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。
轴承钢圆钢是用来制造滚珠、滚柱和轴承套圈的钢。轴承钢有高而均匀的硬度和耐磨性,以及高的弹性极限。对轴承钢的化学成分的均匀性、非金属夹杂物的含量和分布、碳化物的分布等要求都十分严格,是所有钢铁生产中要求严格的钢种之一。1976年国际标准化组织ISO将一些通用的轴承钢号纳入国际标准,将轴承钢分为:全淬透型轴承钢、表面硬化型轴承钢、不锈轴承钢、高温轴承钢等四类共17个钢号。
轴承钢又称高碳铬钢,含碳量Wc为1%左右,含铬量Wcr为0.5%-1.65%。轴承钢又分为高碳铬轴承钢、无铬轴承钢、渗碳轴承钢、不锈轴承钢、中高温轴承钢及防磁轴承钢六大类。
高碳铬轴承钢GCr15是世界上生产量 的轴承钢,含碳Wc为1%左右,含铬量Wcr为1.5%左右,从1901年诞生至今100多年来,主要成分基本没有改变,随着科学技术的进步,研究工作任在继续,产品质量不断提高,占世界轴承钢生产总量的80%以上。以至于轴承钢如果没有特殊的说明,那就是指GCr15。
我国已生产高碳铬不锈轴承钢,主要钢号有9Cr18;渗碳轴承钢,主要钢号有G20CrMo;铬轴承钢,主要钢号有GCr15。
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
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(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。
65Mn圆钢,锰提高淬透性,φ12mm的钢材油中可以淬透,表面脱碳倾向比硅钢小,经热处理后的综合力学性能优于碳钢,但有过热敏感性和回火脆性。
概述
65Mn圆钢用作小尺寸各种扁、圆弹簧、座垫弹簧、弹簧发条,也可制作弹簧环、气门簧、离合器簧片、刹车弹簧及冷拔钢丝冷卷螺旋弹簧。
65Mn钢常用弹簧钢,终热处理为淬火、回火。65Mn钢常用于做机械加工成品,同时也是冷作模具钢的典型材料,其中以圆钢应用领域为广泛。
供货状态及硬度
未热处理,硬度≤285HBS;退火态,硬度≤229HBS。
化学成分
C0.17-0.25、Si0.17-0.37、Mn0.35-0.65、P≤0.035、S≤0.035、Ni≤0.30、Cr≤0.15、Cu≤0.25
该钢强度较高,淬透性较大,脱碳倾向小,但有过热敏感性,易出现淬火裂纹,并有回火脆性。在退火状态下切削加工性尚好,焊接性好,冷变形塑性低,带材可进行一般弯曲成形加工。