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2022-07-14 09:42:02 字數 3755 閱讀 6975

二、鋼的分類

鋼是含碳量在0.04%-2.3%之間的鐵碳合金。

為了保證其韌性和塑性,含碳量一般不超過1.7%。鋼的主要元素除鐵、碳外,還有矽、錳、硫、磷等。

鋼的分類方法多種多樣,其主要方法有如下七種:

1、按品質分類

(1) 普通鋼(p≤0.045%,s≤0.050%)

(2) 優質鋼(p、s均≤0.035%)

(3) 高階優質鋼(p≤0.035%,s≤0.030%)

2.、按化學成份分類

(1) 碳素鋼:低碳鋼(c≤0.25%);中碳鋼(c≤0.25-0.60%);高碳鋼(c≤0.60%)。

(2) 合金鋼:低合金鋼(合金元素總含量≤5%);中合金鋼(合金元素總含量>5-10%);高合金鋼(合金元素總含量>10%)。

3、按成形方法分類:

(1) 鍛鋼

(2) 鑄鋼

(3) 熱軋鋼

(4) 冷拉鋼。

4、按金相組織分類

(1) 退火狀態的:亞共析鋼(鐵素體+珠光體);共析鋼(珠光體);過共析鋼(珠光體+滲碳體);萊氏體鋼(珠光體+滲碳體)。

(2) 正火狀態的:珠光體鋼;貝氏體鋼;馬氏體鋼;奧氏體鋼。

(3) 無相變或部分發生相變的

5、按用途分類

(1) 建築及工程用鋼:普通碳素結構鋼;低合金結構鋼;鋼筋鋼。

(2) 結構鋼

a.機械製造用鋼:調質結構鋼;表面硬化結構鋼:包括滲碳鋼、滲氨鋼、表面淬火用鋼;易切結構鋼;冷塑性成形用鋼:包括冷衝壓用鋼、冷鐓用鋼。

b.彈簧鋼

c.軸承鋼

(3) 工具鋼:碳素工具鋼;合金工具鋼;高速工具鋼。

(4) 特殊效能鋼:不鏽耐酸鋼;耐熱鋼:包括抗氧化鋼、熱強鋼、氣閥鋼;電熱合金鋼;耐磨鋼;低溫用鋼;電工用鋼。

(5) 專業用鋼: 如橋梁用鋼、船舶用鋼、鍋爐用鋼、壓力容器用鋼、農機用鋼等。

6、綜合分類

(1)普通鋼

a.碳素結構鋼: q195;q215(a、b);q235(a、b、c); q255(a、b); q275。

b.低合金結構鋼

c.特定用途的普通結構鋼

(2)優質鋼(包括高階優質鋼)

a.結構鋼:優質碳素結構鋼;合金結構鋼;彈簧鋼;易切鋼;軸承鋼;特定用途優質結構鋼。

b.工具鋼:碳素工具鋼;合金工具鋼;高速工具鋼。

c.特殊效能鋼:不鏽耐酸鋼;耐熱鋼;電熱合金鋼;電工用鋼;高錳耐磨鋼。

7、按冶煉方法分類

(1) 按爐種分

a.平爐鋼:酸性平爐鋼;鹼性平爐鋼。

b.轉爐鋼:酸性轉爐鋼;鹼性轉爐鋼。或底吹轉爐鋼;側吹轉爐鋼;頂吹轉爐鋼。

c. 電爐鋼:電弧爐鋼;電渣爐鋼;感應爐鋼;真空自耗爐鋼;電子束爐鋼。

(2)按脫氧程度和澆注制度分

沸騰鋼;半鎮靜鋼;鎮靜鋼;特殊鎮靜鋼。

淬火: 淬火的目的是使過冷奧氏體進行馬氏體或貝氏體轉變,得到馬氏體或貝氏體組織,然後配合以不同溫度的回火,以大幅提高鋼的強度、硬度、耐磨性、疲勞強度以及韌性等,從而滿足各種機械零件和工具的不同使用要求。也可以通過淬火滿足某些特種鋼材的的鐵磁性、耐蝕性等特殊的物理、化學效能。

淬火能使鋼強化的根本原因是相變,即奧氏體組織通過相變而成為馬氏體組織(或貝氏體組織)。

鋼淬火工藝最早的應用見於河北易縣燕下都遺址出土的戰國時代的鋼製兵器。

淬火工藝最早的史料記載見於《漢書.王褒傳》中的「清水焠其峰」。

「淬火」在專業文獻上,人們寫的是「淬火」,而讀起來又稱「蘸火」。「蘸火」已成為專業口頭交流的習用詞,但文獻中又看不到它的存在。也就是說,淬火是標準詞,人們不讀它,「蘸火」是常用詞,人們卻不寫它,這是我國文字中不多見的現象。

淬火是「蘸火」的正詞,淬火的古詞為蔯火,本義是滅火,引申義是「將高溫的物體急速冷卻的工藝」。「蘸火」是冷僻詞,屬於現代詞,是文字改革後出現的產物,「蘸」字本義與淬火無關。「蘸火」本詞為「湛火」,「湛」字讀音同「蘸」,而其字形又與水、火有關,符合「水與火合為蔯」之意,字義與「淬火」相通。

「湛火」為本詞,「蘸火」則為假借詞。

淬火將金屬工件加熱到某一適當溫度並保持一段時間,隨即浸入淬冷介質中快速冷卻的金屬熱處理工藝。常用的淬冷介質有鹽水、水、礦物油、空氣等。淬火可以提高金屬工件的硬度及耐磨性,因而廣泛用於各種工、模、量具及要求表面耐磨的零件(如齒輪、軋輥、滲碳零件等)。

