工程結(jié)構(gòu)鋼及其應(yīng)用-資料下載頁
2024-12-29 15:14本頁面
【正文】 第二節(jié) 低合金高強(qiáng)度鋼 四、具有特殊用途的低合金高強(qiáng)度鋼 1. 耐候鋼 2. 耐海水腐蝕鋼 3. 表面處理鋼材 4. 汽車沖壓用鋼板 5. 石油、天然氣管線鋼 6. 工程機(jī)械用鋼與可焊性高強(qiáng)度鋼 7. 鋼筋鋼 在很低溫度下工作的設(shè)備，如各種冷凍設(shè)備、制氧設(shè)備、各種低溫和超低溫容器，要求耐 60℃ ~ 196℃ 的低溫。 要求一定的塑性和韌性，很小的低溫脆性傾向。組織近似于全 F。 特點(diǎn) 是 低碳或超低碳 （＜ %），加入少量 V、 Ti、 Nb、Al細(xì)化晶粒，保持低溫韌性。如 06MnNb、 06MnVAl允許工作溫度分別為 80 ℃ 和 100 ℃ 。 工作溫度更低（ 196 ℃ ）時(shí)，仍采用高 Ni鋼或高合金奧氏體鋼。 8. 低溫用鋼 第二節(jié) 低合金高強(qiáng)度鋼 四、具有特殊用途的低合金高強(qiáng)度鋼 1. 耐候鋼 2. 耐海水腐蝕鋼 3. 表面處理鋼材 4. 汽車沖壓用鋼板 5. 石油、天然氣管線鋼 6. 工程機(jī)械用鋼與可焊性高強(qiáng)度鋼 7. 鋼筋鋼 8. 低溫用鋼 9. 鋼軌鋼 含碳量為 %~%的高碳鋼（在我國劃歸為 低合金鋼 ），要求高強(qiáng)度、高耐磨性、高耐疲勞性能。 鋼中有較高的含碳量，還需加入 Mn、 Si，故有含 Mn鋼軌（ %~%Mn）和高 Si鋼軌（ %~%Si）。 如 65Mn2SiVTi是我國新近研制的重型鋼軌。 第二節(jié) 低合金高強(qiáng)度鋼 石油、天然氣開發(fā)，需要大量輸送管線。油氣管線用鋼要求有很好的焊接性、低溫韌性和強(qiáng)度等綜合性能。輸送油氣距離越大，壓力越大，質(zhì)量要求也越高。油氣管線用鋼發(fā)展為微 P低合金高強(qiáng)度鋼。 一、強(qiáng)化機(jī)理 對(duì) FP鋼， P量每 ↑10%，將使 TK↑22℃ 。油氣管線用鋼： ↓C，＜ %；為保證強(qiáng)度，就必須采用其它不損害或少損壞焊接性和韌度的強(qiáng)化措施。 第三節(jié) 微合金化低合金高強(qiáng)度鋼 （微珠光體低合金高強(qiáng)度鋼） →晶粒細(xì)化和析出強(qiáng)化 ↑鋼性能。 →Nb、V、 Ti微合金化和控軋控冷處理工藝。 通過控制軋制或控制冷卻新生成的 α相變核 控制軋制和控制冷卻的組織變化模式圖 二、控制軋制和控制冷卻技術(shù) 高溫形變熱處理 →F大幅度晶粒細(xì)化 →↑強(qiáng)度和韌度 圖中軋制溫度向右邊降低，上層表示奧氏體組織變化，下層表示奧氏體開始相變后組織及 F核的形成 各種軋制程序模式圖 CR：控制軋制； AcC：控制冷卻 三、 微合金元素的作用 常用 Nb、 V、 Ti單個(gè)加入或復(fù)合加入，其作用主要有細(xì)化晶粒和析出強(qiáng)化。微合金元素細(xì)化晶粒主要通過以下兩種方式： （ 1）阻止加熱時(shí)奧氏體晶粒長大 （ 2）抑制奧氏體形變?cè)俳Y(jié)晶 在熱加工過程中，奧氏體會(huì)發(fā)生形變?cè)俳Y(jié)晶使晶粒回復(fù)粗大。