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碳鋼自熔有什麼缺陷

發布時間:2021-02-18 23:09:49

Ⅰ 4.5mm厚低碳鋼自動TIG焊接(自熔)發現焊縫處有裂紋,想知道什麼原因造成的

會否焊材受污染?

Ⅱ 高碳鋼有什麼大的焊接缺陷,為什麼焊接性能差

高碳鋼由於含碳量高,焊接性能很差。其焊接有如下特點:(1)導熱性差,焊內接區和未加熱部分之間產生顯容著的溫差,當熔池急劇冷卻時,在焊縫中引起的內應力,很容易形成裂紋。
(2)對淬火更加敏感,近縫區極易形成馬氏體組織。由於組織應力的作用,使近縫區產生冷裂紋。
(3)由於焊接高溫的影響,晶粒長大快,碳化物容易在晶界上積聚、長大,使焊縫脆弱,焊接接頭強度降低。
(4)高碳鋼焊接時比中碳鋼更容易產生熱裂紋。

Ⅲ 碳素鋼有哪些基本參數

碳素鋼是近代工業中使用最早、用量最大的基本材料。世界各工業國家,在努力增加低合金高強度鋼和合金鋼產量的同時,也非常注意改進碳素鋼質量,擴大品種和使用范圍。
目前碳素鋼的產量在各國鋼總產量中的比重,約保持在80%左右,它不僅廣泛應用於建築、橋梁、鐵道、車輛、船舶和各種機械製造工業,而且在近代的石油化學工業、海洋開發等方面,也得到大量使用。
碳素鋼的基本參數:
碳素鋼的簡要介紹:
含碳量小於2.11%,除鐵、碳和限量以內的硅、錳、磷、硫等雜質外,不含其他合金元素的鐵碳合金。工業用碳鋼的含碳量一般為0.05%~1.35%。碳素鋼的性能主要取決於含碳量。含碳量增加,鋼的強度、硬度升高,塑性、韌性和可焊性降低。與其他鋼類相比,碳素鋼使用最早,成本低,性能范圍寬,用量最大。適用於公稱壓力PN≤32.0MPa,溫度為-30-425℃的水、蒸汽、空氣、氫、氨、氮及石油製品等介質。常用牌號有WC1、WCB、ZG25及優質鋼20、25、30及低合金結構鋼16Mn。
碳素鋼的命名方法:
1、碳素結構鋼
主要用途:各類工程。通常熱軋後空冷供貨,用戶一般不需進行熱處理而直接使用。這類鋼按其屈服強度等級共分五個等級。
命名:標志符號Q+最小σS值—等級符號+脫氧程度符號如:Q235AF。
等級符號:A、B、C、D(D級達到了優質鋼水平)。
2、優質碳素結構鋼
主要用途:重要機件。可以通過熱處理調整零件的力學性能。出廠狀態可以是熱軋後空冷,也可以是退火、正火等狀態。按國家標准(GB/T699-1999的規定,分為優質鋼、高級優質鋼A和特級優質鋼E三個質量等級。
命名:用兩位數字表示,兩位數字表示鋼中含碳量的萬分之幾。如:45鋼WC=0.45%。
常用牌號:08F、15、45、60等。
3、碳素工具鋼(WC=0.65%~1.35%屬高碳鋼)
主要用途:製作各種小型工具。可進行淬火、低溫回火處理獲得高硬度高耐磨性。分為優質級和高級優質級兩大類。
命名:標志符號T+含碳量的1000倍。如:T10WC=1.0%
高級優質級在鋼號尾部加A,如T10A。
4、一般工程用鑄造碳素鋼件(鑄鋼)
主要用途:難用鍛壓等方法成型的復雜零件且力學性能要求較高;
命名:標志符號ZG+最低σS值—最低σb值如:ZG340-640
表示方法:
編號:Q+數字+質量等級符號·脫氧方法符號
例如:Q235A·F
其中Q表示屈服強度,235表示屈服強度的數值,A表示質量等級為A級,F表示沸騰鋼。
Q235A·F—表示屈服強度為235N/mm2;,A等級質量沸騰鋼。
碳素鋼化學影響:
碳素鋼的性能主要取決於鋼的含碳量和顯微組織。在退火或熱軋狀態下,隨含碳量的增加,鋼的強度和硬度升高,而塑性和沖擊韌性下降(見圖)。焊接性和冷彎性變差。所以工程結構用鋼,常限制含碳量。
碳素鋼中的殘余元素和雜質元素如錳、硅、鎳、磷、硫、氧、氮等,對碳素鋼的性能也有影響。這些影響有時互相加強,有時互相抵銷。例如:①硫、氧、氮都能增加鋼的熱脆性,而適量的錳可減少或部分抵銷其熱脆性。②殘余元素除錳、鎳外都降低鋼的沖擊韌性,增加冷脆性。③除硫和氧降低強度外,其他雜質元素均在不同程度上提高鋼的強度。④幾乎所有的雜質元素都能降低鋼的塑性和焊接性。
氫在鋼中能造成很多嚴重缺陷,如產生白點、點狀偏析、氫脆、表面鼓泡和焊縫熱影響區內的裂縫等。為保證鋼的質量,必須盡可能降低鋼中氫的含量(見應力腐蝕斷裂和氫脆)。脫氧帶入的殘余元素如鋁,可減小低碳鋼的時效傾向,還可以細化晶粒,提高鋼在低溫下的韌性,但餘量不宜過多。由爐料中帶入的殘余元素如鎳、鉻、鉬、銅等,含量高時可提高鋼的淬透性,但對要求具有高塑性的專用鋼,如深沖用鋼板,則是不利的。
碳素鋼加工性能:
碳素鋼大都採用氧氣轉爐和平爐冶煉,優質碳素鋼也採用電弧爐生產。根據煉鋼過程脫氧程度的不同,碳素鋼可分為鎮靜鋼、沸騰鋼和介於兩者之間的半鎮靜鋼。冶煉方法對鋼的性能影響,主要是通過鋼的純凈度而起作用的。人們通過真空處理、爐外精煉和噴吹技術等,都可獲得更高純凈度的鋼,從而顯著改善了碳素鋼的品質。
碳素鋼的塑性加工工藝通常分熱加工和冷加工。經過熱加工,鋼錠中的小氣泡、疏鬆等缺陷被焊合起來,使鋼的組織緻密。同時,熱加工可破壞鑄態組織、細化晶粒。使鍛軋的鋼材比鑄態具有更好的力學性能。經冷加工的鋼,隨著冷塑性變形程度增大,強度和硬度增加,塑性和韌性降低。為提高成材率,廣泛應用連續鑄鋼工藝。

