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42CrMo钢材的中性盐浴渗钒处理工艺、42CrMo钢材经中性盐浴渗钒处理可获得碳化物渗层、一、碳钒化合物、该渗层组织均匀、具有良好的连续性和致密性、厚度均匀、结构致密、具有很高的显微硬度和较高的耐磨性、表面硬度、耐磨性及抗粘着性等性能大幅度提高。二、VC在奥氏体中的溶解度比它在铁索体中的溶解度高、随着温度的降低、VC从铁索体中析出、使合金强化及晶粒细化、化合物层表现出较高的硬度。
42CrMo钢材属于高碳高铬莱氏体钢、 碳化物含量高、约占20 % 、且常呈带状或网状不均匀分布、偏析严重、而常规热处理又很难改变碳化物偏析的状况、严重影响了钢的力学性能与模具的使用寿命。而碳化物的形状、大小对钢的性能也有很大的影响、尤其大块状尖角碳化物对钢基体的割裂作用比较大、往往成为疲劳断裂的策源地、为此必须对原材料轧制钢材进行改锻、充分击碎共晶碳化物、使之呈细小、均匀分布、纤维组织围绕型腔或无定向分布、 从而改善钢材的横向力学性能。
锻造时对钢坯从不同方向进行多次镦粗和拉拔、并采用“二轻一重”法锻造、即坯料始锻时要轻击、防止断裂、在980～1 020 ℃中间温度可重击、 以保证击碎碳化物、42CrMo钢材未改锻、采用固溶双细化处理[5 ] 、即500 ℃及800 ℃左右二级预热、1 100～1 150 ℃固溶处理、淬入热油或等温淬火、750 ℃高温回火、机加工后960 ℃加热油冷后进行最终热处理、 也可使碳化物细化、棱角圆整化、晶粒细化。
钢的淬透性(见淬火)高低主要取决于化学成分和晶粒度。除钴和铝等元素外、大部分合金元素溶入固溶体后都不同程度地抑制过冷奥氏体向珠光体和贝氏体的相变、增加获得马氏体组织的数量、即提高钢的淬透性。一些碳化物形成元素、如钒、钛、锆、钨等、如果形成碳化物而固定了钢中的碳、反而会降低淬透性、易使晶粒粗化的元素如锰、能提高淬透性；使晶粒细化的元素如铝、则降低淬透性。硼是显著影响淬透性的元素、合金钢中即使只含十万分之一的硼、也能显著提高钢的淬透性。但硼的这种影响仅对低、中碳钢有效、对高碳钢完全无效。
对钢的力学性能和回火性能的影响 钢的性能取决于铁的固溶体和碳化物各自性能以及它们相对分布的状态。合金元素对钢的力学性能的影响也与此有关。固溶于铁素体中的合金元素、起固溶强化作用、使强度和硬度提高、但同时使韧性和塑性相对地降低。其中以磷和硅的固溶强化作用最显著、而硅对韧性的影响也最严重。少量的锰、铬或镍、反而对铁素体的韧性有一定提高。
调质钢的韧性－脆性转变温度是评价力学性能的一项重要指标。①提高转变温度的元素有 B、P、C、Si、Cu、Mo、Cr；②降低转变温度的元素有Ni、Mn；③少量时提高、多量时降低转变温度的元素有Ti、V;④少量时降低、多量时提高转变温度的元素有Al。
合金钢的回火稳定性比碳素钢好、这是由于合金元素在回火时阻碍了钢中原子的扩散、因而在同样温度下、起到延迟马氏体分解和抗回火软化的作用。对合金钢的回火稳定性影响比较显著的为：钒、钨、钛、铬、钼、钴、硅等元素；影响不明显的为：铝、锰、镍等元素。可以看到、碳化物形成元素、对回火软化的延迟作用特别显著。钴和硅虽属不形成碳化物元素、但它们对渗碳体晶核的形成和长大、有强烈的延迟作用、因此、也有延迟回火软化的作用。
各种合金元素对回火脆性影响的程度是不同的。定性地说、锰、铬、氮、磷、钒、铜、镍等均有促进回火脆性的倾向。钼的作用较特殊、它加入已有回火脆性的合金钢(例如含锰、铬等)中、能显著地降低回火脆性倾向；若单独加入普通碳素钢中、则成为促进回火脆性倾向的元素。钨的作用与钼相似、但对回火脆性的影响尚未十分确定。
对钢的焊接性和被切削性的影响 焊接性和被切削性是衡量钢的工艺性能好坏的主要方面。凡能提高淬透性的合金元素均对钢的焊接性不利。因为在焊缝热影响区靠近熔合线一侧冷却时易形成马氏体等硬脆组织、有导致开裂的危险。另一方面、热影响区靠近熔合线处的晶粒因受高热容易粗化、因此、合金钢中含有可使晶粒细化的元素如钛、钒等是有益的。硅含量高、焊接时会发生严重喷溅。硫含量高容易产生热裂、同时会逸出二氧化硫气体、在焊接金属内形成气孔和疏松。磷含量高容易导致冷裂。
钢中加入适量的硫、铅等元素可改善钢的被切削性(见易切削钢)。合金钢中的合金元素一般会使钢的硬度增加、因而增高切削抗力、加剧刀具磨损。通过改变钢的基体组织、夹杂物的种类、数量和形状可以影响钢的被切削性。对钢的耐蚀性能的影响 铬是不锈耐酸钢和耐热钢的主要合金元素。合金钢中含铬量若达到12%左右、在钢的表面便形成致密的铬的氧化物、使钢在氧化性介质中的耐蚀性发生突变而大大提高。
