裂紋敏感性高碳鋼鑄坯為什麼要進坑緩冷

1. 高碳鋼的性能特點

優點：
1、熱處理後可以得到高 的硬度(HRC60一65)和較好的耐磨性。
2、退火狀態下硬度適中，具有較好的可切削性。
3、原材料易得，生產成本低。
其缺點是:
1、熱硬性差，當刀具工作溫度大於200℃時，其硬度和耐磨性急劇下降。
2、淬透性低。 水淬時完全淬透的直徑一般僅為15一18mm;油淬時完全淬透的最大直徑或厚度(95%馬氏體)僅為6mm 左右，並易變形開裂。
高碳鋼的硬度、強度主要取決於鋼中固溶的碳量，並隨固溶碳量的增加而提高。固溶碳量超過0.6%時， 淬火後硬度不再增加，只是過剩的碳化物數量增多，鋼的耐磨性略有增加，而塑性、韌性和彈性有所降低。為 此，常根據使用條件和對鋼的強度、韌性匹配來選用不同的鋼號。例如，製造受力不大的彈簧或簧式零件，可 選擇較低碳量的65鋼。 一般高碳鋼可用電爐、平爐、氧氣轉爐生產。要求質量較高或特殊質量時可採用電爐冶煉加真空自耗或電 渣重熔。冶熔時，嚴格控制化學成分，特別是硫和磷的含量。為減少偏析，提高等向性能，鋼錠可進行高溫擴 散退火(對工具鋼尤為重要)。熱加工時，過共析鋼的停鍛(軋)溫度要求低(約800℃)，鍛軋成材後應避 免粗大網狀碳化物的析出，在700℃以下應注意緩冷，以防熱應力造成裂紋。熱處理或熱加工過程中要防止表面脫碳(對彈簧鋼尤為重要)。熱加工時要有足夠的壓縮比，以保證鋼的質量和使用性能。

2. 為什麼含碳量為0.1%的鋼是裂紋敏感性鋼種

1、「高強鋼」的定義是相對於時代要求的技術進步程度而在變化的。一般講，屈服強度在1 370MPa（140 kgf/mm2）以上，抗拉強度在1 620 MPa（165 kgf/mm2）以上的合金鋼稱超高強度鋼。按其合金化程度和顯微組織分為低合金中碳馬氏體強化超高強度鋼、中合金中碳二次沉澱硬化型超高強度鋼、高合金中碳Ni—Co型超高強度鋼、超低碳馬氏體時效硬化型超高強度鋼、半奧氏體沉澱硬化型不銹鋼等。
2、高碳鋼(High Carbon Steel)常稱工具鋼 , 含碳量從0.60%至1.70%, 可以淬火和回火。錘， 撬棍等由含碳量0.75%的鋼製造； 切削工具如鑽頭， 絲攻， 鉸刀等由含碳量0.90% 至1.00% 的鋼製造。
高碳鋼在經適當熱處理或冷拔硬化後，具有高的強度和硬度、高的彈性極限和疲勞極限(尤其是缺口疲勞極限)，切削性能尚可，但焊接性能和冷塑性變形能力差。由於含碳量高，水淬時容易產生裂紋，所以多採用雙液淬火(水淬+油冷)，小截面零件多採用油淬。這類鋼一般在淬火後經中溫回火或正火或在表面淬火狀態下使用。主要用於製造彈簧和耐磨零件。 碳素工具鋼是基本上不加入合金化元素的高碳鋼，也是工具鋼中成本較低、冷熱加工性良好、使用范圍較廣的鋼種。其碳含量在0.65一1.35%，是專門用於製作工具的鋼。高碳鋼密度7.81g/cm3。可用於漁具的生產。
優點：
1、熱處理後可以得到高 的硬度(HRC60一65)和較好的耐磨性。
2、退火狀態下硬度適中，具有較好的可切削性。
3、原材料易得，生產成本低。

