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常用中碳調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼。該鋼冷塑性一般,退火、正火比調(diào)質(zhì)時要稍好,具有較高的強度和較好的切削加工性,經(jīng)適當?shù)臒崽幚硪院罂色@得一定的韌性、塑性和耐磨性,材料來源方便。適合于氫焊和氬弧焊,不太適合于氣焊。焊前需預(yù)熱,焊后應(yīng)進行去應(yīng)力退火。正火可改善硬度小于160HBS毛坯的切削性能。該鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后,其綜合力學(xué)性能要優(yōu)化于其他中碳結(jié)構(gòu)鋼,但該鋼淬透性較低,水中臨界淬透直徑為12~17mm,水淬時有開裂傾向。當直徑大于80mm時,經(jīng)調(diào)質(zhì)或正火后,其力學(xué)性能相近,對中、小型模具零件進行調(diào)質(zhì)處理后可獲得較高的強度和韌性,而大型零件,則以正火處理為宜,所以,此鋼通常在調(diào)質(zhì)或正火狀態(tài)下使用。
一般用于表面耐磨、芯部耐沖擊的重載零件,其耐磨性比調(diào)質(zhì)+表面淬火高。其表面含碳量0.8--1.2%,芯部一般在0.1--0.25%(特殊情況下采用0.35%)。經(jīng)熱處理后,表面可以獲得很高的硬度(HRC58--62),芯部硬度低,耐沖擊。
如果用45號鋼滲碳,淬火后芯部會出現(xiàn)硬脆的馬氏體,失去滲碳處理的優(yōu)點。采用滲碳工藝的材料,含碳量都不高,到0.30%芯部強度已經(jīng)可以達到很高,應(yīng)用上不多見。0.35%從來沒見過實例,只在教科書里有介紹。可以采用調(diào)質(zhì)+高頻表面淬火的工藝,耐磨性較滲碳略差。
加工處理規(guī)范
冷壓毛坯軟化處理規(guī)范:溫度740~760℃,保溫時間4~6h,以50~100℃/h的冷速,隨爐降至溫度≤600℃,出爐空冷,處理前硬度≤197HBS,處理后硬度≤156HBS。正火規(guī)范:正火溫度850-870℃,正火后硬度170-217HBS。調(diào)質(zhì)處理規(guī)范:淬火溫度840±10℃,水冷淬火;回火溫度600±10℃,出爐空冷。執(zhí)行標準中GB/T699-1999標準規(guī)定的45鋼熱處理溫度為850℃正火、840℃淬火、600℃回火,達到的性能為屈服強度≥355MPaGB/T699-1999標準規(guī)定45鋼抗拉強度≥600MPa,屈服強度≥355MPa,伸長率≥16%,斷面收縮率≥40%,沖擊功為39J。處理要求編輯45鋼調(diào)質(zhì)硬度在HRC20~HRC30之間;45鋼淬火硬度在HRC55~58之間,極限值可達HRC62;45鋼要放置15-20天才能使用,是因為要進行時效處理,使鋼的性能穩(wěn)定下來,實際應(yīng)用的硬度為HRC55(高頻淬火HRC58)。45鋼為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)用鋼,硬度不高易切削加工,模具中常用來做模板,梢子,導(dǎo)柱等,但須熱處理 。1. 45鋼淬火后沒有回火之前,硬度大于HRC55(可達HRC62)為合格。
普通碳素結(jié)構(gòu)鋼又稱普通碳素鋼,對含碳量、性能范圍以及磷、硫和其他殘余元素含量的限制較寬。在中國和某些根據(jù)交貨的保證條件又分為三類:甲類鋼(a類鋼)是保證力學(xué)性能的鋼。乙類鋼(b類鋼)是保證化學(xué)成分的鋼。特類鋼(c類鋼)是既保證力學(xué)性能又保證化學(xué)成分的鋼,常用于制造較重要的結(jié)構(gòu)件。中國目前生產(chǎn)和使用多的是含碳量在0.20%左右的a3鋼(甲類3號鋼),主要用于工程結(jié)構(gòu)。
有的碳素結(jié)構(gòu)鋼還添加量的鋁或鈮(或其他碳化物形成元素)形成氮化物或碳化物粒,以限制晶粒長大,使鋼強化,節(jié)約鋼材。在中國和某些,為適應(yīng)專業(yè)用鋼的特殊要求,對普通碳素結(jié)構(gòu)鋼的化學(xué)成分和性能進行調(diào)整,從而發(fā)展了一系列普通碳素結(jié)構(gòu)鋼的專業(yè)用鋼(如橋梁、建筑、鋼筋、壓力容器用鋼等)。
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圓鋼分為熱軋、鍛制和冷拉三種。熱軋圓鋼的規(guī)格為5.5-250毫米。其中:5.5-25毫米的小圓鋼大多以直條成捆的供應(yīng),常用作鋼筋、螺栓及各種機械零件;大于25毫米的圓鋼,主要用于制造機械零件、無縫鋼管的管坯等。
按化學(xué)成分分類
碳素鋼按化學(xué)成分(即以含碳量)可分為低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼。
(1) 低碳鋼
又稱軟鋼,含碳量從0.10%至0.30%低碳鋼易于接受各種加工如鍛造,焊接和切削,常用于制造鏈條,鉚釘,螺栓,軸等。
(2) 中碳鋼
碳量0.25%~0.60%的碳素鋼。有鎮(zhèn)靜鋼、半鎮(zhèn)靜鋼、沸騰鋼等多種產(chǎn)品。除碳外還可含有少量錳(0.70%~1.20%)。按產(chǎn)品質(zhì)量分為普通碳素結(jié)構(gòu)鋼和優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。熱加工及切削性能良好,焊接性能較差。強度、硬度比低碳鋼高,而塑性和韌性低于低碳鋼。可不經(jīng)熱處理,直接使用熱軋材、冷拉材,亦可經(jīng)熱處理后使用。淬火、回火后的中碳鋼具有良好的綜合力學(xué)性能。
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