按所含易切削元素可分為:
硫-
硫在鋼中與錳和鐵形成錳夾雜,這類夾雜物能中斷基體金屬的連續(xù)性,在切削時(shí)斷屑形成小而短的卷曲半徑,而易于排除,磨損,加工表面粗糙度,壽命。通常鋼的被切削性隨鋼中硫含量的增多而。但鋼的縱向和橫向的力學(xué)性能差別大,橫向塑、韌性差,疲勞及耐蝕性能也有所。鋼中硫含量過高時(shí),會(huì)熱脆性,對(duì)鋼的熱加工造成困難,惡化鋼的力學(xué)性能。通常硫含量為0.08%~0.30%,有的可到0.4%,易切削工具鋼和不銹鋼中的硫含量均應(yīng)在0.06%~0.10%之間。
磷多與硫復(fù)合加入鋼中,通常磷含量在0.04%~0.12%,磷固溶于鐵素體中會(huì)硬度和強(qiáng)度,韌性,使切屑易于折斷和排除,從而-的加工表面粗糙度,但磷含量過高會(huì)-塑性,硬度,反而對(duì)鋼的切削性起有害作用。
鉛-
鉛在鋼中呈金屬顆粒形態(tài),均勻分布或附著于物的周圍。由于鉛的熔點(diǎn)較低,切削時(shí)融熔滲出起作用,,切削性,但并不影響常溫力學(xué)性能。鋼中鉛含量一般在0.10%~0.35%。因?yàn)殂U的比重大,如含量過高,容易引起-的偏析并形成大顆粒夾雜物,反而鉛對(duì)切削加工的有利作用。鉛和硫復(fù)合加入低碳結(jié)構(gòu)鋼中,鋼材被切削的效果更為-。
生產(chǎn)工藝-可在各種煉鋼爐中冶煉,但低碳的硫-宜用轉(zhuǎn)爐冶煉,硫的合金化是在盛鋼桶或熔池中加入硫或鐵進(jìn)行的,所用錳鐵以低硅和低碳者為宜。如無特殊要求,應(yīng)盡量鋼中硅含量,以鋼的切削性,并要進(jìn)行充分脫氧,防止產(chǎn)紋。在冶煉中產(chǎn)生的硫、鉛等有害氣體,必須用通風(fēng)裝置排除,并應(yīng)有污染等設(shè)施處理。-中含硫較高時(shí),會(huì)有熱脆傾向,不利熱加工,-注意。冷加工時(shí)力求外形尺寸,表面-,以在自動(dòng)機(jī)床上切削加工性能。
其他元素對(duì)切削性能的影響
碳:鋼材的被切削性與鋼中含碳量有關(guān)。含量過低,組織中會(huì)出現(xiàn)大量鐵素體,鋼的硬度和強(qiáng)度很低,切屑易粘著于刀刃上形成刀瘤,加之切屑是斷落,而使被切削性下降,加工表面光潔度很差。含碳量過高,組織中珠光體量加多,硬度和強(qiáng)度,會(huì)使切削抗力增大,從而使被切削性變壞。易切削結(jié)構(gòu)鋼中含碳量以0.15~0.25%為宜。
錳:鋼中錳與硫形成錳夾雜物,使切屑容易斷裂,從而鋼的被切削性,還能或減弱因硫所引起的熱脆性。在-中含錳量應(yīng)在0.60~1.60%之間,并應(yīng)保持適當(dāng)?shù)腻i和硫的比值。
硅和鋁:硅和鋁都有害鋼的被切削性能。硅部分固溶于鐵素體中,增強(qiáng)鋼的硬度。而且硅在鋼中與氧結(jié)合形成硬度較高的氧化硅夾雜物,使的磨損,使用壽命。因此-中的硅含量宜低。鋁一般作為脫氧劑加入鋼中,大部分與氧結(jié)合生成脆硬的氧化鋁夾雜物,的磨損。硅和鋁加入鋼中還會(huì)鋼的氧含量,使物夾雜呈細(xì)長(zhǎng)條狀分布,鋼的被切削性。
氧和氮:氧在一般鋼中是有害的,因?yàn)樗摰牧W(xué)性能。但-中含氧量,會(huì)使物呈紡錘形分布,可鋼的被切削性。氮雖能鋼的強(qiáng)度,但又能脆性,切削時(shí)會(huì)形成短碎的斷屑。鋼中含微量氮(〈0.02%),對(duì)被切削性和加工表面起有利作用,但含量過高,鋼的強(qiáng)化作用增大,則的壽命。
