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產(chǎn)品名稱:合金鋼
點(diǎn)擊次數(shù):2641 次 |
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產(chǎn)品詳細(xì)信息 |
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15CrMo圓鋼 16MN方管 大規(guī)格方鋼 1Cr5mo鋼板 T2紫銅管 16MN工字鋼 Q345B工字鋼 |
合金鋼 alloy steel 鋼里除鐵、碳外,加入其他的元素,就叫合金鋼。 在普通碳素鋼基礎(chǔ)上添加適量的一種或多種合金元素而構(gòu)成的鐵碳合金。根據(jù)添加元素的不同,并采取適當(dāng)?shù)募庸すに嚕色@得高強(qiáng)度、高韌性、耐磨、耐腐蝕、耐低溫、耐高溫、無(wú)磁性等特殊性能 |
合金鋼已有一百多年的歷史了。工業(yè)上較多地使用合金鋼材大約是在19世紀(jì)后半期。當(dāng)時(shí)由于鋼的生產(chǎn)量和使用量不斷增大,機(jī)械制造業(yè)需要解決鋼的加工切削問(wèn)題,1868年英國(guó)人馬希特(R.F.Mushet)發(fā)明了成分為2.5%Mn-7%W的自硬鋼,將切削速度提高到5米/分。隨著商業(yè)和運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展,1870年在美國(guó)用鉻鋼(1.5~2.0%Cr)在密西西比河上建造了跨度為 158.5米的大橋;由于加工構(gòu)件時(shí)發(fā)生困難,稍后,一些工業(yè)國(guó)家改用鎳鋼(3.5%Ni)建造大跨度的橋梁。與此同時(shí),一些國(guó)家還將鎳鋼用于修造軍艦。隨著工程技術(shù)的發(fā)展,要求加快機(jī)械的轉(zhuǎn)動(dòng)速度,1901年在西歐出現(xiàn)了高碳鉻滾動(dòng)軸承鋼。1910年又發(fā)展出了18W-4Cr-1V型的高速工具鋼,進(jìn)一步把切削速度提高到30米/分。可見(jiàn)合金鋼的問(wèn)世和發(fā)展,是適應(yīng)了社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展的要求,特別是和機(jī)械制造、交通運(yùn)輸和軍事工業(yè)的需要分不開(kāi)的。 20世紀(jì)20年代以后,由于電弧爐煉鋼法被推廣使用,為合金鋼的大量生產(chǎn)創(chuàng)造了有利條件。化學(xué)工業(yè)和動(dòng)力工業(yè)的發(fā)展,又促進(jìn)了合金鋼品種的擴(kuò)大,于是不銹鋼和耐熱鋼在這段期間問(wèn)世了。1920年德國(guó)人毛雷爾 (E.Maurer) 發(fā)明了18-8型不銹耐酸鋼,1929年在美國(guó)出現(xiàn)了Fe-Cr-Al電阻絲,到1939年德國(guó)在動(dòng)力工業(yè)開(kāi)始使用奧氏體耐熱鋼。第二次世界大戰(zhàn)以后至60年代,主要是發(fā)展高強(qiáng)度鋼和超高強(qiáng)度鋼的時(shí)代,由于航空工業(yè)和火箭技術(shù)發(fā)展的需要,出現(xiàn)了許多高強(qiáng)度鋼和超高強(qiáng)度鋼新鋼種,如沉淀硬化型高強(qiáng)度不銹鋼和各種低合金高強(qiáng)度鋼等是其代表性的鋼種。60年代以后,許多冶金新技術(shù),特別是爐外精煉技術(shù)被普遍采用,合金鋼開(kāi)始向高純度、高精度和超低碳的方向發(fā)展,又出現(xiàn)了馬氏體時(shí)效鋼、超純鐵素體不銹鋼等新鋼種。