但應(yīng)變動(dòng)態(tài)析出 Nb、 V、 Ti的碳氮化物，沉淀在晶界、亞晶界和位錯(cuò)上起釘軋作用，有效地阻止奧氏體再結(jié)晶時(shí)晶界和位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)，從而抑制奧氏體形變?cè)俳Y(jié)晶。 微合金元素對(duì)鋼的屈服強(qiáng)度的影響 （ σG：晶粒細(xì)化的貢獻(xiàn) σph：析出強(qiáng)化的貢獻(xiàn)） 沉淀析出強(qiáng)化相主要是低溫下析出的 Nb(C,N)和 VC。Nb≤%時(shí)，△ σG＞△ σph； Nb≥%時(shí)，△ σph增量大大增加，而△ σG保持不變。 V引起析出強(qiáng)化增量△ σph最顯著，而 Ti的作用處于 Nb和 V之間。 第四節(jié) 針狀鐵素體鋼（超低碳貝氏體鋼） 對(duì)于一些強(qiáng)度、焊接性、低溫沖擊韌性等要求更高的場(chǎng)合，還必須采用針狀鐵素體低合金高強(qiáng)度鋼。 基本 特點(diǎn) 針狀鐵素體（ acicular ferrite，簡寫 AF）鋼實(shí)際上屬于 超低碳貝氏體鋼 。（下圖） ≤%C+適量 Mn、 Mo、 Nb等，具有高密度位錯(cuò)（ 1010cm2）亞結(jié)構(gòu)的“針狀 F”組織（超低碳 B）。 σs達(dá) 700~800MPa，低溫沖擊韌性、焊接性更好。 用于現(xiàn)場(chǎng)焊接條件及其寒冷地帶管線，被稱為 21世紀(jì)的控軋鋼。 ? 低碳或超低碳的針狀 F， 實(shí)質(zhì)上屬于低碳 B鋼 C%,其 α片呈板條狀 ， 具有高位錯(cuò)密度 ，在 450℃ 以下形成 。 ? 常用 MnMoNb鋼 ， 屈強(qiáng) 470MPa， 如 06MnMoNb, 09MnMoVNb ? 具有好的低溫韌性 ， 而且有良好焊接性 ， 成功地應(yīng)用于制造寒帶輸送石油和天然氣的管線 針狀鐵素體 第五節(jié) 低碳貝氏體和馬氏體 低碳貝氏體鋼是指含碳量為 ~%，使用狀態(tài)組織為 B的鋼。貝氏體鋼通常是在軋制空冷或控制冷卻，直接獲得 B組織。 由于 B的相變強(qiáng)化，低碳貝氏體鋼與相同含碳量的鐵素體 珠光體型鋼相比，具有更高的強(qiáng)度和良好的韌性，屈服強(qiáng)度可達(dá)450~980MPa。 低 C貝氏體鋼 主要特點(diǎn) 合金元素作用是保證在較寬冷速范圍內(nèi)獲得以 B為主的組織 成分特點(diǎn)： %左右 Mo + 微量 B（ %） + Mn、 Cr、 Ni等 + Nb、 Ti、 V 主要用于制造容器的板材和其它鋼結(jié)構(gòu)。 14MnMoV和 14MnMoVBRE鋼是我國發(fā)展的低碳貝氏體鋼，屈服強(qiáng)度為 490MPa級(jí)。 低碳馬氏體鋼 工程機(jī)械上相對(duì)運(yùn)動(dòng)的部件和低溫下使用部件，要求有更高的強(qiáng)度和良好的韌性。 ≤%C，加入 Mo、 Nb、 V、 B及控制 Mn或 Cr與之配合 →淬火回火處理組織為低碳回火馬氏體。 如： BHS1鋼的成分為 。鍛軋后空冷（ B+M+F）或直接淬火并自回火（ M ） 。達(dá)到合金調(diào)質(zhì)鋼調(diào)質(zhì)后的性能水平。 制造汽車的輪臂托架、操縱桿、車軸、轉(zhuǎn)向聯(lián)動(dòng)節(jié)和拉桿等，也可用于冷鐓、冷拔及制作高強(qiáng)度緊固件。 