第七章工业用钢.docx
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第七章工业用钢
第七章工业用钢
钢:
以铁为主要元素,碳含量一般在2%以下,并含有其他合金元素的金属材料。
按化学成分不同分为:
碳素钢、低合金钢、合金钢三类。
合金钢:
在碳素钢的基础上,有意加入某些合金元素的钢。
7-1 概述
一、钢的分类简介
1、按化学成分分类
根据钢中合金元素规定量界限分为:
⑴碳素钢:
以Fe为基本元素,加入碳(ωC≤2%)的Fe-C合金。
按含碳量分为:
1)工业纯铁(ωC<0.04%)2)低碳钢(ωC<0.25%)3)中碳钢(ωC=0.25%~0.6%)
4)高碳钢(ωC>0.6%)
⑵合金钢:
按加入钢中的合金元素总含量分为:
1)低合金钢(合金元素总量<5%= 2=中合金钢(合金元素总量5%~10%)
3)高合金钢(合金元素总量>10%)
2、按主要质量等级分类
主要以钢中S、P含量分为:
1)普通质量钢
2)优质钢
3)特殊质量钢
3、按主要性能和使用特性分类
⑴碳素钢按主要性能和使用性能分类
1)以规定最高强度为主要特性的碳素钢。
2)以规定最低强度为主要特性的碳素钢。
3)以规定碳含量为主要特性的碳素钢。
4)碳素易切钢。
5)专门具有电磁性能的碳素钢。
6)其他碳素钢。
⑵低合金钢按主要性能和使用性能分类
1)可焊接的低合金高强度结构钢。
2)低合金耐候钢。
3)低合金钢筋钢。
4)铁道用低合金钢。
5)矿用低合金钢。
6)其他低合金钢。
⑶合金钢主要发和使用性能分类
1)工程结构用合金钢。
2)机械结构用合金钢,包括:
1调质合金结构钢
2表面硬化合金结构钢,如渗碳钢、渗氮钢、感应加热表面淬火等。
3合金弹簧钢。
4冷塑成形钢。
3)不锈、耐蚀和耐热钢。
4)工具钢,包括合金工具钢和高速钢。
5)轴承钢。
6)特殊物理性能钢。
7)其他合金钢类。
二、工业用钢产品牌号表示方法
1、非合金结构钢(碳素结构钢)和低合金高强度结构钢的牌号表示法
1)碳素结构钢牌号:
Q+屈服点数值+质量等级代号+脱氧方法组成
质量等级代号:
A、B、C、D四个级别,由A至D,表示钢中S、P含量依次降低。
脱氧方法:
符号F、b、Z、Tz分别表示沸腾钢、半镇静钢、镇静钢和特殊镇静钢。
2)低合金高强度结构钢的牌号:
Q+屈服点数值+质量等级代号组成。
2、优质碳素结构钢牌号的表示方法
表示方法:
用两位数字表示钢中碳含量的万分数。
按钢中锰含量的多少分为:
普通含锰量(0.25%~0.8%)和较高含锰量(0.7%~1.2%),在较高含锰量中加符号“Mn”。
3、易切削结构钢牌号的表示方法
在同类结构钢牌号前面加符号“Y”,表示易切削钢。
4、碳素工具钢牌号的表示方法
表示方法:
T+数字,数字表示钢中平均碳含量的千分数。
碳素工具均为优质和高级优质的钢。
5、合金钢牌号的表示方法
表示方法:
按钢中碳含量及所含的合金元素的种类、含量来确定。
1)合金结构钢牌号表示方法:
两位数字+元素符号+数字,前面的两位数字表示钢中碳含量的万分数,加入的合金元素用化学符号表示,其后的数字表示该合金元素含量的百分数。
2)合金工具钢牌号表示方法:
①当碳含量<1%时,牌号前面千分数标出碳含量(一位数字)。
