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增大回火脆性和碳鋼一樣,合金鋼也產(chǎn)生回火脆性,而且更明顯。這是合金元素的不利影響。在450℃-600℃間發(fā)生的第二類回火脆性(高溫回火脆性)主要與某些雜質元素以及合金元素本身在原奧氏體晶界上的嚴重偏聚有關,多發(fā)生在含Mn、Cr、Ni等元素的合金鋼中。這是一種可逆回火脆性,回火后快冷(通常用油冷)可防止其發(fā)生。鋼中加入適當Mo或W(0.5%Mo,1%W)也可基本上這類脆性。合金元素對鋼的機械性能的影響提高鋼的強度是加入合金元素的主要目的之一。欲提高強度,就要設法增大位錯運動的阻力。金屬中的強化機制主要有固溶強化、位錯強化、細晶強化、第二相(沉淀和彌散)強化。合金元素的強化作用,正是利用了這些強化機制。
合金鋼的編號回火穩(wěn)定性差由于回火穩(wěn)定性差,碳鋼在進行調質處理時,為了保證較高的強度需采用較低的回火溫度,這樣鋼的韌性就偏低;為了保證較好的韌性,采用高的回火溫度時強度又偏低,所以碳鋼的綜合機械性能水平不高。
鋼種及牌號40Cr低淬透性調質鋼:這類鋼的油淬臨界直徑為30mm~40mm,用于制造一般尺寸的重要零件。35CrMo中淬透性合金調質鋼:這類鋼的油淬臨界直徑為40mm~60mm,加入鉬不僅可提高淬透性,而且可防止第二類回火脆性。40CrNiMo高淬透性合金調質鋼:這類鋼的油淬臨界直徑為60mm-100mm,多半是鉻鎳鋼。鉻鎳鋼中加入適當?shù)你f,不但具有好的淬透性,還可第二類回火脆性。熱處理和組織性能合金調質鋼的終熱處理是淬火加高溫回火(調質處理)。
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、Nb、Zr等。它們使A3點上升,A4點下降(鉻除外,鉻含量小于7%時,A3點下降;大于7%后,A3點迅速上升),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、Nb、Zr等)。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:Mn、Cr、W、V、Nb、Zr、Ti等(按形成的碳化物的穩(wěn)定性程度由弱到強的次序排列),它們在鋼中一部分固溶于基體相中,一部分形成合金滲碳體,含量高時可形成新的合金碳化合物。
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, 種合金結構鋼,是用來制作各種機器零件和工程構件的,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。
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