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一個比較的特殊的分類是根據(jù)它們的用途來進(jìn)行劃分,種合金結(jié)構(gòu)鋼,是用來制作各種機器零件和工程構(gòu)件的,這種鋼具有恰到好處的淬透性,所以很多都用來制造橫截面積相對較大的器械的零件。第二種是合金工具鋼,從名字可以看出,這種鋼主要是用來制造一些工具的,比如量具、冷熱的模具、刀具等等,這種鋼具有很好的耐磨性能和韌性。第三種就是特殊性能鋼,這種具有一些特殊的心梗,所以制造的物品都是具有特殊性能的,比如耐熱的鋼、耐磨的鋼,可以滿足生產(chǎn)中的一些特殊的要求。
隨著科學(xué)技術(shù)和工業(yè)的發(fā)展,對材料提出了更高的要求,如更高的強度,抗高溫、高壓、低溫,耐腐蝕、磨損以及其它特殊物理、化學(xué)性能的要求,碳鋼已不能完全滿足要求,于是出現(xiàn)了合金鋼板。鋼板按軋制分,分熱軋的和冷軋的。薄板的寬度為500~1500毫米;厚的寬度為600~3000毫米。薄板按鋼種分,有普通鋼、優(yōu)質(zhì)鋼、合金鋼、彈簧鋼、不銹鋼、工具鋼、耐熱鋼、軸承鋼、硅鋼和工業(yè)純鐵薄板等;按專業(yè)用途分,有油桶用板、搪瓷用板、防彈用板等;按表面涂鍍層分,有鍍鋅薄板、鍍錫薄板、鍍鉛薄板、塑料復(fù)合鋼板等。厚鋼板的鋼種大體上和薄鋼板相同。在品各方面,除了橋梁鋼板、鍋爐鋼板、汽車制造鋼板、壓力容器鋼板和多層高壓容器鋼板等品種純屬厚板外,有些品種的鋼板如汽車大梁鋼板(厚2.5~10毫米)、花紋鋼板(厚2.5~8毫米)、不銹鋼板、耐熱鋼板等品種是同薄板交叉的。
鈦板主要用于制作飛機發(fā)動機壓氣機部件,其次為火箭、導(dǎo)彈和高速飛機的結(jié)構(gòu)件。60年代中期,鈦及其合金已在一般工業(yè)中應(yīng)用,用于制作電解工業(yè)的電極,發(fā)電站的冷凝器,石油精煉和海水淡化的加熱器以及環(huán)境污染控制裝置等。鈦及其合金已成為一種耐蝕結(jié)構(gòu)材料。此外還用于生產(chǎn)貯氫材料和形狀記憶合金等。中國于1956年開始鈦和鈦板研究;60年代中期開始鈦材的工業(yè)化生產(chǎn)并研制成TB2合金。
50Mn2V屬于合金結(jié)構(gòu)鋼板經(jīng)熱處理后應(yīng)具有良好的基體強度、耐磨性能和焊接性能,易校平,用做鋸片基體、輕質(zhì)模具、彈簧等。表面質(zhì)量良好;板形好、尺寸精度高;淬透性良好。50Mn2V的主體生產(chǎn)工藝流程是轉(zhuǎn)爐冶煉—連鑄—軋制。相對而言50Mn2V的碳含量還是較高,這需要在冶煉—連鑄防止時裂紋斷裂產(chǎn)生,在軋制時要工藝合理在變形抗力符合范圍內(nèi)軋制。研究發(fā)現(xiàn),50Mn2V的塑性區(qū)域為830-980℃,可依據(jù)此制定合理的二次冷卻及連鑄制度,防止裂紋產(chǎn)生;另一方面,50Mn2V屬中碳鋼,強度高,鑄坯內(nèi)應(yīng)力大,導(dǎo)熱性能較差,連鑄坯冷卻過程中應(yīng)采用緩冷,避免溫度波動過大,導(dǎo)致斷裂產(chǎn)生。同時軋制試驗表明,想比于典型的高變形抗力板帶熱軋鋼DB785、3Cr2Mo,在1060-780℃范圍內(nèi),3Cr2Mo鋼的變形力,其次為DB785,50Mn2V小??梢哉J(rèn)定50Mn2V的變形抗力小于或相當(dāng)于DB785鋼。凡能生產(chǎn)3Cr2Mo和DB785鋼的冶金企業(yè)現(xiàn)有設(shè)備能力完全可以用來生產(chǎn)金剛石鋸片基體材料50Mn2V。
合金元素對加熱時相轉(zhuǎn)變的影響:合金元素影響加熱時奧氏體形成的速度和奧氏體晶粒的大小。(1)對奧氏體形成速度的影響:Cr、Mo、W、V等強碳化物形成元素與碳的親合力大,形成難溶于奧氏體的合金碳化物,顯著減慢奧氏體形成速度;Co、Ni等部分非碳化物形成元素,因增大碳的擴散速度,使奧氏體的形成速度加快;Al、Si、Mn等合金元素對奧氏體形成速度影響不大。(2)對奧氏體晶粒大小的影響:大多數(shù)合金元素都有阻止奧氏體晶粒長大的作用,但影響程度不同。強烈阻礙晶粒長大的元素有:V、Ti、Nb、Zr等;中等阻礙晶粒長大的元素有:W、Mn、Cr等;對晶粒長大影響不大的元素有:Si、Ni、Cu等;促進(jìn)晶粒長大的元素:Mn、P等。
合金元素對過冷奧氏體分解轉(zhuǎn)變的影響:鋁鋅(鍍鋅)合金鋼板為基本材料除Co外,幾乎所有合金元素都增大過冷奧氏體的穩(wěn)定性,推遲珠光體類型組織的轉(zhuǎn)變,使C曲線右移,即提高鋼的淬透性。常用提高淬透性的元素有:Mo、Mn、Cr、Ni、Si、B等。必須指出,加入的合金元素,只有完全溶于奧氏體時,才能提高淬透性。如果未完全溶解,則碳化物會成為珠光體的核心,反而降低鋼的淬透性。另外,兩種或多種合金元素的同時加入(如鉻錳鋼、鉻鎳鋼等),比單個元素對淬透性的影響要強得多。除Co、Al外,多數(shù)合金元素都使Ms和Mf點下降。其作用大小的次序是:Mn、Cr、Ni、Mo、W、Si。其中Mn的作用強,Si實際上無影響。Ms和Mf點的下降,使淬火后鋼中殘余奧氏體量增多。殘余奧氏體量過多時,可進(jìn)行冷處理(冷至Mf點以下),以使其轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體;或進(jìn)行多次回火,這時殘余奧氏體因析出合金碳化物會使Ms、Mf點上升,并在冷卻過程中轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體或貝氏體(即發(fā)生所謂二次淬火)。
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