②当碳含量≥1%时,牌号前面无数字。
合金元素表示方法与合金结构钢相同。
3)滚动轴承钢牌号表示方法:
G+数字,数字表示合金元素的平均含量以千分数表示。
4)不锈、耐蚀和耐热钢牌号表示方法:
与合金工具钢类相同。
5)铸钢牌号的表示方法:
ZG+数字,数字表示碳含量万分数。
三、常存杂质和合金元素在钢中的作用
1、钢中的常存杂质
⑴硅和锰的影响 有益元素,含量较少时对钢的有影响不大。
⑵S的影响 有害元素,会产生热脆,钢中含量应严格控制。
⑶P的影响 有害元素,会产生冷脆,钢中含量应严格控制。
2、合金元素在钢中的作用
⑴合金元素与铁的作用
1)扩大γ相区
2)扩大α相区
⑵合金元素与C的作用
1)形成碳化物的合金元素:
强碳化物形成元素,形成稳定的特殊碳化物。
中碳化物形成元素,形成碳化物性质视其含量而定。
弱碳化物形成元素,形成稳定性较差的合金渗碳体或渗碳体。
碳化物愈稳定,熔点、硬度愈高,耐磨性愈好。
2)非碳化物形成元素:
只能溶于铁素体形成固溶体或以第二相形式分布在钢中。
3、合金元素对Fe-Fe3C相图的影响
⑴凡是能扩大γ相区的合金元素,均使S点、E点向左下方移动;凡是能扩大α相区的元素,均使S点、E点向左上方移动。
⑵S点左移,意味着共析点碳含量降低;E点的左移,意味着得到莱氏体的碳含降低,而有可能在钢中也会出现莱氏体。
⑶S点、E点上升或下降,使钢的相变点也发生了变化,因而影响热处理的工艺。
合金元素溶入A、F后变成合金A、合金F,产生固溶体强化。
4、合金元素对钢热处理的影响
⑴合金元素对A化过程的影响
加入能形成碳化物的合金元素减慢了碳的扩散速度,因而降低A的形成速度,提高了A化温度。
除Mn以外,几乎所有的合金元素均能阻止加热时A晶粒长大,因此,合金钢在相同的A化条件下获得的晶粒比碳素钢细小。
⑵合金元素对冷却转变的影响
1)合金元素会对过冷A等温转变C曲线产生影响。
合金元素的加入稳定了A,使C曲线右移。
2)合金元素对过冷A的M转变也有显著影响,除Co、Al外,大多数合金元素均能降低Ms点,使残余A量增加。
⑶合金元素对回火转变的影响
1)合金元素提高了耐回火性。
合金元素阻碍了M在回火过程中的转变,在相同回火温度下,合金钢的硬度高于碳素钢。
2)在含有大量W、Mo、V、Co等高合金钢中,淬火后在500~600℃回火时,由于特殊碳化物弥散析出,使回火钢的硬度不但不降低反而升高的现象称为二次硬化。
3)某些含有Mn、Cr、Ni、V等合金元素的钢,在高温回火后缓冷时韧性下降,称回火脆性。
7—2工程结构用钢
一、概述
工程结构用钢:
指用于建造各种构架、塔以及桥梁、屋架、铁路轨道等工程结构的钢。
(包括用于工程结构的非合金钢、低合金钢和合金钢。
这类钢的碳含量都很低ωc<0.25%,一般不需经过热处理,经正火或热轧后供货。
二、碳素结构钢
这类钢的成分特点:
ωc=0.08~0.38%,主要用于建筑及其他工程结构。
一般不进行热处理。
通常以各种规格的圆钢、方钢、槽钢、角钢、工字钢和钢筋。
以热轧空冷供货。
三、低合金高强度结构钢和合金结构钢
1、低合金高强度结构钢
低合金高强度结构钢:
在碳钢的基础上加入少量合金元素制成的。
⑴性能特点
1具有较高的σs、φ、αk
2良好的焊接性、冷成形性
3较好的耐蚀性和低的韧脆转变温度
