結構鋼可以大致分為:合金結構鋼、碳素結構鋼
碳素結構鋼
小于0.25%C為低碳鋼,其中尤以含碳低于0.10%的08F,08Al等,由于具有很好的深沖性和焊接性而被廣泛地用作深沖件如汽車﹑制罐......等,20G則是制造普通鍋爐的主要材料。此外,低碳鋼也廣泛地作為滲碳鋼,用于機械制造業(yè)。
2、0.25~0.60%C為中碳鋼,多在調質狀態(tài)下使用,制作機械制造工業(yè)的零件。調質多少22~34HRC,能得到綜合機械性能,也便于切削。
3、大于0.6%C為高碳鋼,多用于制造彈簧﹑齒輪﹑軋輥等,根據含錳量的不同,又可分為普通含錳量(0.25~0.8%)和較高含錳量(0.7~1.0%和0.9~1.2%)兩鋼組。錳能改善鋼的淬透性,強化鐵素體,提高鋼的屈服強度﹑抗拉強度和耐磨性。通常在含錳高的鋼的牌號后附加標記“Mn”,如15Mn﹑20Mn以區(qū)別于正常含錳量的碳素鋼。
碳素工具鋼含碳量在0.65~1.35%之間,經熱處理后可得到高硬度和高耐磨性,主要用于制造各種工具﹑刃具﹑模具和量具(見工具鋼)
合金結構鋼
這類鋼,由于具有合適的淬透性,經適宜的金屬熱處理后,顯微組織為均勻的索氏體、貝氏體或極細的珠光體,因而具有較高的抗拉強度和屈強比(一般在0.85左右),較高的韌性和疲勞強度,和較低的韌性-脆性轉變溫度,可用于制造截面尺寸較大的機器零件。
有三個方面:①增大鋼的淬透性。淬透性是指鋼淬火時,從表層起淬成馬氏體層的深度,是取得良好綜合性能的主要參數。除Co外,幾乎所有合金元素如 Mn、Mo、Cr、Ni、Si和C、N、B等都能提高鋼的淬透性,其中 Mn、Mo、Cr、B的作用強,其次是Ni、Si、Cu。而強碳化物形成元素如 V、Ti、Nb等,只有溶于奧氏體中時才能增大鋼的淬透性。②影響鋼的回火過程。由于合金元素在回火時能阻礙鋼中各種原子的擴散,因而在同樣溫度下和碳素鋼相比,一般均起到延遲馬氏體的分解和碳化物的聚集長大作用,從而提高鋼的回火穩(wěn)定性,即提高鋼的抗回火軟化能力,V、W、Ti、Cr、Mo、Si的作用比較顯著,Al、Mn、Ni的作用不明顯。含有較高含量的碳化物形成元素如V、W、Mo等的鋼,在500~600℃回火時,析出細小彌散的特殊碳化物質點如V4C3、Mo2C、W2C等,代替部分較粗大的合金滲碳體,使鋼的強度不再下降反而升高,即出現二次硬化(見回火)。Mo對鋼的回火脆性有阻止或減弱的作用。③影響鋼的強化和韌化。Ni以固溶強化方式強化鐵素體;Mo、V、Nb等碳化物形成元素,既以彌散硬化方式又以固溶強化方式提高鋼的屈服強度;碳的強化作用顯著。此外,加入這些合金元素,一般都細化奧氏體晶粒,增加晶界的強化作用。影響鋼的韌性因素比較復雜,Ni改善鋼的韌性;Mn易使奧氏體晶粒粗化,對回火脆性敏感;降低P、S含量,提高鋼的純凈度,對改善鋼的韌性有重要作用(見金屬的強化)。
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