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各國(guó)的合金圓鋼鋼系統(tǒng),隨各自的資源情況、生產(chǎn)和使用條件不同而不同,國(guó)外以往曾發(fā)展鎳、硌鋼系統(tǒng),我國(guó)則發(fā)現(xiàn)以硅、錳、釩、鈦、鈮、硼、鉛、稀土為主的合金鋼系統(tǒng) 合金鋼在鋼的總產(chǎn)量中約占百分之十幾,一般是在電爐中冶煉的按用途可以把合金鋼分為8大類,它們是:合金結(jié)構(gòu)鋼、彈簧鋼、軸承鋼、合金工具鋼、高速工具鋼、不銹鋼、耐熱不起皮鋼,電工用硅鋼。 調(diào)質(zhì)鋼 1.中碳型合金鋼,合金元素含量較低; 2.強(qiáng)度較高; 3.用于高溫螺栓、螺母材料等。 [8] 彈簧鋼 1、含碳量比調(diào)質(zhì)鋼高; 2經(jīng)調(diào)質(zhì)處理,強(qiáng)度較高 抗疲勞強(qiáng)度較高; 3用于彈簧材料。 滾動(dòng)軸承鋼 1高碳型合金鋼,合金含量較高; 2具有高而均勻的硬度和耐磨性; 3用于滾動(dòng)軸承。
一般軸承用圓鋼主要是高碳鉻軸承鋼,即含碳量1%左右,加入1.5%左右的鉻,并含有少量的錳、硅元素的過(guò)共析鋼。鉻可以改善熱處理性能、提高淬透性、組織均勻性、回火穩(wěn)定性,又可以提高鋼的防銹性能和磨削性能。 但當(dāng)鉻含量超過(guò)1.65%時(shí),淬火后會(huì)增加鋼中殘余奧氏體,降低硬度和尺寸穩(wěn)定性,增加碳化物的不均勻性,降低鋼的沖擊韌性和疲勞強(qiáng)度。為此,高碳鉻軸承鋼中的含鉻量一般控制在1,65%以下。只有嚴(yán)格控制軸承鋼中的化學(xué)成分,才能通過(guò)熱處理工序獲得滿足軸承性能的組織和硬度。 ②較高的尺寸精度要求,對(duì)于使用在高速鐓鍛機(jī)上鍛造的熱軋退火棒料,應(yīng)該對(duì)其尺寸精度有更高的要求。 滾動(dòng)軸承用鋼要求鋼材尺寸精度較高,這是因?yàn)榇蟛糠州S承零件都要經(jīng)過(guò)壓力成型。為了節(jié)省材料和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,絕大部分軸承套圈都是經(jīng)過(guò)鍛造成型,鋼球是經(jīng)過(guò)冷鐓或熱軋成型,小尺寸的滾子也是經(jīng)過(guò)冷鐓成型。如果鋼材的尺寸精度不高,就無(wú)法地計(jì)算下料尺寸和重量,而不能保證軸承零件的產(chǎn)品質(zhì)量,也容易造成設(shè)備和模具的損壞。 ③特別嚴(yán)格的純潔度要求。 鋼的純潔度是指鋼中所含非金屬夾雜物的多少,純潔度越高,鋼中的非金屬夾雜物越少。軸承鋼中的氧化物、硅酸鹽等有害夾雜物是導(dǎo)致軸承早期疲勞剝落、顯著降低軸承壽命的主要原因。特別是脆性?shī)A雜物危害 ,由于在加工過(guò)程中容易從金屬基體上剝落下來(lái),嚴(yán)重影響軸承零件精加工后的表面質(zhì)量。因此,為了提高軸承的使用壽命和可靠性,必須降低軸承鋼中夾雜物的含量。
鋼的性能取決于圓鋼的相組成,相的成分和結(jié)構(gòu),各種相在鋼中所占的體積組分和彼此相對(duì)的分布狀態(tài)。合金元素是通過(guò)影響上述因素而起作用的。對(duì)鋼的相變點(diǎn)的影響 主要是改變鋼中相變點(diǎn)的位置,大致可以歸納為以下三個(gè)方面: ①改變相變點(diǎn)溫度。一般來(lái)說(shuō),擴(kuò)大γ相(奧氏體)區(qū)的元素,如錳、鎳、碳、氮、銅、鋅等,使A3點(diǎn)溫度降低,A4點(diǎn)溫度升高;相反,縮小γ相區(qū)的元素,如鋯、硼、硅、磷、鈦、釩、鉬、鎢、鈮等,則使A3點(diǎn)溫度升高,A4點(diǎn)溫度降低。惟有鈷使A3和A4點(diǎn)溫度均升高。鉻的作用比較特殊,含鉻量小于7%時(shí)使A3點(diǎn)溫度降低,大于7%時(shí)則使A3點(diǎn)溫度提高。 ②改變共析點(diǎn)S的位置。縮小γ相區(qū)的元素,均使共析點(diǎn)S溫度升高;擴(kuò)大γ相區(qū)的元素,則相反。此外幾乎所有合金元素均降低共析點(diǎn)S的含碳量,使S點(diǎn)向左移。不過(guò)碳化物形成元素如釩、鈦、鈮等(也包括鎢、鉬),在含量高至一定限度以后,則使S點(diǎn)向右移。 ③改變?chǔ)孟鄥^(qū)的形狀、大小和位置。這種影響較為復(fù)雜,一般在合金元素含量較高時(shí),能使之發(fā)生顯著改變。例如鎳或錳含量高時(shí),可使γ相區(qū)擴(kuò)展至室溫以下,使鋼成為單相的奧氏體組織;而硅或鉻含量高時(shí),則可使γ相區(qū)縮得很小甚至完全消失,使鋼在任何溫度下都是鐵素體組織。
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