⑵成分特点
1含碳量低ωc≤0.2%
2主加元素为锰,强化F。
同时加入一些其他的元素钒、钛、铌、硅、铜、磷、铝、铬、镍、钼、稀土等。
3这类钢的硫、磷含量有五个等级。
⑶热处理特点
一般不进行热处理,以热轧空冷供货。
⑷用途
这类钢主要用于房屋构架、桥梁、船舶、车辆、铁道、高压容器、石油天然气管线等工程结构件。
2、低合金耐候钢
低合金耐候钢:
在碳素结构钢的基础上加入少量的铜、铬、镍、钼、磷等合金元素,使其表面形成一层连续致密的保护膜。
低合金耐候钢分为以下两类:
⑴高耐候性结构钢
成分特点:
ωc≤0.2%,ωsi=0.15~0.35%、ωMn=0.6~1.00%、ωp、ωs<0.04%、
ωCu=0.2~0.4%、ωCr=0.3~0.65%、ωNi=0.25~0.50%。
用途:
主要用于车辆、建筑、塔架及其他耐候性要求高的工程结构件。
⑵焊接结构用耐候钢
成分特点:
ωc=0.08~0.15%,ωsi=0.1~0.4%、ωMn=0.2~0.5%、ωp=0.07~0.12%、ωs<0.04%、ωCu=0.25~0.45%、ωCr=0.3~0.65%、ωNi=0.25~0.50%。
用途:
主要用于桥梁、建筑及有耐候要求的焊接结构件。
3、其他低合金专业用钢
为了某些专业的特定工作条件的需要,对低合金结构钢的成分及工艺进行了调整和补充,发展了门类众多,专业范围较广,使用的工业部门较多的低合金工程结构钢,许多钢号已纳入国家标准。
4、工程结构用合金钢
这类钢主要用于钢筋钢、石油地质、各种压力容器用的合金钢。
7—3机械结构钢
一、概述
机械结构钢:
指适用于制造机器和机械零件或构件的钢。
属于优质、特殊质量的结构钢,一般要经过热处理后才能使用,主要包括调质结构钢、表面硬化钢、弹簧钢等。
分为非合金钢和合金钢两类。
二、优质的、特殊质量的非合金结构钢(优质碳素结构钢)
⑴成分特点:
ωc=0.05~0.90%、ωMn=0.25~1.2%,除了65Mn、70Mn、70~80钢是特殊质量钢外,均为优质钢。
这类钢需进行热处理后才能使用。
⑵用途:
机械结构中的零件和构件。
三、特殊质量的机械结构用合金钢
这类钢主要用于制造各种较为重要的机械零件和构件,必须进行热处理后才能使用。
按工艺特点不同,可分为表面硬化钢、调质钢、弹簧钢等。
四、按工艺特点分类的非合金钢和合金机械结构用钢
1、表面硬化钢
表面硬化钢:
用表面淬火、渗碳、渗氮等表面热处理工艺方法能充分发挥该类钢表面硬化作用的钢种。
主要有:
非合金和合金渗碳钢、非合金和合金感应加热表面淬火钢、合金渗氮钢三类。
⑴渗碳结构钢
成分特点:
ωc=0.1~0.25%
热处理特点:
渗碳+淬火+低温回火
1非合金渗碳结构钢
性能特点:
碳含量低、强度低、塑性和韧性高、具有良好焊接性和成形性。
用途:
主要用于受力不大、表面要求耐磨的齿轮、凸轮等机械零件。
2合金渗碳结构钢
性能特点:
表面具有高的硬度和耐磨性,而心部具有足够强度、塑性和韧性。
用途:
用于要求承受交变应力和磨擦作用的同时,能承受一定的冲击载荷条件下工作的机械零件。
成分特点:
ωc=0.12~0.25%,常加入合金元素有Mn、Cr、Ni、B、W、Mo、V、Ti等。
热处理特点:
正火(预先)+渗碳+淬火+低温回火。
常用钢种:
