用以製造表層堅硬耐磨而心部柔韌的零部件,如齒輪、軸等(děng)。為使零件(jiàn)心部韌性高,鋼中含碳量應(yīng)低,一般在0.12~0.25%,同時還有適量的合金元素,以保證適宜的淬透性。氮化鋼還(hái)需加入易形成氮化物的合金元素(如Al、Cr、Mo等)。滲碳(tàn)或碳氮共滲鋼,經850~950℃滲碳(tàn)或碳氮共(gòng)滲後,淬火並在(zài)低溫回火(約200℃)狀態下使用。氮化鋼(gāng)經氮化處理(lǐ)(480~580℃),直接使用,不再經淬火與回火處理。
生產工藝(yì)
根據鋼種和鋼的質量要(yào)求,合金結構(gòu)鋼的冶煉,可采用氧(yǎng)氣頂吹轉爐、平爐、電弧爐;或再加電渣重熔、真空除氣。鑄錠可采(cǎi)用連(lián)鑄或模(mó)鑄。鋼錠(dìng)應緩慢冷卻或熱送鍛造(zào)、軋製。鋼錠加熱時,應力求溫度均勻並有足夠的保溫時間(jiān),以改善偏析缺陷和(hé)避免鍛、軋時變形不均勻;鍛(duàn)、軋後的鋼材,尺寸小的、特別(bié)是含碳0.2%左(zuǒ)右的滲碳鋼,在600℃以上時應快速冷卻,以免加重(chóng)帶(dài)狀組織(zhī);截麵較大的鍛件,應(yīng)采取措施消除內應力和白點。調質鋼應盡可能淬(cuì)火成馬氏體組織,然後回火成索氏體組織;滲碳鋼在滲碳過程中,滲層濃度梯度不宜過大,以免在滲層晶界上出現(xiàn)連續網狀碳化物;氮化鋼(gāng)必(bì)需先(xiān)經熱處理(lǐ)得到所需的性能,再(zài)經最後精加工才能進行氮化。氮(dàn)化處理(lǐ)後除將(jiāng)脆薄的“白層”研磨除去外,不再加工(gōng)。
其他信息
可(kě)分為(wéi)普通(tōng)合金結構鋼和特(tè)殊用途合金結構鋼。前者包括低合金高強度鋼、低溫用鋼(gāng)、超高強度鋼、滲碳鋼、調質鋼和非調質鋼;後者包括彈簧鋼、滾珠軸承鋼、易(yì)切削鋼、冷衝壓鋼等。
要求具有較(jiào)高的屈(qū)服強度、抗拉強度和疲勞強度,還有足(zú)夠的塑性和韌性。
一般采用電(diàn)弧爐和氧氣頂吹轉爐冶煉,要(yào)求高的采(cǎi)用爐(lú)外精煉、電渣重(chóng)熔或真空處理、真空(kōng)感應爐冶煉或(huò)雙(shuāng)真空冶(yě)煉、合適的熱(rè)處理。
這類鋼的(de)合金元素(sù)含量都相當高,主要有耐蝕鋼、耐熱鋼、耐(nài)磨鋼、磁鋼以及具有其他特(tè)殊物理和化學性能的特殊鋼。
合金結構鋼廣泛用於船舶、車輛、飛機、導彈、兵器、鐵路、橋梁(liáng)、壓力容器、機床等結構上。
合金結構鋼比碳素鋼有更好的力學性能,特別是熱處(chù)理性能優良。
其牌號通(tōng)常是以“數(shù)字+元素符號(hào)+數字”的方法(fǎ)來表示(shì)。牌(pái)號中起首的兩位數字表示鋼的平均含碳量的萬分數,元(yuán)素符號及其後的數字表(biǎo)示所(suǒ)含合金元素及其平均含量的百分數。
若合金元素(sù)含量小於1.5%,則不標(biāo)其含量。
高級優質鋼在(zài)牌號尾部(bù)增加符號“A”例如,16Mn、20Cr、40Mn2、30CrMnSi、38CrMoAlA等。
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