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这类元素(铬和镍除外)能提高强度极限,使塑性略有变化,降低冲击韧性。
低合金钢的含镍量不超过1%。这一元素对钢的增强不够显著,而对塑性及冲击韧性却有良好的影响,并且能提高钢的抗脆性破坏性能。镍的含量往往由于它的稀缺而受到限制。
在多元合金化的情况下,铬能增加钢的强度,并对低温稳定性有良好的影响。在低合金钢的一般含量(≤0.9%)情况下铬对可焊性没有不良作用。
低合金钢中通常加入0.3%的铜。在这种含量下,铜能改善耐腐蚀性能,并使强度性能有所提高。此外,这样的含铜量对钢的可焊性无不良作用,而且不会引起红脆现象。
冶金工作者今后的努力方向是研制强度相当高的、可焊性良好的、冷脆温度较低的钢种。用少量的硼、钼、钒、铌、钛等元素进行严格比例的单一合金化或多元合金化时,可制成新型的钢种。
普通低合金钢是一种含有少量合金元素(多数情况下其总量W总不超过3%)的普通合金钢。这种钢的强度比较高,综合性能比较好,并具有耐腐蚀、耐磨、耐低温以及较好的切削性能、焊接性能等。
对于厚度大于12毫米的钢板应做断口检验,钢板的断口组织应均匀、细致,不得有肉眼可见的收缩疏松、气泡、夹杂和裂缝。厚度不大于25毫米的钢板一个断口内不得有长度大于10毫米及总长大于20毫米的发纹。当由于撕裂现象的干扰,使判断困难或造成断口不合格时,应采取低倍观察。厚度大于25毫米的钢板,可用低倍酸浸检验。
16q的伸长率适用于厚度8~20毫米的钢板。对厚度小于8毫米的,厚度每减少1毫米,允许伸长率降低1%(值)。对厚度大于20毫米,厚度每增加1毫米,允许伸长率降低0.25%(值);但对厚度32毫米以内的,降低值不得大于2%(值),对厚度大于32毫米的,降低值不得大于3%(值)。
钢板按炉罐号交货,每批钢板应由同一炉罐号,低合金钢同一规格,同一轧制制度或同一热处理制度的钢板所组成。每批钢板的重量不得大于60吨。氧气顶吹转炉钢板按炉罐号或由不超过6个炉罐号组成一批,每批中各炉罐号的含碳量差不得大于0.030%,含锰量差不得大于0.15%,批量同上规定。
450 MP a),典型牌号为低合金钢 ; 400 MP a强度级(s s 为 500 MP a~550 MP a),典型钢号为14 MnMoV 和 500 MP a。强度级(s s 为 600 MP a~1000 MP a),典型钢号为12 MnNiCrMoVCu。这类钢用于船舶、车轴、压力容器、锅炉、输送管线等的焊接结构件。
轧制成各种钢材,如板材、管材、棒材、型材等。大型化工容器采用 16 MnR 制造,低合金钢质量比用碳钢减轻 l/3;与碳钢相比,用15 MnV 制造球形贮罐可节省钢材约 45%。用15 MnTi 代替 20 g 制造合成塔,也可节省钢材。化工设备用低合金高强度钢,除要求强度外,还要求有较好的塑性和焊接性能,以利于设备加工。强度较高者,其塑性与焊接性便有所降低。这是由于含较多合金元素产生过大硬化作用造成的。因此,必须根据容器的具体操作条件 (温度、压力)和制造加工(低合金钢卷板、焊接)要求,选用适当强度级别的钢种。
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耐磨钢广泛用于矿山机械、煤炭采运、工程机械、农业机械、建材、电力机械、铁路运输等部门。例如,球磨机的钢球、耐磨钢耐磨钢衬板、挖掘机的斗齿、铲斗,各种破碎机的轧臼壁、齿板、锤头,拖拉机和坦克的履带板、风扇磨机的打击板。
铁路辙叉,煤矿刮板输送机用的中部槽中板、槽帮、圆环链,推土机用铲刀、铲齿,大型电动轮车斗用衬板,石油和露天铁矿穿孔用牙轮钻头等等,以上所列举的还主要限于属于经受磨料磨损的耐磨钢的应用,而各种各样的机械中凡是有相对运动的工件问。
皆会产生各种类型的磨损,都会有提高工件材料耐磨性的要求或要求采用耐磨钢,这方面的例子则不胜枚举。矿石和水泥磨机中使用的研磨介质(球、棒和衬板)是消耗量很大的钢铁磨损件。在美国,磨球大多数是用碳素钢和合金钢锻造或铸造的。
它们占磨球总消耗量的97%.在加拿大,消耗的磨球中钢球占81%.据80年代末统计,中国每年消耗磨球约80~100万t,全国磨机衬板的年消耗量近20万t,这其中绝大多数为钢制品。中国煤矿用刮板输送机中部槽每年要消耗6~8万t钢板。
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为了容易地和经济地进行热或冷加工以制成工程结构的各种部件,低合金高强度钢必需具有适当的成形性能。和碳素结构钢一样,低合金高强度钢一般可以进行这样的加工,以及如剪切、冲孔和机加工艺。虽然其屈服点高,即使成形操作变形相当剧烈也同样可以使用用于碳素结构钢成形的冷弯冲压机、拉拔机、压力机和其他设备,但是一些设备具需要修改。
低合金高强度钢和碳素结构钢的冷成形性能之间有固有的区别。首先,使低合金高强度钢产生一定量的变形比同样尺寸的碳素结构钢需要更大的力。第二,当低合金高强度钢成形时,对回弹应给出稍大些的允许量。
根据经验,除非对低合金高强度钢进行控制夹杂物形状的处理,否则在进行冷成形时必须使用比碳素结构钢更大的弯曲半径。
由于钢结构在制作加工过程中经常使用焊接工艺,因此对于这类用途的低合金高强度钢来说,能够采用在薄板和钢带这样的厚度情况下广泛使用的电弧焊工艺进行焊接是非常重要的,所制作的钢结构的焊缝应具有要求的强度和韧性也同样是非常重要的,这样才能经受住预定用途出现的不利的条件。
目前低合金高强度钢的发展与各种焊接工艺的发展足同步进行的,要特别注意确保这些钢能够具有适当的焊接性能。如果焊接操作得当,大部分低合金高强度钢是可以很好地进行焊接的。对于大型型钢和较高碳和锰含量的牌号,需要预热或采用低氢焊条。对于某些低合金高强度钢无论厚度是多少,都应采用低氧焊条。
当使用低合金高强度钢时,都是希望取其强度高的优点而用较薄的截面,这不仅仅是为了节省重量而且也是为了尽可能的经济。但是,必须要充分考虑腐蚀这一因素,钢材截面愈薄就愈应注意防腐。任何钢结构的防腐一般都是通过在适当准备的表面上涂防腐层并且对防腐层加以保护的方法来达到的。
高层建筑用钢受力情况复杂,要求具有可靠性高、使用寿命长,并能够抵御一定的地震烈度的破坏等特点,这就决定了高层建筑结构用钢板要求具有一定的特殊性能,
一些低合金高强度钢具有良好的耐大气腐蚀性能,其不仅可以提高防腐涂层的效果,而且在某些情况下采取适当的措施甚至还可以在不涂层的状态下暴露在大气中使用。提高耐大气腐蚀性能的元素是铜、磷、硅、铬、镍和钼。一些低合金高强度钢的优良的耐大气腐蚀性能导致形成了建筑、桥梁等结构设计的新概念,即这些结构选用适当的低合金高强度钢的裸露构件来建造。
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