1. 不銹鋼中的化學成份及作用是什麼
不銹鋼之所以有優良的防銹性和抗腐蝕性,在於不銹鋼表面的Cr易與大氣中的氧生成Cr2O3的緻密鈍態氧化膜2,將大氣中的水氣及氧阻絕在外,保護基材不繼續受氧化影響而腐蝕,即使材料本身受到外力或化學方式破壞表面,Cr2O3也能迅速再生成。
除耐蝕性之外,不銹鋼亦具有耐熱性、耐高溫腐蝕性、高溫強度等優點,另一方面不銹鋼機械性質雖不如碳鋼,但加工硬化現象較碳鋼為高,因此常使用加工硬化來達到強度的要求。
導磁性部分,一般傳統觀念認識不銹鋼一定沒有磁性,甚至以此來判斷不銹鋼和碳鋼,但其實不然,在不銹鋼中,具沃斯田鐵相的不銹鋼才具有無磁性特點(但不包括冷作加工後的),肥粒鐵和麻田散鐵相的不銹鋼依舊具有磁性。
不銹鋼既為一高合金鋼,其成份影響材料特性甚巨,各添加的合金元素對不銹鋼的影響整理如下:1、鉻Cr:
為不銹鋼主要的添加元素,一般在12%以上,因可生成Cr2O3鈍態保護膜,是不銹
鋼具耐蝕性最大的原因,Cr含量的增加,保護膜的穩定度也相對提升。能耐高溫氧
化及氧化酸,但還原酸(H2SO4、HCL)會溶去Cr2O3氧化膜使之無法重新生長,
故僅含鉻的不銹鋼在還原酸的環境中受腐蝕的速率仍高。另外Cr也是肥粒鐵相的
安定元素(Cr當量表示肥粒鐵相的安定度),使不銹鋼具有質軟延展性好、高溫強
度佳的特性。2、鎳Ni:
鉻鋼中加入Ni可增強不銹鋼鈍態保護膜在還原酸中的耐蝕性,同時也是沃斯田鐵
相的安定元素(Ni當量表示),使高溫沃田鐵相在常溫仍繼續保持安定。另外增加
Ni的添加可減低不銹鋼的加工硬化性使之具有韌性。3、碳C:
加入C可因原子間隙強化而提高不銹鋼的強度,同時是沃斯田鐵相的安定元素,但
因敏化(後述)的影響,而有局部腐蝕現象(晶界腐蝕),故以腐蝕觀點來看,宜
降低含碳量(0.03%以下),但會降低強度和硬度,此時可利用後續的加工硬化來達
到要求的強度,或添加N來改善(C:N
=
1:2)。4、硅Si:
雜質成份,可減少高溫時的銹皮產生、增加耐熱性、高溫強度佳、肥粒鐵相的安定
元素。5、錳Mn:
提高強度、可取代Ni的添加(Mn:Ni
=
4:1,可降低成本)、沃斯田鐵相安定元
素,但對煉制的過程來說,添加過多的Mn會嚴重侵蝕爐壁。6、磷P:
雜質成份,一般在0.045%(0.04%)以下。7、硫S:
雜質成份,一般在0.03%以下,但增加S可改善材料的切削性(因沃斯田鐵相不銹
鋼材質黏韌,切削加工性不良,亦會造成刀具的毀損,而S與Mn生成MnS紡錘
體組織的介在物,易切斷車屑)。8、鉬Mo:
增加Mo可強化鈍態膜,有利於耐孔蝕,提高對氯離子的抵抗性;2%以上的Mo可
有效改善耐硫酸侵蝕的效益;另一方面亦增加硬化能4、肥粒鐵相安定因素。9、銅Cu:
增加非氧化性氣氛的耐蝕性;3%以上的Cu有析出強化效果;降低不銹鋼加工硬化
效應,使之易冷作成形;但熱間加工性差、會發生熱脆化。10、氮N:
沃斯田鐵相安定因素,增強常溫及高溫的強度(與C同),但幾乎不影響耐蝕性。11、鈦Ti、鈮Nb、鉭Ta:
再鋼中取代Cr與C形成安定化的碳化物,減少Cr23C6的析出而產生缺鉻區(抗敏
化,鈦的添加量為Ti
=
5(or
6)
x
C,0CR,或Ti
=
5
x
(C-0.02)),1CR。但Ti添加太多
時,在鑄造時容易堵塞鑄嘴。近年來由於低碳鋼種開發(xxxL),使得加Ti的使用
減少許多。12、鋁Al:
晶粒細微化、析出強化效果。13、硼B:
