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钢材中除主要化学成分Fe铁以外,还含有少量的碳(C)、硅(Si)、锰(Mn)、磷(P)、硫(S)、氧(0)、氮(N)、钛(Ti)、钒(V)等元素,这些元素虽含量很少,但对钢材性能的影响很大。
碳是决定钢材性能的重要元素,它影响到钢材的强度、塑性、韧性等机械力学性能。当钢中含碳量在0.8%以下时,随着含碳量的增加,钢的强度和硬度提高,塑性和韧性下降;但当含碳量大于1.0%时,随含碳量增加,钢的强度反而下降。一般工程用碳素钢均为低碳钢,即含碳小于0.25%,工程用低合金钢含碳小于0.52%。
钢中有益元素有锰、硅、钒、钛等,控制掺入量可冶炼成低合金钢。钢中主要的有害元素有硫、磷及氧,要特别注意控制其含量。磷是钢中很有害的元素之一,主要溶于铁素体起强化作用。磷含量增加,钢材的强度、硬度提高,塑性和韧性显著下降。特别是温度愈低,对塑性和韧性的影响愈大,从而显著加大钢材的冷脆性。磷也使钢材可焊性显著降低,但磷可提高钢的耐磨性和耐蚀性。硫也是很有害的元素,呈非金属硫化物夹杂物存在于钢中,降低钢材的各种机械性能。
由于硫化物熔点低,使钢材在热加工过程中造成晶粒的分离,引起钢材断裂,形成热脆现象称为热脆性。硫使钢的可焊性、冲击韧性、耐疲劳性和抗腐蚀性等均降低。氧是钢中有害元素,主要存在于非金属夹杂物中,少量熔于铁素体内。非金属夹杂物降低钢的机械性能,特别是韧性。氧有促进时效倾向的作用。氧化物所造成的低熔点亦使钢的可焊性变差。
湖南常德三钢(山东)钢铁有限公司经营理念:以人为本、质量好、信誉为先经营目标: 特殊钢板,锰钢板,耐磨板,耐候钢板交货准时、力求客户零投诉,以取得客户大限度的认可与信赖。
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特钢的分类
特殊用途钢是指制成的另构件在特殊条件下工作,对钢有特殊要求,如物理、化学、机械等性能。
特殊性能钢也是特殊质量合金钢,这些钢是指有电磁、光、声、热及电化学等效应和功能的钢。常用的有不锈钢、耐热钢、电工硅钢、电子纯铁及各种精密合金(软磁合金、象磁合金、弹性合金、膨胀合金、热双合金、电阻合金、电偶材料等)。
不锈钢以其良好的耐腐蚀性能而得名,它主要合金成分为铬和镍。铬有很高的化学稳定性,在氧化介质中能生成致密坚韧的纯化膜;另外,当铬含量超过11.7%时,能使合金的电极电位明显提高,从而有效地阻止了合金的进一步氧化。镍也是易化元素,在铬钢中加入镍,可提高合金在非氧化性介质中的耐腐蚀性能。当铬、镍含量一定时,钢中碳含量愈低,其耐腐蚀性能就愈好。
不锈钢的耐腐蚀性能,还与基体组织的均匀程度有关。当形成均匀一致的合金固溶体时,能有效地减少钢在电解溶液中腐蚀速度。
奥氏体不锈钢属铬镍系不锈钢,是单一的奥氏体组织,它具有良好的耐蚀性、低温韧性、压力加工和焊接工艺性、无磁性、广泛用作腐蚀介质中工作的低温钢和无磁钢;铁素体型不锈钢主要含有铬,在加热和冷却过程中有相变发生,是硝酸、氮肥工业常用的耐磨材料;马氏体不锈钢由于含碳量较高,帮淬透性好,淬火后获马氏体组织,此类钢,低碳者韧性好,可制造在腐蚀介质中工作的耐冲击零体;高碳用于制造弹簧、轴承、手术刀片等;由奥氏体和铁素体两相混合组织为基体的不锈钢是双相不锈钢,它具有强度高、韧性好,耐晶间腐蚀等优点。其中00Cr18Ni5Mo3Si2钢主要用于制造炼油、化肥、造纸、石油、化工等工业的热交换器和冷凝器,0Cr26Ni5Mo2用于制造海水腐蚀设备;沉淀硬化型不锈钢,因含有大量的铬、镍及能析出沉淀硬化相的钼、铌、铅、铜等元素,使其经过淬火时效处理后具有较高的强度和韧性,主要用于制造弹簧、垫圈、波纹管等。
对特殊钢尚无统一的定义和概念,一般认为特殊钢是指具有特殊的化学成分(合金化)、采用特殊的工艺生产、具备特殊的组织和性能、能够满足特殊需要的钢类。常见的特殊钢有碳素钢、优质结构钢、合金钢等。
中文名 特殊钢 外文名 special steel 学 科 金属材料 优 点 更高的强度和韧性 实 例 碳素钢等 冶炼设备 电弧炉
与普通钢相比,特殊钢具有更高的强度和韧性、物理性能、化学性能、生物相容性和工艺性能。
与普通钢相比,特殊钢具有高纯度、高均匀性、超细组织和高精度等特点:
(1)高纯度。有针对性降低钢中气体、夹杂物(含低熔点金属夹杂物)的含量。钢的纯度提高到一定限度,不但可以大幅度提高钢的原有性能,还可以赋予钢以新的性能。例如轴承钢中的氧含量从30×10-6降低到5×10-6,则轴承寿命提高30倍。通用奥氏体不锈钢中的磷降低到3×10-6则对应力腐蚀免疫。20世纪末大生产所能达到的钢的纯度水平(10)为:氢≤1,氧≤5、碳≤10、硫≤10、氮≤15、磷≤25。
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