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合金结构钢一般分为调质结构钢和表面硬化结构钢。
①调质结构钢 这类钢的含碳量一般约为0.25%~0.55%,对于既定截面尺寸的结构件,在调质处理(淬火加回火)时,如果沿截面淬透,则力学性能良好,如果淬不透,显组织中出现有自由铁素体,则韧性下降。对具有回火脆性倾向的钢如锰钢、铬钢、镍铬钢等,回火后应快冷。这类钢的淬火临界直径,随晶粒度和合金元素含量的增加而增大,例如,40Cr和35SiMn钢约为30~40mm,而40CrNiMo和30CrNi2MoV钢则约为 60~100mm,常用于制造承受较大载荷的轴、连杆等结构件。
②表面硬化结构钢 用以制造表层坚硬耐磨而心部柔韧的零部件,如齿轮、轴等。为使零件心部韧性高,钢中含碳量应低,一般在0.12~0.25%,同时还有适量的合金元素,以保证适宜的淬透性。氮化钢还需加入易形成氮化物的合金元素(如Al、Cr、Mo等)。渗碳或碳氮共渗钢,经850~950℃渗碳或碳氮共渗后,淬火并在低温回火(约200℃)状态下使用。氮化钢经氮化处理(480~580℃),直接使用,不再经淬火与回火处理。
①调质结构钢 这类钢的含碳量一般约为0.25%~0.55%,对于既定截面尺寸的结构件,在调质处理(淬火加回火)时,如果沿截面淬透,则力学性能良好,如果淬不透,显组织中出现有自由铁素体,则韧性下降。对具有回火脆性倾向的钢如锰钢、铬钢、镍铬钢等,回火后应快冷。这类钢的淬火临界直径,随晶粒度和合金元素含量的增加而增大,例如,40Cr和35SiMn钢约为30~40mm,而40CrNiMo和30CrNi2MoV钢则约为 60~100mm,常用于制造承受较大载荷的轴、连杆等结构件。
②表面硬化结构钢 用以制造表层坚硬耐磨而心部柔韧的零部件,如齿轮、轴等。为使零件心部韧性高,钢中含碳量应低,一般在0.12~0.25%,同时还有适量的合金元素,以保证适宜的淬透性。氮化钢还需加入易形成氮化物的合金元素(如Al、Cr、Mo等)。渗碳或碳氮共渗钢,经850~950℃渗碳或碳氮共渗后,淬火并在低温回火(约200℃)状态下使用。氮化钢经氮化处理(480~580℃),直接使用,不再经淬火与回火处理。
厚度170mm以下的叶轮以及各种重要紧固件;在农业机械上多用锄铲柄,犁滚等耐磨零件,此钢可完全替代40Cr作调质钢。 11 42SiMn 主要用作表面淬火钢,在高频淬火及中温回火状态下用于制造中速和中等负荷的齿轮零件;在调质后高频淬火、低温回火状态下能够与制造表面要求高硬度、较高耐磨性的较大截面零件,如主轴、轴、齿轮等,也可在淬火后低、中温回火状态下用于制造中速、高负荷的零件,如齿轮、主轴、液压泵转子,滑块等,可代40CrNi钢。 12 13 20SiMn2MoV 25SiMn2MoV 用于制造截面较大,负荷较重,应力状态复杂或在低温下长期运转的机件,如石油机械钻井机系统的轻型吊环、吊卡、射孔器等。
一、热影响区的淬硬倾向在一些钢材内,含碳比较少强度也比较低的钢材,他的淬硬倾向就比较小。但是随着钢材强度级别的增加,随之淬硬倾向也慢慢变大。在焊接时,如果快速冷却可能会出现热影响区出现马氏体组织。
二、冷裂纹。低合金高强度结构钢在焊接的时候,如果热影响区的冷冽倾向加大,而且这种冷裂纹一般具有延迟的性质,危害性也比较大。有一些钢材,因为预热的温度没达到,在进行焊接时,在热影响区就会形成大量的冷裂纹。地合金高强度的钢材定位焊接的焊缝就会很容易裂开。这种情况的原因就是由于焊缝的尺度较小,长度也比较短,而冷却的速度过于快而导致。这样的开裂属于冷裂纹性质。三、热裂纹。一般情况下,强度的等级较低的时候,热轧和正火钢热烈倾向比较小。
二、冷裂纹。低合金高强度结构钢在焊接的时候,如果热影响区的冷冽倾向加大,而且这种冷裂纹一般具有延迟的性质,危害性也比较大。有一些钢材,因为预热的温度没达到,在进行焊接时,在热影响区就会形成大量的冷裂纹。地合金高强度的钢材定位焊接的焊缝就会很容易裂开。这种情况的原因就是由于焊缝的尺度较小,长度也比较短,而冷却的速度过于快而导致。这样的开裂属于冷裂纹性质。三、热裂纹。一般情况下,强度的等级较低的时候,热轧和正火钢热烈倾向比较小。
③影响钢的强化和韧化。Ni以固溶强化方式强化铁素体;Mo、V、Nb等碳化物形成元素,既以弥散硬化方式又以固溶强化方式提高钢的屈服强度;碳的强化作用显著。此外,加入这些合金元素,一般都细化奥氏体晶粒,增加晶界的强化作用。影响钢的韧性因素比较复杂,Ni改善钢的韧性;Mn易使奥氏体晶粒粗化,对回火脆性敏感;降低P、S含量,提高钢的纯净度,对改善钢的韧性有重要作用 [2] 。
合金结构钢一般分为调质结构钢和表面硬化结构钢。
①调质结构钢 这类钢的含碳量一般约为0.25%~0.55%,对于既定截面尺寸的结构件,在调质处理(淬火加回火)时,如果沿截面淬透,则力学性能良好,如果淬不透,显组织中出现有自由铁素体,则韧性下降。
合金结构钢一般分为调质结构钢和表面硬化结构钢。
①调质结构钢 这类钢的含碳量一般约为0.25%~0.55%,对于既定截面尺寸的结构件,在调质处理(淬火加回火)时,如果沿截面淬透,则力学性能良好,如果淬不透,显组织中出现有自由铁素体,则韧性下降。