鑄造低合金鋼常用的合金元素有Mn、Si、Cr、Ni、Mo和Cu，除Mo以外，加入量通常大于1%。
一、錳
錳在鋼中一部分溶于鐵素體,如經(jīng)熱處理后鋼中有殘留奧氏體,則奧氏體中也溶有錳;另一部分形成碳化物Mn3C,Mn3C又與滲碳體復(fù)合成為含錳滲碳體(Fe,Mn)3C。錳在鋼中擴(kuò)大奧氏體區(qū),使鋼的上臨界溫度和共析溫度降低。同時(shí),錳還能使過(guò)冷奧氏體的分解速率顯著降低。因此,錳在鋼中除有固溶強(qiáng)化作用外,還可以提高鋼的淬透性,而且在這方面,錳可以說(shuō)是作用最強(qiáng)的合金元素。
錳使共析點(diǎn)向碳含量低的方向偏移,在碳含量和冷卻速率相同的情況下,提高鋼中的錳含量可使組織中的珠光體量增多、分散度增大,從而提高鋼的強(qiáng)度和硬度。此外,由于奧氏體區(qū)擴(kuò)大,上臨界溫度降低,二次結(jié)晶過(guò)程中,先共析鐵素體因在較低的溫度析出而得以細(xì)化。錳還可使馬氏體轉(zhuǎn)變的開(kāi)始溫度降低,淬火后組織中殘留奧氏體增多,鋼的塑性較好,淬火時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力和變形都較少。
用錳作為合金元素的鋼也有缺點(diǎn)：一是對(duì)過(guò)熱敏感,易導(dǎo)致晶粒粗大;二是對(duì)回火脆性敏感。
二、硅
硅在鋼中不形成碳化物,也不溶于碳化物,只固溶于金屬基體。鐵素體中固溶的硅有較強(qiáng)的固溶強(qiáng)化作用,能使鋼的強(qiáng)度和硬度提高,塑性和韌性則有所下降。共析轉(zhuǎn)變過(guò)程中,過(guò)冷奧氏體中析出片狀滲碳體時(shí),硅不進(jìn)入滲碳體,全部聚集于滲碳體周圍,阻礙片狀滲碳體生長(zhǎng)。所以,硅有細(xì)化珠光體的作用。在低碳鋼中,硅有促進(jìn)硬化的作用,因?yàn)楣枳璧K珠光體轉(zhuǎn)變,使鋼中較易于形成馬氏體。但是,在提高鋼的淬透性方面,硅的作用較弱。如果和其他合金元素配合使用,則可有很好的互補(bǔ)效果。
硅在鋼中是縮小奧氏體區(qū)的元素,使鋼的固態(tài)相變溫度升高,因而熱處理溫度應(yīng)隨硅含量的增加而提高。在硅含量較高的鋼中,由于珠光體轉(zhuǎn)變?cè)谳^高的溫度下進(jìn)行,原子擴(kuò)散速率提高的作用可能超過(guò)硅阻礙珠光體轉(zhuǎn)變的作用,從而使珠光體粗大。
三、鉻
鉻在鋼中既能固溶于鐵素體,又能與碳形成多種質(zhì)硬而且穩(wěn)定的碳化物。Cr與C結(jié)合的能力強(qiáng)于Fe和Mn,遜于W和Mo。在低合金鋼中,鉻原子可以置換滲碳體中的部分鐵原子而形成含鉻的復(fù)合碳化物(Fe,Cr)3C,但成為碳化物的鉻不多,一般不到10%,主要是以固溶體的形式存在。鉻也是縮小奧氏體區(qū)的元素,在奧氏體和碳化物中的濃度差異較大,分布不勻。因此,奧氏體分解過(guò)程中鉻需要重新分布。同時(shí),Cr在奧氏體中擴(kuò)散很慢,而且由于Cr與C結(jié)合能力強(qiáng),又影響C的擴(kuò)散。因此,鉻使過(guò)冷奧氏體分解、轉(zhuǎn)變的速率減緩,從而提高鋼的淬透性。
由于鉻既能提高鋼的淬透性,又有固溶強(qiáng)化作用,含鉻的低合金鋼,能借助于熱處理而顯著改善力學(xué)性能。而且,鉻的價(jià)格也較為低廉。因此,在鑄造低合金鋼方面,鉻是應(yīng)用最廣的合金元素。值得注意的是,鉻提高鋼的淬透性是有條件的,那就是,熱處理時(shí)應(yīng)注意使鉻固溶于奧氏體中。如果加熱和保溫過(guò)程中碳化物未能完全溶解,則反而會(huì)促進(jìn)奧氏體向珠光體轉(zhuǎn)變,降低鋼的淬透性。鉻在鋼中的負(fù)面作用是增強(qiáng)對(duì)回火脆性的敏感性。
四、鎳
