一、特殊鋼的特點有哪些
特殊鋼具有高(gao)(gao)純度、高(gao)(gao)均勻(yun)性、超(chao)細(xi)組織(zhi)和高(gao)(gao)精度等特(te)點:
1、高純度
有(you)(you)針對性降(jiang)低(di)(di)鋼(gang)中(zhong)(zhong)氣(qi)體、夾雜物(wu)(含低(di)(di)熔(rong)點金屬夾雜物(wu))的(de)(de)(de)含量。鋼(gang)的(de)(de)(de)純度(du)提高(gao)到一定限度(du),不但(dan)可以大(da)幅度(du)提高(gao)鋼(gang)的(de)(de)(de)原有(you)(you)性能,還可以賦予鋼(gang)以新的(de)(de)(de)性能。例如軸(zhou)承鋼(gang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)氧含量從30×10-6降(jiang)低(di)(di)到5×10-6,則(ze)軸(zhou)承壽(shou)命(ming)提高(gao)30倍。通用奧氏體不銹鋼(gang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)磷降(jiang)低(di)(di)到3×10-6則(ze)對應力(li)腐蝕免(mian)疫(yi)。20世紀末大(da)生產所能達到的(de)(de)(de)鋼(gang)的(de)(de)(de)純度(du)水(shui)平(10)為:氫≤1、氧≤5、碳≤10、硫≤10、氮≤15、磷≤25。
2、高均勻性
鋼的成分偏析(xi)導致鋼組(zu)織、性能(neng)的不均勻,這是(shi)鋼制零部件提(ti)前(qian)失(shi)效(xiao)以及鋼性能(neng)潛(qian)力難(nan)以充分發揮的重要原因之(zhi)一(yi)。現代(dai)生產工藝(yi)應使鋼的均勻性達到:轎(jiao)車齒輪鋼淬透性帶(dai)波動為±3HRC;對(dui)合金元(yuan)素(su)精(jing)確(que)控制水(shui)平為碳、鎳(nie)、鉬(mu)含(han)量(liang)≤±0.01%,錳和鉻含(han)量(liang)≤±0.02%;軸承鋼淬火(huo)后的晶粒度(du)為球形且尺寸波動0.8±0.2μm;抗層狀撕(si)裂(lie)鋼(z向鋼)的縱向、橫向和厚(hou)度(du)方向的力學(xue)性能(neng),特別是(shi)塑、韌性要求大體上相(xiang)當。
3、超細組織
超(chao)細(xi)(xi)組織強化是惟一增加(jia)鋼強度(du)而不降低韌性(xing)或(huo)使韌性(xing)略有增加(jia)的強化機(ji)制。例如(ru)高(gao)強度(du)不銹鋼AFC77的晶(jing)粒從(cong)60μm細(xi)(xi)化到2.3μm,則斷裂韌性(xing)KIC從(cong)100增加(jia)到220MPa·m。核反應(ying)堆壓力容器鋼板為粗晶(jing)時(shi),其輻(fu)照脆化溫度(du)范圍(wei)為150~250℃而細(xi)(xi)晶(jing)鋼降到50~70℃。軸承鋼中的碳化物(wu)尺寸細(xi)(xi)到≤0.5μm,則軸承壽命大幅度(du)提高(gao)。
4、高精度
特(te)殊鋼材(cai)要有良好的(de)表面質量和窄的(de)尺寸(cun)公差。熱軋鋼棒的(de)精度已達±0.1mm、熱軋板卷的(de)厚度公差達±0.015~0.05mm,而冷軋板卷的(de)厚度公差已達±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(te)(te)種鋼(gang)經過特(te)(te)殊加工(gong)和熱處理(li)后,其硬(ying)度大(da)(da)大(da)(da)提高。高硬(ying)度的(de)(de)特(te)(te)種鋼(gang)具有非(fei)常(chang)好的(de)(de)抗(kang)磨損性(xing)能(neng)和耐腐蝕性(xing)能(neng)。當特(te)(te)種鋼(gang)表(biao)面被磨損、劃傷或者(zhe)其他因(yin)素引(yin)起表(biao)面薄層(ceng)損壞(huai)時(shi),表(biao)面的(de)(de)氧化(hua)膜會很快重新生長,從(cong)而形成一種超硬(ying)的(de)(de)保護層(ceng),達到防(fang)銹(xiu)作用。
2、高耐蝕性的特種鋼
特種(zhong)鋼(gang)中常出(chu)現耐(nai)酸、耐(nai)鹽霧、耐(nai)堿(jian)等(deng)(deng)性質(zhi)。特種(zhong)鋼(gang)中添加(jia)了元素,如(ru)鉻、鉬、鎳(nie)等(deng)(deng),使得其表面(mian)形成了一層致密的(de)氧化(hua)膜,這種(zhong)氧化(hua)膜可以保護特種(zhong)鋼(gang)表面(mian)不受(shou)到空(kong)氣、水分子等(deng)(deng)外(wai)界物質(zhi)的(de)侵蝕和腐蝕,從而達到防(fang)銹的(de)作用。
3、高溫度和高壓強度的特種鋼
特(te)(te)種(zhong)鋼中添加了多種(zhong)合金元素,使得其具有(you)很(hen)好的(de)高溫和高壓強度。在(zai)高溫和高壓的(de)環境下,特(te)(te)種(zhong)鋼能(neng)夠保(bao)持表面沒有(you)氧(yang)化和變質的(de)情(qing)況(kuang),從而達(da)到防(fang)銹(xiu)作(zuo)用。
綜上所述,特種(zhong)鋼(gang)不(bu)易生(sheng)銹是因為它具(ju)有(you)高(gao)(gao)(gao)硬(ying)度(du)、高(gao)(gao)(gao)耐蝕性(xing)、高(gao)(gao)(gao)溫度(du)和(he)高(gao)(gao)(gao)壓強度(du)等特殊物理和(he)化學(xue)性(xing)質。這些性(xing)質共同作(zuo)用,形成(cheng)了(le)一種(zhong)非常(chang)有(you)效的防(fang)銹機制(zhi),從而保(bao)護了(le)特種(zhong)鋼(gang)的表面不(bu)被(bei)氧化和(he)侵蝕。