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合金結(jié)構(gòu)鋼一般分為調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼和表面硬化結(jié)構(gòu)鋼。
①調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼 這類鋼的含碳量一般約為0.25%~0.55%,對于既定截面尺寸的結(jié)構(gòu)件,在調(diào)質(zhì)處理(淬火加回火)時,如果沿截面淬透,則力學(xué)性能良好,如果淬不透,顯微組織中出現(xiàn)有自由鐵素體,則韌性下降。對具有回火脆性傾向的鋼如錳鋼、鉻鋼、鎳鉻鋼等,回火后應(yīng)快冷。2%左右的滲碳鋼,在600℃以上時應(yīng)快速冷卻,以免加重帶狀組織。這類鋼的淬火臨界直徑,隨晶粒度和合金元素含量的增加而增大,例如,40Cr和35SiMn鋼約為30~40mm,而40CrNiMo和30CrNi2MoV鋼則約為 60~100mm,常用于制造承受較大載荷的軸、連桿等結(jié)構(gòu)件。
②表面硬化結(jié)構(gòu)鋼 用以制造表層堅(jiān)硬耐磨而心部柔韌的零部件,如齒輪、軸等。為使零件心部韌性高,鋼中含碳量應(yīng)低,一般在0.12~0.25%,同時還有適量的合金元素,以保證適宜的淬透性。與碳素結(jié)構(gòu)鋼相比,低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼性能上和用途上有什么特點(diǎn)。氮化鋼還需加入易形成氮化物的合金元素(如Al、Cr、Mo等)。滲碳或碳氮共滲鋼,經(jīng)850~950℃滲碳或碳氮共滲后,淬火并在低溫回火(約200℃)狀態(tài)下使用。氮化鋼經(jīng)氮化處理(480~580℃),直接使用,不再經(jīng)淬火與回火處理。
合金結(jié)構(gòu)鋼和碳素結(jié)構(gòu)鋼的區(qū)別
合金結(jié)構(gòu)鋼由于添加了合金元素鎳、硅、鉻、錳、鉬、硼等,對鋼材的焊接性能、綜合力學(xué)性能進(jìn)行改善,
碳素結(jié)構(gòu)鋼就是不添加合金元素對剛才性能進(jìn)行改變的鋼材,可以理解碳就是一種合金元素,碳素結(jié)構(gòu)鋼就是含碳的鋼材,不具備添加了其他合金元素的鋼材的優(yōu)良力學(xué)性能和焊接性能。
碳素鋼的優(yōu)點(diǎn)是便宜,合金元素也是要錢的。隨著含碳量的增加,硬度剛度提升、韌性下降。脆性增加。
合金元素對鋼材性能的改變也不是越多越好,隨著合金元素的增加,焊接性下降,容易出現(xiàn)冷裂。有一種評價(jià)鋼材焊接性的方法就是碳當(dāng)量法,就是把合金元素在鋼材中的作用用相同量的碳含量來處理。
低合金高強(qiáng)鋼的供貨狀態(tài)一般是正火或退火,焊接性能主要取決于鋼的強(qiáng)度:鋼的強(qiáng)度級別越高,其焊縫及熱影響區(qū)的淬硬傾向就越大,其焊接性能就越不好。冷裂紋的預(yù)防措施主要有幾方面:一是選擇合理的焊接規(guī)范和線能,改善焊縫及熱影響區(qū)組織狀態(tài),如焊前預(yù)熱、控制層間溫度、焊后緩冷或后熱等以加快氫分子逸出。以Q345鋼(16Mn)為界,強(qiáng)度高于它時,一般焊接時都要考慮預(yù)熱措施,而且是強(qiáng)度越高,預(yù)熱溫度也越高。
常見的低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼,其含碳當(dāng)量都在千分之二以下--這是冶金部門的合格標(biāo)準(zhǔn)。對于建筑企業(yè),含碳量不要超千分之二是因?yàn)槌丝珊感跃蜔o法保證。
至于力學(xué)性能,冶金部門的合格標(biāo)準(zhǔn)里,有其它指標(biāo)來控制
與碳素結(jié)構(gòu)鋼相比,低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼性能上和用途上有什么特點(diǎn)?
碳素結(jié)構(gòu)鋼:為了提高碳素鋼的屈服強(qiáng)度就要不斷提高碳素鋼的含碳量,但隨之而至的是鋼材的可焊接性、塑性、耐疲勞、耐低溫的指標(biāo)隨之惡化。故使高強(qiáng)度碳素鋼的應(yīng)用受到限制。
低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼:具有優(yōu)異的力學(xué)指標(biāo)。同時克服了高碳素鋼性能上的一應(yīng)缺陷??梢院芎玫挠煤附庸に嚬ぷ髟谄?、低溫等不利環(huán)境中。