合金圆钢
1、按合金元素的含量分
1)低合金钢 合金元素总含量小于等于5%;
2)中合金钢 合金元素总含量在5%~10%之间;
3)高合金钢 合金元素总含量大于等于10%;
2、按合金元素的种类分
有铬钢、锰钢、铬锰钢、铬镍钢、铬镍钼钢、硅锰钼钒钢等。
3、按主要用途分
(1)结构钢
1)建筑及工程用结构钢
2)机械制造用结构钢
(2)工具钢
(3)特殊性能钢
合金钢
合金钢
合金钢种类很多,通常按合金元素含量多少分为低合金钢(含量<5%),中合金钢(含量5%~10%),高合金钢(含量>10%);按质量分为优质合金钢、特质合金钢;按特性和用途又分为合金结构钢、不锈钢、耐酸钢、耐磨钢、耐热钢、合金工具钢、滚动轴承钢、合金弹簧钢和特殊性能钢(如软磁钢、永磁钢、无磁钢)等。
滚动轴承圆钢
1、性能特点 要求具有很高的强度和硬度、很高的弹性极限和接触疲劳强度,足够的韧性和淬透性,很高的耐磨性,而且还应有一定的抗腐蚀能力。
2、化学成分特点 高碳(0.95%
3、热处理特点 预先热处理为球化退火,终热处理为淬火+低温回火。生产工艺如下:轧制、锻造、球化退火、机械加工、淬火加低温回火、磨削加工、成品金相组织为:回M+粒状碳化物+少量A残
4、常用钢种 GCr15、GCr15SiMn(注意Cr的含量、C的含量)。
工具圆钢
合金刃具钢
刃具钢应具有下列性能要求:
(1)高硬度(60HRC以上)
(2)高的耐磨性
(3)高的热硬性(红硬性)
(4)具有一定的强度、韧性和塑性
(一)低合金刃具钢
1、化学成分特点 高的含碳量(0.75~1.5%);为了提高淬透性和回火稳定性,加入Cr、Mn、Si、V、W等合金元素;
2、热处理特点 预处理为球化退火,终热处理为淬火+低温回火。
3、常用钢种 9SiCr、9Mn2V9SiCr钢圆板牙淬火回火工艺,如图2所示:
图2 title
图2 title
(二)高速钢
1、化学成分特点
①高C:0.7 %~1.5 %;
②加入Cr提高淬透性;
③加入W、Mo提高热硬性;
④加入V提高耐磨性。
2、热处理特点 退火+1270℃淬火+560℃~ 580℃回火(三次)。
3、典型钢种 W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2W18Cr4V 钢盘形铣刀淬火回火工艺曲线。
一般轴承用圆钢主要是高碳铬轴承钢,即含碳量1%左右,加入1.5%左右的铬,并含有少量的锰、硅元素的过共析钢。铬可以改善热处理性能、提高淬透性、组织均匀性、回火稳定性,又可以提高钢的防锈性能和磨削性能。
但当铬含量超过1.65%时,淬火后会增加钢中残余奥氏体,降低硬度和尺寸稳定性,增加碳化物的不均匀性,降低钢的冲击韧性和疲劳强度。为此,高碳铬轴承钢中的含铬量一般控制在1,65%以下。只有严格控制轴承钢中的化学成分,才能通过热处理工序获得满足轴承性能的组织和硬度。
②较高的尺寸精度要求,对于使用在高速镦锻机上锻造的热轧退火棒料,应该对其尺寸精度有更高的要求。
滚动轴承用钢要求钢材尺寸精度较高,这是因为大部分轴承零件都要经过压力成型。为了节省材料和提高劳动生产率,绝大部分轴承套圈都是经过锻造成型,钢球是经过冷镦或热轧成型,小尺寸的滚子也是经过冷镦成型。如果钢材的尺寸精度不高,就无法地计算下料尺寸和重量,而不能保证轴承零件的产品质量,也容易造成设备和模具的损坏。
③特别严格的纯洁度要求。
钢的纯洁度是指钢中所含非金属夹杂物的多少,纯洁度越高,钢中的非金属夹杂物越少。轴承钢中的氧化物、硅酸盐等有害夹杂物是导致轴承早期疲劳剥落、显著降低轴承寿命的主要原因。特别是脆性夹杂物危害 ,由于在加工过程中容易从金属基体上剥落下来,严重影响轴承零件精加工后的表面质量。因此,为了提高轴承的使用寿命和可靠性,必须降低轴承钢中夹杂物的含量。
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。 [