3. 鋼錠的澆鑄鋼錠的工藝

鋼錠澆鑄分上鑄法(圖2)和下鑄法（圖3）兩種。上鑄鋼錠一般內部結構較好，夾雜物較少，操作費用較低；下鑄鋼錠表面質量良好，但由於通過中注管和湯道使鋼中夾雜物增多。鋼錠大小取決於很多因素，如煉鋼爐容量，初軋機開坯能力，鋼材尺寸和鋼種特性等。用於生產棒材和型材的鋼錠一般為正方斷面（稱為方錠）；生產板材的鋼錠一般為長方形斷面（稱為扁錠）；生產鍛壓材的鋼錠有方形、圓形和多角形。
鋼液進入盛鋼桶後需靜置一段時間，使出鋼時混入鋼中的爐渣或其他雜質上浮去除，同時還起調整鑄溫的作用。
鑄溫 澆鑄溫度應嚴格控制。鑄溫過低，鋼液入模後表面立即凝固，會造成鋼錠表面缺陷，甚至鋼液在盛鋼桶內就開始凝固，造成金屬損失或整爐鋼報廢；鑄溫過高時，將延緩鋼錠表層的形成時間，導致鋼錠出現熱裂紋。對鎮靜鋼，鑄溫一般控制在高於此鋼的液相線溫度40～60℃。為保證整桶鋼水溫度均勻，可向盛鋼桶中吹氬氣攪拌鋼液。
注速 下鑄法一般要求有適當注速以保證模中鋼液平穩上升，並調節鑄溫。鑄溫過高時用慢注，過低時用快注。上鑄法要控制注速以減少飛濺。
澆鑄時大氣中的氧將進入鋼錠，使鋼液二次氧化而降低鋼的質量。澆鑄高質量鋼時，需用惰性氣體氬保護與空氣接觸的鋼流，用合成固體渣粉保護模中上升的鋼液面。
鎮靜鋼錠錠身凝固時所造成的體積收縮需用帽頭內鋼液來補充，因此可適當延長帽頭澆鑄時間。一般帽頭注速比錠身注速慢一倍左右。 介於鎮靜鋼和沸騰鋼之間的鋼種。這種鋼內部氣體少，結構接近於鎮靜鋼。半鎮靜鋼澆鑄初期不產生氣泡，當頂部自然凝固封頂後（可採用瓶口模促進封頂），由於鋼液中碳和氧的富集和溫度降低，促使在鋼錠頂部產生少量一氧化碳氣泡，填充整個鋼液的凝固收縮空間。因此，可得到與沸騰鋼相近的鋼錠成坯率。半鎮靜鋼主要用於中等碳含量和中等質量的結構鋼，所用鑄模一般為敞開式上小下大型。
脫模 澆鑄完畢的鋼錠，需待內部完全凝固後方可脫模。對裂紋敏感性強的合金鋼錠，脫模後應在熱狀態(>900℃)放入緩冷坑中保溫緩冷，或在不低於750℃溫度下熱送入軋鋼車間的均熱爐或加熱爐。

4. 什麼叫緩冷，為什麼大多數合金鋼鋼種需要設置緩冷坑

因為大多數合金鋼，由於合金元素的作用，在高溫冷卻過程發生相變，組織回應力發生變化而導致答鑄坯表面和內部產生裂紋。例如，馬氏體不銹鋼，當冷卻到200～300℃時，由於產生馬氏體相變，導致體積膨脹，引起組織應力而形成鑄坯的脆性。再如軸承鋼，通過緩冷能夠大大降低冷卻過程產生的組織應力和熱應力，能夠防止白點的產生。所以一般情況下合金鋼連鑄鑄坯出坯以後都吊入設置的緩冷坑內。如果條件允許，鑄坯最好直接進行「紅送」軋制。