鎳在鋼中是擴(kuò)大奧氏體區(qū)的元素,這方面的作用與錳相同。與錳不同的是,鎳只固溶于鐵素體和奧氏體中,不形成碳化物。鎳固溶于鋼中,擴(kuò)大奧氏體區(qū),使上臨界溫度和共析溫度降低,熱處理時(shí)過(guò)冷奧氏體在較低的溫度分解、轉(zhuǎn)變。從而提高鋼的淬透性,并使珠光體細(xì)化。但是,鎳提高淬透性的作用不如錳強(qiáng)。鎳使共析點(diǎn)向碳含量低的方向偏移,在碳含量相同的情況下,可使組織中有更多的珠光體,從而有利于鋼的強(qiáng)化。鎳完全固溶于鐵素體或奧氏體中,有固溶強(qiáng)化作用。鎳的固溶強(qiáng)化作用不太強(qiáng),但在強(qiáng)化的同時(shí),鋼的塑性和韌性不僅不降低,反而略有改善,這是其他合金元素所不及的。鎳還可使鋼的韌性-脆性轉(zhuǎn)變溫度降低,不但能改善鋼常溫下的塑性和韌性,而且能改善鋼在低溫下的韌性,因而是低溫用鋼中的主要合金元素。
五、鉬
鉬在鋼中既能固溶于鐵素體或者奧氏體中，也能與碳形成碳化物。鉬的碳化物主要是Mo2C，低合金鋼中的鉬含量很低，不可能有有力的Mo2C，只有復(fù)合的（Fe、Mo）3C型碳化物。鉬含量少于1%的鋼中,固溶于鐵素體的鉬約占90%,進(jìn)入碳化物的只有10%左右。因此,鉬既能使鐵素體固溶強(qiáng)化,又能改善滲碳體的性能,好像兼有W和Ni的作用。鉬能顯著地降低鋼的臨界冷卻速率,在提高淬透性方面,是作用最強(qiáng)的元素之一。如鋼中同時(shí)還有Mn、Cr、Ni或其他合金元素,則Mo的作用就更為明顯。共析成分的碳鋼中加入0.8%的鉬,50mm的試樣經(jīng)820℃油淬,可完全淬透。
固溶于鋼中的鉬,加熱時(shí)阻止奧氏體晶粒長(zhǎng)大的能力很強(qiáng),能顯著提高鋼的再結(jié)晶溫度。因此,加入鉬可大幅度提高鋼的高溫強(qiáng)度,鉬是熱強(qiáng)鋼中的主要合金元素。 對(duì)回火脆性不敏感也是含鉬鋼的重要特點(diǎn)。對(duì)回火脆性敏感的鋼,如含鉻鋼、含錳鋼等,如加入0.3%~0.4%的鉬即可減輕,甚至完全抑制回火脆性。因?yàn)殂f能阻礙馬氏體分解,經(jīng)淬火的含鉬鋼回火時(shí),可保持硬度到較高的溫度。鉬還能促使馬氏體分解產(chǎn)物成為細(xì)小的分散相,使鋼的性能更好。
六、銅
銅在鋼中是擴(kuò)大奧氏體區(qū)的元素,許多方面的作用都與鎳相似。其對(duì)鋼的力學(xué)性能的影響大致有三點(diǎn):①有固溶強(qiáng)化作用,而且作用略強(qiáng)于硅;②含量超過(guò)0.8%時(shí),經(jīng)固溶處理和時(shí)效后,有沉淀強(qiáng)化作用;③調(diào)質(zhì)狀態(tài)下,能降低鋼的韌性-脆性轉(zhuǎn)變溫度，提高鋼的韌性。
公司簡(jiǎn)介
諸城市開(kāi)源鑄造有限公司坐落于風(fēng)箏之都--山東濰坊 ，是一家專業(yè)生產(chǎn)中高端碳鋼、合金鋼、球墨鑄鐵等材質(zhì)鑄件的民營(yíng)企業(yè)，屬當(dāng)?shù)卣猩桃Y項(xiàng)目。公司占地面積11000m2，現(xiàn)有員工100余人，其中技術(shù)研發(fā)人員5人，高級(jí)工程師2人，質(zhì)檢人員3人，年產(chǎn)能可達(dá)3000噸。
開(kāi)源鑄造致力于OEM鑄造，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于機(jī)械五金、建筑、電力金具、鐵路、汽車、農(nóng)機(jī)等領(lǐng)域。公司擁有穩(wěn)定的客戶群體，產(chǎn)品主要銷往歐盟、美國(guó)、加拿大、中東等國(guó)家和地區(qū)。
在生產(chǎn)過(guò)程中開(kāi)源鑄造主要采用先進(jìn)的覆膜砂殼型鑄造生產(chǎn)工藝，常規(guī)可生產(chǎn) 0.1kg~50kg的鑄件，該生產(chǎn)工藝具有制殼、制芯速度快等特點(diǎn)，可批量生產(chǎn)，從而提高了生產(chǎn)效率， 且鑄件尺寸穩(wěn)定，鑄件表面光潔。
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