20、20Cr、20CrMnTi、20Cr2Ni4等,见表4-5所示。
⑵感应加热表面淬火钢
成分特点:
ωc=0.25~0.60%,合金元素总含量小于5%。
热处理特点:
感应表面淬火+低温回火
用途:
主要用于低速、冲击小的不重要的齿轮。
常见钢种:
①中碳结构钢ωc=0.30~0.60%,常用钢号40、45钢。
②中碳合金结构钢ωc=0.25~0.45%,常用钢号40Cr、40MnB钢。
⑶合金渗氮结构钢
性能特点:
表层具有高的硬度、耐磨性和红硬性,心部具有足够的强度、塑性和韧性。
成分特点:
ωc=0.25~0.60%,这类钢中必须有Al、V、Mo、Cr、W、Mn等与N形成合金氮化物和提高淬透性的合金元素。
热处理特点:
渗氮前进行调质处理,渗氮后不需进行热处理。
用途:
主要用于各种高速传动精密齿轮、高精度机床主轴(如镗杆、磨库主轴,抗蚀耐磨零件(阀门)及要求疲劳强度很高的零件(如高速柴油机曲轴)等。
常见钢种:
均为调质钢,常见钢号38CrMoAlA、35CrMo、18CrNiW等。
2、调质结构钢
调质结构钢包括中碳碳素结构钢和中碳合金结构钢,调质后的组织S回,具有良好的综合力学性能。
⑴碳素调质结构钢
成分特点:
ωc=0.3~0.60%
热处理特点:
调质处理(淬火+高温回火)
用途:
制造受力比较大,在一定的冲击载荷条件下工作的机械零件,如齿轮、连杆、机床主轴。
⑵合金调质结构钢
性能特点:
具有良好的综合力学性能和合适的淬透性。
成分特点:
ωc=0.25~0.45%,常加入的合金元素有Mn、Si、Cr、Ni、B、V、Mo、W等。
热处理特点:
正火或退火或高温回火(预先)+调质处理(淬火+高温回火)
常见钢种:
①低淬透性合金调质钢这类钢所含合金元素较少,其油淬临界直径最大为30~40mm。
常用钢号为锰钢(40Mn2)、硅锰钢(42SiMn)、锰硼钢(40MnB、40MnVB)铬钢(40Cr)。
②中淬透性合金调质钢这类钢中的合金元素较多,其油淬临界直径最大为40~60mm。
常用钢号有铬锰钢(40CrMn)、铬钼钢(30CrMo)和铬镍钢(40CrNi)。
③高淬透性合金调质钢这类钢大多是三个以上合金元素复合合金化的合金钢,合金元素的总量比前两类调质钢多,其油淬临界直径大于60~100mm。
常见钢号有铬镍钼钢(40CrNiMo)、铬锰钼钢(40CrMnMo)和高镍铬钢(30CrNi3)等。
3、非调质合金结构钢
非调质合金结构钢:
是指通过锻造时控制终锻温度和锻后的冷却速度,获得强韧性能的钢。
这类钢是在中碳钢的基础上加入微量的合金元素(V、Ti、Nb、N)。
我国有YF35MnV和YF40MnV二种。
4、低碳M钢
性能特点:
具有强度高,良好的塑性和韧性(σb=1200~1600Mpa,δ510%αk≥60J/cm2)。
成分特点:
低碳钢或低碳合金钢
热处理特点:
淬火+低温回火
例如:
采用15MnVB经热处理工艺为:
淬火(880℃)+低温回火(200℃)获得良好的综合力学性能。
5、弹簧结构钢
定义:
用来制造各种弹簧的钢种。
它包括碳素弹簧结构钢和合金弹簧结构钢。
⑴碳素弹簧钢
成分:
碳含量为0.6%~0.9%。
热处理工艺:
淬火+中温回火
性能:
具有较高的强度、硬度、疲劳强度、弹性极限,足够的韧性。
