【济南FAG轴承】合金元素对机械性能的影响
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【济南FAG轴承】合金元素对机械性能的影响

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文章出处:www。fag66。com/?liwen0112网责任编辑:作者:人气:-发表时间:2017-01-15 16:00:00

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济南FAG轴承

 

  1.金属材料的强化方法

  金属材料的强化途径,主要有以下几个方面;

  (1)结晶强化。结晶强化就是通过控制结晶条件,在凝固结晶以后获得良好的宏观组织和显微组织,从而提高金属材料的性能。它包括:

  细化晶粒。细化晶粒可以使金属组织中包含较多的晶界,由于晶界具有阻碍滑移变形作用,因而可使金属材料得到强化。同时也改善了韧性,这是其它强化机制不可能做到的;提纯强化。在浇注过程中,把液态金属充分地提纯,尽量减少夹杂物,能显著提高固态  金属的性能。夹杂物对金属材料的性能有很大的影响。在损坏的构件中,常可发现有大量的夹杂物。采用真空冶炼等方法,可以获得高纯度的金属材料。

  (2)形变强化。金属材料经冷加工塑性变形可以提高其强度。这是由于材料在塑性变形后  位错运动的阻力增加所致。

  (3)固溶强化.通过合金化(加入合金元素)组成固溶体,使金属材料得到强化称为固溶强化。   

  (4)相变强化。合金化的金属材料,通过热处理等手段发生固态相变,获得需要的组织结构,使金属材料得到强化,称为相变强化.

相变强化可以分为两类: 

  1)沉淀强化(或称弥散强化)。在金属材料中能形成稳定化合物的合金元素,在一定条件下,使之生成的第二相化合物从固溶体中沉淀析出,弥散地分布在组织中,从而有效地提高材料的强度,通常析出的合金化合物是碳化物相。在低合金钢(低合金结构钢和低合金热强钢)中,沉淀相主要是各种碳化物,大致可分为三类。一是立方晶系,如TiC、V4C3,NbC等,二是六方晶系,如M02、W2C、WC等,三是正菱形,如Fe3C。对低合金热强钢高温强化最有效的是体心立方晶系的碳化物。  

  2)马氏体强化。金属材料经过淬火和随后回火的热处理工艺后,可获得马氏体组织,使材料强化。但是,马氏体强化只能适用于在不太高的温度下工作的元件,工作于高温条件下的元件不能采用这种强化方法。

  (5)晶界强化。晶界部位的自由能较高,而且存在着大量的缺陷和空穴,在低温时,晶界阻碍了位错的运动,因而晶界强度高于晶粒本身;但在高温时,沿晶界的扩散速度比晶内扩散速度大得多,晶界强度显著降低。因此强化晶界对提高钢的热强性是很有效的。

  (6)综合强化。在实际生产上,强化金属材料大都是同时采用几种强化方法的综合强化,以充分发挥强化能力。例如: 

  1)固溶强化十形变强化,常用于固溶体系合金的强化。

  2)结晶强化+沉淀强化,用于铸件强化。   

  3)马氏体强化+表面形变强化。对一些承受疲劳载荷的构件,常在调质处理后再进行喷丸或滚压处理。 

  4)固溶强化+沉淀强化。对于高温承压元件常采用这种方法,以提高材料的高温性能。有时还采用硼的强化晶界作用,进一步提高材料的高温强度。    ?

  2。合金元素对正火(或退火)状态钢机械性能的影响正火状态下钢有铁素体和珠光体组织。固溶强化,结晶强化,沉淀强化。合金元素不仅影响钢材的强度,同时也影响其韧性。

 

  3.合金元素对调质钢机械性能的影响    

  合金元素对调质钢机械性能的影响,主要是通过它们对淬透性和回火性的影响而起作用的。主要表现于下列几方面。

  (1)   由于合金元素增加了钢的淬透性,使截面较大的零件也可淬透,在调质状态下可获得综合机械性能优良的回火索氏体。

  (2)   许多合金元素可使回火转变过程缓慢,因而在高温回火后,碳化物保持较细小的幂颗粒,使调质处理的合金钢能够得到较好的强度与韧性的配合。

  (3)  高温回火后,钢的组织是由铁素体和碳化物组成,合金元素对铁素体的固溶强化作用可提高调质钢的强度。碳(C):钢中含碳量增加,屈服点和抗拉强度升高,但塑性和冲击性降低,当碳量0。23%超过时,钢的焊接性能变坏,因此用于焊接的低合金结构钢,含碳量一般不超过0。20%。碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力,在露天料场的高碳钢就易锈蚀;此外,碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。

  硅(Si):在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂,所以镇静钢含有0.15-0.30%的硅。如果钢中含硅量超过0.50-0.60%,硅就算合金元素。硅能显著提高钢的弹性极限,屈服点和抗拉强度,故广泛用于作弹簧钢。在调质结构钢中加入1.0-1.2%的硅,强度可提高15-20%。硅和钼、钨、铬等结合,有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用,可制造耐热钢。含硅1-4%的低碳钢,具有极高的导磁率,用于电器工业做矽钢片。硅量增加,会降低钢的焊接性能。

  锰(Mn):在炼钢过程中,锰是良好的脱氧剂和脱硫剂,一般钢中含锰0。30-0。50%。在碳素钢中加入0。70%以上时就算“锰钢”,较一般钢量的钢不但有足够的韧性,且有较高的强度和硬度,提高钢的淬性,改善钢的热加工性能,如16Mn钢比A3屈服点高40%。含锰11-14%的钢有极高的耐磨性,用于挖土机铲斗,球磨机衬板等。锰量增高,减弱钢的抗腐蚀能力,降低焊接性能。

  钛(Ti):钛是钢中强脱氧剂。它能使钢的内部组织致密,细化晶粒力;降低时效敏感性和冷脆性。改善焊接性能。在铬18镍9奥氏体不锈钢中加入适当的钛,可避免晶间腐蚀。

 

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