12、铌(nb):铌能细化晶粒和降低钢的过热敏感性及回火脆性,提高强度,但塑性和韧性有所下降。在普通低合金钢中加铌,可提高抗大气腐蚀及高温下抗氢、氮、氨腐蚀能力。铌可改善焊接性能。在奥氏体不锈钢中加铌,可防止晶间腐蚀现象。
13、钴(co):钴是稀有的贵重金属,多用于特殊钢和合金中,如热强钢和磁性材料。
14、铜(cu):武钢用大冶矿石所炼的钢,往往含有铜。铜能提高强度和韧性,特别是大气腐蚀性能。缺点是在热加工时容易产生热脆,铜含量超过0.5%塑性显著降低。当铜含量小于0.50%对焊接性无影响。
15、铝(al):铝是钢中常用的脱氧剂。钢中加入少量的铝,可细化晶粒,提高冲击韧性,如作深冲薄板的08al钢。铝还具有抗氧化性和抗腐蚀性能,铝与铬、硅合用,可显著提高钢的高温不起皮性能和耐高温腐蚀的能力。铝的缺点是影响钢的热加工性能、焊接性能和切削加工性能。
16、硼(b):钢中加入微量的硼就可改善钢的致密性和热轧性能,提高强度。
17、氮(n):氮能提高钢的强度,低温韧性和焊接性,增加时效敏感性。
18、稀土(xt):稀土元素是指元素周期表中原子序数为57-71的15个镧系元素。这些元素都是金属,但他们的氧化物很象“土”,所以习惯上称稀土。钢中加入稀土,可以改变钢中夹杂物的组成、形态、分布和性质,从而改善了钢的各种性能,如韧性、焊接性,冷加工性能。在犁铧钢中加入稀土,可提高耐磨性。
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标准
基本信息标准号standardno:gb/t 1222-2007中文标准名称standardtitlein chinese:弹簧钢英文标准名称:springsteels范围本标准规定了热轧、锻制、冷拉弹簧钢的订货内容、尺寸、外形、重量及允许偏差、技术要求、试验方法、检验规则、包装、标志和质量证明书等。本标准适用于直径或边长不大于100mm的弹簧钢圆钢和方钢(以下简称棒材)、厚度不大于40mm的弹簧钢扁钢、直径不大于25mm的弹簧钢盘条(不包括油淬-回火弹簧钢丝盘条(yb/t 5365))。经供需双方协商,也可供应直径或边长大于100mm的棒材、厚度大于40mm的扁钢和直径大于25mm的盘条。本标准规定的牌号及化学成分也适用于钢锭、钢坯及其制品。引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可适用这些文件的 版本。凡是不注日期的引用文件,其 版本适用于本标准。gb/t 222钢的成品化学成分允许偏差gb/t 223.3钢铁及合金化学分析方法二安替比林甲烷磷钼酸重量法测定磷量gb/t 223.5钢铁及合金化学分析方法还原型硅钼酸盐光度法测定酸溶硅含量gb/t 223.11钢铁及合金化学分析方法过硫酸铵氧化容量法测定铬量gb/t 223.13钢铁及合金化学分析方法硫酸亚铁铵滴定法测定钒含量研究进展
传统弹簧钢的强度水平难以满足现代工业发展的要求,众所周知,弹簧钢力学性能在材料质量保证的前提下取决于热处理工艺,而热处理工艺也应根据所用材料来决定,弹簧钢高强度化的一个重要途径是充分发挥合金元素的作用,达到 合金化效果。
热处理弹簧钢要求较高的强度和疲劳极限,一般在淬火+中温回火的状态下使用,以获得较高的弹性极限。热处理工艺技术对弹簧内在质量有着至关重要的影响。因此,如何进一步提高弹簧疲劳寿命,需进一步研究,尤其是化学表面改性热处理、喷丸强化等都对弹簧疲劳寿命产生重要影响。为进一步强化气门弹簧的表面强度、增加压应力、提高疲劳寿命,气门弹簧成形后,要进一步经过渗氮、低温液体碳氮共渗或硫氮共渗处理,然后经喷丸强化。例如,日本将f4mm的si-cr油淬钢丝经450℃×4.5h低温体碳氮共渗与经400℃×15min中温回火进行对比,其疲劳极限可提高240mpa。氮的渗入,不仅消除了脱碳的不良影响,而且还提高了残余压应力,同时经渗氮和低温液体碳氮共渗的气门弹簧高温强度提高,150℃时的变形量为0.2%(规定值为0.5%),250℃的变形量为0.56%,提高了气门弹簧的热稳定性和抗松弛稳定性,但渗氮和液体碳氮共渗时间应严格控制,否则会形成网状硫化物和网状氮化物,反而会降低其疲劳强度。气门弹簧提高强度的方法还可以选择喷丸,经生产实践表面气门弹簧喷丸可用两种丸粒,一种直径为0.8mm,其显微硬度为720hv0.2,另一种直径0.25mm,其显微硬度为800hv0.2,三次喷丸可达到较好的强化效果,又可使表面质量得到改善。25400df11f264caf8f7d3a9357e77ba3