5. 碳素鋼的注意問題

Mn的影響
鋼中常在雜質有：Si、Mn、S、P和氧、氫、氮等氣體。
Mn是煉鋼時用錳鐵給鋼液脫氧後而殘余在鋼中的元素。
錳有較強的脫氧能力，錳大部分溶於F，使鋼強化，錳對鋼有益。
錳能降低S對鋼的危害。
一般碳素鋼中把錳控制在0.25%~0.8%范圍內。
Si的影響
Si主要來自原料生鐵和硅鐵脫氧劑。
Si比錳脫氧能力強，硅溶於F，提高鋼的強度和硬度，但會使塑性和韌性降低。
硅促進Fe3C分解成石墨，若鋼中出現石墨會使鋼的韌性嚴重下降，產生所謂的「黑脆」。
硅在碳素鋼中一般控制在0.17~0.37%范圍內
S的影響
S可使鋼的「熱脆」性增加。（S不溶於α-Fe，而以化合物FeS的形式存在，其熔點為1190℃，而FeS又能於Fe形成共晶體分布於晶界上，其熔點僅為985℃。）
S對鋼的焊接性能也有不良影響，容易導致焊縫熱裂。所以，S在鋼中是有害雜質，其含量一般要求不大於0.05%。但是，S能改善鋼材的切削性能。
P的影響
P會引起鋼的「冷脆」。（P在鋼中全部溶於α-Fe中，使鋼的強度和硬度增高，同時，塑性和韌性顯著降低。當鋼中含P量達0.3%時，鋼完全變脆，這種脆性現象在低溫時更為嚴重。）
P還降低鋼的焊接性能。所以，P在鋼中是有害雜質，其含量一般要求不大於0.045%。但是，P能改善鋼材的切削性能和耐腐蝕性能。
氣體的影響
氧會降低鋼的力學性能，尤其是疲勞強度。對鋼無益，越少越好。
N會以氮化物的形式析出，增加鋼的強度和硬度，但會降低鋼的塑性和韌性，使鋼變脆。
H會使鋼的脆性顯著增加，稱為「氫脆」。
H會使鋼中產生裂紋，稱為「白點」。 低碳鋼的時效通常有淬火時效和應變時效兩種，都是由間隙元素作用引起的，主要是由於碳、氮、氧的重新分布所造成。
淬火時效 即鋼由高溫快速冷卻後性能隨時間而變化的現象。鋼中含碳量、脫氧程度和含氮量對淬火時效都有很大影響。低碳鋼、脫氧不充分的沸騰鋼和含氮量較高的鋼發生淬火時效最顯著。含碳約0.3%的中碳鋼，由淬火時效所引起的性能變化已大為減弱。含碳約0.6%的高碳鋼，實際上不起時效硬化作用（見金屬熱處理）。
應變時效 經冷加工變形後的性能隨時間而變化的現象。碳和氮對應變時效的影響，與對淬火時效的影響相似，磷也促進應變時效。低碳鋼因冷變形而消失的屈服點，隨時間的延長而逐漸恢復。應變時效比淬火時效更為復雜。如鋼材經淬火後再進行冷加工，無論在室溫或稍高溫度下，均將加速其應變時效。
碳素鋼的時效常給工業生產帶來很大危害，例如沸騰鋼焊接後，由於時效使焊接接頭熱影響區出現細小裂紋，嚴重影響焊接結構的安全性。但由於近代冶金技術的發展，和在工業生產中的應用，尤其是氧氣轉爐煉鋼能獲得更低的氮、氧含量，因此時效問題有所減輕。 碳素鋼在冶煉和軋制（鍛造）加工過程中，由於設備、工藝和操作等原因造成鋼的欠缺。主要包括結疤、裂紋、縮孔殘余、分層、白點、偏析、非金屬夾雜、疏鬆和帶狀組織等。
結疤
鋼材表面未與基體焊合的金屬或非金屬疤塊。有的部分與基體相連，呈舌狀；有的與基體不連接，呈鱗片狀。後者有時在加工時脫落，形成凹坑。煉鋼（澆鑄）造成的結疤，疤下一般有肉眼可見的非金屬夾雜。軋鋼造成的結疤一般稱「軋疤」，疤下一般僅有氧化鐵皮。
煉鋼（澆鑄）造成結疤的主要原因有：
(1）上鑄錠未採取防濺措施或下鑄錠開鑄過猛造成飛濺結疤。
(2）下鑄錠保護渣性能不佳或模子不清潔、不幹燥，造成鋼錠（連鑄坯）表面或皮下夾雜、氣泡和重皮。
(3）模壁嚴重缺陷或鑄溫過高造成凸疤和粘模，經軋制或鍛壓加工演變為結疤。
軋鋼方面造成結疤的原因有：
(1）成品前某道（架）軋輥或導衛裝置缺陷或操作不當造成軋件凸包、耳子、劃疤，經再軋形成結疤。
(2）鋼坯火焰清理清痕過陡或殘渣未除凈，外物落在鋼坯上被軋成結疤。
結疤缺陷直接影響鋼材外觀質量和力學性能。在成品鋼材上不允許結疤存在。對結疤部位可進行磨修，磨修後鋼材尺寸應符合標准規定。為了減少和消除結疤，一是煉鋼、軋鋼要改進有關工藝和操作，二是對鋼坯表面缺陷部位進行重點清理或全面扒皮清理。
裂紋
按裂紋形狀和形成原因有多種名稱，如拉裂、橫裂、裂縫、裂紋、發紋、炸裂（響裂）、脆裂（矯裂）、軋裂和剪裂等。從煉鋼、軋鋼到鋼材深加工幾乎每道工序都有造成裂紋的因素。
(1）煉鋼方面
鋼中硫、磷含量高，鋼的強度、塑性低；鑄錠澆鑄（模鑄、連鑄）溫度過高，澆鑄速度過快，鑄流不正；鋼錠模、結晶器設計不合理；冷卻強度不足或冷卻不均，造成激冷層薄或局部應力過大；鋼錠模有嚴重缺陷或保溫帽安裝不良造成鋼錠凝固過程懸掛；保護渣性能不佳，模子潮和各種澆鑄操作不良都能造成鋼錠表面質量不佳，在鋼材上形成裂紋。