可增加Cu的固溶量:提高冷加工性。14、硒Se:
改善切削性質。
2. 不銹鋼是怎樣煉成的
目前世界上不銹鋼的冶煉有三種方法,即一步法,二步法,三步法。
一步法:即電爐一步冶煉不銹鋼。由於一步法對原料要求苛刻(需返回不銹鋼廢鋼、低碳鉻鐵和金屬鉻),生產中原材料、能源介質消耗高,成本高,冶煉周期長,生產率低,產品品種少,質量差,爐襯壽命短,耐火材料消耗高,因此目前很少採用此法生產不銹鋼。
二步法1965年和1968年,VOD和AOD精煉裝置相繼產生,它們對不銹鋼生產工藝的變革起了決定性作用。前者是真空吹氧脫碳,後者是用氬氣和氮氣稀釋氣體來脫碳。將這兩種精煉設施的任何一種與電爐相配合,這就形成了不銹鋼的二步法生產工藝。
採用電爐與VOD二步法煉鋼工藝比較適合小規模多品種的兼容廠的不銹鋼生產。
採用電爐與AOD的二步法煉鋼工藝生產不銹鋼具有如下優點:
1、AOD生產工藝對原材料要求較低,電爐出鋼含C可達2%左右,因此可以採用廉價的高碳FeCr和20%的不銹鋼廢鋼作為原料,降低了操作成本。
2、AOD法可以一步將鋼水中的碳托道0.08%,如果延長冶煉時間,增加Ar量,還可進一步將鋼水中的談脫到0.03%以下,除超低碳。超低氮不銹鋼外,95%的品種都可以生產。
3、不銹鋼生產周期相對VOD較短,靈活性較好。
4、生產系統設備總投資較VOD貴,但比三步法少。
5、AOD爐生產一步成鋼,人員少,設備少,所以綜合成本較低。
6、AOD能夠採用含C1.5%以下的初煉鋼水因此可以採用低價高碳FeCr、FeNi40以及35%的碳鋼廢鋼進行配料,原料成本較低。
其缺點是:
1、爐襯使用壽命短;
2、還原硅鐵消耗大;
3、目前還不能生產超低C、超低氮、不銹鋼,且鋼中含氣量較高;
4、氬氣消耗量大。
目前世界上88%不銹鋼採用二步法生產,其中76%是通過AOD爐生產。因此它比較適合大型不銹鋼專業廠使用。
三步法:即電爐+復吹轉爐+VOD三步冶煉不銹鋼。其特點是電爐作為熔化設備,只負責向轉爐提供含Cr、Ni的半成品鋼水,復吹轉爐主要任務是吹氧快速脫碳,以達到最大回收Cr的目的。VOD真空吹氧負責進一步脫碳、脫氣和成分微調。三步法比較適合氬氣供應比較短缺的地區,並採用含碳量較高的鐵水作原料,且生產低C、低N不銹鋼比例較大的專業廠採用。
3. 不銹鋼1Cr18Ni9Ti,加熱後氧化生成什麼物質,其性質怎樣
鑄鐵
鑄鐵不是純鐵,它是一種以Fe、C、Si為主要成分且在結晶過程中具有共 晶轉變的多元鐵基合金。化學成分一般為:C2.5%—4.0%、Si1.0%一3,0%、P0.4%~1.5%、S0.02%—02%。為了提高鑄鐵的機械性能 ,通常在鑄鐵成分中添加少量Cr、Ni、C。、Mi、等合金元素製成合金鑄鐵。
19,1鑄鐵的特點和分類
一、鑄鐵的特點
1.成分與組織特點
鑄鐵與碳鋼相比較,其化學成分中除了有較高的C、Si含量外(C2.5%~4,0%、Si1.0%一3.0%),還含有較高的雜質元素Mn、P,S,在特殊性能的合金鑄鐵中,還含有某些合金元素。所有這些元素的存在及其含量,都將直接影響鑄鐵的組織和性能。
由於鑄鐵中的碳主要是以石墨(G)形式存在的,所以鑄鐵的組織是由金屬基體和石墨所組成的。鑄鐵的金屬基體有珠光體、鐵素體和珠光 體加鐵素體三類,它們相當於鋼的組織。因此,鑄鐵的組織特點,可以看成是在鋼的基體上分布著不同形狀的石墨。
2.鑄鐵的性能特點
