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文檔簡介
1、鋼鐵中常見的金相組織區(qū)別簡析 鋼鐵中常見的金相組織1.奧氏體 碳與合金元素溶解在-fe中的固溶體,仍保持-fe的面心立方晶格。晶界比較直,呈規(guī)則多邊形;淬火鋼中殘余奧氏體分布在馬氏體間的空隙處2.鐵素體碳與合金元素溶解在a-fe中的固溶體。亞共析鋼中的慢冷鐵素體呈塊狀,晶界比較圓滑,當碳含量接近共析成分時,鐵素體沿晶粒邊界析出。3.滲碳體碳與鐵形成的一種化合物。在液態(tài)鐵碳合金中,首先單獨結(jié)晶的滲碳體(一次滲碳體)為塊狀,角不尖銳,共晶滲碳體呈骨骼狀。過共析鋼冷卻時沿acm線析出的碳化物(二次滲碳體)呈網(wǎng)結(jié)狀,共析滲碳體呈片狀。鐵碳合金冷卻到ar1以下時,由鐵素體中析出滲碳體(三次滲碳體),在二
2、次滲碳體上或晶界處呈不連續(xù)薄片狀。4.珠光體鐵碳合金中共析反應(yīng)所形成的鐵素體與滲碳體的機械混合物。珠光體的片間距離取決于奧氏體分解時的過冷度。過冷度越大,所形成的珠光體片間距離越小。在a1650形成的珠光體片層較厚,在金相顯微鏡下放大400倍以上可分辨出平行的寬條鐵素體和細條滲碳體,稱為粗珠光體、片狀珠光體,簡稱珠光體。在650600形成的珠光體用金相顯微鏡放大500倍,從珠光體的滲碳體上僅看到一條黑線,只有放大1000倍才能分辨的片層,稱為索氏體。在600550形成的珠光體用金相顯微鏡放大500倍,不能分辨珠光體片層,僅看到黑色的球團狀組織,只有用電子顯微鏡放大10000倍才能分辨的片層稱為
3、屈氏體。5.上貝氏體過飽和針狀鐵素體和滲碳體的混合物,滲碳體在鐵素體針間。過冷奧氏體在中溫(約350550)的相變產(chǎn)物,其典型形態(tài)是一束大致平行位向差為68od鐵素體板條,并在各板條間分布著沿板條長軸方向排列的碳化物短棒或小片;典型上貝氏體呈羽毛狀,晶界為對稱軸,由于方位不同,羽毛可對稱或不對稱,鐵素體羽毛可呈針狀、點狀、塊狀。若是高碳高合金鋼,看不清針狀羽毛;中碳中合金鋼,針狀羽毛較清楚;低碳低合金鋼,羽毛很清楚,針粗。轉(zhuǎn)變時先在晶界處形成上貝氏體,往晶內(nèi)長大,不穿晶。 6.下貝氏體同上,但滲碳體在鐵素體針內(nèi)。過冷奧氏體在350ms的轉(zhuǎn)變產(chǎn)物。其典型形態(tài)是雙凸透鏡狀含過飽和碳的鐵素體,并在其
4、內(nèi)分布著單方向排列的碳化物小薄片;在晶內(nèi)呈針狀,針葉不交叉,但可交接。與回火馬氏體不同,馬氏體有層次之分,下貝氏體則顏色一致,下貝氏體的碳化物質(zhì)點比回火馬氏體粗,易受侵蝕變黑,回火馬氏體顏色較淺,不易受侵蝕。高碳高合金鋼的碳化物分散度比低碳低合金鋼高,針葉比低碳低合金鋼細。7.粒狀貝氏體大塊狀或條狀的鐵素體內(nèi)分布著眾多小島的復相組織。過冷奧氏體在貝氏體轉(zhuǎn)變溫度區(qū)的最上部的轉(zhuǎn)變產(chǎn)物。剛形成時是由條狀鐵素體合并而成的塊狀鐵素體和小島狀富碳奧氏體組成,富碳奧氏體在隨后的冷卻過程中,可能全部保留成為殘余奧氏體;也可能部分或全部分解為鐵素體和滲碳體的混合物(珠光體或貝氏體);最可能部分轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體,部分
5、保留下來而形成兩相混合物,稱為m-a組織。 8.無碳化物貝氏體板條狀鐵素體單相組成的組織,也稱為鐵素體貝氏體。形成溫度在貝氏體轉(zhuǎn)變溫度區(qū)的最上部。板條鐵素體之間為富碳奧氏體,富碳奧氏體在隨后的冷卻過程中也有類似上面的轉(zhuǎn)變。無碳化物貝氏體一般出現(xiàn)在低碳鋼中,在硅、鋁含量高的鋼中也容易形成。9.馬氏體碳在a-fe中的過飽和固溶體。板條馬氏體:在低、中碳鋼及不銹鋼中形成,由許多相互平行的板條組成一個板條束,一個奧氏體晶粒可轉(zhuǎn)變成幾個板條束(通常3到5個)。片狀馬氏體(針狀馬氏體):常見于高、中碳鋼及高ni的fe-ni合金中,針葉中有一條縫線將馬氏體分為兩半,由于方位不同可呈針狀或塊狀,針與針呈120
6、o角排列,高碳馬氏體的針葉晶界清楚,細針狀馬氏體呈布紋狀,稱為隱晶馬氏體。10.回火馬氏體馬氏體分解得到極細的過渡型碳化物與過飽和(含碳較低)的a-相混合組織 它由馬氏體在150250時回火形成。這種組織極易受腐蝕,光學顯微鏡下呈暗黑色針狀組織(保持淬火馬氏體位向),與下貝氏體很相似,只有在高倍電子顯微鏡下才能看到極細小的碳化物質(zhì)點。 11.回火屈氏體碳化物和a-相的混合物。它由馬氏體在350500時中溫回火形成。其組織特征是鐵素體基體內(nèi)分布著極細小的粒狀碳化物,針狀形態(tài)已逐漸消失,但仍隱約可見,碳化物在光學顯微鏡下不能分辨,僅觀察到暗黑的組織,在電鏡下才能清晰分辨兩相,可看出碳化物顆粒已明顯
7、長大。12.回火索氏體 以鐵素體為基體,基體上分布著均勻碳化物顆粒。它由馬氏體在500650時高溫回火形成。其組織特征是由等軸狀鐵素體和細粒狀碳化物構(gòu)成的復相組織,馬氏體片的痕跡已消失,滲碳體的外形已較清晰,但在光鏡下也難分辨,在電鏡下可看到的滲碳體顆粒較大。13.萊氏體 奧氏體與滲碳體的共晶混合物。呈樹枝狀的奧氏體分布在滲碳體的基體上。14.粒狀珠光體由鐵素體和粒狀碳化物組成。它是經(jīng)球化退火或馬氏體在650a1溫度范圍內(nèi)回火形成。其特征是碳化物成顆粒狀分布在鐵素體上。15.魏氏組織 如果奧氏體晶粒比較粗大,冷卻速度又比較適宜,先共析相有可能呈針狀(片狀)形態(tài)與片狀珠光體混合存在,稱為魏氏組織