(2）軋鋼（鍛造）方面
鋼錠、鋼坯加熱溫度不均或過燒造成裂紋；高碳鋼加熱或冷卻過快，火焰清理或火焰切割鋼材溫度過低造成炸裂；鋼材矯直應力過大，矯直次數過多而又未進行適當熱處理時易產生矯裂；冷拔管、線鋼料熱處理不良或過酸洗造成裂紋；鋼件在藍脆區剪切易剪裂；焊接工藝不當造成焊縫或熱影響區裂紋。
裂紋直接影響鋼材的力學性能和耐腐蝕性能，成品鋼材不允許裂紋存在。對於裂紋可以進行磨修，磨修後鋼材尺寸應符合標准規定。為了防止或減少鋼材裂紋，一是要改進煉鋼、軋鋼和鋼材深加工及有關工序工藝操作；二是對鋼坯缺陷部位要進行重點清理，對重要用途鋼坯可以進行扒皮處理。
縮孔殘余
鋼水凝固過程中，由於體積收縮，在鋼錠或連鑄坯心部未能得到充分填充而形成的管狀或分散孔洞。在熱加工前，因為切頭量過小或縮孔較深，造成切除不盡，其殘留部分稱為縮孔殘余。
縮孔殘余分布在鋼錠上部中心處，並與鋼錠頂部貫通的叫一次縮孔。由於設計的鋼錠模細長或上小下大，在澆鑄凝固過程中，鋼錠截口以下錠中心仍有未凝固的鋼水，凝固後期不能充分填充，形成的孔洞叫二次縮孔。一次縮孔和二次縮孔有本質差別，前者只出現在鋼錠頭部，後者在鋼錠上、中、下部位都有可能出現。一次縮孔酸洗試片中心區域呈不規則的折皺裂縫或空洞。在其上或附近常伴有嚴重的夾渣、成分偏析和疏鬆。二次縮孔孔洞中或附近沒有夾渣，但有偏析生成碳物。一次縮孔殘余和空氣貫通的二次縮孔在軋制（鍛造）過程中不能焊合，與空氣隔絕的二次縮孔和連鑄坯縮孔在軋制時一般能夠焊合，不影響鋼材使用性能。
縮孔殘余嚴重地破壞鋼材的連續性，是鋼材不允許存在的缺陷，軋制（鍛造）時必然在鋼坯上產生裂紋。為了防止縮孔的產生，要求正確設計鋼錠模和保溫帽尺寸，並採用性能優良的保護渣、保溫劑（發熱劑）和絕熱板，把縮孔控制在鋼錠頭部，以保證在開坯時切掉。控制澆鑄速度不要太快，溫度不要過高可以防止縮孔產生。
分層
鋼材基體上出現的互不結合的兩層結構。分層一般都平行於壓力加工表面，在縱、橫向斷面低倍試片上均有黑線。分層嚴重時有裂縫發生，在裂縫中往往有氧化鐵、非金屬夾雜和嚴重的偏析物質。
鎮靜鋼鋼錠的縮孔和沸騰鋼錠的氣囊及尾孔經軋制（鍛造）不能焊合產生分層。鋼中大型夾雜和嚴重成分偏析也能產生分層。分層是鋼材中不允許存在的缺陷，嚴重影響鋼材的使用。
防止分層缺陷的措施有：
(1）煉鋼方面，要凈化鋼質，減少偏析、縮孔、氣囊和大型非金屬夾雜，防止連鑄坯產生中間裂紋。
(2）軋鋼方面，在鋼錠加熱時要嚴防內裂，初軋坯要切凈縮孔和尾孔。
白點
在鋼材縱、橫斷面酸浸試片上，出現的不同長度無規則的發紋。它在橫向低倍試片上呈放射狀、同心圓或不規則分布，多距鋼件中心或與表面有一定距離。型鋼在橫向或縱向斷口上，呈圓形或橢圓形白亮點。直徑一般為3～10mm。
板鋼在縱向、橫向斷口上白點特徵不明顯，而在z向斷口上呈現長條狀或橢圓狀白色斑點。採用斷口檢查白點時，最好把試樣先進行淬火和調質處理。
鋼坯上出現白點，經壓力加工後可變形或延伸，壓下率較大時也能焊合。
白點缺陷對鋼材力學性能（韌性和塑性）影響很大，當白點平面垂直方向受應力作用時，會導致鋼件突然斷裂。因此，鋼材不允許白點存在。
白點產生的原因，一般認為是鋼中氫含量偏高和組織應力共同作用的結果。奧氏體中溶解的氫，在冷卻相變過程中，其溶解度顯著降低，所析出的氫原子聚集在鋼材微孔中或晶間偏析區或夾雜物周圍，結合成氫分子，產生巨大局部壓力，當這種壓力與相變組織應力相結合超過鋼的強度時，則產生裂紋，形成白點。
白點多在高碳鋼，馬氏體鋼和貝氏體鋼中出現。奧氏體鋼和低碳鐵素體鋼一般不出現白點。
消除白點的措施主要是改進冶煉操作，採用真空處理，降低鋼水氫含量和採用鋼坯（鋼材）緩冷工藝。
偏析
鋼材成分的嚴重不均勻。這種現象不僅包括常見的元素（如碳、錳、硅、硫、磷）分布的不均勻性，還包括氣體和非金屬夾雜分布的不均勻性。
偏析產生的原因是鋼水在凝固過程中，由於選分結晶造成的。首先結晶出來的晶核純度較高，雜質遺留在後結晶的鋼水中。因此，結晶前沿的鋼水為碳、硫、磷等雜質富集。隨著溫度降低，雜質凝固在樹枝晶間，或形成不同程度的偏析帶。此外，隨著溫度降低，氣體在鋼水中溶解度下降，在結晶前沿析出並形成氣泡上浮，富集雜質的鋼水沿上山軌跡形成條狀偏析帶。由於偏析在鋼錠上出現部位不同和在低倍試片上表現出形式各異，偏析可分為方形偏析、「V」、「^」形偏析、點狀偏析、中心偏析和晶間偏析等。
另外，脫氧合金化工藝操作不當，可以造成嚴重的成分不均。保護渣捲入到鋼水中造成局部增碳。這些因素使鋼材產生偏析的程度往往超過由於選分結晶造成的偏析。
