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牢固、坚硬和强韧——含镍合金钢的多种属性-1
作者:Guole   发布时间:2019-07-03   浏览:

镍主要用于不锈钢生产,但有多达8%的镍用于合金钢生产,合金钢凭借特定特性可以用于专门且往往非常重要的应用。

合金钢包括多种铁基材料。含镍量从很低的0.3%左右(某些合金钢)到很高的20%(马氏体时效钢)不等。每种合金具有高于普通碳钢的强度、硬度、耐磨性或韧性的特定组合。它们一般用于动力输出、金属成型和切割设备,或者在碳钢韧性不足的低温下使用。为了简便起见,合金钢可以分为几类,凭借特定属性适应特定的终端用途。含镍合金钢在工具和机械制造方面至关重要,因而工业才能制造更多的工具和机械。

▼一些重要含镍合金钢的典型化学成分

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01可淬硬低合金钢

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▲可淬硬低合金钢用于曲轴、齿轮和飞机起落架制造全都得益于镍成分

这些钢材属于一类铁基材料,具有优于普通碳钢的机械性质。通过添加镍、铬和钼等合金元素,然后进行淬火(快速冷却)和回火热处理制成此材料。如果淬火前将这些元素溶解于奥氏体中,那么就能提高可淬硬性。镍补足了铬和钼的淬硬效果,而且在让淬火和回火热处理形成的硬质马氏体微观结构具有韧性的过程中起到了重要作用。

请参见下表。

▼退火、淬火和回火状态下AISI 4340的典型力学数值与AISI 1045碳钢的比较

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02工具钢

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▲工具钢-空气硬化钢剪切刀片

工具钢包含用于压模(冲压或挤出)、切割或剪切、模具制作或冲击应用(例如锤子,包括个人或工业使用)的多种高硬度、耐磨损钢材。其热处理方式类似于可淬硬低合金钢。

空气硬化工具钢可以减小快速水淬引起的变形,而且在耐磨性与韧性之间取得了平衡。

塑料模具工具钢属于经过成型、渗碳、硬化和回火达到较高表面硬度的低碳钢,因此非常适合注塑模具和压铸模具。

03高强度低合金(耐候钢)

这些钢材的细粒结构使得它们的强度高于普通碳钢。这种细粒结构是通过影响转变温度实现的,从而在空气冷却过程中,奥氏体可以在较低温度下转变为铁氧体和珠光体。在HSLA钢材典型的低碳水平下,硅、铜、镍和磷等元素在细珠光体的生产中特别有效。

添加的铬、铜和镍形成了一个稳定的锈层,可以附着在母材金属上,而且其孔隙远少于普通结构钢上形成的锈层,由此大大降低了腐蚀速度,让这些钢材在无涂覆状态下使用。

▼下表表示ASTM A36碳结构钢与ASTM A588 C级高强度低合金结构钢机械特性的区别。

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