❶ 現今白鋼(高速鋼)都主要型號及成分,最好能指出其硬度范圍,以及抗沖擊性
高速鋼
1.概述
高速鋼又名風鋼或鋒鋼,意思是淬火時即使在空氣中冷卻也能硬化,並且很鋒利。它是一種成分復雜的合金鋼,含有鎢、鉬、鉻、釩等碳化物形成元素。合金元素總量達10~25%左右。它在高速切削產生高熱情況下(約500℃)仍能保持高的硬度,HRC能在60以上。這就是高速鋼最主要的特性——紅硬性。而碳素工具鋼經淬火和低溫回火後,在室溫下雖有很高的硬度,但當溫度高於200℃時,硬度便急劇下降,在500℃硬度已降到與退火狀態相似的程度,完全喪失了切削金屬的能力,這就限制了碳素工具鋼製作切削工具用。而高速鋼由於紅硬性好,彌補了碳素工具鋼的致命缺點,可以用來製造切削工具。
高速鋼的熱處理工藝較為復雜,必須經過退火、淬火、回火等一系列過程。退火的目的是消除應力,降低硬度,使顯微組織均勻,便於淬火。退火溫度一般為860~880℃。淬火時由於它的導熱性差一般分兩階段進行。先在800~850℃預熱(以免引起大的熱應力),然後迅速加 熱到淬火溫度1220~1250℃,後油冷。工廠均採用鹽爐加熱。淬火後因內部組織還保留一部分(約30%)殘余奧氏體沒有轉變成馬氏體,影響了高速鋼的性能。為使殘余奧氏體轉變,進一步提高硬度和耐磨性,一般要進行2~3次回火,回火溫度560℃,每次保溫1小時。
(1)生產製造方法:通常採用電爐生產,近來曾採用粉末冶金方法生產高速鋼,使碳化物呈極細小的顆粒均勻地分布在基體上,提高了使用壽命。
(2)用途:用於製造各種切削工具。如車刀、鈷頭、滾刀、機用鋸條及要求高的模具等。
2.主要生產廠
我國大連鋼廠、重慶鋼廠、上海鋼廠是生產高速鋼的主要生產廠。
3.主要進口生產國家
我國主要從日本、俄羅斯、德國、巴西等國進口。
4.種類
有鎢系高速鋼和鉬系高速鋼兩大類。鎢系高速鋼有W18Cr4V,鉬系高速鋼有W6Mo5Cr4V2等。
5.規格和外觀質量
規格主要有圓鋼和方鋼。鋼材的表面要加工良好,不得有肉眼可見的裂紋、折疊、結疤和發紋。冷拔鋼材表面應潔凈、光滑、無夾雜和氧化皮等。
高速鋼是一種含多量碳(C)、鎢(W)、鉬(Mo)、鉻(Cr)、釩(V)等元素的高合金鋼,熱處理後具有高熱硬性。當切削溫度高達600℃以上時,硬度仍無明顯下降,用其製造的刀具切削速度可達每分鍾60米以上,而得其名。高速鋼按化學成分可分為普通高速鋼及高性能高速鋼,按製造工藝可分為熔煉高速鋼及粉末冶金高速鋼。
普通高速鋼
圖一: 高速鋼是製造形狀復雜、磨削困難的刀具的主要材料。
普通高速鋼可滿足一般需求。常見的普通高速鋼有兩種,鎢系高速鋼和鎢鉬系高速鋼。
鎢系高速鋼
典型牌號為W18Cr4V,熱處理硬度可達63-66HRC,抗彎強度可達3500MPa,可磨性好。
鎢鉬系高速鋼
典型牌號為W6Mo5Cr4V2,目前正在取代鎢系高速鋼,具有碳化物細小分布均勻,耐磨性高,成本低等一系列優點。熱處理硬度同上,抗彎強度達4700MPa,韌性及熱塑性比w18Cr4V提高50%。常用於製造各種工具,例如鑽頭、絲錐、銑刀、鉸刀、拉刀、齒輪刀具等,可以滿足加工一般工程材料的要求。只是它的脫碳敏感性稍強。
另一牌號的普通高速鋼為W9Mo3Cr4V,這是中國近幾年發展起來的新品種。強度及熱塑性略高於W6Mo5Cr4V2,硬度為HRC63-64,與韌性相配合,容易軋制、鍛造,熱處理工藝范圍寬,脫碳敏感性小,成本更低。這三個牌號的普通高速鋼在中國市場的比例分別為:W18Cr4V,16.5%;W6Mo5Cr4V2,69%;W9Mo3Cr4V,11%。