铬、铝、硅等元素、能提高钢的抗氧化性和抗高温气体的腐蚀性能、但过量的铝和硅则会使钢的热塑性变坏。镍主要用来形成和稳定奥氏体组织、使钢获得良好的力学性能、耐蚀性能和工艺性能。钼能使不锈耐酸钢很快钝化、提高对含有氯离子的溶液及其他非氧化性介质的耐蚀能力。钛、铌通常用来固定合金钢中的碳、使它生成稳定的碳化物、以减轻碳对合金钢耐蚀性能的有害作用。铜和磷配合使用时、可提高钢的耐大气腐蚀性能。
合金钢与碳钢相比含有较多其他元素合金钢是指钢中除含硅和锰作为合金元素或脱氧元素外、还含有其他合金元素(如铬、镍 、钼、钒、钛、铜、钨、铝、钴、铌、锆和其他元素等)、有的还含有某些非金属元素(如硼、氮等)的钢。根据钢中合金元素含量的多少、又可分为低合金钢、中合金钢和高合金钢。
而碳钢主要指力学性能取决于钢中的碳含量、而一般不添加大量的合金元素的钢、有时也称为普碳钢或碳素钢。
碳钢也叫碳素钢、含碳量WC小于2%的铁碳合金。碳钢除含碳外一般还含有少量的硅、锰、硫、磷 按用途可以把碳钢分为碳素结构钢、碳素工具钢和易切削结构钢三类。碳素结构钢又分为建筑结构钢和机器制造结构钢两种 按含碳量可以把碳钢分为低碳钢(WC ≤ 0.25%)、中碳钢(WC0.25%——0.6%)和高碳钢(WC>0。6%) 按磷、硫含量可以把碳素钢分为普通碳素钢(含磷、硫较高)、优质碳素钢(含磷、硫较低)和高级优质钢(含磷、硫更低) 一般碳钢中含碳量较高则硬度越高、强度也越高、但塑性较低。
(21MNCR5)(5CRMO16)(7CRNIMO8)(35CRMO8)(45WCRV8)(51CRMNV4)(55WCRV8)(60SIMN7)(90MNV8)(100V2)(107CRV3)(107WCR5)(X5CRMO5)(X21CR13)(X31CR13)(X102CRMO17)(S336)(X160CRMOV12)(32CRMOV12-28)(X37CRMOV5-1)(X38CRMOV5-3)(50CRMOV13-15)(30CRMOV12)(40NICRMOV16)(C125W)(X13NICRSI35)(X16CRNISI25)(X22CRNI17)(X30WCRV5)(X30WCRV9)(X37CRMOV5)(X40CRMOV5)(C70W1)(C110W)(C135W)(C70W2)(C80W2)(C105W2)(C45W)(C60W)(C67W)(C75W)(C55W)(c85)(125cr)(125CR2)(75CR1)(85CR1)(140CR3)(140CR2)(SWRCH30K)(SWRH67B)(SWRCH22K)(swrch16k)(SWRH45K)(90CR3)(25MnTiBRF)(105CR4)(145CR6)(1.2002)(1.2003)(1.2004)(1.2007)(1.2056)(1.2057)(1.2063)(1.2067)(1.2085)(1.2101)(1.2103)(1.2108)(1.2109)(1.2127)(1.2129)(1.2162)(1.2201)(1.2206)(X33CRSI6)(62SIMNCR4)(58sicr8)(1.2711)(90CRSI5)(125CRSI5)(105mnncr4)(200CRMN8)
(115W8)(X165CRV12)(140CRV1)(31CRV3)(115CRV3)(80CRV2)(51CRV4)(59CRV4)(61CRSIV5)(38CRSIV6)(45SICRV6)(100CRMO5)(102CRMO6)(1.2208)(1.2235)(1.2241)(1.2242)(1.2243)(1.2248)(1.2249)(1.2303)(1.2305)(29CRMOV9)(40CRMNMO7)(40CRMNMOS8-6)(X36CRMO17)(X64CRMO14)(GS2738)(86CRMOV7)(45CRMOV7)(X6CRMO15-5)(27CRMOV6-12)(X91CRMOV18)(1.2307)(1.2319)(1.2327)(1.2328)(1.2341)(1.2353)(X63CRMOV5-1)(X100CRMOV5-1)(81MOCRV42-16)(X96CRMOV12)(X220CRVMO12-2)(115W8)(X155CRVMO12-1)(73MOV5-2)(105WCR6)(1.2362)(1.2369)(1.2376)(1.2378)(1.2381)(1.2314)(1.2419)(1.2436)(X130W5)(100MNCRW4)(120WV4)(110WCRV5)(45WCRV7)(60WCRV7)(80WCRV8)(142WV13)(X165CRMOV12)(1.2442)(1.2453)(1.2516)(1.2519)(1.2542)(1.2552)(1.2562)(1.2601)(73WCRMOV2-2)