偏析影響鋼材的力學性能和耐蝕性能。嚴重偏析可能造成鋼材脆斷，冷加工時還會損壞機械，故超過允許級別的偏析是不允許存在的。
偏析程度往往與錠型、鋼種、冶煉操作和澆鑄條件有關。合金元素、雜質和氣體的偏析，隨澆鑄溫度升高和澆鑄速度加快，偏析程度愈嚴重。連鑄鋼採用電磁攪拌可以減輕偏析程度。另外，增加鋼水潔凈度是減輕偏析的重要措施。
非金屬夾雜
鋼中含有與基體金屬成分不同的非金屬物質。它破壞了金屬基體的連續性和各向同性性能。
按非金屬夾雜的來源可分為內生夾雜、外來夾雜及兩者混合物。
（1）內生夾雜是由脫氧和結晶時進行的各種物理化學反應形成的，主要是鋼中氧、硫、氮同其他成分間的反應產物，如Al2O3等。內生夾雜的特點是顆粒小，在鋼內分布均勻，它與脫氧方法和化學成分有密切關系。
(2) 外來夾雜是指鋼中混入耐火材料、爐渣、鋼包渣和模內保護渣等外來物質。外來夾雜的特點是尺寸大，成分結構復雜，分布不規則，具有很大的偶然性。空氣對鋼水的二次氧化會形成外來夾雜。在煉鋼過程中，外來夾雜與內生夾雜往往會形成兩者的混合物，具有兩者的共同特點，使檢驗者難以分辨其來源。非金屬夾雜按顆粒大小可分為亞顯微、顯微和大顆粒夾雜三種，其顆粒尺寸分別為<1μm、1～100μm和>100μm。大顆粒夾雜往往出現在鋼錠沉澱晶區和皮下位置。連鑄鋼上弧區有時也發現大顆粒夾雜。
按非金屬夾雜本身性質，可以分為塑性夾雜和脆性夾雜兩種。
(1）塑性夾雜在熱加工過程中，隨金屬一起發生變形，如MnS；而脆性夾雜，隨熱加工金屬的變彤發生破碎，如Al2O3。當非金屬夾雜熔點特別高時，在鋼中一生成就以固態形式存在，這類非金屬夾雜物在熱加工時既不變形，也不破碎，保持其原來形狀，如TiN。對於熔點很低的夾雜，從最後結晶母液中排除，此時多沿初生奧氏體晶界呈網狀薄膜析出，如FeS。
鋼中非金屬夾雜對鋼材的強度、伸長率、韌性和疲勞強度有不同程度的影響。按使用要求，根據中國國家非金屬夾雜標准評定鋼材夾雜級別。鋼材中不允許存在嚴重危害鋼材性能的大顆粒夾雜。
保證出鋼和澆鑄系統清潔，採用吹氬、渣洗、噴粉、真空處理等爐外精煉措施及保護澆鑄措施，可以減少鋼中非金屬夾雜。
疏鬆
鋼材截面熱酸蝕試片上組織不緻密的現象。在鋼材橫斷面熱酸蝕試片上，存在許多孔隙和小黑點子，呈現組織不緻密現象，當這些孔隙和小黑點子分布在整個試片上時叫一股疏鬆，集中分布在中心的叫做中心疏鬆。在縱向熱酸蝕試片上，疏鬆表現為不同長度的條紋，但仔細觀察或用8～10倍放大鏡觀察，條紋沒有深度。用掃描電子顯微鏡觀察孔隙或條紋，可以發現樹枝晶末梢有金屬結晶的自由表面特徵。
疏鬆的成因與鋼水冷凝收縮和選分結晶有關。鋼水在結晶時，先結晶的樹枝晶晶軸比較純凈，而枝晶問富集偏析元素、氣體、非金屬夾雜和少量未凝固的鋼水，最後凝固時，不能夠全部充滿枝晶間，因而形成一些細小微孔。
鋼材在熱加工過程中，疏鬆可大大改善，但當鋼錠疏鬆嚴重時，壓縮比不足或孔型設計不當時，熱加工後疏鬆還會存在。嚴重的疏鬆視為鋼材缺陷，當疏鬆嚴重時，鋼材的力學性能會受到一定影響。但根據鋼材使用要求，可以按標准圖片評定鋼材疏鬆級別。
採用提高鋼水純凈度、加快冷卻速度、連鑄用電磁攪拌和減少枝晶等措施，可以減少疏鬆。
帶狀組織
熱加工後的低碳結構鋼，其顯微組織鐵素體和珠光體沿軋向平行排列，呈帶狀分布，形成鋼材帶狀組織。
帶狀組織形成的機制一般有3種：
(1）通常，在低碳鋼中，當樹枝晶間富集磷、硫等雜質，鋼材經熱加工後，非金屬夾雜被拉長。如硫化物，而奧氏體在冷卻過程中先共析鐵素體沿硫化物夾雜形核和長大，形成鐵素體條帶。同時，鐵素體形成時向鐵素體條帶兩側排碳，也形成了珠光體條帶。
(2）當低碳鋼中含錳較高時，先凝固的樹枝晶晶干成分較純，形成鐵素體條帶。而枝晶間含錳、碳、硫、磷等雜質，而且鐵素體條帶也向枝晶間排碳，形成珠光體條帶。
(3）當熱加工終軋溫度較低時，在雙相區軋制也能形成帶狀組織。
帶狀組織實質上是鋼材組織不均勻的一種表現，影響鋼材性能，產生備向異性。帶狀組織降低鋼材塑性、沖擊韌性和斷面收縮率，特別是對橫向力學性能影響較大。
根據鋼材的使用要求，可以按中國國家帶狀組織評級標准圖片來評定鋼材帶狀組織的級別。
降低鋼中夾雜和樹枝晶成分偏析是減輕鋼中帶狀組織的主要措施。 碳素鋼淬火時通常採用水冷，但對小尺寸的中碳鋼，尤其是直徑為8―12mm的45號鋼淬火時容易產生裂紋，這是一個較為復雜的問題。採取的措施是淬火時試樣在水中快速攪動，或者採用油冷，可避免出現裂紋。包裝，裸裝，國產鋼按鋼號在端部進行塗色，詳見GB/T699-88標准規定。