目前國(guó)際上使用的有上千個(gè)合金鋼鋼號(hào),數(shù)萬(wàn)個(gè)規(guī)格,合金鋼的產(chǎn)量約占鋼總產(chǎn)量的10%,是國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國(guó)防建設(shè)大量使用的重要金屬材料。 主要合金元素 合金鋼的主要合金元素有硅、錳、鉻、鎳、鉬、鎢、釩、鈦、鈮、鋯、鈷、鋁、銅、硼、稀土等。其中釩、鈦、鈮、鋯等在鋼中是強(qiáng)碳化物形成元素,只要有足夠的碳,在適當(dāng)條件下,就能形成各自的碳化物,當(dāng)缺碳或在高溫條件下,則以原子狀態(tài)進(jìn)入固溶體中;錳、鉻、鎢、鉬為碳化物形成元素,其中一部分以原子狀態(tài)進(jìn)入固溶體中,另一部分形成置換式合金滲碳體;鋁、銅、鎳、鈷、硅等是不形成碳化物元素,一般以原子狀態(tài)存在于固溶體中。 合金鋼的分類 一般分類 合金鋼 合金鋼種類很多,通常按合金元素含量多少分為低合金鋼(含量<5%),中合金鋼(含量5%~10%),高合金鋼(含量>10%);按質(zhì)量分為優(yōu)質(zhì)合金鋼、特質(zhì)合金鋼;按特性和用途又分為合金結(jié)構(gòu)鋼、不銹鋼、耐酸鋼、耐磨鋼、耐熱鋼、合金工具鋼、滾動(dòng)軸承鋼、合金彈簧鋼和特殊性能鋼(如軟磁鋼、永磁鋼、無(wú)磁鋼)等。 在鋼中除含鐵、碳和少量不可避免的硅、錳、磷、硫元素以外,還含有一定量的合金元素,鋼中的合金元素有硅、錳、鉬、鎳、硌、礬、鈦、鈮、硼、鉛、稀土等其中的一種或幾種,這種鋼叫合金鋼。各國(guó)的合金鋼系統(tǒng),隨各自的資源情況、生產(chǎn)和使用條件不同而不同,國(guó)外以往曾發(fā)展鎳、硌鋼系統(tǒng),我國(guó)則發(fā)現(xiàn)以硅、錳、釩、鈦、鈮、硼、鉛、稀土為主的合金鋼系統(tǒng) 合金鋼在鋼的總產(chǎn)量中約占百分之十幾,一般是在電爐中冶煉的按用途可以把合金鋼分為8大類,它們是:合金結(jié)構(gòu)鋼、彈簧鋼、軸承鋼、合金工具鋼、高速工具鋼、不銹鋼、耐熱不起皮鋼,電工用硅鋼。 調(diào)質(zhì)鋼 1.中碳型合金鋼,合金元素含量較低;2.強(qiáng)度較高;3.用于高溫螺栓、螺母材料等。 彈簧鋼 1、含碳量比調(diào)質(zhì)鋼高;2經(jīng)調(diào)質(zhì)處理,強(qiáng)度較高 抗疲勞強(qiáng)度較高;3用于彈簧材料。 滾動(dòng)軸承鋼 1高碳型合金鋼,合金含量較高;2具有高而均勻的硬度和耐磨性;3用于滾動(dòng)軸承。 合金工具鋼 量具鋼 1高碳型合金鋼,合金元素含量較低;2具有高的硬度和耐磨性,機(jī)加工性能好,穩(wěn)定性好;3用于量具材料。 特殊性能鋼 不銹鋼1低碳高合金鋼;2抗腐蝕性好;3用于抗腐蝕、部分可做耐熱材料。 耐熱鋼 1低碳高合金鋼;2耐熱性能好;3用于耐熱材料、部分可做抗腐蝕材料。 低溫鋼1低碳合金鋼,根據(jù)耐低溫程度合金元素有高有低;2抗低溫性好;3用于低溫材料(專用鋼為鎳鋼)。 根據(jù)碳化物的傾向分類 合金鋼根據(jù)各種元素在鋼中形成碳化物的傾向,可分為三類: 合金鋼 ①?gòu)?qiáng)碳化物形成元素,如釩、鈦、鈮、鋯等。 這類元素只要有足夠的碳,在適當(dāng)?shù)臈l件下,就形成各自的碳化物;僅在缺碳或高溫的條件下,才以原子狀態(tài)進(jìn)入固溶體中。 ②碳化物形成元素,如錳、鉻、鎢、鉬等。這類元素一部分以原子狀態(tài)進(jìn)入固溶體中,另一部分形成置換式合金滲碳體,如(Fe,Mn)3C、(Fe,Cr)3C等,如果含量超過(guò)一定限度(除錳以外),又將形成各自的碳化物,如(Fe,Cr)7C3、(Fe,W)6C等。 ③ 不形成碳化物元素,如硅、鋁、銅、鎳、鈷等。這類元素一般以原子狀態(tài)存在于奧氏體、鐵素體等固溶體中。合金元素中一些比較活潑的元素,如鋁、錳、硅、鈦、鋯等,極易和鋼中的氧和氮化合,形成穩(wěn)定的氧化物和氮化物,一般以?shī)A雜物的形態(tài)存在于鋼中。