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根据钢种和钢的质量要求,合金结构钢的冶炼,可采用氧气顶吹转炉、平炉、电弧炉;或再加电渣重熔、真空除气。铸锭可采用连铸或模铸。钢锭应缓慢冷却或热送锻造、轧制。钢锭加热时,应力求温度均匀并有足够的保温时间,以改善偏析缺陷和避免锻、轧时变形不均匀;锻、轧后的钢材,尺寸小的、特别是含碳0.2%左右的渗碳钢,在600℃以上时应快速冷却,以免加重带状组织;截面较大的锻件,应采取措施内应力和白点。调质钢应尽可能淬火成马氏体组织,然后回火成索氏体组织;渗碳钢在渗碳过程中,渗层浓度梯度不宜过大,以免在渗层晶界上出现连续网状碳化物;氮化钢必需先经热处理得到所需的性能,再经 精加工才能进行氮化。氮化处理后除将脆薄的“白层”研磨除去外,不再加工 [1]



要求具有较高的屈服强度、抗拉强度和疲劳强度,还有足够的塑性和韧性。
一般采用电弧炉和氧气顶吹转炉冶炼,要求高的采用炉外精炼、电渣重熔或真空处理、真空感应炉冶炼或双真空冶炼、合适的热处理。
这类钢的合金元素含量都相当高,主要有耐蚀钢、耐热钢、耐磨钢、磁钢以及具有其他特殊物理和化学性能的特殊钢。
合金结构钢广泛用于船舶、车辆、飞机、导弹、兵器、铁路、桥梁、压力容器、机床等结构上。
合金结构钢比碳素钢有更好的力学性能,特别是热处理性能优良。
其牌号通常是以“数字+元素符号+数字”的方法来表示。牌号中起首的两位数字表示钢的平均含碳量的万分数,元素符号及其后的数字表示所含合金元素及其平均含量的百分数。

在制造直径小于50毫米的重要零件时可作40Cr钢的代用钢。 5 45Mn2 用作在较高应力与磨损条件下的零件,如万向接头轴、车轴、连杆盖、摩擦盘、蜗杆、齿轮、齿轮轴等调质或正火零件,制作直径<60mm的零件时可替代40Cr钢。 6 50Mn2 在调制状态下,制造高应力及磨损条件下工作的零件,制造直径<80mm的零件时可代替45Cr钢;也可在正火及高温回火后使用,制作中等负荷,截面尺寸较大的零件。例如重型机械中的主轴、轴及大型齿轮;汽车上的传动花键轴以及承受冲击负荷的心轴;一般机械上用作齿轮、蜗杆、齿轮轴、曲轴、连杆等。也可作板簧及平卷簧,在制造80mm以下的零件时,钢的性能与40Cr钢相似。


合金结构钢一般分为调质结构钢和表面硬化结构钢。
①调质结构钢 这类钢的含碳量一般约为0.25%~0.55%,对于既定截面尺寸的结构件,在调质处理(淬火加回火)时,如果沿截面淬透,则力学性能良好,如果淬不透,显组织中出现有自由铁素体,则韧性下降。对具有回火脆性倾向的钢如锰钢、铬钢、镍铬钢等,回火后应快冷。这类钢的淬火临界直径,随晶粒度和合金元素含量的增加而增大,例如,40Cr和35SiMn钢约为30~40mm,而40CrNiMo和30CrNi2MoV钢则约为 60~100mm,常用于制造承受较大载荷的轴、连杆等结构件。
②表面硬化结构钢 用以制造表层坚硬耐磨而心部柔韧的零部件,如齿轮、轴等。为使零件心部韧性高,钢中含碳量应低,一般在0.12~0.25%,同时还有适量的合金元素,以保证适宜的淬透性。氮化钢还需加入易形成氮化物的合金元素(如Al、Cr、Mo等)。渗碳或碳氮共渗钢,经850~950℃渗碳或碳氮共渗后,淬火并在低温回火(约200℃)状态下使用。氮化钢经氮化处理(480~580℃),直接使用,不再经淬火与回火处理。



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一、热影响区的淬硬倾向在一些钢材内,含碳比较少强度也比较低的钢材,他的淬硬倾向就比较小。但是随着钢材强度级别的增加,随之淬硬倾向也慢慢变大。在焊接时,如果快速冷却可能会出现热影响区出现马氏体组织。
二、冷裂纹。低合金高强度结构钢在焊接的时候,如果热影响区的冷冽倾向加大,而且这种冷裂纹一般具有延迟的性质,危害性也比较大。有一些钢材,因为预热的温度没达到,在进行焊接时,在热影响区就会形成大量的冷裂纹。地合金高强度的钢材定位焊接的焊缝就会很容易裂开。这种情况的原因就是由于焊缝的尺度较小,长度也比较短,而冷却的速度过于快而导致。这样的开裂属于冷裂纹性质。三、热裂纹。一般情况下,强度的等级较低的时候,热轧和正火钢热烈倾向比较小。



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