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普通低合金钢的一般特点及其强度在工艺上的改进

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-10-09  浏览次数:1 选择视力保护色:

[摘要]普通低合金钢(简称普低钢)主要用以取代普通碳素钢(简称普碳钢)制造各种钢铁结构,如用于桥梁、船舶、车辆、高压容器、管道、

 普通低合金钢(简称普低钢)主要用以取代普通碳素钢(简称普碳钢)制造各种钢铁结构,如用于桥梁、船舶、车辆、高压容器、管道、建筑物……等等.(这一类用途的钢也被称势工程恩钢).从化学成分来看,普低钢是在普碳钢的基础上加入少量的(不超过2-3%)合金元素而制成的。由于合金元素的强化作用,大口径不锈钢管的屈服极限比普碳钢高25-150%,标准的焊接用普碳钢A3的屈服极限只有244斤/毫米2,而普低钢的屈服强度可达30公斤/毫米2烈65公斤/毫米2(某些经过调质处理的用于焊接结构的合金钢板能达到10 0公斤/毫米2的屈服极限).由于强度大大提高,用普低钢取代普碳钢可以大量节约钢材并提高产品的可靠性。例如以普低钢16Mn代替普碳钢A3,一般可节约钢材20-30%.某些强度更高的镪种则节约更多,甚至达到50%以上。如果考虑到工程用钢的产量一般约占钢材总产量的70%以上,则推广使用普低钢的意义就更加明显了。
  
  中华不锈钢网详实报道:普低钢在提高强度的同时,一般不降低大口径不锈钢管的工艺性.这主要是指焊接性能,由于现代生产中大量采用焊接结构,良好的焊接性对于工程用钢来说是十分重要的.(只宥某些强度等级特别高的普低钢,如屈服极限≥65公斤/毫米2的14CrMnMoVB在焊接时需要预热。)普低钢的热处理也比较简单,一般是在热轧状态使用或进行一次正火处理,只有个别特殊用途的高强度钢要经过调质处理。
  
  钢中的扩散是指原子(离子)由于热运动,引起它在晶格中从一个位置到另一个位置的迁移过程.扩散是金属中一个重要现象,也是化学热处理的基础.大口径不锈钢管表面吸收活性原子后,使扩散元素的浓度大大提高。这样,就形成了表面和内部显著的浓度差(即浓庋梯度).在一定的温度条件下,原子就能沿着浓度梯度下降的方向作定向的扩散.其结果,便会得到一定厚度的扩散层.扩散层的特点是渗入元素在表面层的浓度最高,随着远离表面层,浓度便逐渐下降.根据状态图,若是基体金属与渗入元素能形成一系列的化合物时,这些化合物都能在扩散层中出现,其扩散层是由数个浓度突跃变化的单相层所组成,而其中渗入元素的含量均与状态图相符.形成多相扩散层的机理可作如下说明.
  
  中华不锈钢网详实报道:当扩散元素超过在基体金属中的溶解度极限时,就会形成化合物,这种扩散引起了相结构的变化的现象称为反应扩散。反应扩散的浓度分布曲线不是平缓的,而是有突变,因此某一恒定温度下渗入元素达到饱和时,扩散层没有两相层存在,表示具有化合物的状态图。此化合物在扩散过程进行的温度f时,呈稳定状态。表示在扩散层中召元素浓度的变化曲线.假设B元素渗入基体金属A中,大口径不锈钢管在扩散层中B浓度的变化在过程的开始由曲线1来决定,此时表面浓度尚未达到&固溶体的极限值.其后不仅深度逐渐增加,表面浓度也不断上升,一直增加到在该温度≠时口固溶体的极限溶解度为止,如曲线2所示,可以想象,在达到饱和浓度Cm的a固溶体中,由于浓度起伏就可能存在相当于小的A召么化合物的晶核,当B原子由外界继续渗入时,就可能形成A,,B,。化合物。它的浓度不可小于C7最小和大于C7最大.浓度为C7最大的一层是最外层,同样,由于B原子的不断渗入,在此层内又可出现达到CⅣ最小的浓度起伏,并从中形成新相如B等.图中实线5表示最终形成的扩散层,1、2、3、4各虚线表示了各中间状态。
  
  这些大直径不锈钢管零件一般是处在繁重复杂的应力状态工作,有时还承受摩擦,因此,要求高的强度,较好的韧性和高的耐磨性。而这三者是相互矛盾的.如果用低碳钢或低碳合金钢来制造齿轮,在抵抗冲击负荷的破坏能力方面很好,但硬度低,不耐磨.如果用高碳钢来制作零件通过热处理方法可以得到高的硬度,高的抗磨能力,可是因为冲击韧性太低,容易产生脆性断裂的危险.如何使这相互矛盾的性能指标在同一零件上统一起来呢?为此,可以采用低碳钢或低碳合金钢施以表面渗碳(当然也可采用其它化学热处理方法)就能同时满足这两方面的要求。矛盾之所以得到解决,是因为钢经过渗碳后仅表面堵碳,经淬火和低温回火后,具有高的表面强度和耐磨性以及高的疲劳极限,而心部仍能保持高的韧性,至于渗碳工艺原则要比上述的调质处理复杂,它已在化学热处理一章详细讲述,此处不再重复。中华不锈钢网详实报道

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