易切削结构钢简称易切钢、是含有少量易削元素、具有良好的被切削加工性能的钢种。1.Y12硫磷复合低碳易切削钢、是现有易切削钢中磷含量最多的一个钢种。常用于制造对力学性能要求不高的各种机器和仪器仪表零件、如螺栓、螺母、销钉、轴、管接头等。2.Y12Pb含铅易切削钢、被切削加工性好、不存在性能上的方向性、并有较高的力学性能、常用于制造较重要的机械零件、精密仪表零件等。3.Y15复合高硫低硅易切削钢、是我国自行研制成功的钢种、被切削性高于Y12钢、常用于制 造不重要的标准件、如螺栓、螺母、管接头、弹簧座等。
4.Y15Pb同Y12Pb、被切削加工性更好。5.Y20低硫磷复合易切削钢、被切削加工性优于20钢而低于12钢、可进行渗碳处理、常用于 制造要求表面硬、心部韧性高的仪器、仪表、轴类耐磨零件。6.Y30低硫磷复合易切削钢、力学性能较高、被切削加工性也有适当改善、可制造强度要求 较高的标准件。7.Y35同Y30钢、可调质处理。8.Y40Mn高硫中碳易切削钢、有较高的强度、硬度和良好的被切削加工性、适于加工要求刚 性高的机床零部件、如机床丝杠、光杠、花键轴、齿条等。9.Y45Ca钙硫复合易切削钢、不仅被切削性好、而且热处理后具有良好的力学性能、适于制 造较重要的机器结构件、如机床齿轮轴、花键轴、拖拉机传动轴等。
中国钢产量已突破6亿吨、钢材数量不再是主要矛盾、钢材品种结构不合理的矛盾十分突出。当前行业的主要任务是努力提高产品的市场竞争力、站在可持发展的新起点上、把大力开发低合金钢列入发展战略的重要内容。许多普钢企业在钢材品种结构调整和编制科技发展规划中、已意识到低合金钢生产是提高产品技术含量和附加值的关键、对低合金钢开发中碰到的种种问题心中无数、一些科技管理干部觉得“成也低合金钢、败也低合金钢”、迫切要求对低合金钢有个全面的了解。
按国际标准、把钢区分为非合金钢和合金钢两大类、非合金钢是通常叫做碳素钢的一大钢类、钢中除了铁和碳以外、还含有炉料带入的少量合金元素Mn、Si、Al、杂质元素P、S及气体N、H、O等。合金钢则是为了获得某种物理、化学或力学特性而有意添加了一定量的合金元素Cr、Ni、Mo、V、并对杂质和有害元素加以控制的另一类钢。
原则上讲、合金钢分为低合金钢、中合金钢和高合金钢、顾名思义、以含有合金元素的总量来加以区分、总量低于5%称为低合金钢、5～10%为中合金钢、大于10%为高合金钢。在国内习惯上又将特殊质量的碳素钢和合金钢称为特殊钢、全国31家特钢企业专门生产这类钢、如优质碳素结构钢、合金结构钢、碳素工具钢、合金工具钢、高速工具钢、碳素弹簧钢、合金弹簧钢、轴承钢、不锈钢、耐热钢、电工钢、还包括高温合金、耐蚀合金和精密合金等等。在钢的分类上、虽努力向国际通用标准靠拢、但还有许多不同之处。
① 随着特钢向“特”、“精”、“高”发展、向深加工方向延伸、特钢的领域越来越窄。美国特钢协会将特钢定位在工模具钢、不锈钢、电工钢、高温合金和镍合金。日本把结构钢和高强度钢归并在特钢范畴。随着中国普钢企业的技术改造和工艺进步、特钢企业的产品领域也在缩小、1999年普钢厂已生产特钢产品总量的34%。
② 国外的低合金钢、实际上是我们所熟悉的低合金高强度钢、属于特殊钢范畴、在美国叫做高强度低合金钢(HSLA—Steel)、俄罗斯及东欧各国称为低合金建筑钢、日本命名为高张力钢。而在国内、首先是把低合金钢划入了普钢范围、概念上的区别导致在产品质量上的差异。在名称上也几经变化、如低合金建筑钢、普通低合金钢、低合金结构钢、至1994年叫做低合金高强度结构钢(GB/T1591—94)。到目前为止、从发表的资料文献来看、低合金钢的名称仍然随着国家、企业和作者而异。
③ 低合金钢与碳素钢、低合金钢与合金钢之间、明确划出的概念是不存在的。在国外、50年代曾给低合金钢下过定义、总的意思是、凡是合金元素总量在3%以下、屈服强度在275Mpa以上、具有良好的可加工性和耐腐蚀性、以型、带、板、管等钢材形状、在热轧状态直接使用的软钢的替代品。当然、在技术发展进程中、低合金钢不论在合金含量、性能水平和交货状态、已经有了很大的变化。