錳、鋯等元素也和硫形成硫化物夾雜。鋼中含有足夠數(shù)量的鎳、鈦、鋁、鉬等元素時(shí)能形成不同類型的金屬間化合物。有的合金元素如銅、鉛等,如果含量超過(guò)它在鋼中的溶解度,則以較純的金屬相存在。 鋼的性能取決于鋼的相組成,相的成分和結(jié)構(gòu),各種相在鋼中所占的體積組分和彼此相對(duì)的分布狀態(tài)。合金元素是通過(guò)影響上述因素而起作用的。對(duì)鋼的相變點(diǎn)的影響 主要是改變鋼中相變點(diǎn)的位置,大致可以歸納為以下三個(gè)方面: ①改變相變點(diǎn)溫度。一般來(lái)說(shuō),擴(kuò)大γ相(奧氏體)區(qū)的元素,如錳、鎳、碳、氮、銅、鋅等,使A3點(diǎn)溫度降低,A4點(diǎn)溫度升高;相反,縮小γ相區(qū)的元素,如鋯、硼、硅、磷、鈦、釩、鉬、鎢、鈮等,則使A3點(diǎn)溫度升高,A4點(diǎn)溫度降低。惟有鈷使A3和A4點(diǎn)溫度均升高。鉻的作用比較特殊,含鉻量小于7%時(shí)使A3點(diǎn)溫度降低,大于7%時(shí)則使A3點(diǎn)溫度提高。 ②改變共析點(diǎn)S的位置。縮小γ相區(qū)的元素,均使共析點(diǎn)S溫度升高;擴(kuò)大γ相區(qū)的元素,則相反。此外幾乎所有合金元素均降低共析點(diǎn)S的含碳量,使S點(diǎn)向左移。不過(guò)碳化物形成元素如釩、鈦、鈮等(也包括鎢、鉬),在含量高至一定限度以后,則使S點(diǎn)向右移。 ③改變?chǔ)孟鄥^(qū)的形狀、大小和位置。這種影響較為復(fù)雜,一般在合金元素含量較高時(shí),能使之發(fā)生顯著改變。例如鎳或錳含量高時(shí),可使γ相區(qū)擴(kuò)展至室溫以下,使鋼成為單相的奧氏體組織;而硅或鉻含量高時(shí),則可使γ相區(qū)縮得很小甚至完全消失,使鋼在任何溫度下都是鐵素體組織。 合金鋼合金元素在鋼中的作用 1、碳(C):鋼中含碳量增加,屈服點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度升高,但塑性和沖 合金結(jié)構(gòu)鋼 擊性降低,當(dāng)碳含量超過(guò)0.23%時(shí),鋼的焊接性能變壞,因此用于焊接的低合金結(jié)構(gòu)鋼,含碳量一般不超過(guò)0.20%。碳量高還會(huì)降低鋼的耐大氣腐蝕能力,在露天料場(chǎng)的高碳鋼就易銹蝕;此外,碳能增加鋼的冷脆性和時(shí)效敏感性。 2、硅(Si):在煉鋼過(guò)程中加硅作為還原劑和脫氧劑,所以鎮(zhèn)靜鋼含有0.15-0.30%的硅。如果鋼中含硅量超過(guò)0.50-0.60%,硅就算合金元素。硅能顯著提高鋼的彈性極限,屈服點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度,故廣泛用于作彈簧鋼。在調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼中加入1.0-1.2%的硅,強(qiáng)度可提高15-20%。硅和鉬、鎢、鉻等結(jié)合,有提高抗腐蝕性和抗氧化的作用,可制造耐熱鋼。含硅1-4%的低碳鋼,具有極高的導(dǎo)磁率,用于電器工業(yè)做矽鋼片。硅量增加,會(huì)降低鋼的焊接性能。 3、錳(Mn):在煉鋼過(guò)程中,錳是良好的脫氧劑和脫硫劑,一般鋼中含錳0.30-0.50%。在碳素鋼中加入0.70%以上時(shí)就算“錳鋼”,較一般鋼量的鋼不但有足夠的韌性,且有較高的強(qiáng)度和硬度,提高鋼的淬性,改善鋼的熱加工性能,如16Mn鋼比A3屈服點(diǎn)高40%。含錳11-14%的鋼有極高的耐磨性,用于挖土機(jī)鏟斗,球磨機(jī)襯板等。錳量增高,減弱鋼的抗腐蝕能力,降低焊接性能。 4、磷(P):在一般情況下,磷是鋼中有害元素,增加鋼的冷脆性,使焊接性能變壞,降低塑性,使冷彎性能變壞。