按含碳量分類
1)小于0.25%C為低碳鋼,其中尤以含碳低于0.10%的08F,08Al等,由于具有很好的深沖性和焊接性而被廣泛地用作深沖件如汽車、制罐等,20G則是制造普通鍋爐的主要材料,此外,低碳鋼也廣泛地作為滲碳鋼,用于機械制造業(yè)。
2)0.25~0.60%C為中碳鋼,多在調(diào)質(zhì)狀態(tài)下使用,制作機械制造工業(yè)的零件。
3)大于0.6%C為高碳鋼,多用于制造彈簧、齒輪、軋輥等,根據(jù)含錳量的不同,又可分為普通含錳量(0.25~0.8%)和較高含錳量(0.7~1.0%和0.9~1.2%)兩鋼組。錳能改善鋼的淬透性,強化鐵素體,提高鋼的屈服強度、抗拉強度和耐磨性。通常在含錳高的鋼的牌號后附加標記“Mn”,如15Mn、20Mn以區(qū)別于正常含錳量的碳素鋼。
碳素鋼是指通常含碳量小于1.35%的鐵碳合金,其中還含有限量以內(nèi)的硅、錳和磷、硫等雜質(zhì)及其它微量的殘余元素。碳素鋼是近代工業(yè)中使用早、用量的基本材料,世界各工業(yè)國家,在努力增加低合金高強度鋼和合金鋼產(chǎn)量的同時,也非常注意改進碳素鋼質(zhì)量,擴大品種和使用范圍。特別是20世紀50年代以來,氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼、爐外噴吹、連續(xù)鑄鋼和連續(xù)軋制等新技術(shù)被普遍采用,進一步改善了碳素鋼的質(zhì)量,擴大了使用范圍。碳素鋼的產(chǎn)量在各國鋼總產(chǎn)量中的比重,約保持在80%左右,它不僅廣泛應(yīng)用于建筑、橋梁、鐵道、車輛、船舶和各種機械制造工業(yè),而且在近代的石油化學(xué)工業(yè)、海洋開發(fā)等方面,也得到大量使用。
鐵碳合金相圖的應(yīng)用
毛坯成型方法有:鑄造、焊接、鍛壓。其中鍛壓是這三種毛坯成型中綜合力學(xué)性能的一種。鍛壓工藝是將坯料加熱至奧氏體區(qū)域,使其有良好的塑性和低的抗變形性能,在施加外力的情況下改變其尺寸、結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能的加工方法。在這里可以知道,鍛壓是碳鋼在完全奧氏體化的情況下,其塑性好,有較低的抗變形能力。因此,要使其完全奧氏體化,其溫度控制合理,才能夠達到要求。從圖看線1、線3,分別代表的是亞共析鋼、過共析鋼組織隨溫度變化其性能會改變的情況。當(dāng)亞共析鋼加熱到727℃時,P開始向A轉(zhuǎn)變。當(dāng)繼續(xù)加熱至GS的交點a時,F(xiàn)完全轉(zhuǎn)變成A了。此時,塑性變形能力較好,抗變形能力小。溫度繼續(xù)上升,其塑性變形會有提高,但是溫度過高,施加壓力過程中,會使坯料表面產(chǎn)生加工硬化,同時會伴隨有脫碳現(xiàn)象。因此,一般將始鍛溫度控制在固相線以下200℃左右。終端溫度控制在PSK線以上60℃左右。合理控制好鍛壓溫度,既可以保證坯料有良好的鍛壓性能,能夠滿足預(yù)期形狀、尺寸精度要求。同時,可以避免加工硬化帶來的內(nèi)應(yīng)力裂紋、脫碳現(xiàn)象。鐵碳合金由含碳量不同被分為碳鋼、鑄鐵兩大類材料,鑄鐵的鑄造性能好,強度硬度高屬脆性材料。碳鋼鑄造性能一般,但綜合力學(xué)性能較鑄鐵好。因此,對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜又承受靜載荷零件選擇鑄鐵。對于形狀復(fù)雜而又要求有一定力學(xué)性能承受一定量動載荷的零件,可以考慮用碳鋼,或者合金鋼。
礦山廢鋼鐵
我國礦產(chǎn)資源豐富,特別是煤的產(chǎn)量居世界,煤的貯存量位居世界第三,產(chǎn)煤的歷史較長,因此,這方面淘汰下來的廢鋼鐵很多。煤礦是高風(fēng)險行業(yè),設(shè)備淘汰更新較快,同樣也是廢鋼鐵產(chǎn)生較多的地方。例如,各種液壓支架、巷道支架、運輸車輛,各種采掘機械工器具等。這類廢鋼鐵也是優(yōu)質(zhì)廢鋼鐵。礦山廢鋼的特點是重型料多、合金鋼多。