§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(duì)鐵碳相圖及對(duì)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(duì)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?cè)阡撝幸徊糠止倘苡诨w相中，一含量高時(shí)可形成新的合金碳化合物。對(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)奧氏體形成速度影響不大。
(2)對(duì)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(zhǎng)大的作用, 但影響程度不同。強(qiáng)烈阻礙晶粒長(zhǎng)大的元素有:V、
40Cr鋼板40Cr合金鋼板40Cr合金板
工程機(jī)械、礦山機(jī)械、煤礦機(jī)械、環(huán)保機(jī)械、冶金機(jī)械等制造企業(yè)舞鋼 生產(chǎn)用于挖掘機(jī)、裝載機(jī)、推土機(jī)鏟斗板、刃板、側(cè)刃板、刀片、破碎機(jī)襯板、葉片建設(shè)項(xiàng)目的 需要定扎，可供8-120mm厚寬至3900mm。舞鋼產(chǎn)專用特殊鋼(12MnNiVR、14Cr1MoR(H)、SA387Gr11(22)CL2、07MnNiMoVDR、NM400、NM500、SA203E、WDB620、15CrMoR、09MnNiDR、16MnDR、15MnNiDR、P355GH、16Mo3、13CrMo4-5、P265GH、P295GH、20g、16Mng、15CrMog、12CrMoVg、Q345R、19Mng、22Mng、13MnNiCrMoNbg、13MnNiMoNbR、15MnNbR、20R、16MnR、15MnVR 、13MnNiMoNbR、15MnNbR 、15MnVNiR、A515Gr60、A516Gr65、A515Gr70、A516Gr55 、A516Gr60、A516Gr65、A516Gr70、A537CL1、A537CL2、EQ56、EQ70、NVE690、E420、E550、WH70Q、(C、D、E、)、WH80QD、E)、WH100QD、WQ690D、WQ690E 、WQ700D、WQ700E、 Q690D、Q690E、A/SA533B、A/SA533C、SA514系列、SA514Q、SA514QF、SA514GrF、A514GrQ、A517GrQ、S690Q、S690QL、S890Q、S960Q、S960QL、WQ890D、WQ960C、WQ960D、WQ960E、WQ1100D/E等)鍋爐及壓力容器用鋼板，造船及采油平臺(tái)用鋼板，耐磨鋼，低合金高強(qiáng)度鋼板，高強(qiáng)度高韌性鋼板等。
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40Cr鋼板是機(jī)械制造業(yè)使用廣泛的鋼之一，適于制作中型塑料模具。
40Cr鋼板是機(jī)械制造業(yè)使用廣泛的鋼之一。調(diào)質(zhì)處理后具有良好的綜合力學(xué)性能，良好的低溫沖擊韌性和低的缺口敏感性。鋼的淬透性良好，水淬時(shí)可淬透到Ф28~60mm,油淬時(shí)可淬透到Ф15~40mm。這種鋼除調(diào)質(zhì)處理外還適于氰化和高頻淬火處理。切削性能較好，當(dāng)硬度為HB174~229時(shí)，相對(duì)切削加工性為60%。該鋼適于制作中型塑料模具。
執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)
中國(guó)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn):GB/T3077-1999
美國(guó)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn):ASTM A29/A29M-04
日本執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn):JIS G4053-2003
德國(guó)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn):EN 10083/1-1991
