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    鋼鐵材料的時效性

    2018-12-28   來源:   點擊數:32次 選擇視力保護色: 杏仁黃 秋葉褐 胭脂紅 芥末綠 天藍 雪青 灰 銀河白(默認色)   合適字體大小:
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       中國鋼管信息港據新聞報道:鋼件加熱到臨界點Ac3或Acm以上的溫度,保溫一定的時間(見奧氏體化),然后在空氣中冷卻的金屬熱處理工藝。其工藝簡單,操作方便,生產周期短,成本低,是一種經濟的金屬熱處理工藝。它可作為預備熱處理,亦可作為最終熱處理而廣泛應用于工業生產。
      
      從實質上說,鋼的正火是鋼退火的一種特殊情況。由于正火的冷卻速度比退火的冷卻速度快,所獲得的珠光體片層間距較小,組織較細,因而其硬度和強度也較高。
      
      適用范圍 正火只適用于碳素鋼和低、中合金鋼,而不適用于高合金鋼。因為高合金鋼的奧氏體非常穩定,在空氣中冷卻也將得到馬氏體組織。對共析碳素鋼來說,正火可得到索氏體組織;對亞共析或過共析鋼,正火組織中還有先共析鐵素體或先共析滲碳體,但與相應的退火組織比較,先共析相的量較少。
      
      目的和用途 主要是為了改善鋼的品質,包括:(1)對于低碳鋼和低合金鋼,正火可以提高其硬度,以改善切削性。(2)對于中碳鋼,正火可代替調質處理,為高頻淬火做組織準備,并可減少鋼件的變形和降低加工成本。(3)對于高碳鋼,正火可消除網狀滲碳體組織,便于球化退火。(4)對于大型鋼鍛件或截面有急劇變化的鋼鑄件,可用正火代替淬火,以減少變形開裂傾向,或為淬火做好組織準備。(5)對于鋼的淬火反修件,可通過正火消除過熱影響,以便能重新淬火。(6)用于鑄鐵件以增加基體的珠光體量,提高鑄件的強度和耐磨性。
      
      工藝參數 主要有:
      
      (1)加熱溫度低碳鋼為Ac3+(100~150)℃;中碳鋼為Ac3+(50~100)℃;高碳鋼為Acm+(30~50)℃。
      
      (2)加熱時間(s) %26tau;=KD 式中D為工件厚度,mm;K為系數,工廠經驗數據如表。
      
      (3)冷卻方式。為了獲得不同的組織,采用不同的冷卻方式。一般在靜止空氣中冷卻。如果工件很大,可采用吹風或噴水霧的方法冷卻。工件散開放置以控制冷卻速度,最好有專用空冷床或吊架。
      
      何謂“時效”:白話來說,鋼板隨庫存時間延長,出現屈服和強度">抗拉強度明顯上升的現象,沖壓時可能出現板面橘皮或斜條紋。
      
      中國鋼管信息港據新聞報道:這種現象表現為:生產完畢后短時間內沖壓,表面光潔(精靈王子);庫存較長時間后沖壓,板面粗糙或斜條紋(甘道夫)。
      
      在一般條件下,氮主要危害表現在:
      
      (1)由于Fe4N析出,導致鋼材的時效性;
      
      (2)降低鋼的冷加工性能;
      
      (3)造成焊接熱影響區脆化。
      
      當鋼中存在釩、鋁、鈦、鈮等元素時與氮可形成穩定的氮化物,提高鋼的強度,對鋼性能有利。
      
      在研究鋼的脆性時發現,錳可降低鋼的脆性敏感性,而氯卻增加鋼的脆性敏感性。采用不同方法所冶煉的鋼的脆化敏感性增加的順序為:用硅和鋁鎮靜的平爐鋼、用鋁鎮靜的平爐鋼和半鎮靜鋼、吹氧的沸騰鋼或半鎮靜鋼。這表明了在鋼中游離氮的重要性。
      
      有關資料介紹,LD轉爐鋼的氮含量為0.003%~0.006%。電爐鋼的氮含量為0.008%~0.0016%。氮在a-Fe中最高溶解度590℃時約為0.1%,室溫下降到0.001%以下。當游離氮含量高的鋼,從高溫下較快冷卻時,鐵素體將會被飽和。若將此鋼在室溫下靜置,隨時間增加,氨將以Fe4N的形式析出,使鋼的強度、硬度上升,塑性、韌性下降,即產生時效。
      
      要降低鋼的脆性轉變溫度,就要減小鋼中氮含量和硅含量。要采用穩定氮化物元素的晶粒細化劑(Al、v、Ti),尤其是在非晶粒細化鋼中,總的氨含量應以最低為佳。而在晶粒細化鋼中氦含量應最大,以利于充分形成氮化物,使游離氮含量降下來。
      
      對于高碳鋼,釩是能夠使鋼晶粒細化和彌散強化的元素。通過控制軋制,當游離氮古量為0.008%時,其脆性轉變溫度FATT為-5℃。而通過常化處理,自由氮含量為0.002%,其脆性轉變溫度為-45℃。
      
      顏值何在!此乃新陳代謝衰退?不,鋼界中稱之為“時效”。
      
      深究其因,低碳鋼時效性乃鋼鐵材料中的游離間隙原子(主要是C、N)從中作梗。加上基材位錯、晶界乃為高能區,間隙原子有向高能區聚集的趨勢。間隙原子在庫存時間內長途奔波,大量聚集期間,鋼板就發生了室溫時效(也稱自然時效)。
      
      鋼板在發生時效后沖壓,位錯、晶界被間隙原子擠住,難以動彈,變形不均,導致鋼板表面出現橘皮狀粗糙不平或斜條紋狀的“滑移線”。(詳細定義可查詢歐冶三寶之 — “缺陷通”)
      
      中國鋼管信息港據新聞報道:在低碳鋼中增加Ti、Nb等合金元素與游離間隙原子(主要是C、N)合體,葬身熔爐,煉就IF鋼兩大寶劍之一:無時效。合體后降低了基體中游離C、N的含量。
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