第六節(jié) 雙相鋼 高強(qiáng)度，良好冷成型性能， 極佳沖壓性能（薄板或帶鋼 — 深沖用鋼材） F+M（ 5% 20%）組織， F基體上分布不連續(xù)島狀混合型 M，稱為雙相鋼。 F中非常干凈， C、 N等間隙原子很少； C和 Me大部分在 M中 性能 組織 強(qiáng)度 性能 低 σs，且是連續(xù)屈服，無屈服平臺(tái)和上、下屈服點(diǎn)；均勻塑變能力強(qiáng)，總延伸率較大，冷加工性能好；加工硬化率 n值大，成型后σs可達(dá) 500~700MPa。 雙相鋼 普通鋼 10 20 30 40 應(yīng)變 /% 雙相鋼和普通鋼應(yīng)力應(yīng)變曲線的比較 第六節(jié) 雙相鋼 主要成分為： ~%C, ~%Si, ~%Mn, %Cr， ~%Mo，少量 V、 Nb、 Ti。 通過兩相區(qū)加熱淬火或熱軋后空冷 。 分為退火雙相鋼和熱軋雙相鋼 成分 工藝 應(yīng)用 沖壓型雙相鋼主要是板材，廣泛用于各種容器和汽車沖壓件。 非沖壓雙相鋼有棒材、線材、鋼筋薄壁無縫鋼管等產(chǎn)品。鋼材經(jīng)熱軋后控制冷卻，得到 F加 M雙相鋼組織，然后經(jīng)冷拔、冷鐓等工藝制成成品?？捎糜谄嚨拇罅汉蜐L型車輪，汽車的前后保險(xiǎn)杠、發(fā)動(dòng)機(jī)懸置梁等，使用雙相鋼可使汽車重量降低 10~30%。 低合金高強(qiáng)度鋼發(fā)展趨勢(shì) 低碳超低碳 ＜ %甚至＜ % 高純凈化 凈化鋼中的有害雜質(zhì) 微合金化技術(shù) 復(fù)合微合金化 控軋和控冷工藝 自動(dòng)化在線控制 超細(xì)晶?；? 組織微細(xì)化 計(jì)算機(jī)控制和性能預(yù)報(bào) 在線生產(chǎn)系統(tǒng) 作 業(yè) 1. 碳鋼含有哪幾種常見元素 ？ 它們對(duì)碳鋼的性能有何影響 ？ 2. 簡述 HSLA鋼中合金元素的強(qiáng)化方式及其對(duì)材料性能的影響 。 3. 簡單介紹低合金高強(qiáng)度鋼的合金化思路 。 ？工程構(gòu)件用鋼為什么考慮低碳？具體分析 Mn、 Si、 Al、 Nb、 V、Ti、 Cu、 P、 Cr、 Ni在低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼中的作用。 補(bǔ)充 作 業(yè) 1. 結(jié)合 5個(gè)大型的工程結(jié)構(gòu)分析選擇材料的性能特點(diǎn)及成分特點(diǎn) （ 說明其中合金元素的作用 ） 。 2. 低碳貝氏體鋼的成分特點(diǎn) 、 性能特點(diǎn)及應(yīng)用 （ 低碳貝氏體鋼研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì) ） 。 3. 雙相鋼的成分特點(diǎn) 、 性能特點(diǎn)及應(yīng)用 。 4. 分析工程結(jié)構(gòu)鋼在汽車上的應(yīng)用 。 謝謝觀看 /歡迎下載 BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAITH
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