对圆钢加热和冷却时相变的影响
钢加热时的主要固态相变是非奥氏体相向奥氏体相的转变,即奥氏体化的过程。整个过程都和碳的扩散有关。合金元素中,非碳化物形成元素降低碳在奥氏体中的能,增加奥氏形成的速度;而强碳化物形成元素强烈妨碍碳在钢中的扩散,显著减慢奥氏体化的过程。
钢冷却时的相变是指过冷奥氏体的分解,包括珠光体转变(共析分解)、贝氏体相变及马氏体相变。仅举合金元素对过冷奥氏体等温转变曲线的影响为例,大多数合金元素,除钴和铝外,均起减缓奥氏体等温分解的作用,但各类元素所起的作用有所不同。不形成碳化物的(如硅、磷、镍、铜)和少量的碳化物形成元素(如钒、钛、钼、钨),对奥氏体到向珠光体的转变和向贝氏体的转变的影响差异不大,因而使转变曲线向右推移。
碳化物形成元素(如钒、钛、铬、钼、钨)如果含量较多,将使奥氏体向珠光体的转变显著推迟,但对奥氏体向贝氏体的转变的推迟并不显著,因而使这两种转变的等温转变曲线从“鼻子”处分离,而形成两个 C形。 [3]
对钢的晶粒度和淬透性的影响
影响奥氏体晶粒度的因素很多。钢的脱氧和合金化情况均与“奥氏体本质晶粒度”有关。一般来说一些不形成碳化物的元素如镍、硅、铜、钴等阻止奥氏体晶粒长大的作用较弱而锰、磷则有促进晶粒长大的倾向。碳化物形成元素如钨、钼、铬等,对阻止奥氏体晶粒长大起中等作用。强碳化物形成元素如钒、钛、铌、锆等,强烈地阻止奥氏体晶粒长大,起细化晶粒作用。铝虽然属于不形成碳化物元素,但却是细化晶粒和控制晶粒开始粗化温度的常用的元素。
钢的淬透性(见淬火)高低主要取决于化学成分和晶粒度。除钴和铝等元素外,大部分合金元素溶入固溶体后都不同程度地抑制过冷奥氏体向珠光体和贝氏体的相变,增加获得马氏体组织的数量,即提高钢的淬透性。
合金工具钢用圆钢
又名量具钢
1高碳型合金钢,合金元素含量较低;
2具有高的硬度和耐磨性,机加工性能好,稳定性好;
3用于量具材料。
特殊性能钢
1低碳高合金钢;
2抗腐蚀性好;
3用于抗腐蚀、部分可做耐热材料。
耐热钢
1低碳高合金钢;
2耐热性能好;3
用于耐热材料、部分可做抗腐蚀材料。
低温钢
1低碳合金钢,根据耐低温程度合金元素有高有低;
2抗低温性好;
3用于低温材料(专用钢为镍钢)。
根据碳化物的倾向分类
合金钢根据各种元素在钢中形成碳化物的倾向,可分为三类:①强碳化物形成元素,如钒、钛、铌、锆等。
这类元素只要有足够的碳,在适当的条件下,就形成各自的碳化物;仅在缺碳或高温的条件下才以原子状态进入固溶体中。
②碳化物形成元素,如锰、铬、钨、钼等。这类元素一部分以原子状态进入固溶体中,另一部分形成置换式合金渗碳体如(Fe,Mn)3C、(Fe,Cr)3C等如果含量超过一定限度(除锰以外),又将形成各自的碳化物如(Fe,Cr)7C3、(Fe,W)6C等。
③ 不形成碳化物元素,如硅、铝、铜、镍、钴等。这类元素一般以原子状态存在于奥氏体、铁素体等固溶体中。合金元素中一些比较活泼的元素,如铝、锰、硅、钛、锆等,极易和钢中的氧和氮化合,形成稳定的氧化物和氮化物,一般以夹杂物的形态存在于钢中。锰、锆等元素也和硫形成硫化物夹杂。钢中含有足够数量的镍、钛、铝、钼等元素时能形成不同类型的金属间化合物。有的合金元素如铜、铅等,如果含量超过它在钢中的溶解度,则以较纯的金属相存在
第二次世界大战以后至60年代,主要是发展高强度圆钢和超高强度圆钢的时代,由于航空工业和火箭技术发展的需要,出现了许多高强度钢和超高强度钢新钢种,如沉淀硬化型高强度不锈钢和各种低合金高强度钢等是其代表性的钢种。60年代以后,许多冶金新技术,特别是炉外精炼技术被普遍采用,合金钢开始向高纯度、高精度和超低碳的方向发展,又出现了马氏体时效钢、超纯铁素体不锈钢等新钢种。
国际上使用的有上千个合金钢钢号,数万个规格,合金钢的产量约占钢总产量的10%,是国民经济建设和国防建设大量使用的重要金属材料。
20 世纪 70 年代以来, 世界范围内合金高强度钢的发展进入了一个全新时期, 以控制轧制技术和微合金化的冶金学为基础, 形成了现代低合金高强度钢即微合金化钢的新概念。
进入 80 年代,一个涉及广泛工业领域和专用材料门类的品种开发,借助于冶金工艺技术方面的成就达到了顶峰。在钢的化学成分-工艺-组织-性能的四位一体的关系中, 次突出了钢的组织和微观精细结构的主导地位,也表明低合金钢的基础研究已趋于成熟,以前所未有的新的概念进行合金设计。 [
产品酸洗编辑 语音
由于碳素结构钢或低合金圆钢表面上的氧化铁皮具有疏松、多孔和裂纹的结构,加之氧化铁皮在酸洗时随同钢材一起经过矫直、拉矫、传送的反复弯曲,使这些孔隙裂缝进一步增加和扩大。所以,酸溶液在与氧化铁皮起化学反应的同时,也可以通过裂缝和孔隙渗透而与16Mn低合金圆钢基体的铁起化学反应。也就是说,在酸洗一开始就同时进行着所有3种氧化物和金属铁与酸溶液之间的化学反应,所以,酸洗的过程包括了以下3个方面的作用:
(1) 溶解作用
16Mn低合金圆钢表面氧化铁皮中各种铁的氧化物与酸发生化学反应,生成溶于水的铁盐而溶解于酸溶液内。若用盐酸或硫酸进行酸洗时,生成可溶解于酸液的正铁及亚铁氯化物或硫酸盐,从而把氧化铁皮从16Mn低合金圆钢表面除去。这种作用,—般称作溶解作用。
(2) 机械剥离作用
16Mn低合金圆钢表面氧化铁皮中除铁的各种氧化物之外,还夹杂着部分的金属铁,而且氧化铁皮又具有多孔性,那么酸溶液就可以通过氧化铁皮的孔隙和裂缝与氧化铁皮中的铁或基体铁作用,并相应产生大量的氢气。由这部分氢气产生的膨胀压力,就可以把氧化铁皮从16Mn低合金圆钢表面上剥离下来。这种通过反应中产生氢气的膨胀压力把氧化铁皮剥离下来的作用,一般把它叫做机械剥离作用。
(3)还原作用
16Mn低合金圆钢与酸作用时,首先产生氢原子。一部分氢原子相互结合成为氢分子,促使氧化铁皮的剥离。另一部分氢原子靠其化学活泼性及很强的还原能力,将高价铁的氧化物和高价铁盐还原成易溶于酸溶液的低价铁氧化物及低价铁盐。