8、 。亞共析鋼中魏氏組織的鐵素體的形態(tài)有片狀、羽毛狀或三角形,粗大鐵素體呈平行或三角形分布。它出現(xiàn)在奧氏體晶界,同時向晶內(nèi)生長。過共析鋼中魏氏組織滲碳體的形態(tài)有針狀或桿狀,它出現(xiàn)在奧氏體晶粒的內(nèi)部。滲碳件常見缺陷與對策 缺陷名稱:滲碳層出現(xiàn)大塊狀或網(wǎng)狀碳化物缺陷產(chǎn)生原因:表面碳濃度過高1 滴注式滲碳,滴量過大2 控制氣氛滲碳,富化氣太多3 液體滲碳,鹽浴氰根含量過高4 滲碳層出爐空冷,冷速太慢對策:1 降低表面碳濃度,擴散期內(nèi)減少滴量和適當提高擴散期濕度,也可適當減少滲碳期滴量2 減少固體滲碳的催碳劑3 減少液體滲碳的氰根含量4 夏天室溫太高,滲后空冷件可吹風助冷5 提高淬火加熱溫度5080oC
9、并適當延長保溫時間6 兩次淬火或正火+淬火,也可正火+高溫回火,然后淬火回火缺陷名稱:滲層出現(xiàn)大量殘余奧氏體缺陷產(chǎn)生原因:1 奧氏體較穩(wěn)定,奧氏體中碳及合金元素的含量較高2 回火不及時,奧氏體熱穩(wěn)定化3 回火后冷卻太慢對策:1 表面碳濃度不宜太高2 降低直接淬火或重新加熱淬火溫度,控制心部鐵素體的級別3級3 低溫回火后快冷4 可以重新加熱淬火,冷處理,也可高溫回火后重新淬火缺陷名稱:表面脫碳缺陷產(chǎn)生原因:1 氣體滲碳后期,爐氣碳勢低2 固體滲碳后,冷卻速度過慢3 滲碳后空冷時間過長4 在冷卻井中無保護冷卻5 空氣爐加熱淬火無保護氣體6 鹽浴爐加熱淬火,鹽浴脫氧不徹底對策:1 在碳勢適宜的介質(zhì)中
10、補滲2 淬火后作噴丸處理、3 磨削余量,較大件允許有一定脫碳層(0.02mm)缺陷名稱:滲碳層淬火后出現(xiàn)屈氏體組織(黑色組織)缺陷產(chǎn)生原因:滲碳介質(zhì)中含氧量較高:氧擴散到晶界形成Cr、Mn、Si的氧化物,使合金元素貧化,使淬透性降低對策:1 控制爐氣介質(zhì)成分,降低含氧量2 用噴丸可以進行補救3 提高淬火介質(zhì)冷卻能力缺陷名稱:心部鐵素體過多,使硬度不足缺陷產(chǎn)生原因:1 淬火溫度低2 重新加熱淬火保溫時間不足,淬火冷速不夠3 心部有未溶鐵素體4 心部有奧氏體分解產(chǎn)物對策:1 按正常工藝重新加熱淬火2 適當提高淬火溫度延長保溫時間缺陷名稱:滲碳層深度不足缺陷產(chǎn)生原因:1 爐溫低、保溫時間短2 滲劑濃
11、度低3 爐子漏氣4 鹽浴滲碳成分不正常5 裝爐量過多6 工件表面有氧化皮或積炭對策:1 針對原因,調(diào)整滲碳溫度、時間、滴量及爐子的密封性2 加強新鹽鑒定及工作狀況的檢查3 零件應(yīng)該清理干凈4 滲層過薄,可以補滲,補滲的速度是正常滲碳的1/2,約為0.1mm/h左右缺陷名稱:滲層深度不均勻缺陷產(chǎn)生原因:1 爐溫不均勻2 爐內(nèi)氣氛循環(huán)不良3 炭黑在表面沉積4 固體滲碳箱內(nèi)溫差大及催滲劑不均勻5 零件表面有銹斑、油污等6 零件表面粗糙度不一致7 零件吊掛疏密不均8 原材料有帶狀組織對策:1 滲碳前嚴格清洗零件2 清理爐內(nèi)積炭3 零件裝夾時應(yīng)均勻分布間隙大小相等4 經(jīng)常檢查爐溫均勻性5 原材料不得有帶
12、狀組織6 經(jīng)常檢查爐溫、爐氣及裝爐情況缺陷名稱:表面硬度低缺陷產(chǎn)生原因:1 表面碳濃度低2 表面殘余奧氏體多3 表面形成屈氏體組織4 淬火溫度高,溶入奧氏體碳量多,淬火后形成大量殘余奧氏體5 淬火加熱溫度低,溶入奧氏體的碳量不夠,淬火馬氏體含碳低6 回火溫度過高對策:1 碳濃度低,可以補滲2 殘余奧氏體多,可高溫回火后再加熱淬火3 有托氏體組織,可以重新加熱淬火4 嚴格熱處理工藝紀律缺陷名稱:表面腐蝕和氧化缺陷產(chǎn)生原因:1 滲劑不純有水、硫和硫酸鹽2 氣體滲碳爐漏氣固體滲碳時催滲劑在工件表面融化,液體滲碳后,工件表面粘有殘鹽3 高溫出爐,空冷保護不夠4 鹽爐校正不徹底,空氣爐無保護氣氛加熱,淬
13、火后不及時清洗5 零件表面不清潔對策:1 嚴格控制滲碳劑及鹽浴成分2 經(jīng)常檢查設(shè)備密封情況3 對零件表面及時清理和清洗4 嚴格執(zhí)行工藝紀律缺陷名稱:滲碳件開裂缺陷產(chǎn)生原因:1 冷卻速度過慢,組織轉(zhuǎn)變不均勻2 合金鋼滲后空冷,在表層托氏體下面保留一層未轉(zhuǎn)變奧氏體在隨后冷卻或室溫放置時,轉(zhuǎn)變成馬氏體,比容加大,出現(xiàn)拉應(yīng)力3 第一次淬火時,冷卻速度太快或工件形狀復雜4 材質(zhì)含提高淬透性的微量元素(Mo、B)太多等對策:1 滲后減慢冷卻速度,使?jié)B層在冷卻過程中完全共析轉(zhuǎn)變2 滲后加快冷卻速度,得到馬氏體+殘余奧氏體。松弛內(nèi)層組織轉(zhuǎn)變產(chǎn)生的拉應(yīng)力3 淬火開裂應(yīng)減慢冷卻速度、含微量元素作工藝試驗,或提高淬
14、火介質(zhì)溫度缺陷名稱:高合金鋼氫脆缺陷產(chǎn)生原因:1 爐氣中含氫太高2 滲碳溫度太高利于氫擴散3 滲后直接淬火,氫來不及析出以過飽和狀態(tài)存在于鋼中對策1 滲碳后緩慢冷卻2 直接淬火后,迅速在250oC以上回火3 零件出爐前停止供給滲劑,通入氮氣排氫后,直接淬火缺陷名稱:滲層碳濃度低缺陷產(chǎn)生原因:1 爐內(nèi)碳勢低,溫度低,滴量少,爐子漏氣2 工件表面形成碳黑或被炭黑覆蓋,裝爐量太多3 爐子氣氛不均勻,爐壓太低,使爐子局部造成死角4 工件間距離太小,爐子循環(huán)不暢5 滲后冷卻時脫碳對策:1 滲碳時,經(jīng)常檢查爐溫、滲劑滴量2 注意爐氣、爐壓3 防止爐子漏氣和風扇停轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)4 工件之間距離大于1cn5 經(jīng)常燒