鑄鐵的抗拉強度、塑性和韌性要比碳鋼低。雖然鑄鐵的機械性能不如鋼,但由於石墨的存在,卻賦予鑄鐵許多為鋼所不及的性能。如良好的耐磨性、高消振性、低缺口敏感性以及優良的切削加工性能。此外 ,鑄鐵的碳含量高,其成分接近於共晶成分,因此鑄鐵的熔點低,約為1200℃左右,鐵水流動性好,由於石墨結晶時體積膨脹,所以傳送收縮率小,其鑄造性能優於鋼,因而通常採用鑄造方法製成鑄件使用,故稱之為鑄鐵。
二、鑄鐵的分類
鑄鐵的分類方法很多。根據碳存在的形式可分為三種:
1.白口鑄鐵(簡稱白口鐵)
白口鑄鐵中的碳主要以滲碳體(Cm)形式存在,斷口呈白亮色。其性能硬而脆,切削加工困難。除少數用來製造硬度高、耐磨、不需要加工的零件或表面要求硬度高、耐磨的冷硬鑄件外(如破碎機的壓板、軋輥、火車輪等 ),還可作為煉鋼原料和可鍛鑄鐵的毛坯。
2.灰口鑄鐵(簡稱灰口鐵)
灰口鑄鐵中的碳主要以片狀石墨的形式存在,斷口呈灰色。灰口鑄鐵具有良好的鑄造性能和切削加工性能,且價格低廉,製造方便,因而應用比較廣泛。
3.麻口鑄鐵(簡稱麻口鐵)
麻口鑄鐵中的碳既以滲碳體形式存在,又以石墨狀態存在。斷口來雜著白亮的游離滲碳體和暗灰色的石墨,故稱為麻口鐵。生產中很少用麻口鐵。
根據石墨形狀的不同,將鑄鐵分為以下四種:
(1)灰口鑄鐵,鑄鐵中的石墨形狀呈片狀。
(2)蠕墨鑄鍾持鐵中的石墨大部分為短小蠕蟲狀
(3)球墨鑄鐵(又稱瑪鐵、瑪鋼),鑄鐵中的石墨是不規則團絮狀。
(4)球墨鑄鐵:鑄鐵中的石墨呈球狀。
此外,為了獲得某些特殊性能,應使鑄鐵中的常規元素高幹規定的含量,並且加入一定的合金元素,此稱之為 特殊性能鑄鐵。例如、耐磨鑄鐵、耐熱鑄鐵和耐蝕鑄鐵等。
19,2鑄鐵的結晶
通過金屬學的學習我們已經知道,鑄鐵的結晶過程和組織轉變依化學成分和鑄造工藝條件不同,可以按Fe-Fe3C系進行或者按Fe-G系進行。研究鑄鐵時為了方便起見 ,通常將這兩種狀態圖疊加在一起稱為Fe-C合金雙重狀態圖,如圖所示 。
由圖可見,亞共晶成分的發口鑄鐵(簡稱灰鑄鐵)結晶時,首先拆出的是初生奧氏體A,以後殘留下的液相再經過共晶轉變 ,變為固態。共晶轉變完畢後繼續冷卻時,還要發生碳自A中脫港析出那以後的共折轉變,完成結晶過程,形成亞共晶鑄鐵的最終紛紛通常把初生A的析出和以後共晶轉變稱為鑄鐵的一次結晶;而把凝固後進行的碳自A中的 脫溶、共析轉變稱為二次結晶。
表 灰鑄鐵的結晶過程
一次結晶決定了鑄鐵的晶粒大小、石墨形狀和分布,二次結晶決定了鑄鐵的基體組織。因此。要控制鑄鐵的組織,就必須控制這兩個結晶過程。
19.3 鑄鐵的石墨化
一,鑄鐵的石墨化過程
鑄鐵中石墨的形成過程稱為石墨化過程。鑄鐵組織形應的基本過程就是鑄鐵中石墨的形成過程。因此,了解石墨化過程的條件與影響因素對掌握鑄鐵材料的組織與性能是十分重要的。
根據Fe-C合金雙重狀態圖,鑄鐵的石墨化過程可分為三個階段:
第一階段,即液相亞共晶結晶階段。包括,從過共晶成分的液相中直接結晶出一次石墨和共晶成分的液相結晶出奧氏體加石墨由一次滲碳體和共 晶滲碳體在高溫退火時分解形成的石墨。
中間階段,即共晶轉變亞共折轉變之間階段。包括從奧氏體中直接析出二次石墨和二次滲碳體在此溫度區間分解形成的石墨。
第二階段,即共折轉變階段。包括共折轉變時,形成的共析石墨和共析滲碳體退火時分解形成的石墨。
鑄鐵石墨化過程進行的程度與鑄鐵組織的關系概括於表中
二、影響鑄鐵石墨化的因素
鑄鐵的組織取決於石墨化進行的程度,為了獲得所需要的組織,關鍵在於控制石墨化進行的程度。實踐證明,鑄鐵化學成分、鑄鐵結晶的的冷卻速度及鐵水的過熱和 靜置等詩多因素都影響石墨化和鑄鐵的顯微組織。
