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目前,中國汽車用齒輪鋼的主體鋼種仍是20CrMnTi,該鋼種通常采用氣體滲碳工藝,由于滲碳?xì)夥罩醒趸詺怏w的存在,導(dǎo)致滲層中對氧親和力較大的元素Si、Mn、Cr在晶界處發(fā)生氧化,形成晶界氧化層。晶界氧化層的發(fā)生會導(dǎo)致滲層Si、Mn、Cr等合金元素固溶量下降,降低滲層的淬透性,從而降低滲層的硬度并導(dǎo)致非馬氏體組織的產(chǎn)生,進(jìn)而顯著降低齒輪的疲勞性能。為解決這一問題可以采用兩種手段:
1)采用特殊的熱處理工藝。真空滲碳可降低滲碳?xì)夥罩械难鮿?,從而可以較為有效地減小滲碳層晶界氧化的發(fā)生程度;稀土滲碳工藝也可以降低晶界氧化程度,由于稀土優(yōu)先在工件表面富集并擇優(yōu)沿鋼的晶界擴(kuò)散,而且與氧的親合力遠(yuǎn)比Si、Mn、Cr高得多,它將優(yōu)先與氧結(jié)合,阻礙氧原子繼續(xù)向內(nèi)擴(kuò)散,從而有助于減輕非馬氏體組織的產(chǎn)生。
特殊鋼概念編輯
世界各國對特殊鋼尚無統(tǒng)一的概念和定義,要在特殊鋼和普通鋼間劃分明確的界線更難。一般認(rèn)為特殊鋼是具有特殊成分、特殊生產(chǎn)工藝、具有特殊的組織和性能,能夠滿足特殊需要的鋼類,即除了普通鋼以外所有鋼類都屬于特殊鋼。與普通鋼比較,特殊鋼具有更好的強(qiáng)韌性、物理性能、化學(xué)性能、生物相容性和工藝性能。
日本的特殊鋼概念包括合金鋼、中高碳鋼和抗拉強(qiáng)度大于590MPa高強(qiáng)度鋼,德、法與日本相似。美國的特殊鋼包括不銹鋼加合金鋼(含碳工鋼、中空鋼和高強(qiáng)度低合金鋼),但合金鋼中的碳錳系除外。英國特殊鋼的含義就是合金鋼。
高速工具鋼是高碳高合金工具鋼,鋼中含碳量Wc為0.7%-1.4%,鋼中含有能形成高硬度碳化物的合金元素,如鎢、鉬、鉻、釩。
高速工具鋼具有高的紅硬性,在高速切削的條件下,溫度高達(dá)500-600℃硬度也不降低,從而保證良好的切削性能。
(2)彈簧鋼
彈簧在沖擊、振動或長期交變應(yīng)力下使用,所以要求彈簧鋼有高的抗拉強(qiáng)度、彈性極限、高的疲勞強(qiáng)度。在工藝上要求彈簧鋼有一定的淬透性、不易脫碳、表面質(zhì)量好等。
碳素彈簧鋼即含碳量Wc在0.6%~0.9%范圍內(nèi)的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼(包括正常和較高含錳量的)。合金彈簧鋼主要是硅錳系鋼種,它們的含碳量稍低,主要靠增加硅含量WSi(1.3%~2.8%)提高性能;另外還有鉻、鎢、釩的合金彈簧鋼。結(jié)合我國資源,并根據(jù)汽車、拖拉機(jī)設(shè)計(jì)新技術(shù)的要求,研制出在硅錳鋼基礎(chǔ)上加入硼、鈮、鉬等元素的新鋼種,延長了彈簧的使用壽命,提高了彈簧質(zhì)量。