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一般碳鋼中含碳量越高則硬度越高,強(qiáng)度也越高,但塑性降低。
(1)碳素結(jié)構(gòu)鋼
這類鋼主要保證力學(xué)性能,故其牌號(hào)體現(xiàn)其力學(xué)性能,用Q+數(shù)字表示,其中“Q”為屈服點(diǎn)“屈”字的漢語拼音字首,數(shù)字表示屈服點(diǎn)數(shù)值,例如Q275表示屈服點(diǎn)為275MPa。若牌號(hào)后面標(biāo)注字母A、B、C、D,則表示鋼材質(zhì)量等級(jí)不同,含S、P的量依次降低,鋼材質(zhì)量依次提高。若在牌號(hào)后面標(biāo)注字母“F”則為沸騰鋼,標(biāo)注“b”為半鎮(zhèn)靜鋼,不標(biāo)注“F,’或“b”者為鎮(zhèn)靜鋼。例如Q235-A·F表示屈服點(diǎn)為235MPa的A級(jí)沸騰鋼,Q235-c表示屈服點(diǎn)為235MPa的c級(jí)鎮(zhèn)靜鋼。
碳素結(jié)構(gòu)鋼一般情況下都不經(jīng)熱處理,而在供應(yīng)狀態(tài)下直接使用。通常Q195、Q215、Q235鋼碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)低,焊接性能好,塑性、韌性好,有一定強(qiáng)度,常軋制成薄板、鋼筋、焊接鋼管等,用于橋梁、建筑等結(jié)構(gòu)和制造普通鉚釘、螺釘、螺母等零件。




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(duì)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(huì)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)夥罩械难鮿荩瑥亩梢暂^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。



風(fēng)電能源方面

對(duì)于風(fēng)電軸承,目前中國還無法生產(chǎn)技術(shù)含量較高的主軸軸承和增速器軸承,基本依靠進(jìn)口,3MW以上風(fēng)電機(jī)組配套軸承的國產(chǎn)化問題還沒有解決。國外為了提高風(fēng)電軸承的強(qiáng)度、韌性和使用壽命,采用了新型特殊熱處理鋼SHX(40CrSiMo),對(duì)于偏航和變漿軸承,通過表面感應(yīng)淬火熱處理控制淬硬層深度、表面硬度、軟帶寬度和表面裂紋;對(duì)于增速器軸承和主軸軸承采用碳氮共滲,使零件表面得到較多穩(wěn)定殘余奧氏體體積分?jǐn)?shù)(30%-35%)和大量細(xì)小碳化物、碳氮化物,提高了軸承在污染潤滑工況下的使用壽命。為提高軋機(jī)軸承的使用壽命以及運(yùn)轉(zhuǎn)精度,未來需要進(jìn)行軋機(jī)用GCr15SiMn和G20Cr2Ni4等軸承鋼的超高純真空脫氣冶煉和軸承表層大奧氏體量控制熱處理等技術(shù)的研發(fā)。


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