15、碳黑,清理爐內(nèi)積炭,滲后入冷卻井冷卻,在井中倒煤油或甲醇保護缺陷名稱:滲碳層過厚缺陷產(chǎn)生原因:1 滲碳溫度太高,保溫時間太長2 滴量過大,爐內(nèi)碳勢高3 試樣檢驗不準對策:1 針對原因,采取工藝措施2 滲層超過圖樣上限要求,不合格,但與圖樣規(guī)定相差0.05mm時,可以仲裁合格或申請回用缺陷名稱:滲碳件畸變過量缺陷產(chǎn)生原因:1 滲碳時裝爐方法或夾具選擇不當2 滲碳溫度太高,爐氣、爐壓不均和不穩(wěn)定3 直接淬火溫度過高4 不適當安排兩次淬火5 加熱方式不當,淬火劑及冷卻方式不當6 淬火返修次數(shù)太多7 零件上滲碳層的濃度和深度不均勻,淬火時造成無規(guī)則翹曲8 工件形狀復雜,壁厚不均勻,有的面滲碳,有的面不
16、滲碳或少滲碳對策:1 長桿狀件應(yīng)垂直吊放,平板零件要平放,零件在夾具上要平穩(wěn)不能受預(yù)應(yīng)力,出爐操作要平穩(wěn)、爐溫要適當2 直接淬火應(yīng)預(yù)冷,盡量用一次淬火代替二次淬火,正確選擇熱處理工藝3 預(yù)先留出機加工余量缺陷名稱:滲碳速度很慢缺陷產(chǎn)生原因:1 溫度過低2 滲劑太多,零件表面積炭3 滲劑含硫量過多4 風扇軸承用MoS2潤滑,潤滑油進入爐內(nèi),使硫增加5 風扇軸承漏氣、氧氣進入爐中6 風扇軸冷卻水滲漏入爐對策:針對缺陷采取相應(yīng)措施缺陷名稱:滲碳件淬火后表面剝落缺陷產(chǎn)生原因:1 固體滲碳劑活性過分強烈2 滲碳溫度過高,大量碳原子滲入工件表面來不及擴散,過渡不好形成表面碳濃度過高對策:1 將高碳勢件在保
17、護氣氛中(碳勢(體積分數(shù))為0.8%)加熱24h,以減少表面碳濃度2 也可將此件在質(zhì)量分數(shù)為3%5%的蘇打和木炭中加熱至920940oC,保溫24h,以減少表面碳濃度缺陷名稱:零件上出現(xiàn)玻璃狀凸瘤缺陷產(chǎn)生原因:1 固體滲碳時,滲碳中由于SiO2質(zhì)量分數(shù)2%以上所致2 SiO2高溫和Na2CO3作用,生成玻璃狀物質(zhì)粘附在工件表面,形成凸瘤對策:1 固體滲碳時,滲劑應(yīng)純凈2 舊滲碳劑徹底篩去塵埃3 去除滲劑中砂石及封口用耐火粘土缺陷名稱:滲碳件出現(xiàn)反常組織(游離鐵素體,游離滲碳體或網(wǎng)狀鐵素體在二次滲碳體周圍)缺陷產(chǎn)生原因:1 鋼中和滲碳介質(zhì)中含氧量過高所致,使淬火時出現(xiàn)軟點使耐磨性降低2 滲碳劑應(yīng)
18、干燥去水分對策:1 適當提高淬火溫度延長保溫時間,使組織均勻化2 選用淬火烈度大的淬火介質(zhì)缺陷名稱:過熱缺陷產(chǎn)生原因:1 滲碳時過勢或淬火加熱時過勢,使晶粒長大,脆性增加2 滲碳時過勢,不但表層含碳量增加,同時碳化物也增加,出現(xiàn)萊氏體對策:1 采用正火,使晶粒細化2 鹽爐加熱淬火,工件不能緊靠電極3 檢查儀表是否失靈超細鐵素體-滲碳體鋼的疲勞強度及其強化機理的影響 最近,日本國家材料研究院的材料學者在一系列鐵素體晶粒小于1m的超細鐵素體-滲碳體鋼上進行了疲勞試驗,以研究彌散、固溶和位錯強化對疲勞強度的影響。通過添加碳含量來研究彌散強化的影響,因為碳含量提高可以增加超細鐵素體-滲碳體鋼中滲碳體顆
19、粒的數(shù)量,選取了含碳量為0.15mass%和0.45mass%不同的鋼。在一些鋼中添加了0.1mass%磷元素,以研究固溶強化的影響。在退火狀態(tài)的超細鐵素體-滲碳體鋼上進行了疲勞試驗,以研究位錯強化的影響,因為軋態(tài)屬于加工硬化,熱孔型軋制細化了鐵素體晶粒。實驗室制備的超細鐵素體-滲碳體鋼的拉伸強度的試驗結(jié)果為7211048MPa,疲勞極限比(疲勞極限與拉伸強度之比)超過了0.5。超細鐵素體-滲碳體鋼的疲勞強度高于鐵素體-珠光體鋼,和退火馬氏體鋼相當??傊械膹娀瘷C理都很好地改善了超細鐵素體-滲碳體鋼的疲勞強度。而由于超細滲碳體-鐵素體鋼的顯微組織超細且均勻的緣故,其疲勞強度表現(xiàn)得很穩(wěn)定。J
20、FE443CT鐵素體系不銹鋼的特性和用途 JFE開發(fā)了高耐蝕性鐵素體系不銹鋼JFE443CT用以代替SUS304。開發(fā)鋼與SUS304有同等的耐蝕性,且因不加Ni、Mo元素而不受其價格波動的影響。作為SUS304的替代品,開發(fā)鋼已被廣泛應(yīng)用于廚房用品、建材建具、電氣設(shè)備、汽車等領(lǐng)域。前言一般用途的不銹鋼,是指以SUS304(18Cr-8Ni)為代表的奧氏體系不銹鋼,也稱鎳系不銹鋼、或SUS430(16Cr)為代表的鐵素體系不銹鋼,也稱鉻系不銹鋼。在家庭用品和家電領(lǐng)域,從經(jīng)濟性的角度考慮多采用SUS430;在汽車領(lǐng)域,開發(fā)了多種用途的新鋼種,使用的大多為鐵素體系不銹鋼。而在建材及產(chǎn)業(yè)機械等領(lǐng)域,
