20Cr2Ni4A
§7-1 鋼的合金化天津立興金屬制品有限公司022-26801886 13602061168 宋嫣然

在鋼中加入合金元素后，鋼的基本組元鐵和碳與加入的合金元素會(huì)發(fā)生交互作用。鋼的合金化目的是希望利用合金元素與鐵、碳的相互作用和對鐵碳相圖及對鋼的熱處理的影響來改善鋼的組織和性能
相互作用
合金元素與鐵、碳的相互作用
合金元素加入鋼中后，主要以三種形式存在鋼中。即:與鐵形成固溶體;與碳形成碳化物;在高合金鋼中還可
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 幾乎所有的合金元素(除)都可溶入鐵中, 形成合金鐵素體或合金按其對α-Fe或γ-Fe的作用, 可將合金元素分為擴(kuò)大奧氏體相區(qū)和縮小奧氏體相區(qū)兩大類。
擴(kuò)大γ相區(qū)的元素-亦稱奧氏體穩(wěn)定化元素, 主要Ni、Co、C、N、Cu等, 它們使A3點(diǎn)(γ-Fe α-Fe的轉(zhuǎn)變點(diǎn))下降, A4點(diǎn)( γ-Fe的轉(zhuǎn)變點(diǎn))上升, 從而擴(kuò)大γ-相的存在范圍。其中Ni、M等加入到一定量后, 可使γ相區(qū)擴(kuò)大到室溫以下, 使α相區(qū)消失, 稱為完全擴(kuò)大γ相區(qū)元素。另外一些元素(如C、N、Cu等), 雖然擴(kuò)大γ相區(qū), 但不能擴(kuò)大到室溫, 故稱之為部分?jǐn)U大γ相區(qū)的元素。
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縮小γ相區(qū)元素--亦稱鐵素體穩(wěn)定化元素, 主要有Cr、Mo、W、V、Ti、Al、Si、B、、等。它們使A3點(diǎn)上升, A4點(diǎn)下降(鉻除外, 鉻含量小于7%時(shí), A3點(diǎn)下降; 大于7%后,A3點(diǎn)迅速上升), 從而縮小γ相區(qū)存在的范圍, 使鐵素體穩(wěn)定區(qū)域擴(kuò)大。按其作用不同可分為完全封閉γ相區(qū)的元素(如Cr、Mo、W、V、Ti、Al、Si等)和部分縮小γ相區(qū)的元素(如B、、等)。
2. 形成碳化物合金元素按其與鋼中碳的親和力的大小, 可分為碳化物形成元素和非碳化物形成元素兩大類。
常見非碳化物形成元素有:Ni、Co、Cu、Si、Al、N、B等。它們基本上都溶于鐵素體和奧氏體中。常見碳化物形成元素有:M、Cr、W、V、N、Z、Ti等(按形成的碳化物的穩(wěn)定性程度由弱到強(qiáng)的次序排列)，它們在鋼中一部分固溶于基體相中，一含量高時(shí)可形成新的合金碳化合物。對奧氏體和鐵素體存在范圍的影響
擴(kuò)大或縮小γ相區(qū)的元素均同樣擴(kuò)大或縮小Fe-Fe3C相圖中的γ相區(qū), 且同樣Ni或M的含量較多時(shí), 可使鋼在室溫下得到單相 (如1Cr18Ni9和ZGMn13高錳鋼等)， 而Cr、Ti、Si等超過一定含量時(shí), 可使鋼在室溫獲得單相鐵素體組織 (如1Cr17Ti高鉻等)。
對Fe-Fe3C相圖臨界點(diǎn)(S和E點(diǎn))的影響
擴(kuò)大γ相區(qū)的元素使Fe-Fe3C相圖中的共析轉(zhuǎn)變溫度下降, 縮小γ相區(qū)的元素則使其上升, 并都使共析反應(yīng)在一個(gè)溫度范圍內(nèi)進(jìn)行。幾乎所有的合金元素都使共析點(diǎn)(S)和共晶點(diǎn)(E)的碳含量降低，即S點(diǎn)和E點(diǎn)左移, 強(qiáng)碳化物形成元素的作用尤為強(qiáng)烈。
合金元素對鋼熱處理的影響
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合金元素的加入會(huì)影響鋼在熱處理過程中的組織轉(zhuǎn)變。
1. 合金元素對加熱時(shí)相轉(zhuǎn)變的影響
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合金元素影響加熱時(shí)奧氏體形成的速度和奧氏體晶粒的大小。
(1)對奧氏體形成速度的影響: Cr、Mo、W、V等強(qiáng)碳化物形成元素與碳的親合力大, 形成難溶于奧氏體的合金碳化物, 顯著減慢奧氏體形成速度;Co、Ni等部分非碳化物形成元素, 因增大碳的擴(kuò)散速度, 使奧氏體的形成速度加快;Al、Si、M等合金元素對奧氏體形成速度影響不大。
(2)對奧氏體晶粒大小的影響:大多數(shù)合金元素都有阻止奧氏體晶粒長大的作用, 但影響程度不同。強(qiáng)烈阻礙晶粒長大的元素有:V、

 

 

