工程結構鋼的合金化原理

2022-05-23 16:30:04 字數 2365 閱讀 1155

1、低碳:由於低溫韌性、焊接性和冷成型效能的要求高,其碳質量分數一般不超過0.25%。

2、加入以錳為主的合金元素,起固溶強化作用,提高鋼的強度和韌性。

3、加入鈮、鈦或釩等輔加元素,起瀰散強化作用 ,提高鋼的強度和韌性。

4、加入少量銅(<0.4%)和磷(0.1%左右)等,可提高抗腐蝕效能。

2、調質鋼合金化特點

1、中碳,碳質量分數一般在0.25%~0.50%之間,以0.4%居多。碳量過低,不易淬硬,回火後強度不夠;碳量過高則韌性不夠。

2、加入提高淬透性的元素,如cr、mn、ni、si、b等。

3、加入防止第二類回火脆性的元素,如mo、w等。

3、軸承鋼的合金化特點

1、 高碳,為了保證軸承鋼的高硬度、高耐磨性和高強度,碳質量分數應較高,一般為0.95%~1.10%。

2、鉻為基本合金元素,鉻含量為0.40%~1.65%。鉻能提高淬透性,並與基體金屬形成合金滲碳體(fe,cr)3c,呈細密、均勻分布,從而提高鋼的耐磨性,特別是疲勞強度。

3、加入矽、錳、釩等提高淬透性

4、滲碳鋼的合金化特點

(1)碳質量分數一般在0.10%~0.25%之間,以保證零件心部有足夠的塑性和韌性。

(2)加入提高淬透性的合金元素,常加入 cr、ni、mn等,以提高經熱處理後心部的強度和韌性。cr還能細化碳化物、提高滲碳層的耐磨性,ni則對滲碳層和心部的韌性非常有利。

(3)加入阻礙奧氏體晶粒長大的元素,主要加入少量強碳化物形成元素ti、v、w、mo等,形成穩定的合金碳化物。除了能阻止滲碳時奧氏體晶粒長大外,還能增加滲碳層硬度,提高耐磨性。

五、氮化鋼的合金化特點

1、低碳

2、鉻、鉬、錳可使鋼獲得足夠的淬透性。

3、鉬及釩能使鋼在500~580℃之間長時間保溫時保持強度。為了防止或減輕鋼發生回火脆化,往往須要在氮化鋼中加入0.2~0.5%鉬。

6、彈簧鋼的合金化特點

1、中、高碳。 一般為0.50%~0.70%。碳質量分數過低,強度不足。碳質量分數過高時,塑性、韌性降低,疲勞抗力也下降。

2、加入以si、mn為主的提高淬透性的元素。

七、耐磨鋼的合金化特點

1、高碳:保證鋼的耐磨性和強度。其碳質量分數不超過1.4%。

2、高錳:提高鋼的加工硬化率及良好的韌性。

3、一定量的矽:矽可改善鋼水的流動性,並起固溶強化的作用。

八、高速鋼的合金化主要特點

1、工作溫度可達500~600℃,有很高的熱硬性(593℃hrc>55) 。

3、高碳(0.70~1.10%c),保證硬度和耐磨性。

4、加入較多的鎢、鉬、釩、鉻等元素。鎢、鉬、可產生「二次硬化」以保證熱硬性,同時較多的碳化物可顯著地提高耐磨性。

9、熱作模具鋼的合金化特點

1、中碳(0.30~0.50%c)範圍

2、加入鉻、矽、錳等提高淬透性,鉻和矽還能提高抗氧化和抗燒蝕性。

3、鎳可提高鋼的韌性,並與鉻、鉬一起提高耐熱疲勞效能。

4、鎢、鉬、釩可產生二次硬化效果,鉬還能防止第二類回火脆性、提高高溫硬度和回火穩定性。

10、馬氏體時效鋼的合金化原理

1、保證鋼實現由單相奧氏體轉變為馬氏體,如加入鎳;

2、為了使馬氏體基體具有充分的沉澱強化能力、加入鉬、鈦、鈷、鋁、鈮等。

十一、低合金工具鋼的合金化特點

(1)工作溫度低於300℃。

(2)高碳(0.90~1.10%c):保證高硬度與高耐磨性;

(3)加入鉻、矽、錳、釩等元素提高淬透性和回火穩定性。

1、為什麼滲碳和氮化處理後能提高零件疲勞強度和耐磨性的原因

答:因為鋼在滲碳後表面的碳含量增加,在淬火時部分析出碳化物,形成高硬度質點,這樣表面機體硬,表面又有搞硬度質點,所以疲勞強度和耐磨性都有所提高。

(1)在表面形成高硬度的γ′-(fe4n)和ε-(fe3-2n)層;

(2)滲入的氮原子與氮化物形成元素形成瀰散的合金氮化物,提高表面氮化層的強度和硬度。

(3)表面滲入氮原子後體積膨脹,因而在表面產生了殘留壓應力,能抵消外力作用產生的張應力,減少表面疲勞裂紋的產生。

二、提高耐熱鋼抗氧化性和熱強性的方法

1、加入合金元素降低氧化膜中的擴散。如ni

2、加入合金元素形成緻密穩定的合金氧化膜層,提高氧化膜的穩定性。

3、提高合金基體的原子間結合力,固溶強化基體(w、mo、cr)。

4、強化晶界

5、沉澱強化

6、獲得奧氏體基體(不發生相變) 。如ni、mn 的作用

三、鋁合金中的沉澱強化相應滿足以下的基本條件:

(1)沉澱強化相是硬度高的質點;

(2)沉澱相在鋁基固溶體中高溫下有較大的溶解度,隨溫度降低,其溶解度急劇減小,能析出較大體積分數的沉澱相;

(3)在時效過程中,沉澱相具有一系列介穩相,並且是瀰散分布,與基體形成共格,在周圍基體中產生較大的共格應變區。

合金結構鋼

1 牌號和化學成分見表3 15。表3 15合金結構鋼的牌號和化學成分 注 1 本標準中規定帶 a 字標誌的牌號僅能作為高階優質鋼訂貨,其他牌號按優質鋼訂貨。2 根據需方要求,可對錶中各牌號按高階優質鋼 指不帶 a 或特級優質鋼 全部牌號 訂貨,只需在所訂牌號後加 a 或 b 字標誌 對有 a 字牌號...

合金結構鋼

材料名稱 合金結構鋼 牌號 15cr 標準 gb t 3077 1988 特性及適用範圍 是常用的低碳合金滲碳鋼,冷變形塑性高,焊接性良好,在退火狀態下可切削性好。用作工作速度較高而斷面不大的 心部韌性高的滲碳零件,如襯套 曲柄銷 活塞銷 活塞環 聯軸節,以及工作速度較高的齒輪 凸輪 軸和軸承圈等,...

各種合金結構鋼的用途

1 20mn2 用於製造截面較小 直徑不大於50mm 的零件,可代替20cr鋼。常用於製造滲碳小齒輪 小軸 要求不高的活塞銷 十籽銷頭 柴油機套筒 汽門頂桿等 也可用作調質鋼,如製造冷鐓螺栓。2 30mn2 用作小截面重要緊韌體 經調質處理 通常可用於製造汽車 拖拉機及一般機械的車架縱樑 變速箱齒輪...