21、要求鋼具有良好的耐蝕性、加工性和焊接性,且通用性高,從長年使用的結(jié)果來看,主要使用SUS304。SUS304鋼雖然性能優(yōu)良,但其主要原料鎳是稀缺金屬,其售價波動劇烈,因此JFE開發(fā)了代替SUS304的鐵素體系不銹鋼JFE443CT(21Cr-0.4Cu-0.3Ti)。該開發(fā)鋼有以下特點:(1) 具有與SUS304同等優(yōu)良的耐蝕性;(2) 因不加Ni、Mo而不受其價格波動的影響;(3) 具有與原來鐵素體系不銹鋼同等以上的成形性。由于開發(fā)鋼的特性與SUS304有很大不同,故準確把握其特征來確定用途和利用技術(shù)是很重要的。本文概要介紹了開發(fā)鋼的特性及代表性用途。1. JFE443CT的特性1.1基本特
22、性JFE443CT鋼的化學成分如表1所示。表1:JFE443CT的代表性化學成分,鋼種CCrNiCuTiNbNJFE443CT0.01210.40.30.01SUS4300.0416-0.04SUS3040.05188-0.03由表中數(shù)據(jù)可知,開發(fā)鋼在將Cr含量提高到21的同時,還加入了0.4%的Cu,從而確保與SUS304有同等的耐蝕性;而且,因作為穩(wěn)定化元素而加入了0.3%的Ti,將鋼中殘余的C,N轉(zhuǎn)變成了無害化的Ti(C,N),即碳氮化鈦,從而提高了焊接部位的耐蝕性和加工性。JFE443CT的力學特性如表2所示。表中的r值(即蘭克福特值)是在使鋼板產(chǎn)生應(yīng)變時,板寬方向的對數(shù)應(yīng)變與板厚方向
23、對數(shù)應(yīng)變之比(簡稱鋼板的塑性應(yīng)變比)。此值越大,鋼板的深沖性能就越優(yōu)良。較之SUS304,開發(fā)鋼是軟質(zhì)的,故r值高,加工性優(yōu)良。另外,較之SUS304,雖然開發(fā)鋼的延伸率較低(前者為60而后者為31),凸肚加工性較差,但因其r值高,故深沖性能優(yōu)良。因此,采用開發(fā)鋼成形時,宜進行深沖而不宜采用凸肚工藝。表2 :JFE443CT的力學特性(代表值)鋼種0.2%屈服強度,MPa拉伸強度,MPa延伸率,平均r值JFE443CT305483311.3SUS430320490291.0SUS304260645601.0開發(fā)鋼與SUS430一樣有磁性,且比SUS304的熱脹系數(shù)小,導熱性優(yōu)良,其物理特性如表
24、3所示。表3:JFE443CT的物理特性(代表值)鋼種磁性在25的比熱,J/(kg?)在100的導熱系數(shù),W/(m?)熱膨脹系數(shù),10-6/2010020600JFE443CT有磁性44022.510.511.6SUS430有磁性46026.110.412.0SUS304無磁性50016.217.318.71.2焊接性開發(fā)鋼在降低鋼中雜質(zhì)元素C和N的同時,因添加了穩(wěn)定化元素Ti,故焊接部具有優(yōu)良的耐蝕性和力學特性。根據(jù)JASO(日本汽車標準協(xié)會)M609-91的規(guī)定,對JFE443CT、SUS304和SUS430的TIG(W極惰氣保護電弧焊)焊接部分別進行了鹽干濕復合交替腐蝕試驗。1個周期的試
25、驗過程為:鹽水噴霧(5NaCl水溶液、35、2h)干燥(60、相對濕度2030、4h)濕潤(50、相對濕度95以上、2h)。觀察經(jīng)上述腐蝕試驗后試樣的圖片可知,在SUS430鋼上,因焊接時的加熱、冷卻,鋼中的C、N變成(C,N)化物析出于晶界上,致使晶界因缺Cr而敏化,故焊接部位生銹;反之,在JFE443CT和SUS304上,焊接部都顯示了良好的耐蝕性。其中的開發(fā)鋼正如前所述,是在降低鋼中C、N含量的同時,還用加0.3的Ti對殘余的C、N進行了穩(wěn)定化的無害化處理,從而防止了焊接部的敏化,提高了該部位的耐蝕性。為了確保良好的力學特性和耐蝕性,對于開發(fā)鋼的焊接須注意以下幾點。(1) 不同種類不銹鋼
26、之間的焊接:若將開發(fā)鋼與SUS304這種含C量較高的鋼進行TIG對接焊,則造成的敏化會降低焊接部的耐蝕性。因此,不宜采用C含量0.08、一般為0.050.06的SUS304,而宜采用SUS304L(18Cr-9Ni、C0.03)。從JFE443CT和不同鋼種的TIG對接焊部耐蝕性試驗結(jié)果可知:與SUS304的焊接部因敏化而降低耐蝕性(明顯生銹)不同的是與含C量較低的SUS304L和SUS316L(0.02C-18Cr-12Ni-2Mo)的焊接部耐蝕性良好。與含C量較高的不銹鋼焊接部的耐蝕性下降,是由焊后慢冷的TIG焊接工藝引起的。焊后快冷的電阻焊(含點焊與縫焊)就不易引起耐蝕性的下降。并且試驗
27、表明,在使用焊絲的角焊縫焊接中,將焊接金屬作為奧氏體主體組織,就可以防止因敏化而造成的耐蝕性下降。同樣,即使在采用奧氏體系焊絲的MIG和MAG焊接中,焊接部變成了奧氏體組織;即使與SUS304對接焊,焊接部也能獲得與母材基本同等的耐蝕性。(2) 焊絲:為了防止因敏化而降低焊接部的耐蝕性,應(yīng)避免使用Y308系(成分為0.05C-20Cr-10Ni)焊絲,而必須用含C量低的Y308L系(成分為0.02C-20Cr-14Ni)和Y309L系(成分為0.02C-23Cr14Ni)焊絲。(3) 保護氣體:為了防止(焊接部的)氧化、滲C,不僅應(yīng)從焊接工件表面,而且應(yīng)從里面也給予充分量的氬氣保護。(4) 合
28、適的輸入熱量:較之SUS304,開發(fā)鋼焊接時必要的輸入熱量增大了,但須注意的是隨著輸入熱量的增加,焊接部位的晶粒會增大,從而可能降低其韌性。JFE443CT的同材焊接部以及與SUS304的焊接部都具有充分的強度和延性。而且,如表3所示,較之SUS304,開發(fā)鋼的熱膨脹系數(shù)較低而導熱系數(shù)較高,具有難以產(chǎn)生焊接變形的優(yōu)點。1.3精加工材、2BW精加工材開發(fā)鋼除能生產(chǎn)一般不銹鋼表面精加工的2B(退火酸洗)材、BA(光亮退火)材之外,還配齊了生產(chǎn)率高的(串列式-CAL)精軋產(chǎn)品。本開發(fā)鋼的2B精加工材有光澤,但與白色的SUS304的2B精加工材不同,在本開發(fā)鋼的2B精加工材上,在加工時有可能遇到細小缺