用途:
制造尺寸<10mm不太重要的弹性零件和易磨损零件,如弹簧、弹簧垫圈、轧辊等。
⑵合金弹簧钢
成分特点:
碳含量为0.45%~0.7%
热处理特点:
根据弹簧尺寸不同,其加工工艺及热处理工艺方法也不同。
1)热成形弹簧的热处理 线径或板厚≥10mm、在热轧状态下成形的弹簧,利用成形后余热淬火,再在420~450℃的温度下进行中温回火。
2)冷成形弹簧的热处理 线径或板厚≤10mm、利用冷拔钢丝成形的弹簧,分三种:
铅淬冷拔钢丝:
加热到A化后在铅槽中等温处理,后经多次冷拔至所需尺寸的冷卷弹簧,然后进行一次200~300℃低温去应力退火。
油淬回火钢丝:
冷拔到规定尺寸后进行淬火和中温回火处理,冷卷后在200~300℃低温去应力退火。
退火钢丝:
冷拔后退火,冷卷成形后再进行淬火和中温回火。
6、冷塑性成形用钢(冷冲压、冷锻、冷挤压)
定义:
在冷塑性变形条件下,能够获得符合要求的形状、尺寸以及较高力学性能的原材料、毛坯件和零件的专用钢种。
包括非合金冷塑性成形用钢和低合金冷塑性成形用钢二大类。
⑴非合金冷塑性成形用钢
1)非合金冷冲压用钢
2)非合金冷锻用钢
⑵低合金冷塑性成形用钢
1)冷冲压用合金结构钢
2)冷锻用低合金结构钢
7、超高强度钢
定义:
强度极限高于1471MPa、同时兼有适当韧性的钢。
它分为三类:
1)低合金超高强度钢 碳含量为0.27%~0.45%,合金元素总量<5%,
最终热处理为淬火+低温回火。
2)中合金超高强度钢 在热作模具钢的基础上加入Cr、Mo、W、V合金元素的钢种。
利用淬火回火后碳化物沉淀产生的二次硬化来达到超高强度。
3)高合金超高强度钢 合金元素含量>10%。
7-4 滚动轴承钢
滚动轴承钢是用来制造滚珠、滚柱、滚针和轴承内外套圈的钢种。
1、性能特点:
1)有很高的接触疲劳强度和足够的弹性极限。
2)较高的均匀硬度和耐磨性,硬度≥62~64HRC。
3)足够的韧性。
4)良好的尺寸稳定性、耐蚀性。
2、成分特点:
碳含量为0.95%~1.1%,以获得高硬度、高耐磨的性能;主加元素铬,再配以Si、Mn等合金元素,其作用是细化晶粒,增加耐磨性,同时提高淬透性。
3、热处理特点:
球化退火(预先)+淬火+低温回火(有时增加冷处理工艺)。
4、常用的钢种
根据用途与成分不同,滚动轴承钢分为高碳铬轴承钢、渗碳轴承钢、高碳铬不锈轴承钢、高温轴承钢、无磁轴承钢五类。
7-5 工具钢
一、概述
定义:
用于制造刀具、量具、模具和其他各种耐磨工具用的钢类。
按主要化学成分的不同分为:
碳素工具钢、合金工具钢和高速工具钢。
二、刃具钢
定义:
专门用于制造车刀、铣刀、钻头等切削刃具的工具钢。
常用的刃具钢有:
碳素工具钢、合金量具刃具钢和高速工具。
1、碳素工具钢
成分:
碳含量为0.65%~1.35%。
性能特点:
高的硬度、耐磨性;切削工艺性好;淬透性低,易变形;价格便宜。
热处理特点:
球化退火(预先)+淬火+低温回火
2、合金量具刃具钢
定义:
它是在碳素工具钢的基础上加入总量≤5%的合金元素,用于制造量具、切削刃具的钢种。
⑴成分特点:
碳含量为0.75~1.5%,加入Cr、Mn、Si、W、V等合金元素。
⑵热处理特点:
正火(预先)+球化退火(预先)+淬火+低温回火
⑶性能特点:
