一、特殊鋼的特點有哪些
特殊鋼具有高(gao)純度、高(gao)均勻性、超細(xi)組織和高(gao)精度等特點:
1、高純度
有針對(dui)性降低(di)(di)鋼(gang)中(zhong)氣體、夾雜物(wu)(含(han)(han)低(di)(di)熔點金屬夾雜物(wu))的(de)(de)(de)含(han)(han)量。鋼(gang)的(de)(de)(de)純(chun)度提高到一定(ding)限度,不(bu)(bu)但可以大幅度提高鋼(gang)的(de)(de)(de)原有性能,還(huan)可以賦予鋼(gang)以新的(de)(de)(de)性能。例如軸承鋼(gang)中(zhong)的(de)(de)(de)氧含(han)(han)量從30×10-6降低(di)(di)到5×10-6,則(ze)軸承壽命提高30倍。通用奧氏體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)中(zhong)的(de)(de)(de)磷降低(di)(di)到3×10-6則(ze)對(dui)應力(li)腐蝕(shi)免疫。20世紀末大生產所(suo)能達到的(de)(de)(de)鋼(gang)的(de)(de)(de)純(chun)度水平(10)為(wei):氫≤1、氧≤5、碳(tan)≤10、硫≤10、氮≤15、磷≤25。
2、高均勻性
鋼(gang)的成分偏析導致鋼(gang)組織、性(xing)(xing)能的不均勻(yun),這是鋼(gang)制零(ling)部(bu)件(jian)提前失效以及鋼(gang)性(xing)(xing)能潛(qian)力難以充分發揮的重要(yao)原因之(zhi)一。現代(dai)生產工藝應使鋼(gang)的均勻(yun)性(xing)(xing)達(da)到:轎車(che)齒輪鋼(gang)淬透性(xing)(xing)帶波(bo)動(dong)為(wei)±3HRC;對合金元素精確控制水平為(wei)碳、鎳、鉬含量≤±0.01%,錳(meng)和鉻含量≤±0.02%;軸承鋼(gang)淬火后的晶粒(li)度(du)為(wei)球形且尺(chi)寸(cun)波(bo)動(dong)0.8±0.2μm;抗層(ceng)狀(zhuang)撕裂(lie)鋼(gang)(z向鋼(gang))的縱(zong)向、橫向和厚(hou)度(du)方向的力學性(xing)(xing)能,特別(bie)是塑、韌(ren)性(xing)(xing)要(yao)求大體上相當。
3、超細組織
超細組(zu)織強(qiang)(qiang)化(hua)是(shi)惟一增加(jia)鋼強(qiang)(qiang)度而(er)不(bu)降低韌(ren)性或使韌(ren)性略(lve)有增加(jia)的(de)強(qiang)(qiang)化(hua)機(ji)制(zhi)。例如高強(qiang)(qiang)度不(bu)銹鋼AFC77的(de)晶(jing)粒從60μm細化(hua)到(dao)2.3μm,則(ze)斷(duan)裂韌(ren)性KIC從100增加(jia)到(dao)220MPa·m。核反應堆壓力容(rong)器(qi)鋼板為粗晶(jing)時,其輻照脆化(hua)溫(wen)度范圍為150~250℃而(er)細晶(jing)鋼降到(dao)50~70℃。軸承鋼中的(de)碳化(hua)物(wu)尺寸細到(dao)≤0.5μm,則(ze)軸承壽(shou)命大幅度提高。
4、高精度
特殊鋼材要有良好的表面質(zhi)量(liang)和窄的尺(chi)寸公差。熱軋鋼棒的精度已(yi)達(da)±0.1mm、熱軋板(ban)卷(juan)的厚度公差達(da)±0.015~0.05mm,而冷軋板(ban)卷(juan)的厚度公差已(yi)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)鋼經(jing)過特殊加工和熱處理后,其(qi)硬(ying)(ying)(ying)度大(da)大(da)提高。高硬(ying)(ying)(ying)度的特種(zhong)鋼具有非常好的抗磨損性能和耐腐蝕性能。當(dang)特種(zhong)鋼表(biao)面(mian)(mian)被磨損、劃傷或者其(qi)他(ta)因(yin)素引(yin)起表(biao)面(mian)(mian)薄(bo)層損壞(huai)時,表(biao)面(mian)(mian)的氧化膜會(hui)很快重新生長,從(cong)而形成一(yi)種(zhong)超硬(ying)(ying)(ying)的保護層,達到防銹作用。
2、高耐蝕性的特種鋼
特(te)種鋼中常出現(xian)耐(nai)酸、耐(nai)鹽霧、耐(nai)堿等性(xing)質(zhi)。特(te)種鋼中添(tian)加了元(yuan)素(su),如鉻、鉬、鎳等,使得其表面(mian)形(xing)成了一層致密的氧化膜,這種氧化膜可(ke)以保護特(te)種鋼表面(mian)不受(shou)到(dao)空氣、水分子等外界物質(zhi)的侵蝕和腐(fu)蝕,從而達到(dao)防銹的作用。
3、高溫度和高壓強度的特種鋼
特(te)種(zhong)鋼(gang)中添加了多種(zhong)合金元素,使(shi)得其具有(you)很好(hao)的(de)高溫和高壓強度。在高溫和高壓的(de)環境下,特(te)種(zhong)鋼(gang)能夠(gou)保持表面(mian)沒有(you)氧化和變質(zhi)的(de)情(qing)況(kuang),從而達到防銹作用。
綜(zong)上所述,特種鋼(gang)(gang)不易生(sheng)銹(xiu)是因(yin)為它具有(you)高(gao)硬度、高(gao)耐蝕性、高(gao)溫度和(he)(he)高(gao)壓強度等特殊物理(li)和(he)(he)化學性質。這些(xie)性質共同作(zuo)用,形成了(le)一種非常有(you)效的防銹(xiu)機(ji)制,從而保護了(le)特種鋼(gang)(gang)的表面不被氧化和(he)(he)侵蝕。