29、陷需要修整,或防眩性差等問題,因此針對性地開發(fā)了新的白色表面的2BW精加工材。相關(guān)的指標和圖片對比表明:JFE443CT的2BW精加工材的光亮度、白色度與SUS304的2B精加工材是同等的,低光亮的白色外觀。在將開發(fā)鋼和SUS304的2B精加工材組合使用時,就能降低采用2BW精加工材的色調(diào)差。1.4耐起皺特性若對包括開發(fā)鋼在內(nèi)的鐵素體系不銹鋼進行沖壓加工,往往發(fā)生沿軋制方向的筋狀凹凸(即起皺)。起皺會損害美觀,且會在沖壓加工后進行磁磨精加工的鍋和器物等用途中增大磁磨負荷。由于SUS304的沖壓加工不會起皺,故對本開發(fā)鋼在減少起皺方面提出要求。開初,本開發(fā)鋼有時會發(fā)生重度的起皺,但由于將加工制作
30、條件最佳化,成功改善了其耐起皺性。例如利用20拉伸所測定鋼耐起皺特性結(jié)果表明,改善前的JFE443CT鋼材上發(fā)生了波紋高4m的凸起,而特性改善后的波紋高度就減低到1.5m左右。2. JFE443CT的用途2.1室外用途在室外使用不銹鋼時,從海面上飛來的鹽粒會造成生銹。為此,用JFE443CT和SUS304、SUS430及熔融鍍鋅鋼板進行的鹽水噴霧試驗結(jié)果表明:一般鍍鋅板(鍍層量62g/m2)經(jīng)672h試驗后,鍍鋅層失去了防銹機能而生銹,經(jīng)2000h試驗后全面生銹;即使鍍鋅層厚(鍍層量527g/m2)的鋼板經(jīng)2000h試驗后也生銹,5000h后全面生銹。SUS430經(jīng)168h試驗后從端部開始生銹
31、。與上述情況相反,JFE443CT和SUS304即使經(jīng)5000h的試驗后也未生銹,耐蝕性優(yōu)良。另外,在千葉海濱距海堤10m處進行了開發(fā)鋼和SUS304試制的模擬空調(diào)通道的3個月曝露耐蝕試驗。結(jié)果表明,開發(fā)鋼的腐蝕是輕微的,顯示具有代替SUS304的可能性。如上所述,開發(fā)鋼在室外用途中耐蝕性充分,已經(jīng)開始代替SUS304用作各種建材、建具、金屬配件和用于室外的家庭用品、工業(yè)機械等。2.2室內(nèi)用途在室內(nèi)家電制品和家庭用品中,也進行了從SUS304向開發(fā)鋼使用的替換,如炊具鍋、保溫箱、冰箱、廚柜等。如表3所示,本開發(fā)鋼有磁性,且導熱性高,若將之用于電磁鍋,加熱速度快并節(jié)省能耗(當往圓形的開發(fā)鋼和SU
32、S304制的鍋中加入同量的水,在相同加熱條件下,前者比后者快30min將水煮沸)。3. 結(jié)語本開發(fā)鋼已經(jīng)開始被廣泛代替SUS304,將有廣闊的應(yīng)用和市場前景。鈦合金熱處理操作注意事項 2009-06-22 22:13:55 作者:金毛獅王 來源:制鋼參考網(wǎng) 瀏覽次數(shù):29 文字大小:【大】【中】【小】 淬火:1 淬火操作時,從出爐到進入淬火介質(zhì)之間的轉(zhuǎn)移時間越短越好,以防相分解,轉(zhuǎn)移時間最長不超過10s2 淬火加熱保溫時間的計算公式: t=(58)A(min)A 保溫時間系數(shù)3min/mm零件有效厚度(mm) 淬火介質(zhì):高閃點的油,或不含氯化物的鹽浴如亞硝酸鹽和硝酸鹽浴 防氧化和腐蝕:1 在氯
33、鹽浴中加熱時,發(fā)生熱鹽腐蝕的臨界溫度是288oC,主要是熱處理前零件清洗不正確,要求正確清洗。搬運時,不要在零件上按指紋,對于工件上的油和潤滑脂應(yīng)清洗干凈2 鈦合金在真空中加熱時,真空壓力為0.11kPa3 為防止氧化,可用高純度氬、氖等惰性氣體保護,也可用塑料進行保護,或加熱前把零件在熔融的玻璃中浸蘸一下 變形:為防止熱處理翹曲,零件應(yīng)固定于鐵基或鎳基合金制造的夾具中為防止夾具帶來的油污,在夾具里墊薄鈦板或噴Al2O3,將鈦零件同夾具隔開,夾具在使用前應(yīng)進行燒焦處理 有害氣體影響:氫氣:含氫量超過0.02%會產(chǎn)生氫脆,所以鈦合金最好在真空中加熱,用火焰加熱時,火焰不能直接噴在工件上,火焰調(diào)成
34、中性或略帶氧化性氧氣:氧易和鈦生成TiO2薄膜,使用過程中易產(chǎn)生剝落氮氣:零件吸入氮氣變脆,塑性下降鋼材斷裂的基本分析 如今,用于各行業(yè)的鋼材品種達數(shù)千種之多。每種鋼材都因不同的性能、化學成分或合金種類和含量而具有不同的商品名稱。雖然斷裂韌性值大大方便了每種鋼的選擇,然而這些參數(shù)很難適用于所有鋼材。主要原因有:第一,因為在鋼的冶煉時需加入一定數(shù)量的某種或多種合金元素,成材后再經(jīng)簡單熱處理便可獲得不同的顯微組織,從而改變了鋼的原有性能;第二,因為煉鋼和澆注過程中產(chǎn)生的缺陷,特別是集中缺陷(如氣孔、夾雜等)在軋制時極其敏感,并且在同一化學成分鋼的不同爐次之間,甚至在同一鋼坯的不同部位發(fā)生不同的改變