6. 高碳鋼的焊接特點

1、高復碳鋼的碳的質量分制數大於0.60%時，焊後的硬化、裂紋敏感傾向更大，因此焊接性極差，不能用於製造焊接結構。常用於製造需要更硬度或耐磨的部件和零件，其焊接工作主要是焊補修復。
2、由於高碳鋼的抗拉強度大都在675MPa以上，所以常用的焊條型號為E7015、E6015，對構件結構要求不高時可選用E5016、E5015焊條。此外，亦可採用鉻鎳奧氏體鋼焊條進行焊接。
3、焊接工藝
（1）由於高碳鋼零件為了獲得高硬度和耐磨性，材料本身都需經過熱處理，所以焊前應先進行退火，才能進行焊接。
（2）焊件焊前應進行預熱，預熱溫度一般為250～350℃以上，焊接過程中必需保持層間溫度不低於預熱溫度。
（3）焊後焊件必需保溫緩冷，並立即送入爐中在650℃進行消除應力熱處理。
4、高碳鋼含碳量比較高，焊接性就比較差，焊接時要預熱，焊後要緩冷或者進行350度的低溫回火處理，具體的熱處理的時間長短是由工件的厚度來決定的。如果不能預熱，那就只好採用焊接性能好，抗裂性能好的焊接材料來配合，但是焊接速度一定要降下來。
5、高碳鋼屬於焊接性能不好的類種，如果要進行焊接的話，應在預熱條件下進行焊接，焊後須進行消除應力熱處理。