fe-mn-cr系高錳無磁結(jié)構(gòu)鋼的典型合金成分為18mn-4cr,即w(c)=0.3%~0.5%、w(si)=0.3%~0.8%、w(mn)=17.0%~19.0%、w(cr)=3.0%~5.0%、w(p)≤0.04%、w(s)≤0.03%,因其-的力學(xué)性能,曾一度作為大型發(fā)電機(jī)護(hù)環(huán)用無磁結(jié)構(gòu)鋼,但當(dāng)工作中存在腐蝕性介質(zhì)(包括普通水)時(shí)容易發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂,近30年來逐步被不含ni的18cr-18mn-n無磁不銹鋼取代作為發(fā)電機(jī)護(hù)環(huán)的主要制造材料。
然而,前者由于cr含量相對(duì)較低而且不需要額外添加n來奧氏體,具有生產(chǎn)成本低廉,冶煉工藝相對(duì)簡(jiǎn)單的優(yōu)勢(shì),所以仍可用作無腐蝕下令人滿意的無磁鋼鐵結(jié)構(gòu)材料。
k.sipos等對(duì)奧氏體預(yù)變形對(duì)于fe-20mn-4cr-c鋼力學(xué)性能的影響和應(yīng)變-馬氏體相變進(jìn)行了研究,結(jié)果表明,應(yīng)變-ε馬氏體相變鋼材的低溫脆性斷裂傾向。當(dāng)溫度為373k和773k時(shí),對(duì)奧氏體進(jìn)行預(yù)變形后,鋼的拉伸性能-。預(yù)變形產(chǎn)生的形變孿晶和位錯(cuò)亞結(jié)構(gòu)對(duì)ε馬氏體板條的生長(zhǎng)起阻礙作用,了拉伸變形中ε馬氏體的生成數(shù)量,從而了鋼的低溫韌性。j.kriz等針對(duì)不同c和v含量的高錳奧氏體鋼(mn18cr4ni)的析出硬化動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了研究,-當(dāng)v含量<2.5%時(shí),該鋼可以通過析出硬化作為度低磁材料使用,但強(qiáng)度硬度的同時(shí),塑性會(huì)有一定程度的。550℃時(shí)效,析出十分,可以忽略;650℃時(shí)效,在時(shí)效開始0.5h之內(nèi),析出就會(huì)以較高速率進(jìn)行。
o.i.balyts'kyi綜述了各國(guó)關(guān)于18mn-4cr度護(hù)環(huán)用無磁結(jié)構(gòu)鋼的化學(xué)成分和力學(xué)性能的研究結(jié)果,-一定量的cr能鋼的屈服強(qiáng)度。18mn-4cr鋼在550℃熱處理時(shí),斷裂韌性達(dá)值。當(dāng)鋼中v含量在1.3~1.5%時(shí),強(qiáng)度和韌性的匹配達(dá)效果。對(duì)于40mn18cr4鋼,不能通過冷拉伸變形進(jìn)行強(qiáng)化,因?yàn)樵诶渥冃沃芯哂?地形成α'馬氏體的傾向,而熱變形中,形變孿晶受到,主要形成大量的位錯(cuò)亞結(jié)構(gòu)。
與40mn18cr4相比,50mn18cr4變形中更易形成形變孿晶,在550℃~950℃時(shí)效中,碳化物沿奧氏體晶界析出。18mn-4cr鋼在有水存在下對(duì)腐蝕開裂更為,應(yīng)盡力-服役的干燥。加入0.4%cu能奧氏體的性,使磁導(dǎo)率μ值保持在1.003~1.01范圍內(nèi)。
41ing
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