35、,從而影響鋼材的質(zhì)量。由于鋼材韌性主要取決于顯微結(jié)構(gòu)和缺陷的分散(嚴防集中缺陷)度,而不是化學成分。所以,經(jīng)熱處理后韌性會發(fā)生很大變化。要深入探究鋼材性能及其斷裂原因,還需掌握物理冶金學和顯微組織與鋼材韌性的關(guān)系。1. 鐵素體-珠光體鋼斷裂鐵素體-珠光體鋼占鋼總產(chǎn)量的絕大多數(shù)。它們通常是含碳量在0.05%0.20%之間的鐵-碳和為提高屈服強度及韌性而加入的其它少量合金元素的合金。鐵素體-珠光體的顯微組織由BBC鐵(鐵素體)、0.01%C、可溶合金和Fe3C組成。在碳含量很低的碳鋼中,滲碳體顆粒(碳化物)停留在鐵素體晶粒邊界和晶粒之中。但當碳含量高于0.02%時,絕大多數(shù)的Fe3C形成具有某些鐵
36、素體的片狀結(jié)構(gòu),而稱為珠光體,同時趨向于作為“晶?!焙颓蚪Y(jié)(晶界析出物)分散在鐵素體基體中。含碳量在0.10%0.20%的低碳鋼顯微組織中,珠光體含量占10%25%。盡管珠光體顆粒很堅硬,但卻能非常廣泛地分散在鐵素體基體上,并且圍繞鐵素體輕松地變形。通常,鐵素體的晶粒尺寸會隨著珠光體含量的增加而減小。因為珠光體球結(jié)的形成和轉(zhuǎn)化會妨礙鐵素體晶粒長大。因此,珠光體會通過升高d-1/2(d為晶粒平均直徑)而間接升高拉伸屈服應(yīng)力y。從斷裂分析的觀點看,在低碳鋼中有兩種含碳量范圍的鋼,其性能令人關(guān)注。一是,含碳量在0.03%以下,碳以珠光體球結(jié)的形式存在,對鋼的韌性影響較??;二是,含碳量較高時,以球光體
37、形式直接影響韌性和夏比曲線。2. 處理工藝的影響實踐得知,水淬火鋼的沖擊性能優(yōu)于退火或正火鋼的沖擊性能,原因在于快冷阻止了滲碳體在晶界形成,并促使鐵素體晶粒變細。許多鋼材是在熱軋狀態(tài)下銷售,軋制條件對沖擊性能有很大影響。較低的終軋溫度會降低沖擊轉(zhuǎn)變溫度,增大冷卻速度和促使鐵素體晶粒變細,從而提高鋼材韌性。厚板因冷卻速度比薄板慢,鐵素體晶粒比薄板粗大。所以,在同樣的熱處理條件下厚板比薄板更脆性。因此,熱軋后常用正火處理以改善鋼板性能。熱軋也可生產(chǎn)各向異性鋼和各種混合組織、珠光體帶、夾雜晶界與軋制方向一致的定向韌性鋼。珠光體帶和拉長后的夾雜粗大分散成鱗片狀,對夏比轉(zhuǎn)變溫度范圍低溫處的缺口韌性有很大
38、影響。3. 鐵素體-可溶合金元素的影響絕大多數(shù)合金元素加入低碳鋼,是為了生產(chǎn)在某些環(huán)境溫度下的固溶體硬化鋼,提高晶格摩擦應(yīng)力i。但目前還不能僅用公式預(yù)測較低屈服應(yīng)力,除非已知晶粒尺寸。雖然屈服應(yīng)力的決定因素是正火溫度和冷卻速度,然而這種研究方法仍很重要,因為可以通過提高i預(yù)測單個合金元素可降低韌性的范圍。鐵素體鋼的無塑性轉(zhuǎn)變(NDT)溫度和夏比轉(zhuǎn)變溫度的回歸分析至今尚無報導,然而這些也僅限于加入單個合金元素對韌性影響的定性討論。以下就幾種合金元素對鋼性能的影響作簡要介紹。1)錳。絕大多數(shù)的錳含量約為0.5%。作為脫氧劑或固硫劑加入可防止鋼的熱裂。在低碳鋼中還有以下作用。 含碳量0.05%鋼,空
39、冷或爐冷后有降低晶粒邊界滲碳體薄膜形成的趨勢。 可稍減小鐵素體晶粒尺寸。 可產(chǎn)生大量而細小的珠光體顆粒。前兩種作用說明NDT溫度隨著錳量的增加而降低,后兩種作用會引起夏比曲線峰值更尖。鋼含碳量較高時,錳能顯著降低約50%轉(zhuǎn)變溫度。其原因可能是因珠光體量多,而不是滲碳體在邊界的分布。必須注意的是,如果鋼的含碳量高于0.15%,高錳含量對正火鋼的沖擊性能影響起到了決定性作用。因為鋼的高淬透性引起奧氏體轉(zhuǎn)變成脆性的上貝氏體,而不是鐵素體或珠光體。2)鎳。加入鋼中的作用似錳,可改善鐵-碳合金韌性。其作用大小取決于含碳量和熱處理。在含碳量(約0.02%)很低的鋼中,加入量達到2%就能防止熱軋態(tài)和正火鋼晶
40、界滲碳體的形成,同時實質(zhì)降低開始轉(zhuǎn)變溫度TS,升高夏比沖擊曲線峰值。進一步增加鎳含量,改善沖擊韌性效果則降低。如果這時含碳量低至正火后無碳化物出現(xiàn)時,鎳對轉(zhuǎn)變溫度的影響將變得很有限。在含碳約0.10%的正火鋼中加入鎳,最大的好處是細化晶粒和降低游離氮含量,但其機理目前尚不清楚。可能是由于鎳作為奧氏體的穩(wěn)定劑從而降低了奧氏體分解的溫度。3)磷。在純凈的鐵-磷合金中,由于鐵素體晶界會發(fā)生磷偏析降低了抗拉強度Rm而使晶粒之間脆化。此外,由于磷還是鐵素體的穩(wěn)定劑。所以,加入鋼中將大大增加i值和鐵素體晶粒尺寸。這些作用的綜合將使磷成為極其有害的脆化劑,發(fā)生穿晶斷裂。4)硅。鋼中加硅是為了脫氧,同時有益于
41、提高沖擊性能。如果鋼中同時存在錳和鋁,大部分硅在鐵素體中溶解,同時通過固溶化硬化作用提高i。這種作用與加入硅提高沖擊性能綜合的結(jié)果是,在穩(wěn)定晶粒尺寸的鐵-碳合金中按重量百分比加入硅,使50%轉(zhuǎn)變溫度升高約44。此外,硅與磷相似,是鐵素鐵的穩(wěn)定劑,能促進鐵素體晶粒長大。按重量百分數(shù)計,硅加入正火鋼中將提高平均能量轉(zhuǎn)換溫度約60。5)鋁。以合金和脫氧劑的作用加入鋼中有以下兩方面的原因:第一,與溶體中的氮生成AlN,去除游離氮;第二,AlN的形成細化了鐵素體晶粒。這兩種作用的結(jié)果是,每增加0.1%的鋁,將使轉(zhuǎn)變溫度降低約40。然而,當鋁的加入量超過了需要,“固化”游離氮的作用將變?nèi)酢?)氧。鋼中的氧