1.化學成分的影響
各元素對待鐵石墨化的影響可定性地列於表中。各元素對石墨形狀、分布的影響定性地列於表中。
由表可見,恃鐵中常見的C,Si、Mn、P、S中,C,Si是強烈促進石墨化的元素,S是強烈阻礙石墨化的元素。實際上各元素對鑄鐵的石墨化能力的影響極為復雜。其影響與各元素本身的含量以及是否與其它元素發生作用有關 ,如Ti、Zr、B、Ce、Mg等都阻礙石墨化,但若其含量極低(如B、Ce<0.01%,T<0.08%)時,它們又表現出有促進石墨化的作用。
2.冷卻速度的影響
一般來說,鑄件冷卻速度趨緩慢,就越有利於按照Fe-G穩定系狀態圖進行結晶與轉變,充分進行石墨化;反之則有利於按照 Fe-Fe3C亞穩定系狀態圖進行結晶與轉變,最終獲得 白口鐵。尤其是在共析階段的石墨化,由於溫度較低,冷卻速度增大,原子擴散困難,所以通常情況下,共折階段的石墨化難以充分進行。
鑄鐵的冷卻速度是一個綜合的因素,它與澆注溫度、傳型材料的導熱能力以及鑄件的壁厚等因素有關。而且通常這些因素對兩個階段的影響基本相同。
提高澆注溫度能夠延緩鑄件的冷卻速度,這樣既促進了第一階段的石墨化,也促進了第二階段的石墨化。因此,提高澆注溫度在一定程度上能使石墨粉化 ,也可增加共析轉變。
3.鑄鐵的過熱和高溫靜置的影響
在一定溫度范圍內,提高鐵水的過熱溫度,延長高溫靜置的時間,都會導致鑄鐵中的石墨基作組織的細化,使鑄鐵強度提高。進一步提高過熱度,鑄鐵的成核能力下降,因而使石墨形態變差,甚至出現自由滲聯體,使強度反而下降,因而存在一個『臨界溫度』。臨界溫度的高低,主要取決於鐵水的化學成分及鑄件的冷卻速 度一般認為普通灰鑄鐵的臨界溫度約在1500一1550℃左右,所以總希望出鐵溫度高些。
19.4灰鑄鐵
灰鑄鐵是一種斷面是灰色,碳主要以片狀石墨形式出現,是應用最為廣泛的一種鑄鐵。灰鑄鐵的鑄造性能、切削性、耐磨性和吸 震性都優於其它各類鑄鐵,而且生產方便、品率高、成本低。因此,在工農業生產中友鑄鐵獲得廣泛應用,在各類鑄鐵的總產量中點80%以上。
一,灰鑄鐵的牌號、化學成分反顯微組織
根據發鑄鐵分類國家標准 GB 9439一88,我國灰鑄鐵的牌號分為六級。
「HT」表示灰鐵二字漢語拼音的第一個大寫字母,其後數字表示抗拉強度。發鑄鐵的化學成分見表。
灰鑄鐵的顯微組織是由片狀石墨和金屬基體所組成的。金屬基體俄共析階段石墨化進行的程度不同可分為鐵素體、鐵素體-珠光體作和珠光體三種。相應有三種不同基體組織的灰鑄鐵 ,它們的顯微組織分別如圖與圖所 示。
普通灰鑄鐵的金屬基體以珠光作為主,並合有少量鐵素體;高強度鑄鐵主要是珠光作基體,屬於鐵素體基體的主要是高硅鑄鐵。
二、灰鑄鐵的性能和用途
灰鑄鐵的性能與其他學成分和組織有密切的聯系。
1.優良的鑄造性能
由於友鑄鐵的化學成分接近共晶點,所以鐵水流動性好,可以鑄造非常復雜的零件。另外,由於石墨比容較大,使鑄件凝固時的收縮量減少,可簡化工藝,減輕鑄件的應力並可得到緻密的組織。
2,優良的耐磨性和消震性
石墨本身具有潤滑作用,石墨掉落後的空洞能吸附和儲存潤滑油,使鑄件有良好的耐磨性。此外,由於鑄件中帶有硬度很高的磷共晶,又能使抗磨能力進一步提高,這對於制備活塞環、氣缸套等受摩擦零件具有重要意義。
石墨可以阻止後動的傳播,灰鑄鐵的消誇大能力是鋼的10倍,常用來製作承受振動的機床底座。