通過淬火與不同溫度的回火配合,可以大幅度提高金屬的強度、韌性及疲勞強度,並可獲得這些效能之間的配合(綜合機械效能)以滿足不同的使用要求。另外淬火還可使一些特殊效能的鋼獲得一定的物理化學效能,如淬火使永磁鋼增強其鐵磁性、不鏽鋼提高其耐蝕性等。淬火工藝主要用於鋼件。

常用的鋼在加熱到臨界溫度以上時,原有在室溫下的組織將全部或大部轉變為奧氏體。隨後將鋼浸入水或油中快速冷卻,奧氏體即轉變為馬氏體。與鋼中其他組織相比,馬氏體硬度最高。

鋼淬火的目的就是為了使它的組織全部或大部轉變為馬氏體,獲得高硬度,然後在適當溫度下回火,使工件具有預期的效能。淬火時的快速冷卻會使工件內部產生內應力,當其大到一定程度時工件便會發生扭曲變形甚至開裂。為此必須選擇合適的冷卻方法。

根據冷卻方法,淬火工藝分為單液淬火、雙介質淬火、馬氏體分級淬火和貝氏體等溫淬火4類。

淬火效果的重要因素,淬火工件硬度要求和檢測方法:

淬火工件的硬度影響了淬火的效果。淬火工件一般採用洛氏硬度計,測試hrc硬度。淬火的薄硬鋼板和表面淬火工件可測試hra的硬度。

厚度小於0.8mm的淬火鋼板、淺層表面淬火工件和直徑小於5mm的淬火鋼棒,可改用表面洛氏硬度計,測試hrn硬度。

在焊接中碳鋼和某些合金鋼時,熱影響區中可能發生淬火現象而變硬,易形成冷裂紋,這是在焊接過程中要設法防止的。

由於淬火後金屬硬而脆,產生的表面殘餘應力會造成冷裂紋,回火可作為在不影響硬度的基礎上,消除冷裂紋的手段之一。

淬火對厚度、直徑較小的零件使用比較合適,對於過大的零件,淬火深度不夠,滲碳也存在同樣問題,此時應考慮在鋼材中加入鉻等合金來增加強度。

淬火是鋼鐵材料強化的基本手段之一。鋼中馬氏體是鐵基固溶體組織中最硬的相(表1),故鋼件淬火可以獲得高硬度、高強度。但是,馬氏體的脆性很大,加之淬火後鋼件內部有較大的淬火內應力,因而不宜直接應用,必須進行回火。

表1鋼中鐵基固溶體的顯微硬度值

淬火工藝在現代機械製造工業得到廣泛的應用。機械中重要零件,尤其在汽車、飛機、火箭中應用的鋼件幾乎都經過淬火處理。為滿足各種零件幹差萬別的技術要求,發展了各種淬火工藝。

如,按接受處理的部位,有整體、區域性淬火和表面淬火;按加熱時相變是否完全,有完全淬火和不完全淬火(對於亞共析鋼,該法又稱亞臨界淬火);按冷卻時相變的內容,有分級淬火,等溫淬火和欠速淬火等。

工藝過程包括加熱、保溫、冷卻3個階段。下面以鋼的淬火為例,介紹上述三個階段工藝引數選擇的原則。

加熱溫度以鋼的相變臨界點為依據,加熱時要形成細小、均勻奧氏體晶粒,淬火後獲得細小馬氏體組織。碳素鋼的淬火加熱溫度範圍如圖1所示。

由本圖示出的淬火溫度選擇原則也適用於大多數合金鋼,尤其低合金鋼。亞共析鋼加熱溫度為ac3溫度以上30~50℃。從圖上看,高溫下鋼的狀態處在單相奧氏體(a)區內,故稱為完全淬火。

如亞共析鋼加熱溫度高於ac1、低於ac3溫度,則高溫下部分先共析鐵素體未完全轉變成奧氏體,即為不完全(或亞臨界)淬火。過共析鋼淬火溫度為ac1溫度以上30~50℃,這溫度範圍處於奧氏體與滲碳體(a+c)雙相區。因而過共析鋼的正常的淬火仍屬不完全淬火,淬火後得到馬氏體基體上分布滲碳體的組織。

這-組織狀態具有高硬度和高耐磨性。對於過共析鋼,若加熱溫度過高,先共析滲碳體溶解過多,甚至完全溶解,則奧氏體晶粒將發生長大,奧氏體碳含量也增加。淬火後,粗大馬氏體組織使鋼件淬火態微區內應力增加,微裂紋增多,零件的變形和開裂傾向增加;由於奧氏體碳濃度高,馬氏體點下降,殘留奧氏體量增加,使工件的硬度和耐磨性降低。

常用鋼種淬火的溫度參見表2。

專業知識試卷

陳詞濫調以儆效尤虛無縹渺再接再厲 按部就班顛撲不破疊床架屋枕戈待旦 2 把名言名句補充完整 學而不思則罔,思而不學則殆。論語 富貴不能淫,貧賤不能移,威武不能屈。孟子 亦余心之所善兮,雖九死其猶未悔。屈原 感時花濺淚,恨別鳥驚心。杜甫 了卻君王天下事,贏得生前身後名。辛棄疾 千磨萬擊還堅勁,任爾東西...

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