42、會在晶界產(chǎn)生偏析導致鐵合金晶間斷裂。鋼中氧含量高至0.01%,斷裂就會沿著脆化晶粒的晶界產(chǎn)生的連續(xù)通道發(fā)生。即使鋼中含氧量很低,也會使裂紋在晶界集中成核,然后穿晶擴散。解決氧脆化問題的方法是,可加入脫氧劑碳、錳、硅、鋁和鋯,使其和氧結(jié)合生成氧化物顆粒,而將氧從晶界去除。氧化物顆粒也是延遲鐵素體生長和提高d-/2的有利物質(zhì)。4. 含碳量在0.3%0.8%的影響亞共析鋼的含碳量在0.3%0.8%,先共析鐵素體是連續(xù)相并首先在奧氏體晶界形成。珠光體在奧氏體晶粒內(nèi)形成,同時占顯微組織的35%100%。此外,還有多種聚集組織在每一個奧氏體晶粒內(nèi)形成,使珠光體成為多晶體。由于珠光體強度比先共析鐵素體高,所
43、以限制了鐵素體的流動,從而使鋼的屈服強度和應(yīng)變硬化率隨著珠光體含碳量的增加而增加。限制作用隨硬化塊數(shù)量增加,珠光體對先共析晶粒尺寸的細化而增強。鋼中有大量珠光體時,形變過程中會在低溫和/或高應(yīng)變率時形成微型解理裂紋。雖然也有某些內(nèi)部聚集組織斷面,但斷裂通道最初還是沿著解理面穿行。所以,在鐵素體片之間、相鄰聚集組織中的鐵素體晶粒內(nèi)有某些擇優(yōu)取向。5. 貝氏體鋼斷裂在含碳量為0.10%的低碳鋼中加入0.05%鉬和硼可優(yōu)化通常發(fā)生在700850奧氏體-鐵素體轉(zhuǎn)變,且不影響其后在450和675時奧氏體-貝氏體轉(zhuǎn)變的動力學條件。在大約525675之間形成的貝氏體,通常稱為“上貝氏體”;在450525之間
44、形成的稱為“下貝氏體”。兩種組織均由針狀鐵素體和分散的碳化物組成。當轉(zhuǎn)變溫度從675降至450時,未回火貝氏體的抗拉強度會從585MPa升高至1170MPa。因為轉(zhuǎn)變溫度由合金元素含量決定,并間接影響屈服和抗拉強度。這些鋼獲得的高強度是以下兩種作用的結(jié)果:1) 當轉(zhuǎn)變溫度降低時,貝氏體鐵素體片尺寸不斷細化。2) 在下貝氏體內(nèi)精細的碳化物不斷分散。這些鋼的斷口特征在很大程度上取決于抗拉強度和轉(zhuǎn)變溫度。有兩種作用要注意:第一,一定的抗拉強度級別,回火下貝氏體的夏比沖擊性能遠遠優(yōu)于未回火的上貝氏體。原因是在上貝氏體中,球光體內(nèi)的解理小平面切割了若干貝氏體晶粒,決定斷裂的主要尺寸是奧氏體晶粒尺寸。在下
45、貝氏體中,針狀鐵素體內(nèi)的解理面未排成一直線,因此決定準解理斷裂面是否斷裂的主要特征是針狀鐵素體晶粒尺寸。因為這里的針狀鐵素體晶粒尺寸僅為上貝氏體中的奧氏體晶粒尺寸的1/2。所以,在同一強度級別,下貝氏體轉(zhuǎn)變溫度比上貝氏體低許多。除了上面的原因之外是碳化物分布。在上貝氏體中碳化物位于晶界沿線,并通過降低抗拉強度Rm增加脆性。在回火的下貝氏體中,碳化物非常均勻地分布的鐵素體中,同時通過限制解理裂紋以提高抗拉強度并促進球化珠光體細化。第二,要注意的是未回火合金中轉(zhuǎn)變溫度與抗拉強度的變化。在上貝氏體中,轉(zhuǎn)變溫度的降低會使針狀鐵素體尺寸細化同時升高延伸強度Rp0.2。在下貝氏體中,為獲得830MPa或更
46、高的抗拉強度,也可通過降低轉(zhuǎn)變溫度提高強度的方法實現(xiàn)。然而,因為上貝氏體的斷口應(yīng)力取決于奧氏體晶粒尺寸,而此時的碳化物顆粒尺寸已經(jīng)很大,因此通過回火提高抗拉強度的作用很小。6. 馬氏體鋼斷裂碳或其它元素加入鋼中可延遲奧氏體轉(zhuǎn)變成鐵素體和珠光體或貝氏體,同時奧氏體化后如果冷卻速度足夠快,通過剪切工藝奧氏體會變成馬氏體而不需進行原子擴散。理想的馬氏體斷裂應(yīng)具有以下特征。 因為轉(zhuǎn)變溫度很低(200或更低),四面體鐵素體或針狀馬氏體非常細。 因為通過剪切發(fā)生轉(zhuǎn)變,奧氏體中的碳原子來不及擴散出晶體,使鐵素體中的碳原子飽和從而使馬氏體晶粒拉長導致晶格膨脹。 發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變要超過一定的溫度范圍,因為初始生成
47、的馬氏體片給以后的奧氏體轉(zhuǎn)變成馬氏體增加阻力。所以,轉(zhuǎn)變后的結(jié)構(gòu)是馬氏體和殘余奧氏體的混合結(jié)構(gòu)。為了保證鋼的性能穩(wěn)定,必須進行回火。高碳(0.3%以上)馬氏體,在以下范圍內(nèi)回火約1h,經(jīng)歷以下三個階段。1) 溫度達到約100時,馬氏體某些過飽和碳沉淀并形成非常細小的-碳化物顆粒,分散于馬氏體中而降低碳含量。2) 溫度在100300之間,任何殘余奧氏體都可能轉(zhuǎn)變成貝氏體和-碳化物。3) 在第3階段回火中,大約200起取決于碳含量和合金成分。當回火溫度升至共析溫度,碳化物沉淀變粗同時Rp0.2降低。7. 中強度鋼(620MPa<Rp0.2<1240MPa)斷裂除了消除應(yīng)力提高沖擊韌性之
48、外,回火還有以下兩種作用:第一,轉(zhuǎn)變殘余奧氏體。殘留奧氏體將在低溫約30轉(zhuǎn)變成韌性針狀下貝氏體。在較高的溫度如600,殘余奧氏體會轉(zhuǎn)變成脆性的珠光體。因此,鋼在550600進行第一次回火,在300進行第二次回火,以避免形成脆性珠光體,稱這種回火制度為“二次回火”。第二,增加彌散性碳化物含量(抗拉強度Rm增加),降低屈服強度。如果升高回火溫度,兩者都將會引起沖擊,轉(zhuǎn)變回火范圍降低。因為顯微組織變精細,在同樣強度級別,將提高抗拉塑性。回火脆性是可逆的。如果回火溫度高到超過了臨界范圍而降低了轉(zhuǎn)變溫度,可將材料再加熱后在臨界范圍處理,回火溫度才可以再升高。如果出現(xiàn)微量元素,表明脆性將得到改善。最重要的