3.較低的缺口敏感性和良好的切削加工性能
灰鑄鐵中由於石墨的存在,相當於存在很多小的缺口時表面的缺陷、缺口等幾乎沒有敏感性,因此,表面的缺陷對鑄鐵的疲勞強度影響較小 ,但其疲勞強度比鋼要低。由於發鑄鐵中的石墨可以起斷屑作用和對刀具的潤滑起減障作用,所以其可切削加工性是優良的。
4.灰鑄鐵的機械性能
友鑄鐵的抗拉強度、塑性、韌性及彈性模量都低於碳素銹鋼,如表所示。灰鑄鐵的抗壓強度和硬度主要取決於基體組織。灰鑄鐵的抗壓強度一般比抗拉強度高出三四倍 ,這是灰鑄鐵的一種特性。因此,與其把灰鑄鐵用作抗拉零件還不如做耐壓零件更適合。這就是廣泛用作機床床身和支柱受耐壓零件的原因。
19.5 提高鑄鐵性能的途徑
一、鑄鐵石墨細倫強化——孕育處理
為了細化灰鑄鐵的組織,提高鑄鐵的機械性能,並使其均勻一致。通常在澆注前往鐵水中加和少量強烈促進石墨化的物質 ,即孕育劑)進行處理,這一處理過程稱為孕育處理。經過孕育處理的灰鑄鐵稱孕育鑄鐵。
常用的孕育劑有破鐵、硅鈣、稀土台金等,其中最常用的是含有75%Si的鐵合金。孕育劑的加入量大致在0.2%~0.5%,應視鑄件厚薄而定。孕育劑的作用是促使石里非自發形核 ,因而孕育鑄鐵的全相組織是在細密的珠光體基體上,均勻分布細小的石墨,其抗拉強度可達300一400 MPa,硬度可達HB170—270,αk可達3~8 J/cm2、延伸率達0.5%左右 ,都比普通灰鑄鐵高。
二、鑄鐵的石墨球化強化——球化處理
1.球墨鑄鐵的生產
石墨呈球狀的鑄鐵稱為球墨鑄鐵,簡稱球鐵。球鐵是用灰口成分的鐵水經球化處理和孕育處理兩製得的。
2、球鐵的組織和性能特點
球墨鑄鐵中的石墨呈球狀,它對基體的破壞作用小,基體強度利用率可達70%-90%。另外。球鐵可通過熱處理充分發揮基體的性能潛力,所以球鐵具有較好的機械性能。抗拉強度最高可達150x107N/m2,延伸率可達25%。另外,它的屈強比 很高,αk可達8-15J/cm2。
3.球墨鑄鐵的牌號,化學成分和用途
根據國家標准 GB〕348--88規定,球鐵分為八個牌號,牌號中『QT』是球鐵二字漢語拼音的字頭,其後二級數字分別表示最低抗拉強度和最低延伸率。表 中列出了球鐵的化學成分和力學性能。
球鐵具有上述優異的機械性能、有時可用它代替碳素鋼,應用於負荷較大受為復雜的零件如珠光體基的球鐵常用於製造汽車、拖拉機中的曲軸、連桿、凸輪等。還可做大型水壓機的工作缸、缸套及活塞。而鐵素作基的球鐵多用於製造受壓閥門、汽車後橋殼等。
19.6 可鍛鑄鐵
它是由白口鑄件經熱處理而得的一種高強度鑄化與灰鑄鐵相比,它具有較高的強度、塑性、韌性,而耐磨性和城探性優於普通碳素鋼,所以可部分代替碳鋼、合金鋼和有色金屬。
19.7 特殊性能鑄鐵
在普通鑄鍾基礎上加入某些合金元素可使鑄鐵具有某種特殊性能,如耐磨性、耐熱性或腐蝕性等,從而形成一類具有特殊性能的合金鑄鐵。合金鑄鐵可用來製造在高溫、高 磨擦或耐蝕條件下工作的機器零件。
一、耐磨鑄鐵
根據工作條件的不同,耐磨鑄鐵可以分為減摩鑄鐵和抗磨鑄鐵兩類。減磨鑄鐵用於製造在潤滑條件工作的零件,如機床床身、導軌和汽缸套等。這些零件要求較小的摩擦系數。抗磨 鑄鐵用來製造在於摩擦條件下工作的零件,如軋輥、球磨機磨球等。
二、耐熱鑄鐵
