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钢铁材料及有色金属材料

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(八)、烙锰钢、烙锰钛钢和烙锰钼钢 烙和锰能比较有效的提高钢的淬透性

CrMn钢:油淬直径50mm左右,烙、锰配合得到良好机械

性能的钢,在低碳时改变烙和锰的含量,烙1.5%、锰1.7%可以使强度提高很多,塑性变化不大、韧性有些提高。

15CrMn和20CrMn钢用于渗碳钢。20CrMn可做较大尺寸的

零件,相当于20CrNi。烙可以促使表面增碳而锰可以稍微减弱这一作用,渗碳后表层的硬度和耐磨性可以满足较高的要求。锰烙钢渗碳后不宜淬火,因为它不是细晶粒钢,并且倾向于形成较多的残余奥氏体。

35CrMn2、40CrMn钢具有较高的强度和耐磨性,可用于制

造大截面的调质零件,例:齿轮、轴、连杆等,真两种钢截面不太大和温度不太高时可以分别代替35CrMo和42CrMo。

在锰钢中加入少量的钛,可以细化晶粒,提高韧性并减少

冷却脆性的倾向,加热时能组织晶粒长大。例:20CrMnTi和30CrMnTi 属于渗碳钢,加入钛并且这些钢又是细晶粒钢(晶粒度6-8号),渗碳后经过预冷可直接淬火,预冷可以减少变形和表层残余奥氏体量,20CrMnTi预冷最低温度825度,30CrMnTi最低温度为780-800度

20CrMnTi钢常用于制造汽车、拖拉机上的重要齿轮及对强

度、韧性要求均高的减速器齿轮。20CrMnTi在油中的淬透直径为25-35mm,淬透后耐磨性增强,在保证淬透性的情况下,有良好的机械性能和较高的低温冲击韧性。

20CrMnTi钢在退火的状态下切削加工性能不够好,并容易

生成带状组织。为了改善切削加工性,应进行高温正火。由于正火温度较高,所以晶粒略长大,冷却后(可采用风冷)得到有清晰晶粒界限和等轴的铁素体和细片状珠光体,并可以消除带状组织。正火温度为950-960度。

30CrMnTi钢可以做尺寸较大的调质零件,在油中油淬直径

是35-45mm,用于汽车,拖拉机,截面较大和心部强度要求要求较高的重要渗碳齿轮。缺点:冲击韧性较低。

20CrMnMo钢:低碳烙锰钼钢在渗碳后表面耐磨性高,用于

制造心部强度,韧性及表面硬度与耐磨性要求较高的零件。例:大型拖拉机最后传动齿轮,活塞销、石油钻机牙轮钻头等。

40CrMnMo钢:为调质钢,淬透性高性能与40CrNiMo相当,

油淬直径100mm内,用于制造重负荷的轴、偏心轴、齿轮、连杆等。

(九)、烙硅钢、烙锰硅钢

硅是一种比较便宜的合金元素,在结构钢中含硅超过0.4%

便算做合金元素。在钢中硅全部溶于铁素体,不生成碳化物,并且有强烈的促进石墨化的作用,尤其当钢中碳含量较高时。硅可以推迟奥氏体的等温分解时间,对贝氏体转变的影响更大一些,但在结构钢中硅提高淬透性的能力比锰、烙、钼等元素要弱一些。

硅能显著的强化铁素体,故含硅的钢退火后硬度比较高。

淬火、回火后硅能提高钢的屈服极限(弹性极限)和轻度极限,硅含硫量超过2%会较多的降低塑性和韧性。【PS】:含硅的钢在热压力加

工和热处理表面不易氧化,表层碳向外扩散的速度超过了铁氧化的速度,因而形成脱碳层。渗碳时硅阻碍了碳的扩散,是表层碳含量降低并减少渗碳层的深度,因而含硅的钢较少用渗碳。

硅还会使钢的低温回火脆性区域移向较高温度,因而含硅

的钢可以提高低温回火的温度,有利于消除内应力,提高钢的塑性和韧性,获得较好的机械性能。

38、40CrSi均用于调质,可制造要求高负荷但截面不大的

零件。退火温度为880-900度。38CrSi一般用于制造拖拉机进气阀、内燃机油泵齿轮、螺栓等。40CrSi钢用于制造高负荷的轴、齿轮、轴套及其他摩擦的零件等。

20CrMnSi、25CrMnSi】主要扎制成钢板,钢管等,可做焊

接结构可进行冲压,焊接后可以不经热处理使用,这些钢亦可进行淬火和回火,不论是高温还是低温回火都可以得到强度、塑性、韧性三者良好配合。20CrMnSi钢塑性、韧性及冲压性较高,而25CrMnSi钢的强度较高。