一、按照化学成分分类根据gb/t 13304 标准,弹簧钢按照其化学成分分为非合金弹簧钢(碳素弹簧钢)和合金弹簧钢。碳素弹簧钢碳素弹簧钢的碳含量(质量分数)一般在0.62%~0.90%。按照其锰含量又分为一般锰含量(质量分数) (0.50%~0.80%)如65、70、85和较高锰含量(质量分数) (0.90~1.20%),如65mn两类。合金弹簧钢合金弹簧钢是在碳素钢的基础上,通过适当加入一种或几种合金元素来提高钢的力学性能、淬透性和其他性能,以满足制造各种弹簧所需性能的钢。合金弹簧钢的基本组成系列有,硅锰弹簧钢、硅铬弹簧钢、铬锰弹簧钢、铬钒弹簧钢、钨铬钒弹簧钢等。在这些系列的基础上,有一些牌号为了提高其某些方面的性能而加入了钼、钒或硼等合金元素。此外,还从其他钢类,如优质碳素结构钢、碳素工具钢、高速工具钢、不锈钢,选择一些牌号作为弹簧用钢。二、按照生产加工方法分类⒈ 热轧 (锻)钢材包括热轧轧圆钢、方钢、扁钢、钢板,锻制圆钢、方钢。⒉冷拉(轧) 钢材 包括钢丝、钢带、冷拉材 (冷拉圆钢)。三、按照钢材交货状态分类⒈ 热轧 (锻) 钢材a.以热轧 (锻) 状态交货 钢材经热成形制成弹簧,然后进行淬火和回火处理。b.以退火状态交货 钢材经冷成形制成弹簧,然后进行淬火和回火处理。以上均应符合相应的交货状态硬度的规定。⒉ 冷拉 (轧) 钢材a.钢丝① 盐浴等温淬火冷拉钢丝(又称派登脱处理冷拉钢丝) 钢丝制成弹簧后只需进行低温回火,以消除应力。② 油淬火和回火钢丝 冷拉成所需尺寸后,进行连续加热、连续油淬火和铅回火。钢丝制成弹簧后只需进行底温火,以消除应力。③ 冷拉钢丝 (即不经淬火和回火处理的钢丝)a. 以冷拉状态交货。b. 以退火、正火或回火处理状态交货。以上两种状态交货的钢丝制成弹簧后均需进行淬火和回火处理。b.钢带① 冷轧状态交货 制成弹簧后需进行低温回火,以消除应力。② 淬火和回火状态交货 制成弹簧后需进行低温回火,以削除应力。③ 退火火状态交货 制成弹簧后需进行淬火和回火处理c.冷拉钢材以退火状态交货 钢材经冷成形制成弹簧,然后进行淬火和回火处理。四、其他分类方法除以上所述外,还有一些其他分类方法,例如:按交货条件要求不同可分为按化学成分(力学性能)交货和按淬透性交货。按弹簧工作条件可分为承受静载荷弹簧钢、承受冲击载荷弹簧钢、耐高(低)温弹簧和耐腐蚀弹簧钢等。工艺性能
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军工用锻件,像炮管、门体、炮闩支架和牵引环等,据统计,在坦克中,锻压件占其质量的65%。 [5]
特点
1)重量范围大。锻件有小到几克至大到几百吨
2)比铸件质量高。锻件的力学性能比铸件好,能承受大的冲击力作用和其他重负荷,所以,凡是一些重要的、受力大的零件都采用锻件。 [1]
对于高碳化物钢而言,锻件比轧材质量好。如高速钢轧材只有经过改锻后才能满足使用要求。特别是高速钢铣刀必须进行改锻。
3)重轻。在保证设计强度的前提下,锻件比铸件的重量轻,这就减轻了机器自身的重量,对于交通工具、飞机、车辆和字宙航撩器械有重要的意义。
4)节约原材料。例如汽车上用的静重17kg的曲轴,采用轧材切削锻造时,切屑要占曲轴重量189%,而采用模锻时,切屑只占30%,还缩短机加工工时1/6。
精密锻造的锻件,不仅可节约更多的原材料,而且也可节约更多的机加工工时。
5)生产率高。例如采用两台热模锻压力机模锻径向止推轴承,可以代替30台自动切削机床。采用顶锻自动机生产m24螺母时,六轴自动车床生产率的17.5倍。
6)自由锻造灵活性大 [6] ,因此,一些修造厂中广泛地采用锻造方法生产各种配件。 [6]
缺陷分析
(1)氧化
金属坯料在加热时与炉中氧化性气体反应生成氧化物的现象称为氧化。氧化皮的产生,不但造成金属的烧损,而且降低锻件表面质量和尺寸精度。当氧化皮压入锻件内深度超过机械加工余量时,能导致锻件报废。
(2)脱碳
加热时金属坯料表层的碳与氧等介质发生化学反应造成表层碳元素降低的现象称为脱碳。脱碳会使表层硬度下降,耐磨性降低。如脱碳层厚度小于机械加工余量,不会对锻件造成危害;反之则影响锻件质量。采用快速加热、在坯料表层涂保护涂料、在中性介质或还原性介性中加热都能减缓脱碳。
(3)过热
金属坯料由加热温度过高或高温下保温时间太长引起晶粒粗大的现象称为过热。过热会使坯料塑性下降,锻件的力学性能降低。为此,要严格控制加热温度,尽可能缩短高温阶段的保温时间来预防过热的产生。
(4)过烧
金属坯料加热温度超过始锻温度过多,使晶粒边界出现氧化及熔化的现象称为过烧。过烧后,材料的强度严重下降,塑性很差,一经锻打即破碎变成废料,是无法挽救的。因此,要严格执行正确的操作规范。
(5)裂纹
大型锻件加热时,如果装炉温度过高或加热速度过快,则锻件心部与表层温差过大,造成内应力过大,导致产生裂纹。因此,对大型锻件加热时,要防止装炉温度过高和加热速度过快,一般应采用防热措施。a31aa6f0b2ea4534bbf5526d8fc9c3ed
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