随着科学技术和工业的发展,对材料提出了更高的要求,如更高的强度,抗高温、高压、低温,耐腐蚀、磨损以及其它特殊物理、化学性能的要求,碳钢已不能完全满足要求。
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不锈钢还是建筑用金属材料中强度的材料之一。由于不锈钢具有良好的耐腐蚀性,所以它能使结构部件地保持工程设计的完整性。含铬不锈钢还集机械强度和高延伸性于一身,易于部件的加工制造,可满足建筑师和结构设计人员的需要。[编辑本段]不锈钢牌号分组2系列—铬-镍-锰奥氏体不锈钢3系列—铬-镍奥氏体不锈钢31—延展性好,用于成型产品。也可通过机械加工使其迅速硬化。焊接性好。抗磨性和疲劳强度优于34不锈钢。2—耐腐蚀性同34,由于含碳相对要高因而强度更好。3—通过添加少量的硫、磷使其较34更易切削加工。通用型号;即18/8不锈钢。GB牌号为Cr18Ni9。较之34有更好的耐温性。继34之後,第二个得到广泛应用的钢种,主要用于食品工业和外科手术器材,添加钼元素使其获得一种抗腐蚀的特殊结构。由于较之34其具有更好的抗氯化物腐蚀能力因而也作“船用钢”来使用。SS316则通常用于核燃料回收装置。/1级不锈钢通常也符合这个应用级别。[1]型号321—除了因为添加了钛元素降低了材料焊缝锈蚀的风险之外其他性能类似34。系列—铁素体和马氏体不锈钢48—耐热性好,弱抗腐蚀性,11%的Cr,8%的Ni。廉价的型号(英美),通常用作汽车排气管,属铁素体不锈钢(铬钢)。—马氏体(高强度铬钢),耐磨性好,抗腐蚀性较差。添加了硫改善了材料的加工性能。—“刃具级”马氏体钢,类似布氏高铬钢这种早的不锈钢。
(2) 强度和屈强比较低。如普通碳钢Q235钢的σs为235MPa,而低合金结构钢16Mn的σs则为360MPa以上。40钢的 σs /σb仅为0.43, 远低于合金钢。
(3) 回火稳定性差。由于回火稳定性差,碳钢在进行调质处理时,为了保证较高的强度需采用较低的回火温度,这样钢的韧性就偏低;为了保证较好的韧性,采用高的回火温度时强度又偏低,所以碳钢的综合机械性能水平不高。
(4) 不能满足特殊性能的要求。碳钢在抗氧化、耐蚀、耐热、耐低温、耐磨损以及特殊电磁性等方面往往较差,不能满足特殊使用性能的需求。
1. 用途
主要用于制造桥梁、船舶、车辆、锅炉、高压容器、输油输气管道、大型钢结构等。
2. 性能要求
(1) 高强度:一般其的屈服强度在300MPa以上。
(2) 高韧性:要求延伸率为15%~20%,室温冲击韧性大于600kJ/m~800kJ/m。 对于大型焊接构件,还要求有较高的断裂韧性。
(3) 良好的焊接性能和冷成型性能。
(4) 低的冷脆转变温度。
(5) 良好的耐蚀性。
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X65级以下扁平试样的强度变化小,但对于X80级以上,材料的加工硬化变小,扁平试样的鲍辛格效应明显,存在用扁平试样测定的YS比实际YS低的问题。此外,X80级以上不使用扁平拉伸试样,而多采用可加工的圆棒试样,各标准都认可圆棒试样。圆棒试样的值只表示壁厚方向的一部分,必须认识到与全壁厚的值有些不同。以前API标准中,对油井管、管线钢管YS的定义是0.5%轻负载屈服强度。,X120是0.65%轻负载屈服强度;X100是0.60%轻负载屈服强度接近YS。
3. 成分特点
(1) 低碳:由于韧性、焊接性和冷成形性能的要求高,其碳含量不超过0.20%。
(2) 加入以锰为主的合金元素。
(3) 加入铌、钛或钒等辅加元素:少量的铌、钛或钒在钢中形成细碳化物或碳氮化物,有利于获得细小的铁素体晶粒和提高钢的强度和韧性。
此外,加入少量铜(≤0.4%)和磷(0.1%左右)等,可提高抗腐蚀性能。加入少量稀土元素,可以脱硫、去气,使钢材净化,改善韧性和工艺性能。
4. 常用低合金结构钢
16Mn是我国低合金高强钢中用量广泛多、产量的钢种。使用状态的组织为细晶粒的铁素体—珠光体,强度比普通碳素结构钢Q235高约20%~30%,耐大气腐蚀性能高20%~38%。
15MnVN 中等级别强度钢中使用多的钢种。强度较高,且韧性、焊接性及低温韧性也较好,被广泛用于制造桥梁、锅炉、船舶等大型结构。
强度级别超过500MPa后,铁素体和珠光体组织难以满足要求,于是发展了低碳贝氏体钢。加入Cr、Mo、Mn、B等元素,有利于空冷条件下得到贝氏体组织,使强度更高,塑性、焊接性能也较好,多用于高压锅炉、高压容器等。
5. 热处理特点
这类钢一般在热轧空冷状态下使用,不需要进行专门的热处理。使用状态下的显微组织一般为铁素体+索氏体。
新闻:黄山37铬镍3钢板发货地中心夹杂物电镜扫描发现,裂纹源中心存在夹杂物,夹杂物主要为铝酸钙类型,是在炼钢脱氧过程中产生。线材中非金属夹杂物的存在,破坏了组织和基体的连续性,夹杂物的存在起到了一个显微裂纹的作用,一旦受力,当裂纹达到失稳状态尺寸,便瞬间产生断裂,形成断丝。异常组织断丝中心会存在粗细不均、断续分布的一条或多条白条带组织,并有垂直拉伸方向的短细裂纹存在。分析发现为Mn、Cr等合金元素的偏析。偏析的存在,线材在正常冷却速度下使C曲线右移,在中心产生条带状马氏体异常组织。