文档介绍：工程结构钢的主要性能要求是:
1、承受各种载荷,要求有较高的屈服强度、良好的塑性和韧性。
2、由于工作环境是暴露在大气中,温度可低到零下50℃,故要求低温韧性,并要求耐大气腐蚀。
3、要有良好的工艺性能,如冷弯、冲压、剪切,以及良好的焊接性等。
第一节工程结构钢的合金化原理
一、低碳:由于低温韧性、焊接性和冷成型性能的要求高,%。原因是:
1、低温韧性:
随着钢的含碳量增加,钢中珠光体含量相应增加。珠光体由于有大量脆性的片层状渗碳体,因而有高的韧一脆转化温度,一般在100℃以上。钢中每增加1%体积珠光体,将使FATT50(℃)升高 ℃。
2、焊接性
钢的焊接性的好坏主要决定于钢的淬透性和淬硬性,这两者取决于钢的合金元素含量和含碳量。碳是最有害的元素。
C当量= w(C) + w(Mn)/ 6 + w(Si)/ 24 + w(Ni)/ 15 + w(Cr)/ 5 + w(Mo)/ 4 + w(Cu)/ 13 + w(P)/ 2+ w(V)/ 10
根据公式来看,%时,%。%时,焊缝热影响区的硬度达到350HV,易产生裂纹,%,只有这样才能保证良好的可焊性。
二、加入以锰为主的合金元素:
锰除了产生较强的固溶强化效果外,还可细化铁素体晶粒,并使珠光体片变细,消除晶界上的粗大片状碳化物,提高钢的强度和韧性。一般锰含量不超过2%。
硅在钢中不形成碳化物,也不溶于渗碳体中,而几乎全部溶于铁素体,在铁素体中同锰一起起固溶强化作用,%时就开始被认为是合金元素。
三、加入铌、钛或钒等辅加元素:
少量的铌、钛或钒在钢中形成细碳化物或碳氮化物,阻碍钢热轧时奥氏体晶粒的长大,有利于获得细小的铁素体晶粒;另外,热轧时部分固溶在奥氏体内,而冷却时弥散析出,可起到一定的析出硬化作用,从而提高钢的强度和韧性。
四、加入少量铜(<%)和磷(%左右)等,可提高抗腐蚀性能。加入少量稀土元素,可以脱硫、去气,使钢材净化,改善韧性和工艺性能。
工程结构钢中的合金元素对强化的贡献包括:
1、溶入铁素体起固溶强化;
2、细化晶粒起细晶强化;
3、析出弥散的碳化物、碳氮化物,起沉淀强化;
4、增加珠光体含量。
第三节高强度低合金钢
一、高强度低合金钢概述
是一种含有少量合金元素、具有较高强度的结构钢。“低合金”是指钢中合金元素总含量不超过3% ;“高强度”是对应于普通碳钢而言。
采用控制轧制工艺,把轧钢与热处理结合起来,可获得良好的综合性能。一般屈服强度在400MPa以下的钢材多数是在热轧状态下使用,不必热处理。