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20Cr2Ni4A
§7-1 鋼的合金化天津立興金屬制品有限公司022-26801886 13602061168 宋嫣然

在鋼中加入合金元素后，鋼的基本組元鐵和碳與加入的合金元素會發(fā)生交互作用。鋼的合金化目的是希望利用合金元素與鐵、碳的相互作用和對鐵碳相圖及對鋼的熱處理的影響來改善鋼的組織和性能
相互作用
合金元素與鐵、碳的相互作用
合金元素加入鋼中后，主要以三種形式存在鋼中。即:與鐵形成固溶體;與碳形成碳化物;在高合金鋼中還可
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 幾乎所有的合金元素(除)都可溶入鐵中, 形成合金鐵素體或合金按其對α-Fe或γ-Fe的作用, 可將合金元素分為擴大奧氏體相區(qū)和縮小奧氏體相區(qū)兩大類。
擴大γ相區(qū)的元素-亦稱奧氏體穩(wěn)定化元素, 主要Ni、Co、C、N、Cu等, 它們使A3點(γ-Fe α-Fe的轉(zhuǎn)變點)下降, A4點( γ-Fe的轉(zhuǎn)變點)上升, 從而擴大γ-相的存在范圍。其中Ni、M等加入到一定量后, 可使γ相區(qū)擴大到室溫以下, 使α相區(qū)消失, 稱為完全擴大γ相區(qū)元素。另外一些元素(如C、N、Cu等), 雖然擴大γ相區(qū), 但不能擴大到室溫, 故稱之為部分?jǐn)U大γ相區(qū)的元素。
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縮小γ相區(qū)元素--亦稱鐵素體穩(wěn)定化元素, 主要有Cr、Mo、W、V、Ti、Al、Si、B、、等。它們使A3點上升, A4點下降(鉻除外, 鉻含量小于7%時, A3點下降; 大于7%后,A3點迅速上升), 從而縮小γ相區(qū)存在的范圍, 使鐵素體穩(wěn)定區(qū)域擴大。按其作用不同可分為完全封閉γ相區(qū)的元素(如Cr、Mo、W、V、Ti、Al、Si等)和部分縮小γ相區(qū)的元素(如B、、等)。
2. 形成碳化物合金元素按其與鋼中碳的親和力的大小, 可分為碳化物形成元素和非碳化物形成元素兩大類。
常見非碳化物形成元素有:Ni、Co、Cu、Si、Al、N、B等。它們基本上都溶于鐵素體和奧氏體中。常見碳化物形成元素有:M、Cr、W、V、N、Z、Ti等(按形成的碳化物的穩(wěn)定性程度由弱到強的次序排列)，它們在鋼中一部分固溶于基體相中，一含量高時可形成新的合金碳化合物。對奧氏體和鐵素體存在范圍的影響
擴大或縮小γ相區(qū)的元素均同樣擴大或縮小Fe-Fe3C相圖中的γ相區(qū), 且同樣Ni或M的含量較多時, 可使鋼在室溫下得到單相 (如1Cr18Ni9和ZGMn13高錳鋼等)， 而Cr、Ti、Si等超過一定含量時, 可使鋼在室溫獲得單相鐵素體組織 (如1Cr17Ti高鉻等)。
對Fe-Fe3C相圖臨界點(S和E點)的影響
擴大γ相區(qū)的元素使Fe-Fe3C相圖中的共析轉(zhuǎn)變溫度下降, 縮小γ相區(qū)的元素則使其上升, 并都使共析反應(yīng)在一個溫度范圍內(nèi)進行。幾乎所有的合金元素都使共析點(S)和共晶點(E)的碳含量降低，即S點和E點左移, 強碳化物形成元素的作用尤為強烈。
合金元素對鋼熱處理的影響
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合金元素的加入會影響鋼在熱處理過程中的組織轉(zhuǎn)變。
1. 合金元素對加熱時相轉(zhuǎn)變的影響
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合金元素影響加熱時奧氏體形成的速度和奧氏體晶粒的大小。
(1)對奧氏體形成速度的影響: Cr、Mo、W、V等強碳化物形成元素與碳的親合力大, 形成難溶于奧氏體的合金碳化物, 顯著減慢奧氏體形成速度;Co、Ni等部分非碳化物形成元素, 因增大碳的擴散速度, 使奧氏體的形成速度加快;Al、Si、M等合金元素對奧氏體形成速度影響不大。
(2)對奧氏體晶粒大小的影響:大多數(shù)合金元素都有阻止奧氏體晶粒長大的作用, 但影響程度不同。強烈阻礙晶粒長大的元素有:V、

