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(3)超細(xì)組織。超細(xì)組織強(qiáng)化是惟一增加鋼強(qiáng)度而不降低韌性或使韌性略有增加的強(qiáng)化機(jī)制。例如高強(qiáng)度不銹鋼AFC77的晶粒從60μm細(xì)化到2. 3μm,則斷裂韌性KIC從100增加到220MPa·m。核反應(yīng)堆壓力容器鋼板為粗晶時(shí),其輻照脆化溫度范圍為150~250℃而細(xì)晶鋼降到50~70℃。軸承鋼中的碳化物尺寸細(xì)到≤0.5μm,則軸承壽命大幅度提高。
(4)高精度。特殊鋼材要有良好的表面質(zhì)量和窄的尺寸公差。熱軋鋼棒的精度已達(dá)±0.1mm、熱軋板卷的厚度公差達(dá)±0.015~0.05mm,而冷軋板卷的厚度公差已達(dá)±0.003mm。
對(duì)特殊鋼尚無(wú)統(tǒng)一的定義和概念,一般認(rèn)為特殊鋼是指具有特殊的化學(xué)成分(合金化)、采用特殊的工藝生產(chǎn)、具備特殊的組織和性能、能夠滿足特殊需要的鋼類。常見(jiàn)的特殊鋼有碳素鋼、優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼、合金鋼等。
中文名 特殊鋼 外文名 special steel 學(xué) 科 金屬材料 優(yōu) 點(diǎn) 更高的強(qiáng)度和韌性 實(shí) 例 碳素鋼等 冶煉設(shè)備 電弧爐
與普通鋼相比,特殊鋼具有更高的強(qiáng)度和韌性、物理性能、化學(xué)性能、生物相容性和工藝性能。
與普通鋼相比,特殊鋼具有高純度、高均勻性、超細(xì)組織和高精度等特點(diǎn):
(1)高純度。有針對(duì)性降低鋼中氣體、夾雜物(含低熔點(diǎn)金屬夾雜物)的含量。鋼的純度提高到一定限度,不但可以大幅度提高鋼的原有性能,還可以賦予鋼以新的性能。例如軸承鋼中的氧含量從30×10-6降低到5×10-6,則軸承壽命提高30倍。通用奧氏體不銹鋼中的磷降低到3×10-6則對(duì)應(yīng)力腐蝕免疫。20世紀(jì)末大生產(chǎn)所能達(dá)到的鋼的純度水平(10)為:氫≤1,氧≤5、碳≤10、硫≤10、氮≤15、磷≤25。
特殊鋼種類編輯
碳鋼
碳鋼也叫碳素鋼,是含碳量Wc小于2%的鐵碳合金。碳鋼除含碳外一般還含有少量的硅、錳、硫、磷。
按用途可以把碳鋼分為碳素結(jié)構(gòu)鋼、碳素工具鋼和易切削結(jié)構(gòu)鋼三類。碳素結(jié)構(gòu)鋼又可分為建筑結(jié)構(gòu)鋼和機(jī)器制造結(jié)構(gòu)鋼兩種。
按含碳量可以把碳鋼分為低碳鋼(Wc≤0.25%),中碳鋼(Wc 0.25%一0.6%)和高碳鋼(Wc>0.6%)按磷、硫含量可以把碳素鋼分為普通碳素鋼(含磷、硫較高)、優(yōu)質(zhì)碳素鋼(含磷、硫較低)和高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼(含磷、硫更低)。
一般碳鋼中含碳量越高則硬度越高,強(qiáng)度也越高,但塑性降低。
(1)碳素結(jié)構(gòu)鋼
這類鋼主要保證力學(xué)性能,故其牌號(hào)體現(xiàn)其力學(xué)性能,用Q+數(shù)字表示,其中“Q”為屈服點(diǎn)“屈”字的漢語(yǔ)拼音字首,數(shù)字表示屈服點(diǎn)數(shù)值,例如Q275表示屈服點(diǎn)為275MPa。若牌號(hào)后面標(biāo)注字母A、B、C、D,則表示鋼材質(zhì)量等級(jí)不同,含S、P的量依次降低,鋼材質(zhì)量依次提高。若在牌號(hào)后面標(biāo)注字母“F”則為沸騰鋼,標(biāo)注“b”為半鎮(zhèn)靜鋼,不標(biāo)注“F,’或“b”者為鎮(zhèn)靜鋼。例如Q235-A·F表示屈服點(diǎn)為235MPa的A級(jí)沸騰鋼,Q235-c表示屈服點(diǎn)為235MPa的c級(jí)鎮(zhèn)靜鋼。