高性能高速鋼
高性能高速鋼具有更好的硬度和熱硬性,這是通過改變高速鋼的化學成分,提高性能而發展起來的新品種。它具有更高的硬度、熱硬性,切削溫度達攝氏650度時,硬度仍可保持在60HRC以上。耐用性為普通高速鋼的1.5-3倍,適用於製造加工高溫合金、不銹鋼、鈦合金、高強度鋼等難加工材料的刀具。
主要品種有4種,分別為高碳系高速鋼、高釩系高速鋼、含鈷系高速鋼和鋁高速鋼。
高碳系高速鋼
牌號為9w18Cr4V,因含碳量高(0.9%),故硬度、耐磨性及熱硬性都比較好。用其製造的刀具在切削不銹鋼、耐熱合金等難加工材料時,壽命顯著提高,但其抗彎強度為3000MPa,沖擊韌性較低,熱處理工藝要求嚴格。
高釩系高速鋼
牌號有W12Cr4V4Mo及W6Mo5Cr4V3(美國牌號M3),含釩量達3-4%,使耐磨性大大提高,但隨之帶來的是可磨性變差。高釩系高速鋼的使用及發展還需要依賴於磨削工藝及砂輪技術的發展。
鈷高速鋼
牌號有W2Mo9Cr4VCo8(美國牌號M42)。其特點為:含釩量不高(1%),含鈷量高(8%),鈷能促使碳化物在淬火加熱時更多地溶解在基體內,利用高的基體硬度來提高耐磨性。這種高速鋼硬度、熱硬性、耐磨性及可磨性都很好。熱處理硬度可達67-70HRC,但也有採取特殊熱處理方法,得到67-68HRC硬度,使其切削性能(特別是間斷切削)得到改善,提高沖擊韌性。鈷高速鋼可製成各種刀具,用於切削難加工材料效果很好,又因其磨削性能好,可製成復雜刀具,國際上用得很普遍。但中國鈷資源缺乏,鈷高速鋼價格昂貴,約為普通高速鋼的5-8倍。
鋁高速鋼
牌號為W6Mo5Cr4V2Al、W6Mo5Cr4V5SiNbAl等,主要加入鋁(Al)和硅(Si)、鈮(Nb)元素,來提高熱硬性、耐磨性。適合中國資源情況,價格較低。熱處理硬度可達到68HRC,熱硬性也不錯。但是這種鋼易氧化及脫碳,可塑性、可磨性稍差,仍需改進。國際市場上高性能高速鋼使用量已經超過普通高速鋼25-30%。
本站註:按照通常的國際標准,只有含鈷量在2%以上的高速鋼才稱為高性能高速鋼,代號為HSS-E。其它如鋁高速鋼等,雖然性能較普通高速鋼有所提高,但尚未有證據表明可以達到鈷高速鋼的同等性能。
粉末冶金高速鋼
圖二:粉末冶金高速鋼及其製品。
近幾年來高速鋼的最大變革就是發展了粉末冶金高速鋼,它的能優於熔煉高速鋼。用高壓氬氣或氮氣霧化熔融高速鋼水,得到細小高速鋼粉末,篩選後為0.4mm以下的顆粒;在真空(0.04Hg)狀態下,密閉燒結達到密度65%;再在1100℃高溫、300MPa高壓下製成密度100%的鋼坯,然後鍛軋成鋼材,這樣有效地解決了熔煉高速鋼在鑄錠時要產生粗大碳化物偏析的問題,而它無論截面多大,其碳化物級別均為一級。碳化物晶粒極細,小於0.002mm,而熔煉高速鋼碳化物晶粒為0.008-0.02mm。
牌號為CPM T15的粉末冶金高速鋼,它的強度、韌性分別是同化學成分的熔煉高速鋼的2倍及2.5倍。盡管含釩量達5%,但由於碳化物晶粒細,可磨性依然很好。高溫熱硬度也比熔煉高速鋼提高0.5-1HRC。
又由於其物理機械性能高度各向同性,淬火變形小。碳化物顆粒均勻分布的表面較大,不易從刀具的切削刃上剝落,小尺寸刀具耐磨性提高1.5-2倍,大尺寸刀具提高20-30%。