高的硬度、耐磨性、尺寸稳定性和一定的耐蚀性。
3、高速工具钢
定义:
用于高速切削,加入合金元素总量>10%的高合金刃具钢。
⑴性能特点:
具有较高的热硬性;淬透性好,空冷可得到M;耐磨性高。
⑵成分特点:
碳含量为0.75%~1.65%;加入4%左右的铬提高淬透性;加入大量的W、Mo、V等二次硬化元素,形成特殊碳化物;加入Co元素提高淬火温度。
⑶铸态组织:
其组织为M、莱氏体、残余A、P和大量的碳化物,必须经锻造后才能使用。
⑷热处理特点:
1)预先热处理高速钢经锻造后须退火,得到不是全部合金化的A。
2)最终热处理:
①在淬火加热时,该类钢由于含有较多的合金元素而使导热性变差。
为防止在加热时产生较大的应力和变形,进行一次预热(800~850℃)或二次预热(500~600℃、800~850℃)。
②淬火加热温度很高,一般在1200~1300℃。
③在560~580℃间进行三次回火。
4、耐冲击工具钢
这类钢主要在CrSi钢基础上加入2%~2.5%的W,以细化晶粒,提高韧性。
用于制造风动工具、釜、冲模及冷作模具等。
三、模具钢
定义:
用来制造各种模具用的工具钢。
可分为冷作模具钢、热作模具钢、塑料模具钢和无磁模具钢。
1、冷作模具钢
常见制作冷作模具的钢有碳素工具钢(T8A等)、低合金冷作模具钢(CrWMn)、高碳中铬冷作模具钢(Cr5MoV)、高速钢和基体钢(65Nb)。
热处理特点:
锻造后进行等温球化退火,最终热处理有二种类型⑴低的淬火温度+低温回火。
如Cr12钢,采用950~980℃淬火、160~180℃回火。
⑵高的淬火温度和高的温度。
如Cr12钢,采用1080~1100℃淬火、510~520℃多次回火。
2、热作模具钢
定义:
用于制造在热态下对固态或液态金属进行变形加工的钢种。
这类钢均为中碳钢(含碳量为0.3~0.6%),钢中加入等用于提高淬透性(Cr、Mn、Ni)、耐回火性(Mo、W)、抗热疲劳性(Cr、Si、Mo、W)的合金元素。
3、塑料模具钢
定义:
用于制造塑料制品用的模具钢。
塑料模具钢分为以下几种:
1)适用于冷挤压成形的塑料模具钢,如有工业纯铁、10、15、20等。
2)中、小型且形状不复杂的塑料模具钢,采用T7A、9Mn2V等。
大型复杂的塑料模具钢采用4Cr5MoSiV、Cr12MoV等钢。
3)复杂精密的塑料模具钢采用18CrMnTi、12CrNi3A等。
4)压制会析出有害气体的塑料模具钢,采用耐腐蚀的M不锈钢。
7-6 不锈耐蚀钢和耐热钢
一、不锈耐蚀钢
定义:
具有抵抗大气、酸、碱、盐等腐蚀能力的合金钢。
1、金属的腐蚀
定义:
指金属受到外部介质的作用发生破坏的现象。
按性质分为化学和电化腐蚀。
2、提高钢耐腐蚀的一般途径
1)加入合金元素使钢基体的电极电位升高,提高抵抗电化学腐蚀的能力。
2)加入Cr、Al、Si等合金元素,形成致密、连续、结合力高的氧化膜。
3)加入合金元素,使钢形成单相组织、阻碍微电池的产生,提高抗腐蚀的能力。
3、不锈耐蚀钢的成分特点
1)碳含量为0.03%~1.2%。
2)加入Cr≥12%,提高基体电位的同时还可形成F单相组织。
4、常用不锈耐蚀钢的分类,牌号与热处理
按不锈耐蚀钢空冷后的组织不同,分为F型、A型、F-A型、M型四种。
⑴A不锈耐蚀钢 成分:
