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调质圆钢步骤
淬火是 步工序,加热温度依钢的成分而定,淬火介质则根据钢淬透性和钢件尺寸选择。钢淬火后内应力大,很脆,必须进行回火,以便应力,增加韧性,调整强度。回火是使调质钢力学性能定型化的重要工序。各种钢力学性能随回火温度变化的曲线,又称为钢的回火曲线,可以作为选择回火温度的依据。对某些合金调质钢的高温回火,要注意防止出现第二类回火脆性,以保证钢的使用性能。 [2]
应用编辑 语音
调质处理广泛用于要求具有优良综合性能,特别是在交变载荷下工作的结构零件,如汽车的轴、齿轮,航空发动机的涡轮轴、压气机盘等。需要感应加热淬火的结构钢零件,在表面淬火之前,通常都先进行调质,以获得细小而均匀的索氏体,有利于表面淬硬层,也可使心部获得良好的综合力学性能。氮化零件在渗氮前经过调质处理可以改善钢的加工性能,还能为渗氮作好组织准备。为使量具在淬火前得到较高的光洁度,粗加工造成的应力,减小淬火变形,并使淬火后的硬度高而均匀,可在精加工前进行调质处理。对于锻造后存在网状碳化物或晶粒粗大的工具钢,可采用调质处理碳化物网并细化晶粒,且使碳化物球化改善可切削性,为终热处理作好组织准备。
对圆钢的力学性能和回火性能的影响
钢的性能取决于铁的固溶体和碳化物各自性能以及它们相对分布的状态。合金元素对钢的力学性能的影响也与此有关。固溶于铁素体中的合金元素,起固溶强化作用,使强度和硬度提高,但同时使韧性和塑性相对地降低。
调质钢的韧性-脆性转变温度是评价力学性能的一项重要指标。
①提高转变温度的元素有 B、P、C、Si、Cu、Mo、Cr;
②降低转变温度的元素有Ni、Mn;
③少量时提高、多量时降低转变温度的元素有Ti、V;
④少量时降低、多量时提高转变温度的元素有Al。
合金钢的回火稳定性比碳素钢好,这是由于合金元素在回火时阻碍了钢中原子的扩散,因而在同样温度下,起到延迟马氏体分解和抗回火软化的作用。碳化物形成元素,对回火软化的延迟作用特别显著。钴和硅虽属不形成碳化物元素,但它们对渗碳体晶核的形成和长大,有强烈的延迟作用,因此,也有延迟回火软化的作用。 [5]
合金钢的主要合金元素有硅、锰、铬、镍、钼、钨、钒、钛、铌、锆、钴、铝、铜、硼、稀土等。
其中钒、钛、铌、锆等在钢中是强碳化物形成元素,只要有足够的碳,在适当条件下,就能形成各自的碳化物,当缺碳或在高温条件下,则以原子状态进入固溶体中;锰、铬、钨、钼为碳化物形成元素,其中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;铝、铜、镍、钴、硅等是不形成碳化物元素,一般以原子状态存在于固溶体中。
作用
合金结构钢圆钢
1、碳(C):钢中含碳量增加,屈服点和抗拉强度升高,但塑性和冲击性降低,当碳含量超过0.23%时,钢的焊接性能变坏,因此用于焊接的低合金结构钢,含碳量一般不超过0.20%。碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力,在露天料场的高碳钢就易锈蚀;此外,碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。
2、硅(Si):在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂,所以镇静钢含有0.15-0.30%的硅。如果钢中含硅量超过0.50-0.60%硅就算合金元素。硅能显著提高钢的弹性极限,屈服点和抗拉强度,故广泛用于作弹簧钢。在调质结构钢中加入1.0-1.2%的硅,强度可提高15-20%。硅和钼、钨、铬等结合,有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用,可制造耐热钢。含硅1-4%的低碳钢,具有极高的导磁率,用于电器工业做矽钢片。硅量增加,会降低钢的焊接性能。
对圆钢的焊接性和被切削性的影响
焊接性和被切削性是衡量钢的工艺性能好坏的主要方面。凡能提高淬透性的合金元素均对钢的焊接性不利。因为在焊缝热影响区靠近熔合线一侧冷却时易形成马氏体等硬脆组织,有导致开裂的危险。另一方面,热影响区靠近熔合线处的晶粒因受高热容易粗化,因此,合金钢中含有可使晶粒细化的元素如钛、钒等是有益的。
钢中加入适量的硫、铅等元素可改善钢的被切削性(见易切削钢)。合金钢中的合金元素一般会使钢的硬度增加,因而增高切削抗力,加剧刀具磨损。通过改变钢的基体组织、夹杂物的种类、数量和形状可以影响钢的被切削性。 [6]
对钢的耐蚀性能的影响
铬是不锈耐酸钢和耐热钢的主要合金元素。合金钢中含铬量若达到12%左右,在钢的表面便形成致密的铬的氧化物,使钢在氧化性介质中的耐蚀性发生突变而大大提高。铬、铝、硅等元素,能提高钢的抗氧化性和抗高温气体的腐蚀性能,但过量的铝和硅则会使钢的热塑性变坏。镍主要用来形成和稳定奥氏体组织,使钢获得良好的力学性能、耐蚀性能和工艺性能。钼能使不锈耐酸钢很快钝化,提高对含有氯离子的溶液及其他非氧化性介质的耐蚀能力。钛、铌通常用来固定合金钢中的碳,使它生成稳定的碳化物,以减轻碳对合金钢耐蚀性能的有害作用。铜和磷配合使用时,可提高钢的耐大气腐蚀性能。