英國(guó)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn):EN 10083/1-1991
法國(guó)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn):EN 10083/1-1991
俄羅斯執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn):TOCT 4543-71
按中國(guó)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)(GB/T3077-1999)
化學(xué)成分
C 0.37~0.44、Si 0.17~0.37、Mn 0.50~0.80、Cr0.80~1.10、Ni≤0.30
折疊 機(jī)械性能
試樣毛坯尺寸(mm):25
熱處理:
次淬火加熱溫度(℃):850;冷卻劑:油
第二次淬火加熱溫度(℃):-
回火加熱溫度(℃):520;冷卻劑:水、油
抗拉強(qiáng)度(σb/MPa):≥980
屈服點(diǎn)(σs/MPa):≥785
斷后伸長(zhǎng)率(δ5/%):≥9
斷面收縮率(ψ/%):≥45
沖擊吸收功(Aku2/J):≥47
布氏硬度(HBS100/3000)(退火或高溫回火狀態(tài)):≤207
45鋼屬于GB699"(優(yōu)質(zhì))碳素結(jié)構(gòu)鋼"，40Cr屬于GB3077"合金結(jié)構(gòu)鋼"。區(qū)別就在于熱處理以后。Cr在熱處理中的主要作用是提高鋼的淬透性。由于淬透性提高，淬火(或調(diào)質(zhì))處理后40Cr的強(qiáng)度、硬度、沖擊韌性等機(jī)械性能也明顯比45鋼高，但也是由于淬透性強(qiáng)，在淬火時(shí)40Cr的內(nèi)應(yīng)力也就比45鋼大，同樣的條件下40Cr材料的工件開裂傾向也就比45鋼材料的工件大。因此為避免工件開裂，40Cr淬火時(shí)大多選用導(dǎo)熱性較低的油作為淬火介質(zhì)(有時(shí)也用雙液淬火法，俗話叫水淬油冷)，而45剛則用導(dǎo)熱性較高的水作為淬火介質(zhì)。
①鋼號(hào)開頭的兩位數(shù)字表示鋼的碳含量，以平均碳含量的萬分之幾表示，如40Cr、25Cr2MoVA合金管②鋼中主要合金元素，除個(gè)別合金元素外，一般以百分之幾表示。當(dāng)平均合金含量<1.5%時(shí)，鋼號(hào)中一般只標(biāo)出元素符號(hào)，而不標(biāo)明含量，但在特殊情況下易致混淆者，在元素符號(hào)后亦可標(biāo)以數(shù)字"1"，例如鋼號(hào)"12CrMoV"和"12Cr1MoV"，前者鉻含量為0.4-0.6%，后者為0.9-1.2%，其余成分全部相同。當(dāng)合金元素平均含量≥1.5%、≥2.5%、≥3.5%……時(shí)，在元素符號(hào)后面應(yīng)標(biāo)明含量，可相應(yīng)表示為2、3、4……等。例如18Cr2Ni4WA。 ③鋼中的釩V、鈦Ti、鋁AL、硼B(yǎng)、稀土RE等合金元素，均屬合金元素，雖然含量很低，仍應(yīng)在鋼號(hào)中標(biāo)出。例如20MnVB鋼中。釩為0.07-0.12%，硼為0.001-0.005%。 ④高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼應(yīng)在鋼號(hào) 加"A"，以區(qū)別于一般優(yōu)質(zhì)鋼。 圓鋼:每米重量(公斤)=0.00617×直徑×直徑(注:螺紋鋼和圓鋼相同)
重量計(jì)算
扁鋼:每米重量(公斤)=0.00785×厚度(mm)×邊寬(mm) 管材:每米重量(公斤)=0.02466×壁厚(mm)×(外徑-壁厚(mm)) 板材:每米重量(公斤)=0.785×厚度(mm)
多年來，立興金屬制品(成都市分公司)始終堅(jiān)持以精工品質(zhì) · 塑造輝煌的核心理念科學(xué)發(fā)展，并以客戶至上、信譽(yù)至上為服務(wù)核心，一如既往地向客戶提供高品質(zhì)、高性能的 00Cr19Ni10不銹鋼板產(chǎn)品，以專業(yè)技術(shù)和貼心服務(wù)贏得廣大客戶的信賴與支持。建設(shè)企業(yè)，創(chuàng)建品牌，展望未來，立興金屬制品(成都市分公司)將與您邁向更輝煌的明天。
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