碳素結(jié)構(gòu)鋼一般情況下都不經(jīng)熱處理,而在供應(yīng)狀態(tài)下直接使用。通常Q195、Q215、Q235鋼碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)低,焊接性能好,塑性、韌性好,有一定強(qiáng)度,常軋制成薄板、鋼筋、焊接鋼管等,用于橋梁、建筑等結(jié)構(gòu)和制造普通鉚釘、螺釘、螺母等零件。Q255和Q275鋼碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)稍高,強(qiáng)度較高,塑性、韌性較好,可進(jìn)行焊接,通常軋制成型鋼、條鋼和鋼板作結(jié)構(gòu)件以及制造簡(jiǎn)單機(jī)械的連桿、齒輪、聯(lián)軸節(jié)、銷等零件。
遼寧鞍山三鋼(山東)鋼鐵有限公司一家以開發(fā)、生產(chǎn),設(shè)計(jì)等多種類型的 特殊鋼板,錳鋼板,耐磨板,耐候鋼板的大型企業(yè),位于經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)廬山路11號(hào)三鋼院內(nèi),庫(kù)存充足,公司實(shí)現(xiàn)流程式操作和制度化。高素質(zhì)的專業(yè)職工、雄厚的資金和技術(shù)支持,更是為實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的卓著品質(zhì)提供了有力確保。
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特鋼的分類
特殊用途鋼是指制成的另構(gòu)件在特殊條件下工作,對(duì)鋼有特殊要求,如物理、化學(xué)、機(jī)械等性能。
特殊性能鋼也是特殊質(zhì)量合金鋼,這些鋼是指有電磁、光、聲、熱及電化學(xué)等效應(yīng)和功能的鋼。常用的有不銹鋼、耐熱鋼、電工硅鋼、電子純鐵及各種精密合金(軟磁合金、象磁合金、彈性合金、膨脹合金、熱雙合金、電阻合金、電偶材料等)。
不銹鋼以其良好的耐腐蝕性能而得名,它主要合金成分為鉻和鎳。鉻有很高的化學(xué)穩(wěn)定性,在氧化介質(zhì)中能生成致密堅(jiān)韌的純化膜;另外,當(dāng)鉻含量超過(guò)11.7%時(shí),能使合金的電極電位明顯提高,從而有效地阻止了合金的進(jìn)一步氧化。鎳也是易化元素,在鉻鋼中加入鎳,可提高合金在非氧化性介質(zhì)中的耐腐蝕性能。當(dāng)鉻、鎳含量一定時(shí),鋼中碳含量愈低,其耐腐蝕性能就愈好。
不銹鋼的耐腐蝕性能,還與基體組織的均勻程度有關(guān)。當(dāng)形成均勻一致的合金固溶體時(shí),能有效地減少鋼在電解溶液中腐蝕速度。
奧氏體不銹鋼屬鉻鎳系不銹鋼,是單一的奧氏體組織,它具有良好的耐蝕性、低溫韌性、壓力加工和焊接工藝性、無(wú)磁性、廣泛用作腐蝕介質(zhì)中工作的低溫鋼和無(wú)磁鋼;鐵素體型不銹鋼主要含有鉻,在加熱和冷卻過(guò)程中有相變發(fā)生,是硝酸、氮肥工業(yè)常用的耐磨材料;馬氏體不銹鋼由于含碳量較高,幫淬透性好,淬火后獲馬氏體組織,此類鋼,低碳者韌性好,可制造在腐蝕介質(zhì)中工作的耐沖擊零體;高碳用于制造彈簧、軸承、手術(shù)刀片等;由奧氏體和鐵素體兩相混合組織為基體的不銹鋼是雙相不銹鋼,它具有強(qiáng)度高、韌性好,耐晶間腐蝕等優(yōu)點(diǎn)。其中00Cr18Ni5Mo3Si2鋼主要用于制造煉油、化肥、造紙、石油、化工等工業(yè)的熱交換器和冷凝器,0Cr26Ni5Mo2用于制造海水腐蝕設(shè)備;沉淀硬化型不銹鋼,因含有大量的鉻、鎳及能析出沉淀硬化相的鉬、鈮、鉛、銅等元素,使其經(jīng)過(guò)淬火時(shí)效處理后具有較高的強(qiáng)度和韌性,主要用于制造彈簧、墊圈、波紋管等。
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