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    钢铁材料的时效性

    2018-12-28   来源:   点击数:32次 选择视力保护色: 杏仁黄 秋叶褐 胭脂红 芥末绿 天蓝 雪青 灰 银河白(默认色)   合适字体大小:
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       中国钢管信息港据新闻报道:钢件加热到临界点Ac3或Acm以上的温度,保温一定的时间(见奥氏体化),然后在空气中冷却的金属热处理工艺。其工艺简单,操作方便,生产周期短,成本低,是一种经济的金属热处理工艺。它可作为预备热处理,亦可作为最终热处理而广泛应用于工业生产。
      
      从实质上说,钢的正火是钢退火的一种特殊情况。由于正火的冷却速度比退火的冷却速度快,所获得的珠光体片层间距较小,组织较细,因而其硬度和强度也较高。
      
      适用范围 正火只适用于碳素钢和低、中合金钢,而不适用于高合金钢。因为高合金钢的奥氏体非常稳定,在空气中冷却也将得到马氏体组织。对共析碳素钢来说,正火可得到索氏体组织;对亚共析或过共析钢,正火组织中还有先共析铁素体或先共析渗碳体,但与相应的退火组织比较,先共析相的量较少。
      
      目的和用途 主要是为了改善钢的品质,包括:(1)对于低碳钢和低合金钢,正火可以提高其硬度,以改善切削性。(2)对于中碳钢,正火可代替调质处理,为高频淬火做组织准备,并可减少钢件的变形和降低加工成本。(3)对于高碳钢,正火可消除网状渗碳体组织,便于球化退火。(4)对于大型钢锻件或截面有急剧变化的钢铸件,可用正火代替淬火,以减少变形开裂倾向,或为淬火做好组织准备。(5)对于钢的淬火反修件,可通过正火消除过热影响,以便能重新淬火。(6)用于铸铁件以增加基体的珠光体量,提高铸件的强度和耐磨性。
      
      工艺参数 主要有:
      
      (1)加热温度低碳钢为Ac3+(100~150)℃;中碳钢为Ac3+(50~100)℃;高碳钢为Acm+(30~50)℃。
      
      (2)加热时间(s) %26tau;=KD 式中D为工件厚度,mm;K为系数,工厂经验数据如表。
      
      (3)冷却方式。为了获得不同的组织,采用不同的冷却方式。一般在静止空气中冷却。如果工件很大,可采用吹风或喷水雾的方法冷却。工件散开放置以控制冷却速度,最好有专用空冷床或吊架。
      
      何谓“时效”:白话来说,钢板随库存时间延长,出现屈服和强度">抗拉强度明显上升的现象,冲压时可能出现板面橘皮或斜条纹。
      
      中国钢管信息港据新闻报道:这种现象表现为:生产完毕后短时间内冲压,表面光洁(精灵王子);库存较长时间后冲压,板面粗糙或斜条纹(甘道夫)。
      
      在一般条件下,氮主要危害表现在:
      
      (1)由于Fe4N析出,导致钢材的时效性;
      
      (2)降低钢的冷加工性能;
      
      (3)造成焊接热影响区脆化。
      
      当钢中存在钒、铝、钛、铌等元素时与氮可形成稳定的氮化物,提高钢的强度,对钢性能有利。
      
      在研究钢的脆性时发现,锰可降低钢的脆性敏感性,而氯却增加钢的脆性敏感性。采用不同方法所冶炼的钢的脆化敏感性增加的顺序为:用硅和铝镇静的平炉钢、用铝镇静的平炉钢和半镇静钢、吹氧的沸腾钢或半镇静钢。这表明了在钢中游离氮的重要性。
      
      有关资料介绍,LD转炉钢的氮含量为0.003%~0.006%。电炉钢的氮含量为0.008%~0.0016%。氮在a-Fe中最高溶解度590℃时约为0.1%,室温下降到0.001%以下。当游离氮含量高的钢,从高温下较快冷却时,铁素体将会被饱和。若将此钢在室温下静置,随时间增加,氨将以Fe4N的形式析出,使钢的强度、硬度上升,塑性、韧性下降,即产生时效。
      
      要降低钢的脆性转变温度,就要减小钢中氮含量和硅含量。要采用稳定氮化物元素的晶粒细化剂(Al、v、Ti),尤其是在非晶粒细化钢中,总的氨含量应以最低为佳。而在晶粒细化钢中氦含量应最大,以利于充分形成氮化物,使游离氮含量降下来。
      
      对于高碳钢,钒是能够使钢晶粒细化和弥散强化的元素。通过控制轧制,当游离氮古量为0.008%时,其脆性转变温度FATT为-5℃。而通过常化处理,自由氮含量为0.002%,其脆性转变温度为-45℃。
      
      颜值何在!此乃新陈代谢衰退?不,钢界中称之为“时效”。
      
      深究其因,低碳钢时效性乃钢铁材料中的游离间隙原子(主要是C、N)从中作梗。加上基材位错、晶界乃为高能区,间隙原子有向高能区聚集的趋势。间隙原子在库存时间内长途奔波,大量聚集期间,钢板就发生了室温时效(也称自然时效)。
      
      钢板在发生时效后冲压,位错、晶界被间隙原子挤住,难以动弹,变形不均,导致钢板表面出现橘皮状粗糙不平或斜条纹状的“滑移线”。(详细定义可查询欧冶三宝之 — “缺陷通”)
      
      中国钢管信息港据新闻报道:在低碳钢中增加Ti、Nb等合金元素与游离间隙原子(主要是C、N)合体,葬身熔炉,炼就IF钢两大宝剑之一:无时效。合体后降低了基体中游离C、N的含量。
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