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1、合金元素的分類:(1)按照與鐵相互作用的特點分類:1)奧氏體形成元素,如Ic、N、Cu>MikNi、CO、W等;2)鐵索體形成元索,如Cr>V、Si、AlTi、MO、W等。一般情況下,奧氏體形成元素易于優(yōu)先分布在奧氏體中,鐵素體形成元索易于優(yōu)先分布在鐵素體中。而合金元索的實際分布狀態(tài)還與加入量和熱處理條件冇關(2)按照與碳相互作用的特點分類:(1)非碳化物形成元索,如Ni、Cu、Si、A1P等;(2)碳化物形成元索,如Cr、Mo、V、Ti>zr>Nb等。雖然非碳化物形成元素易溶入恢素體或奧氏體中,而碳化物形成元素易存在于碳化物中,但當加入數(shù)
2、量較少吋,碳化物形成元素也可溶入固溶體或滲碳體,當加人數(shù)量較多時,可形成特殊碳化物。(3)按照對奧氏體層錯能的影響分類⑴提高奧氏體層錯能的元索,如Ni、Cu>C等;(2)降低奧氏體層錯能的元素,如Mn、Cr>Ru>h等。擴大A相區(qū)元素:線猛鉆碳氮銅等;縮小A相區(qū)的元素:銘鉗飢餌鈦鋁硅等鋼的強化機制:固溶強化:由于溶質原子與基體金屬原子大小不同,因而使基體的晶格發(fā)牛畸變,造成一個諦?性應力場。此應力場與廉位錯木身的彈性應力場交互作用,增大了位錯運動的阻力,從而導致強化。此外,溶質原了還可以通過與位錯的電化學反應交互作用而阻礙位錯運動晶界強化:
3、由于晶界的存在,引起在晶界處產(chǎn)牛彈性變形不協(xié)調(diào)和塑性變形不協(xié)調(diào),這兩種不協(xié)調(diào)現(xiàn)象均會在品界處誘發(fā)應力集中,以維持兩晶粒在晶界處連續(xù)性,其結果在晶界附近引起二次滑移,使位錯迅速增值,形成加工硬化微區(qū),阻礙位錯運動。第二相強化:第二相粒了可以冇效地阻礙位錯運動,運動著的位錯遇到滑移面上的第二相粒子吋,或切過或繞過這樣滑移變形才能繼續(xù)進行,這一過程盂要消耗額外的能量,故需要提高外應力,所以造成強化。位錯強化:主要著眼于位錯數(shù)雖打組態(tài)對鋼塑變伉儷的影響。金屬屮位錯密度高,則位錯運動時易與發(fā)牛相互交割,形成割階,引起位錯纏結,因此造成位錯運動的阻礙,
4、給繼續(xù)塑性變形造成困難,從而捉髙鋼的強度。馬氏體強化。時效強化。幾種常見鋼種的性能和用途(一)構件用鋼是指用于制造各種人型金屬結構(如橋梁,船舶,屋架,鍋爐及壓力容器等)的鋼材,乂稱為工程用鋼。(1)力學性能(彈性模量,剛度,抗塑性變形,抗破斷能力人,缺口敏感性及冷脆性傾向?。┖茫?)耐腐蝕性好(3)有良好的冷變形性能和焊接性能。提高構件用鋼耐大氣腐蝕的途徑:1?減少微電池數(shù)最2?提高基體的電極電勢3?利用鈍化效應。碳素構件用鋼常見鋼號Q195Q215—建筑車輛等行業(yè)08F:車蒙皮。低合金構件用鋼(普低鋼)常見鋼號:16Mn:-船舶,橋梁,
5、大型容器,大型鋼結構,起重機械。構件用鋼的冷脆現(xiàn)象:實踐表明,低溫對構件用鋼的力學性能冇很大影響。隨著試驗溫度的降低,構件用鋼的屈服點顯著升高,且出現(xiàn)斷裂特征,由広觀塑性破壞過渡到宏觀脆性破壞,這種現(xiàn)象稱為冷脆。(二)機器零件用鋼是指用于制造各種機器零件所用的鋼種,如各種軸類零件,齒輪,彈簧和軸承等。(1)高的疲勞強度和持久強度(2)高塑形和斷裂強度(3)好的耐轉性和接觸疲勞強度(4)高韌性和低缺口敏感性。加人適當化學元素改變金屬性能的方法叫做合金化。為了合金化的目的而特定在鋼中加入含量在一怎范圍的化學元索稱為合金元索。這種鋼叫合金鋼。當鋼
6、中的總堀(合金元索)W5%時,稱為低合金鋼??傐冢ê辖鹪兀?5%—10%范圍內(nèi)稱為小合金鋼。當(合金元索)>10%的稱調(diào)謚乩經(jīng)ii淬火和高溫回火處理而使用的結構稱為調(diào)質鋼。調(diào)質處理后的組織為回火索氏體組織。調(diào)質鋼具有良好的綜合力學性能的原因與其在使用狀態(tài)下組織為小碳冋火索氏體有關。這種組織狀態(tài)具有以下特點(1)強化相為彌散均勻分和的粒狀碳化物,可以保證有較高的塑變抗力和疲勞強度。(2)組織均勻性好,減少了裂紋在局部薄弱地區(qū)形成的可能性,可以保證有良好的塑性和韌性。⑶作為基體組織的鐵索體是從淬火馬氏體轉變而成的,其晶粒細小,使鋼的冷脆傾向人
7、人減小。性能:高的屈服極限和疲勞極限,良好的沖擊韌性和塑性,軸裘面和局部肴_定耐磨杠。主加合金元素冇Mn、Cr>Si、Ni及B等。這些元索單獨加入或復合加入可以提高鋼的淬透性,并保證機械零件整體具冇良好綜合力學性能。這是調(diào)質鋼成分設計的主要著眼點。輔加元素有Mo、w、V、Ti等碳化物形成元素,它們一般不單獨加入,而是加在含冇主加元素的鋼中,H?含量較少。主要作用是細化晶粒、提高回火穩(wěn)定性和鋼的強韌性。鋼號:45:-主軸,曲軸,齒輪。40Cr:-軸類,連桿螺栓,進氣閥和重要齒輪等。彈簧鋼常見鋼號:65l小彈費。65Mn:f各種螺旋彈簧,板彈簧
8、。彈簧應具有如下性能:(1)高的彈性極限、屈服極限和高的屈強比(S0.2/Sb),以保證彈簧冇足夠高的彈性變形能力,并能承受大的載荷。(2)高的疲勞極限,以保證彈費在長期的振動和