30CrMnSi、35CrMnSi钢为高强度调质钢:【30CrMnSi使用广泛,用于制造重要用途的零件,例:高压鼓风机的叶片、阀板、高速负载荷的砂轮轴、齿轮链轮、轴、离合器、螺栓、螺帽等。【PS】30CrMn焊接性很强,所以广泛用于飞机材料。35CrMnSi这种钢材制造的零件,宜于等温淬火或淬火和低温回火后使用。 (十)、硅锰钢和硅锰钼钒钢

硅锰同时加入钢中,可以结合各元素的良好作用,减弱其不良

的影响。【硅锰钢不如锰钢那样容易过热,脱碳倾向也较小】硅锰钢有适当的淬透性,在提高强度的同时,如果硅锰量加入不很高,不至于显著减低其塑性和韧性。【硅锰刚有良好的耐磨性】【硅锰钢的主要缺点是对回火脆性很敏感,高温回火后必须快冷。硅锰钢的白点敏感性大。】由于硅、锰有强化铁素体的作用,正火后的硬度稍高,切削性能稍差。由于硅使钢的增碳困难,并使渗碳速度降低,所以这类钢不进行渗碳。

27SiMn钢可经过调质后使用和在正火状态下使用,例:拖拉机的履带销等。35SiMn钢除了低温冲击韧性稍差外,其他机械性能与40Cr相当(但淬透性比之略低)耐磨及耐疲劳性均佳,可用于制造中等速度,中等负荷和高负荷冲击不大的零件,例:传动齿轮、轴、连杆、连杆螺栓等。 (十一)、硼钢

1、 渗碳硼钢零件热处理好变形较大

通过调节工艺,如:降低热处理温度、调整公差等办法来进行来适当的控制和解决变形问题。 2、 调质硼钢性能不稳定 【应用】:

1、B、45B、50B钢在碳素钢结构上加入微量的硼,以改善钢的淬透性。因此可以在稍大截面上得到比40/45稍高的综合机械性能。 2、40MnB、45MnB钢比较广泛的替代40Cr和45Cr钢,做汽车、拖拉机和机床零件。40MnB淬火温度比40Cr提高10-20度,可以得到与

40Cr相当硬度HRC54-58。回火温度降低30-60度,可以得到相近硬度,因为40MnB回火稳定性较40Cr差些。

3、20Mn2TiB钢具有良好的机械性能与工艺性能。这种钢渗碳热处理后的强度(疲劳强度)和弯曲负荷下的缺口敏感性与20CrMnTi相近,但是淬透性优于20CrMnTi。 (十二)、低碳马氏体钢

低碳钢和合金钢经过淬火和低温回火(150-200°C)的处理,可得到高强度高韧性的低碳马氏体。低碳钢在截面很小,并在剧烈冷却的介质中淬火,可获得完全的马氏体组织。式样断面加大时,心部硬度很快降低,反应了碳钢的淬透性对尺寸的敏感性较大。加入合金元素可以显著改善低碳合金钢的淬透性。 六、易切钢、冷冲压用钢和冷镦用钢 (一)易切钢

易切钢是在钢中加入一种或几种元素,利用本身或与其他元素形成一种对切削加工有利的夹杂物来改善钢材的被切削性。

主要元素【硫、铅】同时加入硫和铅时:称为超易切钢 【注】:易切钢的范围不限于结构钢,在某些合金钢中,为了改善切削加工性可以加入0.1-0.15%S,或0.1-0.3%Pb,某些不锈钢为了用于制造加工条件比较复杂的零件和得到良好的表面质量,亦可加入大于等于0.07%S或Se,同时加入0.3-0.5%Mo。 (二)冷冲压用钢

冷冲压零件在冲压后尚需镀镍、喷漆或上珐琅等工艺,因在冲

钢铁材料及有色金属材料

(八)、烙锰钢、烙锰钛钢和烙锰钼钢烙和锰能比较有效的提高钢的淬透性CrMn钢:油淬直径50mm左右,烙、锰配合得到良好机械性能的钢,在低碳时改变烙和锰的含量,烙1.5%、锰1.7%可以使强度提高很多,塑性变化不大、韧性有些提高。15CrMn和20CrMn钢用于渗碳钢。20CrMn可做较大尺寸的零件,相当于20CrNi。烙可以促使表
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