H型鋼是一種截面面積分配更加優(yōu)化、強(qiáng)重比更加合理的經(jīng)濟(jì)斷面型材，因其斷面與英文字母"H"相同而得名。由于H型鋼的各個(gè)部位均以直角排布，因此H型鋼在各個(gè)方向上都具有抗彎能力強(qiáng)、施工簡單、節(jié)約成本和結(jié)構(gòu)重量輕等優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用。是一種截面面積分配更加優(yōu)化、強(qiáng)重比更加合理的經(jīng)濟(jì)斷面型材，因其斷面與英文字母"H"相同而得名。由于H型鋼的各個(gè)部位均以直角排布，因此H型鋼在各個(gè)方向上都具有抗彎能力強(qiáng)、施工簡單、節(jié)約成本和結(jié)構(gòu)重量輕等優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用。結(jié)構(gòu)介紹

H型鋼是一種新型經(jīng)濟(jì)建筑用鋼。H型鋼截面形狀經(jīng)濟(jì)合理，軋制時(shí)截面上各點(diǎn)延伸較均勻、內(nèi)應(yīng)力小，與普通工字鋼比較，具有截面模數(shù)大、重量輕、節(jié)省金屬的優(yōu)點(diǎn)，可使建筑結(jié)構(gòu)減輕30-40%;又因其腿內(nèi)外側(cè)平行，腿端是直角，拼裝組合成構(gòu)件，可節(jié)約焊接、鉚接工作量達(dá)25%。常用于要求承截能力大，截面穩(wěn)定性好的大型建筑(如廠房、高層建筑等)，以及橋梁、船舶、起重運(yùn)輸機(jī)械、設(shè)備基礎(chǔ)、支架、基礎(chǔ)樁等。

H型鋼是由工字型鋼優(yōu)化發(fā)展而成的一種斷面力學(xué)性能更為優(yōu)良的經(jīng)濟(jì)型斷面鋼材，尤其斷面與英文字母"H"相同而得名。其特點(diǎn)如下:

翼緣寬，側(cè)向剛度大。

抗彎能力強(qiáng)，比工字鋼大約5%-10%。

翼緣兩相互平行使得連接、加工、安裝簡便。

與焊接工字鋼相比，成本低，精度高，殘余應(yīng)力小，無需昂貴的焊接材料和焊縫檢測，節(jié)約鋼結(jié)構(gòu)制作成本30%左右。

相同截面負(fù)荷下.熱軋H鋼結(jié)構(gòu)比傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)重量減輕15%-20%。

與砼結(jié)構(gòu)相比，熱軋H鋼結(jié)構(gòu)可增大6%的使用面積，而結(jié)構(gòu)自重減輕20%一30%，減少結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)力。

H型鋼可加工成，蜂窩梁可經(jīng)組合形成各種截面形式，極大滿足工程設(shè)計(jì)與制作需求。H型鋼分為熱軋H型鋼 和焊接H型鋼(H)兩種，熱軋H型鋼又分為寬翼緣H型鋼(HW) 中翼緣H型鋼(HM)和窄翼緣H型鋼(HN)三種。

HW 是H型鋼高度和翼緣寬度基本相等;主要用于鋼筋砼框架結(jié)構(gòu)柱中鋼芯柱,也稱勁性鋼柱;在鋼結(jié)構(gòu)中主要用于柱

HM 是H型鋼高度和翼緣寬度比例大致為1.33~~1.75 主要在鋼結(jié)構(gòu)中:用做鋼框架柱在承受動(dòng)力荷載的框架結(jié)構(gòu)中用做框架梁;例如:設(shè)備平臺(tái)

HN 是H型鋼高度和翼緣寬度比例大于等于2，主要用于梁;工字鋼的用途相當(dāng)于HN型鋼;

 

sae4340是美國的材料牌號。天津立興金屬制品有限公司有高的強(qiáng)度、韌度和杰出的淬透性和抗過熱的穩(wěn)定性，但白點(diǎn)敏感性高，有回火脆性。焊接性較差，焊前需經(jīng)高溫預(yù)熱，焊后需應(yīng)力，經(jīng)調(diào)質(zhì)后運(yùn)用。

美國標(biāo)準(zhǔn)和國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)并不一樣，所以一樣材料并不存在，只能提供是類似或?qū)?yīng)材料。

sae4340化學(xué)成份：
碳 C ：0.38～0.43
硅 Si：0.15～0.35
錳 M：0.60～0.80
硫 S ：≤0.040
磷 P ：≤0.035
鉻 Cr：0.70～0.90
鉬 Mo：0.20～0.30
鎳 Ni：1.65～2.00
力學(xué)性能：
抗拉強(qiáng)度 σ (M：≥980(100)
屈服強(qiáng)度 σ (MP)：≥835(85)
伸長率 δ5 (%)：≥12
斷面收縮率 ψ (%)：≥55
沖擊功 A(J)：≥78
參考對應(yīng)鋼號：
我國GB鋼號：40CrNiMoA
德國DIN鋼號：36CrNiMo4
德國DIN材料編號：1.6511
法國NF標(biāo)準(zhǔn)：40NCD3
日本JIS標(biāo)準(zhǔn)：SNCM439
英國BS標(biāo)準(zhǔn)：816M40
美國AISI/ASTM：4340
美國UNS標(biāo)準(zhǔn)：G43400