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编
合金元素与铁、碳的相互作用
合金元素加入钢中后,主要以三种形式存在钢中。即:与铁形成固溶体;与碳形成碳化物;在高合金钢中还可能形成金属间化合物。
槽钢和角钢
1. 溶于铁中
几乎所有的合金元素(除Pb外)都可溶入铁中, 形成合金铁素体或合金奥氏体, 按其对α-Fe或γ-Fe的作用, 可将合金元素分为扩大奥氏体相区和缩小奥氏体相区两大类。
扩大γ相区的元素—亦称奥氏体稳定化元素, 主要是Mn、Ni、Co、C、N、Cu等, 它们使A3点(γ-Fe α-Fe的转变点)下降, A4点( γ-Fe的转变点)上升, 从而扩大γ-相的存在范围。其中Ni、Mn等加入到一定量后, 可使γ相区扩大到室温以下, 使α相区消失, 称为完全扩大γ相区元素。另外一些元素(如C、N、Cu等), 虽然扩大γ相区, 但不能扩大到室温, 故称之为部分扩大γ相区的元素。
缩小γ相区元素——亦称铁素体稳定化元素, 主要有Cr、Mo、W、V、Ti、Al、Si、B、Nb、Zr等。它们使A3点上升, A4点下降(铬除外, 铬含量小于7%时, A3点下降; 大于7%后,A3点迅速上升), 从而缩小γ相区存在的范围, 使铁素体稳定区域扩大。按其作用不同可分为完全封闭γ相区的元素(如Cr、Mo、W、V、Ti、Al、Si等)和部分缩小γ相区的元素(如B、Nb、Zr等)。
2. 形成碳化物合金元素按其与钢中碳的亲和力的大小, 可分为碳化物形成元素和非碳化物形成元素两大类。
常见非碳化物形成元素有:Ni、Co、Cu、Si、Al、N、B等。它们基本上都溶于铁素体和奥氏体中。常见碳化物形成元素有:Mn、Cr、W、V、Nb、Zr、Ti等(按形成的碳化物的稳定性程度由弱到强的次序排列),它们在钢中一部分固溶于基体相中,一部分形成合金渗碳体, 含量高时可形成新的合金碳化合物。
槽钢和角钢
①用国际化学元素符号和本国的符号来表示化学成份,用阿拉伯字母来表示成份含量:中国、俄国 12CrNi3A;
②用固定位数数字来表示钢类系列或数字:美国、日本、300系、400系、200系;
③用拉丁字母和顺序组成序号,只表示用途。
中国编号规则
①采用元素符号
②用途、汉语拼音,平炉钢:P、 沸腾钢:F、 镇静钢:Z、甲类钢:A、T8:特8、GCr15:滚珠
◆合结钢、弹簧钢,如:20CrMnTi 60Si2Mn、(用万分之几表示C含量)
◆不锈钢、合金工具钢(用千分之几表示C含量),如:1Cr18Ni9 千分之一(即0.1%C),不锈 C≤0.08% 如0Cr18Ni9,超低碳C≤0.03% 如0Cr17Ni13Mo。
标识方法
美国钢铁学会是用三位数字来标示各种标准级的可锻不锈钢的。其中:①奥氏体型不锈钢用200和300系列的数字标示,例如,某些较普通的奥氏体不锈钢是以201、 304、 316以及310为标记,
②铁素体和马氏体型不锈钢用400系列的数字表示。
③铁素体不锈钢是以430和446为标记,马氏体不锈钢 是以410、420以及440C为标记,双相(奥氏体-铁素体),
④不锈钢、沉淀硬化不锈钢以及含铁量低于50%的高合金通常是采用专利名称或商标命名。
按用途分类
按用途则又可分为碳素结构钢、碳素工具钢。
碳素工具钢 含碳量在0.65~1.35%之间,经热处理后可得到高硬度和高耐磨性,主要用于制造各种工具、刃具、模具和量具(见工具钢)。
碳素结构钢按照钢材屈服强度分为5个牌号:
Q195、Q215、Q235、Q255、Q275
每个牌号由于质量不同分为A、B、C、D等级,多的有四种,有的只有一;另外还有钢材冶炼的脱氧方法区别。
脱氧方法符号:
F——沸腾钢
b——半镇静钢
Z——镇静钢
TZ——特殊镇静钢 [1]
材质
编辑
圆钢的材质:Q195、Q235、10#、20#、35#、45#、Q215、Q345、12Cr1Mov、15CrMo、304、316、20Cr、40Cr、20CrMo、35CrMo、42CrMo、40CrNiMo、GCr15、65Mn、50Mn、50Cr、3Cr2W8V、20CrMnTi、5CrMnMo等。 [2]
(2)需要较多的成型道次。在辊式冷弯成型过程中主要加工过程为弯曲变形,除产品弯曲角局部有轻减薄外,变形材料的厚度在成型过程中假定保持不变;在孔型设计时,要注意合理分配变形量,尤其是在第一道,后面几道,变形量不易过大。另外可以使用侧辊和过弯辊,对型材进行预弯,且使型材断面的中性线与成品型材的中性线重合,使型材上下所受的力平衡,从而避免纵向弯曲。如果在加工过程中发现纵向弯曲,可根据实际情况增加部分轧辊,尤其注意后面几道。
其它如使用矫直机进行矫直,变更机架间距,采用托辊,调整各架次的轧辊间隙等措施均可减小或消除纵向弯曲。需要注意的是,通过调整各架次的轧辊间隙来减轻纵向弯曲需要有熟练的技术才行。
(3)辊式冷弯速度的控制,成型辊压力的调整要合适,尽量减少反复冷弯弯曲疲劳裂纹,并适当进行润滑和冷却,进一步减少热应力裂纹的产生等,控制弯曲半径,即弯曲半径不能太小,否则产品表面易产生裂纹,针对高强板在冷成形冷弯工艺中出现的后延性断裂现象,为了满足结构设计要求,建议在满足材料的力学设计要求的前提下优化截面形状,如增加弯角半径,减小冷弯角或加大截面形状等方式处理也是一种行之有效的方法。