49、微量元素是銻、磷、錫、砷,加上錳和硅都有去脆作用。如果其它合金元素存在,鉬也能降低回火脆性,同時鎳和鉻也有一定的作用。8. 高強度鋼(Rp0.2>1240MPa)斷裂高強鋼可通過以下方法進行生產(chǎn):淬火和回火;淬火和回火前奧氏體變形;退火和時效生產(chǎn)沉淀硬化鋼。此外,還可通過應(yīng)變和再回火或回火期應(yīng)變,都可進一步提高鋼的強度。9. 不銹鋼斷裂不銹鋼主要由鐵-鉻、鐵-鉻-鎳合金和其它改善力學性能與抗蝕能力的元素組成。不銹鋼防蝕是因為在金屬表面生成了可防止進一步氧化的鉻氧化物不可滲透層。因此,不銹鋼在氧化氣氛中能防止腐蝕并使鉻氧化物層得到強化。但在還原氣氛中,鉻氧化層受到損害??刮g性隨著鉻、鎳含量
50、增加而增加。鎳可全面提升鐵的鈍化性。增加碳是為了改善力學性能和保證奧氏體不銹鋼性能的穩(wěn)定。一般說來,不銹鋼利用顯微組織進行分類。 馬氏體不銹鋼。屬于鐵-鉻合金,可進行奧氏體化和后序熱處理生成馬氏體。通常含鉻12%,含碳0.15%。 鐵素體不銹鋼。含鉻約14%18%,碳0.12%。因為鉻是鐵素體的穩(wěn)定劑,奧氏體相被超過13%的鉻徹底抑制,因而是完全的鐵素體相。 奧氏體不銹鋼。鎳是奧氏體的強穩(wěn)定劑,因此,在室溫、低于室溫或高溫狀態(tài)下,鎳含量為8%,鉻含量為18%(300型)能使奧氏體相非常穩(wěn)定。奧氏體不銹鋼類似于鐵素體型,不能通過馬氏體轉(zhuǎn)變而硬化。鐵素體和馬氏體不銹鋼特征,如晶粒尺寸等與同級別的其
51、它鐵素體鋼和馬氏體鋼相似。奧氏體不銹系FCC結(jié)構(gòu),在冷凍溫度下都不可能解理斷裂。大型件冷軋80%后,310型不銹鋼有極高的屈服強度和缺口敏感性,甚至在溫度低至-253還具有1.0的缺口敏感性比。因此,可用于導彈系統(tǒng)的液氫貯存箱。相似的301型不銹鋼可用于溫度低至183的液氧貯存箱。但在這些溫度以下是不穩(wěn)定的,如發(fā)生任何塑性變形,不穩(wěn)定的奧氏體都會變成脆性的非回火馬氏體。絕大多數(shù)奧氏體鋼用于防腐環(huán)境,被加熱至500900溫度范圍,鉻碳化物會沉淀在奧氏體晶界,結(jié)果使晶界附近范圍內(nèi)的鉻層被完全耗盡。該部位非常容易受到腐蝕和局部腐蝕,如果存在應(yīng)力,還可導致晶脆性斷裂。為了減輕上述危害,可加入少量性能強
52、于鉻碳化物的元素,例如鈦或鈮,與碳形成合金碳化物,防止鉻被耗盡和隨之而致的應(yīng)力腐蝕裂紋。常稱這種處理為“穩(wěn)定化處理”。奧氏體不銹鋼也常用于高溫,如壓力容器,防止和滿足抗腐蝕和抗蠕變。某些鋼種因為在焊后熱處理和高溫環(huán)境下對熱影響區(qū)及其附近的裂紋十分敏感。所以,當焊接再加熱時,受高溫作用,鈮或鈦碳化物會在晶粒內(nèi)和晶界沉淀,導致裂紋產(chǎn)生而影響使用壽命,這必須給予高度重視。淺談熱軋與冷軋的基本區(qū)別:兩位“學者”的對話 學者一: 在常溫下的軋制一般理解為冷軋,從金屬學觀點看,低于在結(jié)晶溫度的軋制為冷軋。 熱軋,是以板坯(主要為連鑄坯)為原料,經(jīng)加熱后由粗軋機組及精軋機組制成帶鋼。從精軋最后一架軋機出來的
53、熱鋼帶通過層流冷卻至設(shè)定溫度,由卷取機卷成鋼帶卷,冷卻后的鋼帶卷,根據(jù)用戶的不同需求,經(jīng)過不同的精整作業(yè)線(平整、矯直、橫切或縱切、檢驗、稱重、包裝及標志等)加工而成為鋼板、平整卷及縱切鋼帶產(chǎn)品。 冷軋:用熱軋鋼卷為原料,經(jīng)酸洗去除氧化皮后進行冷連軋,其成品為軋硬卷,由于連續(xù)冷變形引起的冷作硬化使軋硬卷的強度、硬度上升、韌塑指標下降,因此沖壓性能將惡化,只能用于簡單變形的零件。軋硬卷可作為熱鍍鋅廠的原料,因為熱鍍鋅機組均設(shè)置有退 火線。軋硬卷重一般在613.5噸,鋼卷在常溫下,對熱軋酸洗卷進行連續(xù)軋制。內(nèi)徑為610mm。 產(chǎn)品特點:因為沒有經(jīng)過退火處理,其硬度很高(HRB大于90),機械加工性
54、能極差,只能進行簡單的有方向性的小于90度的折彎加工(垂直于卷取方向)。 簡單點兒來說,一塊鋼坯在加熱后(就是電視里那種燒的紅紅的發(fā)燙的鋼塊)精過幾道軋制,再切邊,矯正成為鋼板,這種叫熱軋。 冷軋,是在熱軋板卷的基礎(chǔ)上加工軋制出來的,一般來講是熱軋-酸洗-冷軋這樣的加工過程。冷軋是在常溫狀態(tài)下由熱軋板加工而成,雖然在加工過程因為軋制也會使鋼板升溫,盡管如此還是叫冷軋。 由于熱軋經(jīng)過連續(xù)冷變型而成的冷軋,在機械性能比較差,硬度太高。必須經(jīng)過退火才能恢復其機械性能,沒有退火的叫軋硬卷。 軋硬卷一般是用來做無需折彎,拉伸的產(chǎn)品,1.0以下厚度軋硬的運氣好的兩邊或者四邊折彎。 總之熱軋是最初成型的板類,酸洗,冷軋以及鍍鋅彩涂之類的都是由此一項一項加工出來的。 學者二看法-熱軋 熱軋,是以板坯(主要為連鑄坯)為原料,經(jīng)加熱后由粗軋機組及精軋機組制成帶鋼。從精軋最后一架軋機出來的熱鋼帶通過層流冷卻至設(shè)定溫度,由卷取機卷成鋼帶卷,冷卻后的鋼帶卷,根據(jù)用戶的不同需求,經(jīng)過不同的精整作業(yè)線(平整、矯直、橫切或縱切、檢驗、稱重、包裝及標志等)加工而成為鋼板、平整卷及縱切鋼帶產(chǎn)品。簡單點兒來說,一塊鋼坯在加熱后(就是電視里那種燒的紅紅的發(fā)燙的鋼塊)精過幾道軋制,再切邊,矯正成為鋼板,這種叫熱軋。 冷軋 冷軋:用熱軋鋼卷為原料,經(jīng)酸洗去除氧化
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