鑄鐵在高溫條件下工作、通常會產生氧化和生長等現象。氧凡是指鑄鐵在高溫下受氧化性氣氛的侵蝕,在鑄件表面發生的化學腐蝕的現象。由於表面形成氧化皮,減少了鑄件的有效斷面,因而降低了鑄件的承載能力。生長是指鑄鐵在高溫下反復加熱冷卻時發生的不可塑的體積長大,造成零件尺寸增大,並使機械性能降低。鑄件在高溫和負荷作用了,由於氧化和生長最終導致零件變形、翹曲、產生裂紋,甚至破裂。所以鑄鐵在高溫下抵抗破壞的能力通常指鑄鐵的抗氧化性和抗生長能力。耐熱鑄鐵是指在高溫條件下具有一定的抗氧化和抗生長性能,並能承受一定載荷的待錢。
三,耐蝕鑄鐵
普通鑄鐵的耐蝕性是很差的,這是因為鑄鐵本身是一種多相合金,在電解質中各相具有不同的電極電位,其中以石墨的電極電位最高,滲碳體次之,鐵素體最低。電位高的相是陰極,電位低的相是陽極,這樣就形成了一個微電池,於是作陽極的鐵素作不斷被消耗掉,一直深入到鑄鐵內部。
提高鑄鐵的耐蝕性的手段主要是加入人合金元素以得到有利的組織和形成良好的保護膜。鑄鐵的基作組織最好是緻密、均勻的單相組織、即A或F。中等大小又不相互連貫的石墨對耐蝕性有利。至於石墨的形狀,則以球狀或團絮狀為有利。
19.8 鑄鐵的熱處理
鑄鐵生產除適當地選擇優學成分以得到~定的組織外,熱處理也是進一步調整和改進基體組織以提高鑄鐵性能的一種重要途徑。鑄鐵的熱處理和鋼的熱處埋有相同之處 ,也有不同之處。鑄鐵的熱處理一般不能改善原始組織中石墨的形態和分布狀況。對灰口鑄鐵來說,由於片狀石墨所引起的應力集中效應是對鑄鐵性能起主導作用的困素,因此對
灰口鑄鐵施以熱處理的強化效果遠不如鋼和球鐵那樣顯著。故友口鑄鐵熱處理工藝主要為退火、正火等。對於球鐵來說,由於石墨呈球狀,對基體的割裂作用大大減輕,通過熱處理可使基作組織充分發揮作用,從而可以顯著改善球性的機械性能。 故球鐵像鋼一樣,其熱處理工藝有退火、正火、調質、多溫淬火、感應加熱淬火和表面化學熱處理等。
鑄鐵的熱處理工藝:
1.消除應力退火
由於鑄件壁厚不均勻,在加熱,冷卻及相變過程中,會產生效應力和組織應力。另外大型零件在機加工之後其內部也易殘存應力,所有這些內應力都必須消除。去應力退火通常的加熱溫度為500~550℃保溫時間為2~8h,然後爐冷(灰口鐵)或空冷(球鐵)。採用這種工藝可消除 鑄件內應力的90~95%,但鑄鐵組織不發生變化。若溫度超過550℃或保溫時間過長,反而會引起石墨化,使鑄件強度和硬度降低。
2.消除鑄件白口的高溫石墨化退火
鑄件冷卻時,表層及薄截面處,往往產生白口。白口組織硬而脆、加工性能差、易剝落。因此必須採用退火(或正火)的方法消除白口組織。退火工藝為:加熱到550-950℃保溫2~5 h,隨後爐冷到500—550℃再出爐空冷。在高溫保溫期間 ,游高滲碳體和共晶滲碳體分解為石墨和A,在隨後護冷過程中二次滲碳體和共析滲碳體也分解,發生石墨化過程。由於滲碳體的分解,導致硬度下降,從而提高了切削加工性。
3.球鐵的正火
球鐵正火的目的是為了獲得珠光體基體組織,並細化晶粒,均勻組織,以提高鑄件的機械性能。有時正火也是球鐵表面淬火在組織上的准備、正 火分高溫正火和低溫正火。高溫正火溫度一般不超過950~980℃,低溫正火一般加熱到共折溫度區間820~860℃。正火之後一般還需進行四人處理,以消除正火時產生的內應力。
4.球鐵的淬火及回火
為了提高球鐵的機械性能,一般鑄件加熱到Afc1以上30~50℃(Afc1代表加熱時A形成終了溫度) ,保溫後淬入油中,得到馬氏體組織。為了適當降低淬火後的殘余應力,一般淬火後應進行回火,低溫回火組織為回火馬氏作加殘留貝氏體再加球狀石墨。這種組織耐磨性好 ,用於要求高耐磨性,高強度的零件。中溫回火溫度為350—500℃回火後組織為回火屈氏體加球狀石墨,適用於要求耐磨性好、具有一定效穩定性和彈性的厚件。高溫 回火溫度為500—60D℃,回火後組織為回火索氏作加球狀石墨,具有韌性和強度結合良好的綜合性能,因此在生產中廣泛應用。
