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硬質(zhì)合金是以高硬度難熔金屬的碳化物(WC、TiC)米級粉末為主硬質(zhì)合金刀具。硬質(zhì)合金刀具要成分,以鈷(Co)或鎳(Ni)、鉬(Mo)為粘結(jié)劑,在真空爐或氫氣還原爐中燒結(jié)而成的粉末冶金制品。
ⅣB、ⅤB、ⅥB族金屬的碳化物、氮化物、硼化物等,由于硬度和熔點特別高,統(tǒng)稱為硬質(zhì)合金。下面以碳化物為重點來說明硬質(zhì)含金的結(jié)構(gòu)、特征和應(yīng)用。
ⅣB、ⅤB、ⅥB族金屬與碳形成的金屬型碳化物中,由于碳原子半徑小,能填充于金屬晶格的空隙中并保留金屬原有的晶格形式,形成間隙固溶體。在適當(dāng)條件下,這類固溶體還能繼續(xù)溶解它的組成元素,直到達到飽和為止。因此,它們的組成可以在一定范圍內(nèi)變動(例如碳化鈦的組成就在TiC0.5~TiC之間變動),化學(xué)式不符合化合價規(guī)則。當(dāng)溶解的碳含量超過某個極限時(例如碳化鈦中Ti︰C=1︰1),晶格型式將發(fā)生變化,使原金屬晶格轉(zhuǎn)變成另一種形式的金屬晶格,這時的間充固溶體叫做間充化合物。
如果按照合金的元素成分來進行劃分的話,可以分為四種類型, 種是鉻鋼,這種鋼中鉻元素是合金元素的重要組成部分。第二種類型是鉻鎳鋼,第三種就是錳鋼, 一種類型就是硅錳鋼。這些合金鋼的類型都是根據(jù)鋼中所含合金元素的組成來進行命名的,所以根據(jù)它們的名字就可以大致了解它們的構(gòu)成。
一個比較的特殊的分類是根據(jù)它們的用途來進行劃分, 種合金結(jié)構(gòu)鋼,是用來制作各種機器零件和工程構(gòu)件的,這種鋼具有恰到好處的淬透性,所以很多都用來制造橫截面積相對較大的器械的零件。第二種是合金工具鋼,從名字可以看出,這種鋼主要是用來制造一些工具的,比如量具、冷熱的模具、刀具等等,這種鋼具有很好的耐磨性能和韌性。第三種就是特殊性能鋼,這種具有一些特殊的心梗,所以制造的物品都是具有特殊性能的,比如耐熱的鋼、耐磨的鋼,可以滿足生產(chǎn)中的一些特殊的要求。
15CrMo合金鋼板系珠光體組織耐熱鋼,在高溫下具有較高的熱強性(δb≥440MPa)和抗氧化性,并具有一定的抗氫腐蝕能力。由于鋼中含有較高含量的Cr、C和其它合金元素,鋼材的淬硬傾向較明顯,焊接性差。焊接性焊接材料針對15CrMo鋼的焊接性的工作特點,方案Ⅰ:焊接預(yù)熱,采用ER80S-B2L焊絲,T1G焊打底,E8018-B2焊條,焊條電弧焊蓋面,焊后進行局部熱處理。焊后熱處理采用方案Ⅰ焊接的試件,焊后應(yīng)進行局部高溫回火處理。熱處理的工藝為:升溫速度為200℃/h,升到715℃保溫1小時15分鐘,降溫速度100℃/h,降到300℃后空冷。具體采用JL-4型履帶式電加熱器(1146×310)包繞焊縫,用硅酸鋁棉層保溫,保溫層厚度50mm,溫度控制采用DJK-A型電加熱器自動控溫儀.16Mo3合金鋼板一種國外牌號鋼板,用于制作鍋爐或者壓力容器使用。
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除Co外,幾乎所有合金元素都增大過冷奧氏體的穩(wěn)定性,推遲珠光體類型組織的轉(zhuǎn)變,使C曲線右移,即提高鋼的淬透性。常用提高淬透性的元素有:Mo、Mn、Cr、Ni、Si、B等。必須指出,加入的合金元素,只有完全溶于奧氏體時,才能提高淬透性。如果未完全溶解,則碳化物會成為珠光體的核心,反而降低鋼的淬透性。另外,兩種或多種合金元素的同時加入(如鉻錳鋼、鉻鎳鋼等),比單個元素對淬透性的影響要強得多。除Co、Al外,多數(shù)合金元素都使Ms和Mf點下降。其作用大小的次序是:Mn、Cr、Ni、Mo、W、Si。其中Mn的作用強,Si實際上無影響。Ms和Mf點的下降,使淬火后鋼中殘余奧氏體量增多。殘余奧氏體量過多時,可進行冷處理(冷至Mf點以下),以使其轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體;或進行多次回火,這時殘余奧氏體因析出合金碳化物會使Ms、Mf點上升,并在冷卻過程中轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體或貝氏體(即發(fā)生所謂二次淬火)。
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