影响
对奥氏体和铁素体存在范围的影响
扩大或缩小γ相区的元素均同样扩大或缩小Fe-Fe3C相图中的γ相区, 且同样Ni或Mn的含量较多时, 可使钢在室温下得到单相奥氏体组织(如1Cr18Ni9奥氏体不锈钢和ZGMn13高锰钢等), 而Cr、Ti、Si等超过一定含量时, 可使钢在室温获得单相铁素体组织 (如1Cr17Ti高铬铁素体不锈钢等)。
对Fe-Fe3C相图临界点(S和E点)的影响
扩大γ相区的元素使Fe-Fe3C相图中的共析转变温度下降, 缩小γ相区的元素则使其上升, 并都使共析反应在一个温度范围内进行。几乎所有的合金元素都使共析点(S)和共晶点(E)的碳含量降低,即S点和E点左移, 强碳化物形成元素的作用尤为强烈。
合金元素对钢热处理的影响
合金元素的加入会影响钢在热处理过程中的组织转变。
1. 合金元素对加热时相转变的影响
合金元素影响加热时奥氏体形成的速度和奥氏体晶粒的大小。
(1)对奥氏体形成速度的影响: Cr、Mo、W、V等强碳化物形成元素与碳的亲合力大, 形成难溶于奥氏体的合金碳化物, 显着减慢奥氏体形成速度;Co、Ni等部分非碳化物形成元素, 因增大碳的扩散速度, 使奥氏体的形成速度加快;Al、Si、Mn等合金元素对奥氏体形成速度影响不大。
(2)对奥氏体晶粒大小的影响:大多数合金元素都有阻止奥氏体晶粒长大的作用, 但影响程度不同。强烈阻碍晶粒长大的元素有:V、Ti、Nb、Zr等;中等阻碍晶粒长大的元素有:W、Mn、Cr等;对晶粒长大影响不大的元素有:Si、Ni、Cu等;促进晶粒长大的元素:Mn、P等。
2. 合金元素对过冷奥氏体分解转变的影响
除Co外, 几乎所有合金元素都增大过冷奥氏体的稳定性, 推迟珠光体类型组织的转变, 使C曲线右移, 即提高钢的淬透性。常用提高淬透性的元素有:Mo、Mn、Cr、Ni、Si、B等。必须指出, 加入的合金元素, 只有完全溶于奥氏体时, 才能提高淬透性。如果未完全溶解, 则碳化物会成为珠光体的核心, 反而降低钢的淬透性。另外, 两种或多种合金元素的同时加入(如, 铬锰钢、铬镍钢等), 比单个元素对淬透性的影响要强得多。
除Co、Al外, 多数合金元素都使Ms和Mf点下降。其作用大小的次序是:Mn、Cr、Ni、Mo、W、Si。其中Mn的作用强, Si实际上无影响。Ms和Mf点的下降, 使淬火后钢中残余奥氏体量增多。残余奥氏体量过多时,可进行冷处理(冷至Mf点以下), 以使其转变为马氏体; 或进行多次回火, 这时残余奥氏体因析出合金碳化物会使Ms、Mf点上升, 并在冷却过程中转变为马氏体或贝氏体(即发生所谓二次淬火)。
3. 合金元素对回火转变的影响
(1)提高回火稳定性 合金元素在回火过程中推迟马氏体的分解和残余奥氏体的转变(即在较高温度才开始分解和转变), 提高铁素体的再结晶温度, 使碳化物难以聚集长大,因此提高了钢对回火软化的抗力, 即提高了钢的回火稳定性。提高回火稳定性作用较强的合金元素有:V、Si、Mo、W、Ni、Co等。
(2)产生二次硬化 一些Mo、W、V含量较高的高合金钢回火时, 硬度不是随回火温度升高而单调降低, 而是到某一温度(约400℃)后反而开始增大, 并在另一更高温度(一般为550℃左右)达到峰值。这是回火过程的二次硬化现象, 它与回火析出物的性质有关。当回火温度低于450℃时, 钢中析出渗碳体; 在450℃以上渗碳体溶解, 钢中开始沉淀出弥散稳定的难熔碳化物Mo2C、W2C、VC等, 使硬度重新升高, 称为沉淀硬化。回火时冷却过程中残余奥氏体转变为马氏体的二次淬火所也可导致二次硬化。
钢板是用钢水浇注,冷却后压制而成的平板状。
钢板是平板状,矩形的,可直接轧制或由宽钢带剪切而成。
钢板按厚度分,薄钢板4毫米(薄0.2毫米),厚钢板4~60毫米,特厚钢板60~115毫米。
钢板按轧制分,分热轧和冷轧。
力学性能
抗拉强度b(MPa):620(63)
屈服强度s(MPa):375(38)
伸长率5(%):15
断面收缩率(%):40
冲击功Akv(J):39
冲击韧性值kv(J/cm2):49(5)
硬度:未热处理241HB;退火钢217HB
热处理工艺:850℃正火、840℃淬火、600℃回火。
工业运行情况