5.球鐵的多溫淬火
球鐵經等溫淬火後可以獲得高強度,同時兼有較好的塑性和韌性。多溫淬火加熱溫度的選擇主要考慮使原始組織全部A化、不殘留F,同時也避免A晶粒長大。加熱溫度一般採用Afc1以上30~50℃,等溫處理溫度為0~350℃以保證獲得具有綜合機械性能的下貝氏體組織。稀土鎂鋁球鐵等 溫淬火後σb=1200~1400MPa,αk=3~3.6J/cm2,HRC=47~51。但應注意等溫淬火後再加一道回火工序。
6.表面淬火
為了提高某些鑄件的表面硬度、耐磨性及疲勞強度,可採用表面淬火。灰鑄鐵及球鐵鑄件均可進行表面淬火。一般採用高(中) 頻感應加熱表面淬火和電接觸表面淬火。
7.化學熱處理
對於要求表面耐磨或抗氧化、耐腐蝕的鑄件,可以採用類似於鋼的化學熱處理工藝,如氣體軟氯化、氯化、滲硼、滲硫等處理。
http://www.pvbbs.com/hphtml/?thread-2006.html
4. 氫氧化鈉與不銹鋼反應生成什麼
氫氧化鈉與不銹鋼反應生成亞鐵離子。
單純氫氧化鈉固體與不銹鋼是很難進行反應的,可以認定不反應。但是氫氧化鈉溶液,或多或少的都會有一些反應,特別是溫度與濃度均較高的情況下,會明顯一些。當然與鹼液的反應速度遠遠低於酸了,另外與不銹鋼的牌號也有很大關系。
5. 不銹鋼中的化學成份及作用是什麼
不銹鋼之所以有優良的防銹性和抗腐蝕性,在於不銹鋼表面的Cr易與大氣中的氧生成Cr2O3的緻密鈍態氧化膜2,將大氣中的水氣及氧阻絕在外,保護基材不繼續受氧化影響而腐蝕,即使材料本身受到外力或化學方式破壞表面,Cr2O3也能迅速再生成。
除耐蝕性之外,不銹鋼亦具有耐熱性、耐高溫腐蝕性、高溫強度等優點,另一方面不銹鋼機械性質雖不如碳鋼,但加工硬化現象較碳鋼為高,因此常使用加工硬化來達到強度的要求。
導磁性部分,一般傳統觀念認識不銹鋼一定沒有磁性,甚至以此來判斷不銹鋼和碳鋼,但其實不然,在不銹鋼中,具沃斯田鐵相的不銹鋼才具有無磁性特點(但不包括冷作加工後的),肥粒鐵和麻田散鐵相的不銹鋼依舊具有磁性。
不銹鋼既為一高合金鋼,其成份影響材料特性甚巨,各添加的合金元素對不銹鋼的影響整理如下:
1、鉻Cr:
為不銹鋼主要的添加元素,一般在12%以上,因可生成Cr2O3鈍態保護膜,是不銹鋼具耐蝕性最大的原因,Cr含量的增加,保護膜的穩定度也相對提升。能耐高溫氧
化及氧化酸,但還原酸(H2SO4、HCL)會溶去Cr2O3氧化膜使之無法重新生長故僅含鉻的不銹鋼在還原酸的環境中受腐蝕的速率仍高。另外Cr也是肥粒鐵相的
安定元素(Cr當量表示肥粒鐵相的安定度),使不銹鋼具有質軟延展性好、高溫強
度佳的特性。
2、鎳Ni:
鉻鋼中加入Ni可增強不銹鋼鈍態保護膜在還原酸中的耐蝕性,同時也是沃斯田鐵相的安定元素(Ni當量表示),使高溫沃田鐵相在常溫仍繼續保持安定。另外增加Ni的添加可減低不銹鋼的加工硬化性使之具有韌性。
3、碳C:
加入C可因原子間隙強化而提高不銹鋼的強度,同時是沃斯田鐵相的安定元素,但因敏化(後述)的影響,而有局部腐蝕現象(晶界腐蝕),故以腐蝕觀點來看,宜降低含碳量(0.03%以下),但會降低強度和硬度,此時可利用後續的加工硬化來達到要求的強度,或添加N來改善(C:N