粉末冶金高速鋼具有良好的力學性能,適合製造:間斷切削條件下易崩刃的刀具、強度高而切削刃又必須鋒利的刀具,如插齒刀、滾刀、銑刀,高壓動載荷下使用的刀具。
它的碳化物偏析小,晶粒細,可磨性好,適合製造:大尺寸刀具、精密刀具、復雜刀具。這類材料的高溫熱硬度高,又適合製造難加工材料所用的刀具,確實是面面俱到。
粉末冶金高速鋼生產過程較復雜,造價較高。中國鋼廠提供的品種較少,市場用量也很少。國際上著名鋼廠如美國Crucible公司已可提供近二十種粉末冶金高速鋼,日本神戶制鋼所、日立金屬公司均可提供近十種粉末冶金高速鋼,供應量也在迅速增長。日本著名的OSG公司用粉末冶金高速鋼製造了鑽頭、銑刀、絲錐,NACHI公司製造了滾刀、插齒刀、剃齒刀。有理由相信技術性能高的粉末冶金高速鋼將會得到更廣泛的應用,為金屬加工業帶來新的發展。
❷ 怎麼辨別鋼材的組織大小
是組織晶粒度的大小吧,金相試驗後可參照標准評級圖評級,級別越大組織晶粒專度越細屬。
1、加熱溫度的影響。加熱溫度越高,孕育期越短。轉變溫度越高,奧氏體形成速度越快,轉變所需時間越短。當加熱溫度一定時,保溫時間越長,晶粒越大,但到一定尺寸就不再長大了,加熱溫度越高,晶粒長大越快,最終尺寸越大。
2、加熱速度的影響。隨加熱速度的提高,加熱時間縮短,滲碳體來不及充分溶解,碳原子得不到充分擴散,使奧氏體成分不均勻性加大。在最高加熱溫度相同時,加熱速度越快,奧氏體晶粒越細。
3、合金元素的影響。它是通過對鋼的臨界點位置的改變,從而影響碳擴散速度,以及對鐵素體與滲碳體量的影響等來改變奧氏體的形核率與長大速度的。當加熱溫度相同時,奧氏體晶粒度隨碳含量的增加而增大。
4、原始組織的影響。相界面越多越利於奧氏體化。
❸ 20CrMO熱軋鋼材是什麼金相組織晶粒度一般是多少級。
20CrMOH材料一般抄在5-6級;
20CrMO正常組織為鐵素體+珠光體,不正常的話還有貝氏體,晶粒如果技術沒要求的話一般在4級左右,相比較而言,20CrMO材料晶粒鋼廠還是較難控制的。
熱軋鋼是經過高溫加熱軋制而成的鋼材,它的強度不是很高,但足以滿足使用,它的塑性、可焊性較好,因此比較常用;冷軋鋼是普通熱軋鋼經過強力拉拔超過應變硬化階段的鋼材,它的強度很高,但韌性、可焊性差,比較硬、脆。
❹ 700l高強鋼焊接後物理性能會怎樣變化
目前鋼結構領域中常用的低合金高強度鋼通常是指抗拉強度在500~1000 MPa的鋼材,而抗拉強度在1000MPa以上的一般稱為超高強度鋼。低合金高強鋼的種類可以分為非調質鋼和調質鋼。經常應用的是熱軋鋼、控軋鋼和正火鋼等,一般非調質鋼指常溫抗拉強度600MPa以下的鋼材。
1. 高強鋼焊接存在的問題
隨著鋼中合金元素的增加,強度級別提高(屈服強度≥315MPa),鋼的焊接性逐漸變差,出現的主要問題是:
①熱影響區的淬硬傾向:焊接時快速冷卻會導致熱影響區出現馬氏體組織。
②冷裂紋:焊接時冷裂紋的傾向加大,並且具有延遲性。如定位焊縫很容易開裂,其原因就是焊縫尺寸小、長度短、冷卻速度快。
③熱裂紋:屈服強度在315~400 MPa的熱軋、正火鋼熱裂傾向不大,但在厚壁板材高稀釋率焊道(如根部焊道或接近坡口邊緣的多層埋弧焊焊道)中會出現熱裂紋。
④粗晶區脆化:熱影響區被加熱至1100℃以上的粗晶區,焊接熱輸入過大時晶粒將迅速長大或出現魏氏組織,產生脆化現象。
2. 高強度鋼焊接時主要工藝措施