(一)产量创历史高水平。2013年1-6月,全国累计生产粗钢3.9亿吨,同比增长7.4%,增速较去年同期提高5.6个百分点。前6个月,粗钢日均产量215.4万吨,相当于年产粗钢7.86亿吨水平。其中,2月份达到历史高的220.8万吨,3-6月份虽有回落,但仍保持在210万吨以上较高水平。分省区看,1-6月,河北、江苏两省粗钢产量同比分别增长6.8%和13.2%,两省合计新增产量占全国2694万吨增量的42.4%,另有山西、辽宁、河南和云南等省增产也在100万吨以上。分企业类型看,1-6月,重点大中型钢铁企业粗钢产量同比增长5.5%,低于全国平均增幅2个百分点,但仍有60%的增产来自重点大中型钢铁企业。
(二)钢材价格低位运行。2013年1-6月,国内钢材市场整体表现低迷。随着粗钢产能大幅释放,市场供需陷入失衡状态,钢材价格步入下降通道,已弱势下跌4个多月。截止2013年7月26日,钢材价格指数降到100.48点,低于年初6.6点。钢铁工业协会重点统计的八个钢材品种价格比年初均有不同程度的下降,平均跌幅5.7%。分品种来看,占我国钢材产量比重较大的建筑用线材、螺纹钢价格跌幅分别达4.9%和6.7%,中厚板和热轧卷板价格跌幅分别达5.7%和9.7%。
(三)钢材出口增长较快。国内钢材市场供需失衡刺激企业出口。1-6月,我国累计出口钢材3069万吨,同比增长12.6%;进口钢材683万吨,下降1.8%,进口钢坯和钢锭32万吨,增长50%。将坯材折合粗钢,累计净出口2506万吨,同比增长17.3%,占我国粗钢产量的6.4%。从出口价格看,1-6月出口棒线材均价624.3美元/吨,同比下降18%;板材835.2美元/吨,同比下降2.8%。
(四)钢厂及社会库存高位运行。市场供需矛盾向流通领域蔓延,国内钢材库存延续上年末增长态势。3月15日达到历史高的2252万吨,比上年高点增加351万吨,其中建筑钢材库存1432万吨,占库存总量的63.6%。之后,随着季节性消费增加,库存逐渐回落,7月26日降至1540万吨。市场供大于求也推高钢厂库存,3月中旬重点企业钢材库存创历史记录,达到1451万吨,同比增长29.7%,6月下旬降至1268万吨,仍比年初增长29.9%,比2012年同期增长11.4%。
(五)钢厂盈利水平逐月下滑。2013年上半年,冶金行业实现利润736.9亿元,同比增长13.7%,其中黑色金属冶炼和压延加工业实现利润454.4亿元,同比增长22.7%。1-5月份重点大中型钢铁企业的盈利状况远不如行业总体水平,并呈逐月下降态势,尽管实现利润增长34%,但也仅有28亿元,销售利润率为0.19%。5月当月,86家重点大中型钢铁企业仅实现利润1.5亿元,连续5个月环比下滑,其中34家亏损,亏损面高达40%。
(六)钢铁行业固定资产投资增幅明显回落。2013年1-6月,钢铁行业固定资产投资3035亿元,同比增长4.3%,其中黑色金属冶炼及压延投资2356亿元,同比增长3.3%,比2012年同期回落6.1个百分点;黑色金属矿采选投资679亿元,同比增长7.8%,增速大幅回落15个百分点。
编号
牌号的首部用数字标明碳含量。规定结构钢以万分之一为单位的数字(两位数)、工具钢和特殊性能钢以千分之一为单位的数字(一位数)来表示碳含量,而工具钢的碳含量超过1%时,碳含量不标出。
在表明碳含量数字之后,用元素的化学符号表明钢中主要合金元素,含量由其后面的数字标明,平均含量少于1.5%时不标数, 平均含量为1.5%~2.49%、2.5%~3.49%……时,相应地标以2、3……。
合金结构钢40Cr,平均碳含量为0.40%,主要合金元素Cr的含量在1.5%以下。合金工具钢5CrMnMo, 平均碳含量为0.5%, 主要合金元素Cr、Mn、Mo的含量均在1.5%以下。
钢用其用途的汉语拼音字首来标明。
如:滚珠轴承钢,在钢号前标以"G"。GCr15表示含碳量约1.0%、铬含量约1.5%(这是一个特例, 铬含量以千分之一为单位的数字表示)的滚珠轴承钢。
Y40Mn,表示碳含量为0.4%、锰含量少于1.5%的易切削钢等等。
对于高级优质钢,则在钢的末尾加"A"字表明,例如20Cr2Ni4A
§7-1 钢的合金化
在钢中加入合金元素后,钢的基本组元铁和碳与加入的合金元素会发生交互作用。钢的合金化目的是希望利用合金元素与铁、碳的相互作用和对铁碳相图及对钢的热处理的影响来改善钢的组织和性能。
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