7. 如何區分65mn和75cr1鋼

如何區分65mn和75cr1鋼
65mn又稱彈簧鋼，標准：GB/T 1222-2007
●特性及適用范圍：
熱處理及冷拔硬化後，強度較高專，具有一定的韌性和塑性；在屬相同表面狀態和完全淬透情況下，疲勞極限與合金彈簧相當。但淬透性差，主要用於較小尺寸的彈簧，如調壓調速彈簧、測力彈簧、一般機械上的圓、方螺旋彈簧或拉成鋼絲作小型機械上的彈簧。

8. 為什麼固溶退火態rene41合金的焊後熱處理裂紋敏感性隨焊接熱輸入的增大而增強

Rene 41 是一種可進行時效硬化處理的鎳合金，在高溫條件下具有很高的強度，尤其是回 650 – 980oC (1200 – 1800oF) 的溫度范圍內。答所需的機械特性可通過選擇各種冷工和/或熱處理組合量身定製。Rene 41 還有良好的抗氧化性。

Rene 41也被稱為Haynes R-41，Pyromet 41和Udimet R41。

9. 關於高碳鋼的焊接方法

通常要進行淬火和回火。

由於含碳量高水淬時容易產生裂紋，所以多採用雙液淬火，小型零件多採用油淬。高碳鋼的焊接性很差。除了高碳結構鋼外，還有包括高碳素鋼鑄件和碳素工具鋼。這類鋼廠用作高硬度或耐磨部件零件和工具等，大多為修復和堆焊。

高碳鋼比中碳鋼更容易產生熱裂紋，高碳鋼對淬火更加敏感，焊接時熱影響區及易產生淬硬馬氏體組織，所以淬硬傾向和冷裂紋傾向都很大。高碳鋼導熱性鼻底碳鋼差，在焊接高溫下晶粒長大快，且碳化物容易在晶界上集聚、長大，使焊縫脆性增大，從而使接頭強度降低，同時在接頭中引內應力也較大，更容易使裂紋的產生起的。

(9)裂紋敏感性高碳鋼鑄坯為什麼要進坑緩冷擴展閱讀：

焊接操作時，在焊前先對焊件進行退火處理，以減小裂紋傾向。採用結構鋼焊接時焊前必須預熱，預熱溫度控制在250～350℃之上。焊前注意按規定烘乾焊條，並放在保溫箱或保溫筒內，以防受潮。焊前對工件必須清理干凈，採取與中碳鋼相同的焊接工藝措施，如：減小熔合比，小電流低焊速，連續焊等，並採取措施以減小內應力。

在機加工在中使用的車刀、刨刀等很多刀具是由刀頭與刀體焊接而成的。刀頭有相當部分是合金工具鋼（含碳量0.8～1.4%),刀體一般由中碳鋼（含碳量0.4～0.6%）或低碳合金鋼（如40Cr）製造。刀具在工作過程中承受巨大的應力，尤其是受壓縮彎曲和沖擊，因此要求接頭強度高，質量可靠。合金工具鋼的高硬度和高強度是靠其中的高碳來完成。

因此焊接時，為了保證其成分、組織和性能不受損壞，特別是要防止材料受高溫氧化脫碳，因此合金工具鋼一般採用釺焊，常用的釺焊方法為：銅基或銀基釺焊，應用最廣的是黃銅釺焊；為了提高釺料的強度或濕潤性通常加入Mn、Mo、Zr等元素。釺劑可用脫水硼砂與硼酸混合，或配套市售釺劑。