(1)預熱 預熱是防止裂紋的有效措施,並且還有助於改善接頭性能,但會惡化勞動條件,使生產工藝復雜化,過高的預熱溫度還會降低接頭的韌性。因此,焊前是否需要預熱及預熱溫度的確定應根據母材的成分(碳當量)、板厚、結構形狀、剛度大小及環境溫度確定。
(2)焊接熱輸入的選擇 對於碳當量較高(含V、Nb、Ti)的鋼種,為降低熱影響區粗晶脆化所造成的不利影響,應選擇較小的焊接熱輸入,一般應控制在35kJ/cm以下。
(3)後熱及焊後熱處理 後熱是指焊接結束或焊完一條焊縫後,將焊件立即加熱至200~250℃,並保溫一段時間(2h左右),使接頭中的氫擴散逸出,防止延遲裂紋產生。對於厚板及應力復雜區域,焊後應採取後熱工藝措施或覆蓋上足夠厚的保溫棉/氈進行緩冷。當現場條件允許時,焊後應及時進行消除應力的高溫回火,其目的是消除焊接殘余應力,改善組織,無需再進行後熱處理。
(4)焊材選用 高強鋼焊接用焊材選用為等強原則。
❺ 焊接時低合金鋼出現焊接問題應採取哪些措施,焊接方法,焊接工藝參數、焊接材料有哪些,是怎麼焊前預熱的
一、焊接時低合金鋼出現焊接問題
強度級別較低的低合金高強鋼,如300~400MPa級,由於鋼中合金元素含量較少,其焊接性良好,接近於低碳鋼。隨著鋼中合金元素的增加,強度級別提高,鋼的焊接性也逐漸變差,出現的主要問題是:
1、熱影響區的淬硬傾向 含碳時較少、強度級別較低的鋼種,如09Mn2、09Mn2Si、09MnV鋼等,淬硬傾向很小。隨著強度級別的提高,淬硬傾向也開始加大,如16Mn、15MnV鋼焊接時,快速度冷卻會導致在熱影響區出現馬氏體組織。
2、冷裂紋 低合金高強鋼焊接時,熱影響區的冷裂紋傾向加大,並且這種冷裂紋往往具有延遲的性質,危害性很大。例如,材料為18MnMoNb鋼壁厚 115mm 的一大型容器,由於預熱溫度不夠,焊後在熱影響區形成大量冷裂紋。
低合金高強鋼的定位焊縫很容易開裂,其原因是由於焊縫尺寸小、長度短、冷卻速度快,這種開裂屬於冷裂紋性質。
3、熱裂紋 一般情況下,強度等級為294~392MPa的熱軋、正火鋼,熱裂傾向較小,但在厚壁壓力容器的高稀釋率焊道(如根部焊道或靠近坡口邊緣的多層埋弧焊焊道)中也會出現熱裂紋。電渣焊時,若母材的含碳量偏高並含鎳時,電渣焊縫中可能會出現呈八字形分布的熱裂紋。
強度等級為800~1176MPa的中碳調質鋼(如30CrMnSiA鋼),焊接時熱裂的敏感性較大。
4、粗晶區脆化 熱影響區中被加熱至 1100℃ 以上的粗晶區,當焊接線能量過大時,粗晶區的晶粒將迅速長大或出現魏氏組織而使韌性下降,出現脆化段。
13 試述低合金高強鋼焊接時的主要工藝措施。
⑴預熱 預熱是防止裂紋的有效措施,並且還有助於改善接頭性能。但預熱會惡化勞動條件,使生產工藝復雜化,過高的預熱溫度還會降低接頭韌性。因此,焊前是否需要預熱以及預熱溫度的確定應根據鋼材的成分(碳當量)、板厚、結構形狀、剛度大小以及環境溫度等決定。
⑵焊接線能量的選擇 含碳低的熱軋鋼(09Mn2、09MnNb鋼等)以及含碳量偏下限的16Mn鋼焊接時,因為這些鋼的冷裂淬硬、脆化等傾向小,所以對焊接線能量沒有嚴格的限制。焊接含碳量偏高的16Mn鋼時,為降低淬硬傾向,焊接線能量應偏大一點。對於含V、Nb、Ti的鋼種,為降低熱影響區粗晶脆化所造成的不利影響,應選擇較小的焊接線能量。如15MnVN鋼的焊接線能量應控制在40~45kJ/cm以下。
對於碳及合金元素含量較高而屈服點為490MPa的正火鋼(如18MnMoNb鋼等),因淬硬傾向大,應選擇較大的焊接線能量,但當採用焊前預熱時,為了避免過熱傾向,可以適當地減少線能量。
