钢板缩小γ相区元素——亦称铁素体稳定化元素 主要有Cr、Mo、W、V、Ti、Al、Si、B、Nb、Zr等。它们使A3点上升 A4点下降(铬除外 铬含量小于7%时 A3点下降; 大于7%后A3点迅速上升) 从而缩小γ相区存在的范围 使铁素体稳定区域扩大。按其作用不同可分为完全封闭γ相区的元素(如Cr、Mo、W、V、Ti、Al、Si等)和部分缩小γ相区的元素(如B、Nb、Zr等)。
2. 形成碳化物合金元素按其与钢中碳的亲和力的大小 可分为碳化物形成元素和非碳化物形成元素两大类。常见非碳化物形成元素有:Ni、Co、Cu、Si、Al、N、B等。它们基本上都溶于铁素体和奥氏体中。常见碳化物形成元素有:Mn、Cr、W、V、Nb、Zr、Ti等(按形成的碳化物的稳定性程度由弱到强的次序排列),它们在钢中一部分固溶于基体相中,一部分形成合金渗碳体 含量高时可形成新的合金碳化合物。
钢板产生二次硬化的原因 合 金 元 素
残余奥氏体的转变 沉淀硬化 Mn、Mo、W、Cr、Ni、Co①、V V、Mo、W、Cr、Ni①、Co①
①仅在高含量并有其他合金元素存在时 由于能生成弥散分布的金属间化合物才有效。
(3)增大回火脆性 和碳钢一样 合金钢也产生回火脆性 而且更明显。这是合金元素的不利影响。在450℃-600℃间发生的第二类回火脆性(高温回火脆性) 主要与某些杂质元素以及合金元素本身在原奥氏体晶界上的严重偏聚有关 多发生在含Mn、Cr、Ni等元素的合金钢中。 这是一种可逆回火脆性 回火后快冷(通常用油冷)可防止其发生。钢中加入适当Mo或W(0.5%Mo 1%W)也可基本上这类脆性。
合金元素对钢的机械性能的影响
提高钢的强度是加入合金元素的主要目的之一。欲提高强度 就要设法增大位错运动的阻力。金属中的强化机制主要有固溶强化、位错强化、细晶强化、第二相(沉淀和弥散)强化。合金元素的强化作用 正是利用了这些强化机制。
大量的试验表明:厚壁不锈钢板在形变过程中不同程度地出现错层、形变孪晶、应变诱发马氏体,并在晶界与退火孪晶附近形成位错塞积和位错胞状组织。这些形变组织结构对加工硬化均有贡献。进行固溶处理的主要目的就是为了材料的内应力并降低硬度,提高厚壁不锈钢板的可成形性。而处理后硬度值过高说明软化效果差,残余应力没有充分释放,因为残余应力引起的晶格畸变也会使硬度值改变。正是由于残余应力的存在,导致在厚壁不锈钢板扩口时容易在应力集中的地方产生裂纹,从而影响扩口性能。由于晶界和晶界两侧晶粒的位向差,增加了晶体中位错滑移的阻力,因此晶界的主要作用是阻碍位错运动。晶粒越细,晶界越多,阻碍位错滑移的作用就越大,厚壁不锈钢板屈服强度就越高,形成了晶界强化,从而产生加工硬化;因此晶粒越小,在扩口时越容易产生加工硬化。刀具的刃口圆角和后刀面的磨损对厚壁不锈钢板表面层的冷作硬化有很大影响,刃口圆角和后刀面的磨损量越大,冷作硬化层的硬度和深度也越大。
钢材的硬倾向不明显,可焊性优良,焊接时不必进行预热,可直接施焊当Ceq=0.40~0.60%时,钢材的硬倾向逐渐明显,可焊性尚可,焊接时需采取焊前适当预热,焊后缓冷等工艺措施,控制其焊接线能量;(3)当Ceq>0.60%时,钢材的硬倾向较强,可焊性较差,属于较难焊接的钢种,焊接时必须采取较高的预热温度和严格的工艺措施,选取合适的焊接材料。经计算得出,35CrMo钢的碳当量值Ceq=0.72%。由此可见,这种材料的焊接性不良,焊接时其硬倾向较大,热影响区热裂和冷裂倾向都会较大,尤其在调质状态下焊接,热影响区的冷裂倾向将会表现得很突出,所以应在选取合适焊接材料、合理焊接方法的基础上,采取较高的焊前预热温度、严格工艺措施和控制适当的层间温度的条件下,才能达到实现产品焊接的目的。
15CrMo钢板系珠光体组织耐热钢,在高温下具有较高的热强性(δb≥440MPa)和抗氧化性,并具有一定的抗氢腐蚀能力。由于钢中含有较高含量的Cr、C和其它合金元素,钢材的淬硬倾向较明显,焊接性差。