10. 電焊技術中為什麼焊接灰鑄鐵時極易產生裂紋

鑄鐵焊補時產生白口的原因及預防措施。鑄鐵焊補時，往往會在焊縫和母材交界的熔合線處生成一層白口鑄鐵，嚴重時會使整個焊縫斷面白口化，其硬度可高達600HBW，極難進行機械加工。產生白口的原因：一方面是由於焊縫的冷卻速度快，特別是在熔合線附近處的焊縫金屬是冷卻最快的地方；另一方面是焊條選擇不當，使焊縫中的石墨化元素含量不足。防止產生白口的措施：⑴減慢冷卻速度 延長熔合區處於紅熱狀態的時間，使石墨能充分析出，具體措施是焊前對焊件進行預熱和焊後保溫緩冷。⑵增加石墨化元素含量 鑄鐵中常存的C、Si、Mn、S、P元素中，C和Si是強烈的石墨化元素，只有當（C+Si）%含量達到一定值時，在適當冷卻速度配合下，才能使焊縫獲得灰鑄鐵組織。因此，選擇含硅、碳較高的焊接材料是防止產生白口的常用方法之一。⑶採用異質材料焊接 採用鎳基、銅基、鋼基焊縫的焊接材料，使焊縫不是鑄鐵組織，因而從根本上避免了產生白口。鑄鐵焊補時產生淬硬組織的原因及預防措施。鑄鐵焊補時，在焊縫及熱影響區均會產生馬氏體轉變，形成淬硬組織。當採用低碳鋼焊條焊接鑄鐵時，即使採用較小的焊接電流，母材在第一層焊縫中所佔的百分比也將為25%～30%，當鑄鐵的碳的質量分數為3.0%時，第一層焊縫的平均碳的質量分數將為0.75%～0.9%，屬於高碳鋼。這種高碳鋼焊縫在電弧冷焊後將會出現馬氏體組織，其硬度可達500HBW左右。焊接接頭中的熔合區，由於冷卻速度快，在共析轉變溫度區間，可出現奧氏體轉變成馬氏體的過程。因此，鑄鐵焊補後，由於白口和淬硬的共同作用，使焊縫和熱影響區局部出現高硬度，經機械加工帶來很大的困難。用碳鋼或高速鋼刀具往往加工不動，用硬質合金刀具雖可勉強加工，但「打刀」的危險性很大，即刀具從硬度較低的灰鑄鐵（160～240HBS）上切削過來，突然碰上高硬度帶，容易打刀，並加劇刀具的磨損。現在用的鑽頭大都用高速鋼製造，故用鑽頭對有白口層或淬硬區的灰鑄鐵進行鑽孔是非常困難的。生產實踐說明，當灰鑄鐵的焊接接頭的最高硬度在300HBS以上時，就很難進行切削加工。預防鑄鐵焊補時產生淬硬組織的措施是對焊件進行焊前預熱和採用異質焊縫的焊接材料。5鑄鐵焊補時產生裂紋的原因及預防措施。鑄鐵焊補時可能產生冷裂紋和熱裂紋兩種類型的裂紋。⑴冷裂紋 冷裂紋可能出現在焊縫或熱影響區上，並且發生在400℃以下。當焊縫為鑄鐵型時，易於出現焊縫冷裂紋。裂紋發生時常伴隨著可聽見的較響的脆性斷裂聲音，焊縫較長時或焊補剛性較大的缺陷時，常發生這種裂紋。其產生的原因是：焊接過程中由於焊件局部不均勻受熱，焊縫在冷卻過程中受到很大的拉應力，由於鑄鐵強度低，400℃以下基本無塑性，當拉應力超過此時鑄鐵的抗拉強度時，即發生焊縫冷裂紋。當焊縫中存在白口鑄鐵時，由於白口鑄鐵的收縮率（2.3%）比灰鑄鐵的收縮率（1.26%）大，故焊縫更易出現冷裂紋，特別是當焊縫強度大於母材時，冷卻過程中母材牽制不住焊縫的收縮，結果在結合處母材被撕裂，這種現象稱為「剝離」。當焊接接頭剛性大、焊補層數多，焊補金屬體積大，使焊接接頭處於高應力狀態時，如焊縫金屬的屈服點又較高，難於通過其塑性變形來松馳焊接接頭的高應力，則焊接裂紋易於在熱影響區的白口區或馬氏體區產生，形成熱影響區冷裂紋。防止冷裂紋最有效的辦法是對焊補件進行550～700℃的整體預熱，其次是採用異質焊縫的焊接材料。⑵熱裂紋 當採用鎳基焊接材料（如Z308、Z408、Z508焊條）及一般常用的低碳鋼焊條焊補鑄鐵時，焊縫金屬對熱裂紋較敏感。產生的原因是：採用鎳基材料焊補鑄鐵時，由於鑄鐵含S、P高，形成較多的低熔點共晶物，如Ni-Ni3S2（熔點644℃）、Ni-Ni3P（熔點880℃）；採用低碳鋼焊條焊補鑄鐵時，第一、二層焊縫會從鑄鐵溶入較多的C、S及P，因此使第一、二層焊縫的熱裂程度增加。防止產生熱裂紋的方法是調整焊縫的化學成分，加入稀土元素，增強脫硫、脫磷的能力，減小熔合比，降低焊接應力等。