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特殊合金鋼系列
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45CrMnNiMoA合結圓鋼

合金結構鋼又稱(chēng)合結鋼,是在碳素結構基礎上,加入5以下的一種或幾種元素。鋼中加入合金元素,首先是提高了鋼的淬透性,保證鋼經(jīng)過(guò)熱處理后獲得良好的綜合機械性能,具有高的強度和足夠的韌性。由于具有合適的淬透性,經(jīng)適宜的金屬熱處理后,顯微組織為均勻的索氏體、貝氏體或極細的珠光體,因而具有較高的抗拉強度和屈強比(一般在0.85左右),較高的韌性和疲勞強度,和較低的韌性-脆性轉變溫度,可用于制造截面尺寸較大的機器零件。

合金元素作用
①增大鋼的淬透性。淬透性是指鋼淬火時(shí),從表層起淬成馬氏體層的深度,是取得良好綜合性能的主要參數。除Co外,幾乎所有合金元素如 Mn、Mo、Cr、Ni、Si和C、N、B等都能提高鋼的淬透性,其中 Mn、Mo、Cr、B的作用 *強,其次是Ni、Si、Cu。而強碳化物形成元素如 V、Ti、Nb等,只有溶于奧氏體中時(shí)才能增大鋼的淬透性。
②影響鋼的回火過(guò)程。由于合金元素在回火時(shí)能阻礙鋼中各種原子的擴散,因而在同樣溫度下和碳素鋼相比,一般均起到延遲馬氏體的分解和碳化物的聚集長(cháng)大作用,從而提高鋼的回火穩定性,即提高鋼的抗回火軟化能力,V、W、Ti、Cr、Mo、Si的作用比較顯著(zhù),Al、Mn、Ni的作用不明顯。含有較高含量的碳化物形成元素如V、W、Mo等的鋼,在500~600℃回火時(shí),析出細小彌散的特殊碳化物質(zhì)點(diǎn)如V4C3、Mo2C、W2C等,代替部分較粗大的合金滲碳體,使鋼的強度不再下降反而升高,即出現二次硬化(見(jiàn)回火)。Mo對鋼的回火脆性有阻止或減弱的作用。
③影響鋼的強化和韌化。Ni以固溶強化方式強化鐵素體;Mo、V、Nb等碳化物形成元素,既以彌散硬化方式又以固溶強化方式提高鋼的屈服強度;碳的強化作用 *顯著(zhù)。此外,加入這些合金元素,一般都細化奧氏體晶粒,增加晶界的強化作用。影響鋼的韌性因素比較復雜,Ni改善鋼的韌性;Mn易使奧氏體晶粒粗化,對回火脆性敏感;降低P、S含量,提高鋼的純凈度,對改善鋼的韌性有重要作用(見(jiàn)金屬的強化)。

分類(lèi)
1、根據熱處理工藝的不同大體分為:
(1)調質(zhì)結構鋼:許多重要零件如軸類(lèi)、連桿、重要螺栓等,多是在承受很大的交變應力和沖擊負荷等多種復合應力下工作,因此要求有較高的強度和韌性的綜合機械性能。為了達到上述要求,鋼件必須經(jīng)過(guò)淬火及高溫回火處理(即調質(zhì)處理),淬火處理得馬氏體組織,然后高溫回火得到索氏體組織。調質(zhì)鋼的含碳量在0.3-0.5之間,碳量低不易淬硬,回火后得不到所需強度;碳量高則韌性低,在使用中發(fā)生脆性斷裂。
(2)表面硬化鋼:制成的零件通過(guò)某種熱片處理可以得到堅硬耐磨的表面層和柔韌適當的心部。如齒輪為了傳遞扭矩,必須有足夠強度,在換擋過(guò)程中又承受沖擊負荷,又要求有韌性,在嚙合過(guò)程中,齒輪又承受強烈的磨損而就有耐磨性因此,齒輪應具有整體強度高和“表硬內韌”的性能。

 

2、按熱處理工藝,主要有:
(1)受用低碳鋼滲碳淬火:含碳量一般在0.10-0.25之間,以保證零件心部有良好的韌性。作滲碳用的合結鋼加入<2‘鉻、<4.5鎳、2錳、0.001-0.004硼,可以提高鋼的淬透性,改善零件心部組織和性能外,還能提高滲碳層的強度和塑性;有時(shí)還加入微量的鈦、釩等元素,起細化晶粒,防止滲碳時(shí)發(fā)生過(guò)熱的影響。
(2)采用滲氮處理:合結鋼中含有鋁的鋼如38CrMoAL屬滲氮鋼。鋁可和氮化合形成氮化鋁,增加表面硬度和耐磨。
(3)采用碳鋼高頻感應加熱表層淬火:合金結構鋼按治金質(zhì)量分為優(yōu)質(zhì)鋼和 優(yōu)質(zhì)鋼(鋼號后加“A”);用途分為壓力加工(熱壓力加工或冷壓力加工)和切削加工用鋼;按供應狀態(tài)分為不熱處理、正火、退火或高溫回火。 

 

中國合金結構鋼的牌號表示方法
①鋼號開(kāi)頭的兩位數字表示鋼的碳含量,以平均碳含量的萬(wàn)分之幾表示,其合金元素平均含量小于1.50%時(shí),鋼中僅標明元素,一般不標出含量,如40cr。例:平均含量為1.50%~2.49%,2.50%~3.49%……,相應寫(xiě)成2、3……等。如碳含量為0.10%~0.17~//oo,鉻含量為0.60%~0.90%,鎳含量為2.75%~3.25%的鋼,用12CrNi3表示。

②鋼中的釩V、鈦Ti、鋁AL、硼B、稀土RE等合金元素,均屬微合金元素,雖然含量很低,仍應在鋼號中標出。例如20MnVB鋼中。釩為0.07-0.12%,硼為0.001-0.005%。  

③ 優(yōu)質(zhì)鋼應在鋼號 *后加“A”,如12CrNi3A,特級優(yōu)質(zhì)鋼加后綴“E”,如12CrNi3E,以區別于一般優(yōu)質(zhì)鋼。

④專(zhuān)門(mén)用途的合金結構鋼,鋼號冠以(或后綴)代表該鋼種用途的符號。例如冷鐓和冷頂鍛用鋼(俗稱(chēng)“鉚螺鋼”)在牌號頭部加前綴“ML,,(“鉚”、“螺’’兩字漢語(yǔ)拼音字母的 個(gè)字母組合)。保證淬透性用鋼在牌號尾部加后綴“H”(“淬透性”的英文字“Hardenability”的 個(gè)字母,與國際上常用的符號一致)。焊接用鋼在牌號頭部加前綴ttH,,(“焊,,字漢語(yǔ)拼音字母的 個(gè)字母)。非調質(zhì)鋼和易切削非調質(zhì)鋼在牌號頭部加前綴“F’’或“YF”(“非”字或“易非”字漢語(yǔ)拼音字母的 個(gè)字母或組合)。