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(1)淬透性低。一般情况下,碳钢水淬的大淬透直径只有10mm-20mm。
(2) 强度和屈强比较低。如普通碳钢Q235钢的σs为235MPa,而低合金结构钢16Mn的σs则为360MPa以上。40钢的 σs /σb仅为0.43, 远低于合金钢。
(3) 回火稳定性差。由于回火稳定性差,碳钢在进行调质处理时,为了保证较高的强度需采用较低的回火温度,这样钢的韧性就偏低;为了保证较好的韧性,采用高的回火温度时强度又偏低,所以碳钢的综合机械性能水平不高。
(4) 不能满足特殊性能的要求。碳钢在抗氧化、耐蚀、耐热、耐低温、耐磨损以及特殊电磁性等方面往往较差,不能满足特殊使用性能的需求。
对淬火、回火状态下钢的机械性能的影响
合金元素对淬火、回火状态下钢的强化作用显著, 因为它充分利用了全部的四种强化机制。淬火时形成马氏体, 回火时析出碳化物, 造成强烈的第二相强化,同时使韧性大大改善, 故获得马氏体并对其回火是钢的经济和有效的综合强化方法。
合金元素加入钢中, 首要的目的是提高钢的淬透性, 保证在淬火时容易获得马氏体。其次是提高钢的回火稳定性, 使马氏体的保持到较高温度,使淬火钢在回火时析出的碳化物更细小、均匀和稳定。这样, 在同样条件下, 合金钢比碳钢具有更高的强度。
合金元素对钢的工艺性能的影响
1. 合金元素对钢铸造性能的影响
固、液相线的温度愈低和结晶温区愈窄, 其铸造性能愈好。合金元素对铸造性能的影响, 主要取决于它们对Fe-Fe3C相图的影响。另外, 许多元素, 如Cr、Mo、V、Ti、Al等在钢中形成高熔点碳化物或氧化物质点, 增大钢的粘度, 降低流动性, 使铸造性能恶化。
武钢位于武昌青山区的长江沿岸,是1949年后我国新建的大型钢铁工业基地。现已形成炼铁600万吨、炼钢500万吨、热轧400万吨、冷轧122万吨、硅钢片19万吨的综合生产能力。主要产品有:中型材、薄板、中厚板、大型材、带钢等,是我国大的钢板生产基地。
武钢地理位置优越,水陆运输方便,厂区用地平坦、宽阔,靠近消费区。鄂东铁矿是武钢主要矿石产区,所产矿石品位较高,含铜等有益组分;但储量有限,埋藏较深,是武钢进一步发展的限制因素。今后可以考虑利用长江水运,适当进口部分富矿,以充分的发挥一米七轧机的生产能力。
攀枝花基地
位于四川渡口市,建于“三五”时期,是我国战略后方大的钢铁联合企业。攀钢所在的攀(枝花)西(昌)地区蕴藏极其丰富的钒、钛磁铁矿,钒、钛储量居世界首位,与其共生的钴、镍、铜、锰等十多种稀有金属元素的储量也十分惊人。这里还有巨大的水能和焦炭资源,为发展钢铁工业提供了条件。
1974年攀钢一期工程建成,形成年产生铁170万吨,钢150万吨、钢材110万吨的生产能力。1977年建成我国大的提钒车间,在提钒综合利用工艺上已达世界先进水平。1979年建成我国第一个年产5万吨的选钛试验厂。1990年年产生铁229万吨,钢191万吨,成品钢材78万吨,主要产品有生铁、钢坯、钒渣、重轨、大型钢材、小型钢材和线材。钒渣产量由1977年的1.5万吨,增加到34万吨。90年全国85%的钒渣是由攀钢供应,并运销英、法、德、美、印度等国。
攀钢位于铁矿产区与宝鼎煤矿之间的弄弄坪,与煤、铁各相距10公里左右,有铁路相通。弄弄坪被金沙江河曲所围,三面环水,面积只有2.6平方公里。厂区用地窄小,成为攀钢进一步扩大的重要限制因素。90年攀钢二期工程正规划兴建。二期工程全部建成后,生铁、钢、钢材的年产量将分别达到300万吨、270万吨、220万吨,产品结构将有较大改变,产值、利润都将成倍增长。考虑到弄弄坪面积窄小,规划拟在宜宾市的李庄或其它地区建设二基地。
碳化作用剂,防止钢材变脆,在高温时保持钢材的强度,出现在很多钢材中,空气硬化钢(例如A-2,ATS-34)总是包含1%或者更多的钼,这样它们才能在空气中变硬。
镍(Nickle)
保持强度、抗腐蚀性、和韧性。出现在L-6\AUS-6和AUS-8中。
硅(Silicon)
有助于增强强度。和锰一样,硅在钢的生产过程中用于保持钢材的强度。
钨(Tungsten)
增强抗磨损性。将钨和适当比例的铬或锰混合用于制造高速钢。在高速钢M-2中就含有大量的钨。
钒(Vanadium)
增强抗磨损能力和延展性。在许多种钢材中都含有钒,其中M-2,Vascowear,CPM T440V和420VA含有大量的钒。而BG-42与ATS-34大的不同就是前者含有钒。
磷(Phosphorus)
是有害元素,降低钢的塑性和韧性,出现冷脆性,能使钢的强度显著提高,同时提高大气腐蚀稳定性,含量应该限制在0.05%以下。
硫(Sulfur)