 




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高強度船體結(jié)構(gòu)鋼力學(xué)性能與化學(xué)成份
鋼材級別 屈服
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不小于 抗拉強度
 伸長率σ%
不小于 碳
C 錳
 硅
Si 硫
S 磷
P
A32 315 440-570 22 ≤0.18 ≥0.9-1.60 ≤0.50 ≤0.035 ≤0.035
D32        
E32        
F32 ≤0.16 ≤0.025 ≤0.025     
A36 355 490-630 21 ≤0.18 ≤0.035 ≤0.035  
D36        
E36        
F36 ≤0.16 ≤0.025 ≤0.025     
A40 390 510-660 20 ≤0.18 ≤0.035 ≤0.035  
D40        
E40        
F40 ≤0.16 ≤0.025 ≤0.025     
三、船用鋼材交貨驗收注意事項:
1、質(zhì)量證明的審查:
鋼廠交貨一定會根據(jù)用戶的要求按合同約定的規(guī)范交貨并提供原始質(zhì)量證明書。證明書中，必須具備以下內(nèi)容:
(1)規(guī)范要求;
(2)編號及證明證號;
(3)爐批號，技術(shù)等級;
(4)化學(xué)成分和力學(xué)性能;
(5)船級社認(rèn)可證明及驗船師簽字。
2、實物審查:
船用鋼材的交貨，實物物體上應(yīng)有生產(chǎn)廠標(biāo)志等。具體有:
(1)認(rèn)可標(biāo)志;
(2)采用油漆框出或粘貼標(biāo)記，包括技術(shù)參數(shù)如:爐批號、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)等級、長寬尺寸等;
(3)外觀光潔平順，無缺
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冷彎工藝
(1)由于高強板所形成的高剛性型鋼具有很大的慣性矩和抗彎模量，特別是由于應(yīng)用上的要求需要預(yù)后進行冷彎加工生產(chǎn)，會形成材料表面平整度和材料邊緣尺寸上的差異，因此要求對該類高強度的冷彎孔型的設(shè)計中需要多加側(cè)向定位裝置，合理設(shè)計孔型，合理布置軋輥間隙等，確保進入每道孔型的材料不跑偏并盡可能地材料表面平整度和材料邊緣尺寸上的差異對后續(xù)冷彎成型形狀的影響;另一個突出的特點為:高強度結(jié)構(gòu)鋼板的成型回彈現(xiàn)象較嚴(yán)重，回彈會導(dǎo)致出現(xiàn)弧邊，必須依靠過彎來修正，且過彎角比較難掌握，需要在生產(chǎn)調(diào)試過程中進行調(diào)整修正。
(2)需要較多的成型道次。在輥式冷彎成型過程中主要加工過程為彎曲變形，除產(chǎn)品彎曲角局部有輕減薄外，變形材料的厚度在成型過程中假定保持不變;在孔型設(shè)計時，要注意合理分配變形量，尤其是在 道，后面幾道，變形量不易過大。另外可以使用側(cè)輥和過彎輥，對進行預(yù)彎，且使型材的中性線與成品型材的中性線重合，使型材上下所受的力平衡，從而避免縱向彎曲。如果在加工過程中發(fā)現(xiàn)縱向彎曲，可根據(jù)實際情況增加部分軋輥，尤其注意后面幾道。
其它如使用矯直機進行矯直，變更機架間距，采用托輥，調(diào)整各架次的軋輥間隙等措施均可減小或縱向彎曲。需要注意的是，通過調(diào)整各架次的軋輥間隙來減輕縱向彎曲需要有熟練的技術(shù)才行。
(3)輥式冷彎速度的控制，成型輥壓力的調(diào)整要合適，盡量減少反復(fù)冷彎彎曲疲勞裂紋，并適當(dāng)進行潤滑和冷卻，進一步減少熱應(yīng)力

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