碳含量为0.03%~0.12%,铬含量为17%~19%,Ni含量为8%~11%,属NiCr不锈钢。
热处理:
淬火温度1100℃水冷,获得单相A组织。
⑵F-A不锈耐蚀钢 成分:
碳含量为0.03%~0.18%,铬含量为18%~26%,Ni含量为4%~7%,再根据不同用途加入Mn、Mo、Si等合金元素。
⑶F不锈耐蚀钢 成分:
碳含量<0.15%,铬含量为12%~30%,属铬不锈钢。
组织为单相F组织。
⑷M不锈耐蚀钢 成分:
碳含量为0.07%~1.2%,铬含量为18%~26%,依需要加入Ni、Mo、Nb、Al、V等合金元素。
热处理:
淬火+回火
这类钢分为三类:
①低碳的Cr13型M不锈钢,如1Cr13、2Cr13,类似于调质处理钢件,用于力学要求较高。
②中碳的Cr13型M不锈钢,如1Cr13、2Cr13,类似于工具钢,进行淬火+低温回火处理来获得高硬度、高耐磨性。
用于制造医疗手术工具、量具、不锈轴承钢和弹簧等。
③M沉淀硬化不锈耐蚀钢如0Cr17Ni7Al型,加热到1050℃,水淬获得M组织。
加热到510℃进行时效。
二、耐热钢
定义:
在高温下具有较高强度和良好的化学稳定性的一类合金钢的总称。
按主要特性分为抗氧化钢和热强钢两类。
抗氧化钢:
具有较好的化学稳定性,加入与氧亲和力较强的合金元素Cr、Al、Si形成一层致密的、高熔点、完整的、并牢固覆盖于钢表面的氧化膜。
热强钢:
具有较高的高温强度和合适的抗氧化性,加入Cr、Mo、Mn、Nb、Ti、V、W等合金元素,提高钢的再结晶温度和在高温下析出弥散相来达到强化的目的。
耐热钢按使用状态下组织的不同,分为A型、F型、M型。
7-7 特殊物理性能钢
定义:
在钢定义范围内具有特殊的磁、电、弹性、膨胀等特性特殊物理性能的合金钢,包括软磁钢、永磁钢、无磁钢及特殊膨胀钢、特殊弹性钢、高电阻钢及合金等。
1)软磁钢 要求磁导率特性的钢。
2)永磁钢 具有永久磁性的钢种。
3)无磁钢 在正常状态下不具有磁性的稳定的A合金钢。
4)特殊弹性钢 具有特殊弹性的合金钢。
5)特殊膨胀钢 具有特殊膨胀性能的钢种。
6)高电阻钢及合金 具有高的电阻值的合金。
主要是铁铬系合金钢和镍铬系高电阻合金 钢组成一个电阻电热钢和合金系列。
7-8 金属材料新发展
一、低合金高强度钢
1)微合金化钢 加入Ti、V、Nb等合金元素,细化晶粒,形成低合金高强度钢,使钢的屈服点达到540MPa以上。
2)B钢 热轧状态下获得450~900MPa。
3)双相钢 由多边的F加M岛组织的低合金钢。
二、超塑合金
定义:
合金在一定的温度和形变速率下所表现出来的具有极大的伸长率和很小的形变抗力的性能。
超塑性出现的温度(TS)条件是TS≥0.5Tm。
Tm为合金的熔点。
按超塑性发生的金属学特征,分为细晶超塑性和相变超塑性两类。
三、形状记忆合金
定义:
在某些具有热弹性M相变的合金材料处于M状态时,进行一定限度的变形,在随后的加热过程中,当超过M相消失的温度时,材料就能恢复到变形前的状态的现象称形状记忆。
具有这种效应的合金称形状记忆合金。
1、形状记忆合金应具备的三个条件
1)M相变是热弹性的
2)M晶粒切变为孪晶
3)母
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- 第七 工业