一、特殊鋼的特點有哪些
特殊鋼具有高純度、高均勻性、超(chao)細組織和(he)高精(jing)度等特點:
1、高純度
有針對性(xing)(xing)降低(di)鋼(gang)中(zhong)(zhong)(zhong)氣體、夾雜物(wu)(含低(di)熔點金屬(shu)夾雜物(wu))的(de)(de)(de)含量。鋼(gang)的(de)(de)(de)純度(du)提(ti)高(gao)到(dao)一定限度(du),不(bu)(bu)但可以(yi)大幅度(du)提(ti)高(gao)鋼(gang)的(de)(de)(de)原(yuan)有性(xing)(xing)能(neng),還可以(yi)賦予鋼(gang)以(yi)新的(de)(de)(de)性(xing)(xing)能(neng)。例(li)如軸(zhou)承鋼(gang)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)氧含量從30×10-6降低(di)到(dao)5×10-6,則(ze)軸(zhou)承壽命提(ti)高(gao)30倍(bei)。通用奧氏體不(bu)(bu)銹鋼(gang)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)磷(lin)降低(di)到(dao)3×10-6則(ze)對應力腐(fu)蝕免(mian)疫。20世紀(ji)末大生(sheng)產(chan)所能(neng)達到(dao)的(de)(de)(de)鋼(gang)的(de)(de)(de)純度(du)水平(10)為(wei):氫≤1、氧≤5、碳≤10、硫≤10、氮(dan)≤15、磷(lin)≤25。
2、高均勻性
鋼(gang)的(de)(de)成(cheng)分偏(pian)析導致鋼(gang)組織、性(xing)(xing)(xing)(xing)能的(de)(de)不均勻,這(zhe)是(shi)鋼(gang)制零部件提前失效(xiao)以(yi)(yi)及鋼(gang)性(xing)(xing)(xing)(xing)能潛力難以(yi)(yi)充分發揮(hui)的(de)(de)重要(yao)原(yuan)因之一。現(xian)代(dai)生產(chan)工藝應(ying)使(shi)鋼(gang)的(de)(de)均勻性(xing)(xing)(xing)(xing)達到:轎車齒輪鋼(gang)淬(cui)透性(xing)(xing)(xing)(xing)帶波動為±3HRC;對合金(jin)元素精確控制水(shui)平為碳(tan)、鎳、鉬含量≤±0.01%,錳和(he)鉻含量≤±0.02%;軸(zhou)承(cheng)鋼(gang)淬(cui)火后的(de)(de)晶粒度為球形且尺(chi)寸(cun)波動0.8±0.2μm;抗層狀撕裂鋼(gang)(z向(xiang)(xiang)鋼(gang))的(de)(de)縱向(xiang)(xiang)、橫向(xiang)(xiang)和(he)厚度方向(xiang)(xiang)的(de)(de)力學性(xing)(xing)(xing)(xing)能,特(te)別是(shi)塑、韌性(xing)(xing)(xing)(xing)要(yao)求大體上相當。
3、超細組織
超細(xi)組織強(qiang)化是惟一(yi)增(zeng)加鋼(gang)強(qiang)度(du)而不(bu)降低(di)韌(ren)性或使韌(ren)性略(lve)有增(zeng)加的強(qiang)化機制。例如高強(qiang)度(du)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)AFC77的晶粒從60μm細(xi)化到2.3μm,則斷裂韌(ren)性KIC從100增(zeng)加到220MPa·m。核反應(ying)堆壓力容(rong)器鋼(gang)板為(wei)粗晶時,其輻(fu)照脆化溫度(du)范圍(wei)為(wei)150~250℃而細(xi)晶鋼(gang)降到50~70℃。軸承鋼(gang)中的碳(tan)化物尺寸(cun)細(xi)到≤0.5μm,則軸承壽命大幅(fu)度(du)提高。
4、高精度
特殊鋼材要有(you)良(liang)好的(de)表面(mian)質量和(he)窄的(de)尺寸公差。熱軋(ya)鋼棒的(de)精度(du)已達(da)±0.1mm、熱軋(ya)板卷的(de)厚度(du)公差達(da)±0.015~0.05mm,而冷(leng)軋(ya)板卷的(de)厚度(du)公差已達(da)±0.003mm。
二、特種鋼的防銹性能與其具有的性質相關性分析
1、高硬度的特種鋼
特種(zhong)(zhong)鋼(gang)經(jing)過特殊加工和(he)熱處(chu)理后(hou),其硬(ying)度大大提高。高硬(ying)度的特種(zhong)(zhong)鋼(gang)具有非常好(hao)的抗磨損性(xing)能(neng)和(he)耐腐蝕性(xing)能(neng)。當特種(zhong)(zhong)鋼(gang)表面(mian)被磨損、劃傷(shang)或者(zhe)其他(ta)因素引起(qi)表面(mian)薄層損壞時,表面(mian)的氧化膜會很快重新生長,從而形成一種(zhong)(zhong)超硬(ying)的保護層,達(da)到防(fang)銹(xiu)作(zuo)用(yong)。
2、高耐蝕性的特種鋼
特(te)種(zhong)鋼(gang)中常出現耐酸、耐鹽霧、耐堿等性質(zhi)。特(te)種(zhong)鋼(gang)中添加了元(yuan)素,如鉻、鉬、鎳(nie)等,使得其表面形成了一層致密(mi)的氧化膜,這種(zhong)氧化膜可(ke)以保(bao)護特(te)種(zhong)鋼(gang)表面不受到空氣(qi)、水分子等外界(jie)物質(zhi)的侵蝕(shi)和腐蝕(shi),從而達(da)到防銹的作用(yong)。
3、高溫度和高壓強度的特種鋼
特種(zhong)鋼中添加(jia)了(le)多種(zhong)合金元素,使(shi)得(de)其具(ju)有(you)很好的高(gao)溫和高(gao)壓(ya)強度。在高(gao)溫和高(gao)壓(ya)的環境下,特種(zhong)鋼能(neng)夠保(bao)持(chi)表面沒有(you)氧化和變質的情(qing)況,從(cong)而達(da)到防銹(xiu)作用。
綜上(shang)所述,特(te)種(zhong)鋼不(bu)易生銹(xiu)是因為它具(ju)有高(gao)硬度(du)、高(gao)耐蝕(shi)性(xing)、高(gao)溫度(du)和高(gao)壓強度(du)等(deng)特(te)殊物理和化(hua)學性(xing)質。這些(xie)性(xing)質共同作用(yong),形成了(le)一種(zhong)非常(chang)有效的防銹(xiu)機制,從而保護了(le)特(te)種(zhong)鋼的表面不(bu)被(bei)氧(yang)化(hua)和侵(qin)蝕(shi)。