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合金调质钢
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1. 用途
合金调质钢广泛用于制造汽车、拖拉机、机床和其它机器上的各种重要零件,如齿轮、轴类件、连杆、螺栓等。
2. 性能要求
调质件大多承受多种工作载荷,受力情况比较复杂,要求高的综合机械性能,即具有高的强度和良好的塑性、韧性。合金调质钢还要求有很好的淬透性。但不同零件受力情况不同,对淬透性的要求不一样。
3. 成分特点
(1) 中碳:碳含量一般在0.25%~0.50%之间,以0.4%居多;
(2) 加入提高淬透性的元素Cr、Mn、Ni、Si等:这些合金元素除了提高淬透性外,还能形成合金铁素体,提高钢的强度。如调质处理后的40Cr钢的性能比45钢的性能高很多;
(3) 加入防止第二类回火脆性的元素:含Ni、Cr、Mn的合金调质钢,高温回火慢冷时易产生第二类回火脆性。在钢中加入Mo、W可以防止第二类回火脆性,其适宜含量约为0.15%~0.30%Mo或0.8%~1.2%的W。
45钢与40Cr钢调质后性能的对比
钢号及热处理状态 截面尺寸/ mm sb/ MPa ss/MPa d5/ % y/% ak/kJ/m2
45钢 850℃水淬, 550℃回火 f50 700 500 15 45 700
40Cr钢 850℃油淬, 570℃回火 f50 (心部) 850 670 16 58 1000
24 优质钢和高级优质钢(带A字) 又叫质量钢和高级质量钢,其区别在于高级优质钢在下列方面的一部分或全部分优于优质钢:
①缩小含碳量范围;②减少有害杂质(主要是硫、磷)含量;③保证较高的纯净度(指夹杂物含量少);④保证较高的力学性能和工艺性能
钢材前景
对于市场前景,国内大型钢企出现分歧。鞍钢于3月18日下调了4月板材价格。而上周,宝钢上调了4月份主要产品的价格。而武钢、首钢主导品种并未跟随宝钢的步伐,沙钢更是出台降价政策并给予补贴。
交货状态
编辑热轧状态
钢材在热轧或锻造后不再对其进行专门热处理,冷却后直接交货,称为热轧或热锻状态,热轧(锻)的终止温度一般为800~900℃,之后一般在空气中自然冷却,因而热轧(锻)状态相当于正火处理。所不同的是因为热轧(锻)终止温度有高有低,不像正火加热温度控制严格,因而钢材组织与性能的波动比正火大。不少钢铁企业采用控制轧制,由于终轧温度控制很严格,并在终轧后采取强制冷却措施,因而钢的晶粒细化,交货钢材有较高的综合力学性能。无扭控冷热轧盘条比普通热轧盘条性能优越就是这个道理,热轧(锻)状态交货的钢材,由于表面覆盖有一层氧化铁皮,因而具有一定的耐蚀性,储运保管的要求不像冷拉(轧)状态交货的钢材那样严格,大中型型钢、中厚钢板可以在露天货场或经苫盖后存放
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奥氏体的形成
奥氏体化——若温度高于相变温度钢,在加热和保温阶段,将发生室温下的组织向A的转变,称为奥氏体化。
奥氏体形成的四个步骤:
1)奥氏体晶核的形成; A晶核通常在珠光体中F和Fe3C相界处产生;
2)奥氏体晶核长大;(3)残余渗碳体的溶解;(4)奥氏体的均匀化
共析钢——加热到Ac1点相变温度;
亚共析钢——加热到Ac3点相变温度以上;
过共析钢——理论上应加热到Accm以上,但实际上低于Accm。因为加热到Accm以上,渗碳体会全部溶解,奥氏体晶粒也会迅速长大,组织粗化,脆性增加。加热和冷却时相图上临界点位置,如图所示:
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奥氏体晶粒度和奥氏体晶粒长大及其影响因素
1、奥氏体晶粒度
1)起始晶粒度——室温下各种原始组织刚刚转变为奥氏
体时的晶粒度。
2)实际晶粒度——钢在具体的热处理或加热条件下实际获得的奥氏体晶粒度的大小。分为10级,1级粗(锻造常温调质晶粒度一般要求5-8级,锻造余热调质晶粒度一般要求大于等于2级)。
3)本质晶粒度——表示奥氏体晶粒长大的倾向性。不表示晶粒的大小。
本质粗晶粒钢:奥氏体晶粒度随着加热温度的升高不断地迅速长大。 (如图6-3) 图6-3
本质细晶粒钢:奥氏体晶粒度只有加热到较高温度才显著长大。
2、奥氏体晶粒长大及影响因素
主要用于制造汽车、拖拉机中的变速齿轮,内燃机上的凸轮轴、活塞销等机器零件。这类零件在工作中遭受强烈的摩擦磨损,同时又承受较大的交变载荷,特别是冲击载荷。
2. 性能要求
(1) 表面渗碳层硬度高,以保证优异的耐磨性和接触疲劳抗力,同时具有适当的塑性和韧性。
(2) 心部具有高的韧性和足够高的强度。心部韧性不足时,在冲击载荷或过载作用下容易断裂;强度不足时,则较脆的渗碳层易碎裂、剥落。
(3) 有良好的热处理工艺性能 在高的渗碳温度(900℃~950℃)下,奥氏体晶粒不易长大,并有良好的淬透性。
3. 成分特点
(1)低碳:碳含量一般为0.10%~0.25%,使零件心部有足够的塑性和韧性。
(2) 加入提高淬透性的合金元素:常加入Cr、Ni、Mn、B等。
(3) 加入阻碍奥氏体晶粒长大的元素:主要加入少量强碳化物形成元素Ti、V、W、Mo等,形成稳定的合金碳化物。
4.钢种及牌号
20Cr低淬透性合金渗碳钢。这类钢的淬透性低,心部强度较低。
20CrMnTi中淬透性合金渗碳钢。这类钢淬透性较高、过热敏感性较小,渗碳过渡层比较均匀,具有良好的机械性能和工艺性能。