⑶後熱及焊後熱處理 後熱是指焊接結束或焊完一條焊縫後,將焊件立即加熱至150~250℃范圍內,並保溫一段時間,使接頭中的氫擴散逸出,防止延遲裂紋產生。
對於厚壁容器、高剛性的焊接結構以及一些在低溫、耐蝕條件下工作的構件,焊後應及時進行消除應力的高溫回火,其目的是消除焊接殘余應力,改善組織。
焊後立即進行高溫回火的焊件,無需再進行後熱處理。
二、16Mn鋼的焊接工藝
16Mn鋼屬於碳錳鋼,碳當量為0.345%~0.491%,屈服點等於343MPa(強度級別屬於343MPa級)。16Mn鋼的合金含量較少,焊接性良好,焊前一般不必預熱。但由於16Mn鋼的淬硬傾向比低碳鋼稍大,所以在低溫下(如冬季露天作業)或在大剛性、大厚度結構上焊接時,為防止出現冷裂紋,需採取預熱措施。不同板厚及不同環境溫度下16Mn鋼的預熱溫度,見表8。
16Mn鋼手弧焊時應選用E50型焊條,如鹼性焊條E5015、E5016,對於不重要的結構,也可選用酸性焊條E5003、E5001。對厚度小、坡口窄的焊件,可選用E4315、E4316焊條。
焊接16Mn鋼的預熱溫度
焊件厚度 (mm) 不同氣溫下的預熱溫度計(℃)
16以上 不低於- 10℃ 不預熱,- 10℃ 以下預熱100~150℃
16~24 不低於- 5℃ 不預熱,- 5℃ 以下預熱100~150℃
25~40 不低於 0℃ 不預熱, 0℃ 以下預熱100~150℃
40以上 均預熱100~150℃
16Mn鋼埋弧焊時H08MnA焊絲配合焊劑HJ431(開I形坡口對接)或H10Mn2焊絲配合焊劑HJ431(中板開坡口對接),當需焊接厚板深坡口焊縫時,應選用H08MnMoA焊絲配合焊劑HJ431。
16Mn鋼是目前我國應用最廣的低合金鋼,用於製造焊接結構的16Mn鋼均為16MnR和16Mng鋼。
三、18MnMoNb鋼的焊接工藝
18MnMoNb鋼的屈服點等於490MPa(屬於490MPa級鋼),由於碳及合金鋼元素的含量都較高,所以淬火硬傾向及冷裂傾向均比16Mn鋼大。焊接工藝要點:
1)除電渣焊外,焊前對焊件應採取預熱措施,預熱溫度控制在150~ 180℃ 。對於剛度較大的接頭,預熱溫度應提高至180~ 230℃ 。焊後或中斷焊接時,應立即進行250~ 350℃ 的後熱處理。
2)為保證接頭性能和質量,應適當控制焊接線能量,如手弧焊時,焊接線能量應控制在24kJ/cm以下;埋弧焊時,焊接線能量應控制在35kJ/cm以下。但焊接線能量不能過小,否則焊接接頭易出現淬硬組織和降低韌性。同時,層間溫度應控制在預熱溫度和 300℃ 之間。
4)焊後應進行熱處理。電渣焊接頭熱處理的方式是900~ 980℃ 正火加630~ 670℃ 回火。手弧焊及埋弧焊接頭進行消除焊接殘余應力的高溫回火處理,回火溫度比一般鋼材回火溫度低 30℃ 左右。
18MnMoNb鋼手弧焊時應選用E60型焊條,如鹼性焊條E6015、E6016,
18MnMoNb鋼埋弧焊時H08Mn2MoA焊絲配合焊劑HJ431。
以上是兩種典型的低合金鋼的焊接方法,焊接工藝參數、焊接材料選擇的焊接要點望閱讀後能得到一些啟發,以後在焊接低合金鋼是能派上用處。希望你能早日掌握此技術,祝你成功。
❻ 關於點焊標准,點焊過程檢驗的問題
請參考
不同情況下點焊參數如何確定
http://..com/question/233406258.html?an=2&si=1