因此通常要求鋼中含磷量小于0.045%,優(yōu)質(zhì)鋼要求更低些。 5、硫(S):硫在通常情況下也是有害元素。使鋼產(chǎn)生熱脆性,降低鋼的延展性和韌性,在鍛造和軋制時(shí)造成裂紋。硫?qū)附有阅芤膊焕档湍透g性。所以通常要求硫含量小于0.055%,優(yōu)質(zhì)鋼要求小于0.040%。在鋼中加入0.08-0.20%的硫,可以改善切削加工性,通常稱易切削鋼。 6、鉻(Cr):在結(jié)構(gòu)鋼和工具鋼中,鉻能顯著提高強(qiáng)度、硬度和耐磨性,但同時(shí)降低塑性和韌性。鉻又能提高鋼的抗氧化性和耐腐蝕性,因而是不銹鋼,耐熱鋼的重要合金元素。 7、鎳(Ni):鎳能提高鋼的強(qiáng)度,而又保持良好的塑性和韌性。鎳對(duì)酸堿有較高的耐腐蝕能力,在高溫下有防銹和耐熱能力。但由于鎳是較稀缺的資源,故應(yīng)盡量采用其他合金元素代用鎳鉻鋼。 8、 鉬(Mo):鉬能使鋼的晶粒細(xì)化,提高淬透性和熱強(qiáng)性能,在高溫時(shí)保持足夠的強(qiáng)度和抗蠕變能力(長(zhǎng)期在高溫下受到應(yīng)力,發(fā)生變形,稱蠕變)。結(jié)構(gòu)鋼中加入鉬,能提高機(jī)械性能。 還可以抑制合金鋼由于火而引起的脆性。在工具鋼中可提高紅性。 9、鈦(Ti):鈦是鋼中強(qiáng)脫氧劑。它能使鋼的內(nèi)部組織致密,細(xì)化晶粒力;降低時(shí)效敏感性和冷脆性。改善焊接性能。在鉻18鎳9奧氏體不銹鋼中加入適當(dāng)?shù)拟仯杀苊饩чg腐蝕。 10、釩(V):釩是鋼的優(yōu)良脫氧劑。鋼中加0.5%的釩可細(xì)化組織晶粒,提高強(qiáng)度和韌性。釩與碳形成的碳化物,在高溫高壓下可提高抗氫腐蝕能力。 11、鎢(W):鎢熔點(diǎn)高,比重大,是貴生的合金元素。鎢與碳形成碳化鎢有很高的硬度和耐磨性。在工具鋼加鎢,可顯著提高紅硬性和熱強(qiáng)性,作切削工具及鍛模具用。 12、鈮(Nb):鈮能細(xì)化晶粒和降低鋼的過(guò)熱敏感性及回火脆性,提高強(qiáng)度,但塑性和韌性有所下降。在普通低合金鋼中加鈮,可提高抗大氣腐蝕及高溫下抗氫、氮、氨腐蝕能力。鈮可改善焊接性能。在奧氏體不銹鋼中加鈮,可防止晶間腐蝕現(xiàn)象。 13、鈷(Co):鈷是稀有的貴重金屬,多用于特殊鋼和合金中,如熱強(qiáng)鋼和磁性材料。 14、銅(Cu):武鋼用大冶礦石所煉的鋼,往往含有銅。銅能提高強(qiáng)度和韌性,特別是大氣腐蝕性能。缺點(diǎn)是在熱加工時(shí)容易產(chǎn)生熱脆,銅含量超過(guò)0.5%塑性顯著降低。當(dāng)銅含量小于0.50%對(duì)焊接性無(wú)影響。 15、鋁(Al):鋁是鋼中常用的脫氧劑。鋼中加入少量的鋁,可細(xì)化晶粒,提高沖擊韌性,如作深沖薄板的08Al鋼。鋁還具有抗氧化性和抗腐蝕性能,鋁與鉻、硅合用,可顯著提高鋼的高溫不起皮性能和耐高溫腐蝕的能力。鋁的缺點(diǎn)是影響鋼的熱加工性能、焊接性能和切削加工性能。 16、硼(B):鋼中加入微量的硼就可改善鋼的致密性和熱軋性能,提高強(qiáng)度。 17、氮(N):氮能提高鋼的強(qiáng)度,低溫韌性和焊接性,增加時(shí)效敏感性。 18、稀土(Xt):稀土元素是指元素周期表中原子序數(shù)為57-71的15個(gè)鑭系元素。這些元素都是金屬,但他們的氧化物很象“土”,所以習(xí)慣上稱稀土。鋼中加入稀土,可以改變鋼中夾雜物的組成、形態(tài)、分布和性質(zhì),從而改善了鋼的各種性能,如韌性、焊接性,冷加工性能。在犁鏵鋼中加入稀土,可提高耐磨性。 | 15CrMo圓鋼 16MN方管 大規(guī)格方鋼 1Cr5mo鋼板 T2紫銅管 16MN工字鋼 Q345B工字鋼 |
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