=
1:2)。
4、硅Si:
雜質成份,可減少高溫時的銹皮產生、增加耐熱性、高溫強度佳、肥粒鐵相的安定元素。
5、錳Mn:
提高強度、可取代Ni的添加(Mn:Ni
=
4:1,可降低成本)、沃斯田鐵相安定元
素,但對煉制的過程來說,添加過多的Mn會嚴重侵蝕爐壁。
6、磷P:
雜質成份,一般在0.045%(0.04%)以下。
7、硫S:雜質成份,一般在0.03%以下,但增加S可改善材料的切削性(因沃斯田鐵相不銹
鋼材質黏韌,切削加工性不良,亦會造成刀具的毀損,而S與Mn生成MnS紡錘
體組織的介在物,易切斷車屑)。
8、鉬Mo:
增加Mo可強化鈍態膜,有利於耐孔蝕,提高對氯離子的抵抗性;2%以上的Mo可有效改善耐硫酸侵蝕的效益;另一方面亦增加硬化能4、肥粒鐵相安定因素。
9、銅Cu:
增加非氧化性氣氛的耐蝕性;3%以上的Cu有析出強化效果;降低不銹鋼加工硬化
效應,使之易冷作成形;但熱間加工性差、會發生熱脆化。
10、氮N:
沃斯田鐵相安定因素,增強常溫及高溫的強度(與C同),但幾乎不影響耐蝕性。
11、鈦Ti、鈮Nb、鉭Ta:
再鋼中取代Cr與C形成安定化的碳化物,減少Cr23C6的析出而產生缺鉻區(抗敏化,鈦的添加量為Ti
=
5(or
6)
x
C,0CR,或Ti
=
5
x
(C-0.02)),1CR。但Ti添加太多時,在鑄造時容易堵塞鑄嘴。近年來由於低碳鋼種開發(xxxL),使得加Ti的使用
減少許多。
12、鋁Al:
晶粒細微化、析出強化效果。
13、硼B:
可增加Cu的固溶量:提高冷加工性。
14、硒Se:
改善切削性質。
6. 不銹鋼焊縫顏色還原方式
處理方法來是先用砂輪磨平,再用源布輪拋光;高檔處理方法是砂輪磨平-布輪拋光-化學拋光。最高檔處理方法是用電解拋光代替化學拋光。實踐證明,電解拋光能適應 各種牌號的不銹鋼,而且拋光質量無以倫比。
或者使用化學溶液還原:鹽酸80-120g/L,硝酸50-60g/L,磷酸150-200g/L。
焊縫的氧化程度,一般情況銀色最好,金黃和微藍可接受,深藍和黑色說明焊縫表面過氧化,不能接受。
(6)不銹鋼還原生成什麼擴展閱讀:
本質上是發生了電子轉移(或偏移),但不局限於不同種元素之間。大多數無機復分解反應都不是氧化還原反應,因為這些復分解反應中的離子互相交換,不存在電子的轉移,各元素的氧化數沒有變化
置換反應都是氧化還原反應。單質參加的化合反應一定是氧化還原反應。單質生成的分解反應一定是氧化還原反應。
另外要注意,有單質參加反應的化學反應不一定是氧化還原反應,如氧氣生成臭氧(僅中學階段可以如此認為,實際上由於電子偏移仍然算是氧化還原反應)。
7. 不銹鋼氧化什麼顏色
不銹鋼氧化,主要是生成鐵銹(Fe2O3),主要是紅或黃紅色或暗紅色。
應該是屬於不銹鋼質量問題。
8. 在高溫狀態下,銅和不銹鋼與什麼起化學反應會變黑,我是菜鳥,請用中文回答,別用化學符號回答。謝謝
不銹鋼是合金,含碳量是多少我忘記了,不過含碳量比較低,在高溫下,銅和碳發生氧化還原反應生成氧化銅和二氧化碳,二氧化碳是氣體,剩下的是氧化銅,氧化銅的顏色是黑色,由於不是在溶液中,不用考慮鐵和氧化銅的置換反應。如果滿意,球採納
9. 不銹鋼加熱融化後成分是否會變化
不銹鋼生產是在液態狀態下冶煉,生成合金成分已經固定不會因再加熱融化而改變。
10. 不銹鋼銹高溫氧化出來是什麼顏色
不銹鋼氧化,
主要是生成鐵銹(Fe2O3),
主要是紅或黃紅色或暗紅色。