Ⅳ 碳鋼上堆焊不銹鋼,不銹鋼產生裂紋,產生機理以及如何預防,謝謝

防止裂紋的措施之一,是要盡可能的減少木材,焊材中有害元素的含量。

奧氏體鋼焊縫中存在少量δ鐵素體(4%以上),對防止凝固裂紋有顯著的效果,304,321,347鋼的焊縫凝固裂紋敏感性較小,其主要原因就是即是本身自熔焊縫中,焊後也會存在少量的δ鐵素體的緣故。所以奧氏體不銹鋼的配套焊接材料常常在製造時即已經考慮合金元素的含量匹配,使焊縫中形成復合要求的少量鐵素體。鐵素體的有利作用是對S,P,Si,Nb等元素溶解度較大,能防止這些元素的偏析和形成低熔點共品。焊縫中的鐵素體數量是有控制的,過多的鐵素體相使焊縫素韌性降低。而且加入在焊後有經受熱處理時,可能發生δ→σ+γ`的轉變引起焊縫脆化,所以通常18-8,18-12-2等鋼的相應焊材鐵素體的含量控制在4%~12%之間。

另一方面在某些腐蝕環境,即使輕微的鐵素體也可能引起嚴重的問題,例如在尿素,醋酸等介質中,焊縫中的鐵素體會發生選擇性腐蝕。純奧氏體的焊縫金屬,通過加入Mn,Mo,W,V,Ti可以改善其凝固裂紋敏感性,如尿素級不銹鋼的焊材00Cr25Ni22Mn4Mo2N,00Cr18Ni15Mn5Mo2N鋼和耐硫酸,磷酸。有機酸抗孔蝕,應力腐蝕用的00Cr20Ni24Mo5Cu等焊縫金屬雖然並不含有鐵素體相,但因Mn,Mo含量較高,仍具有良好的抗熱烈性能,焊接時不會產生凝固裂紋。Mn在焊縫金屬中可與S結合生成高熔點的MnS從而防止S的偏析和產生低熔點共晶,而Mo,W可提高熔池的結晶溫度,縮小結晶溫度范圍,V,Ti可以縮小脆性溫度區間BTR.因此均對防止凝固裂紋起到良好作用。

(2)熱影響區(液化)裂紋
奧氏體不銹鋼焊接熱影響區常常可見到緊鄰融合線處的熱裂紋。這種裂紋與焊縫凝固裂紋形成的原因相同,是由於木材中奧氏體經界殘存著比基體熔點低的熔點共晶薄膜,在焊接電弧焊加熱總發生熔化,並在隨後的冷卻中受收縮拉應力的作用熱發生開裂。含硼304鋼熱影響區的液化裂紋。在多層(多道)焊縫中也會遇到液化裂紋,這種情況往往是先焊的焊道中鐵素體含量少或無鐵素體而存在低熔點共晶薄膜,在隨後的焊道德熱影響下發生開裂。同樣防止熱影響區液化裂紋的主要對策是盡可能減少可能生成低熔點共晶的有害元素和偏析程度。因此,在選用剛才和焊材時,特別要注意有害元素的含量,焊接時應採用小的線能量的焊接工藝和規范,防止熱影響區過熱,以及注意接頭設計和焊接程序,盡可能減少焊接殘余應力。

(3)高溫低塑性裂紋
這種裂紋多數發生在單相奧氏體鋼及合金的熱影響區或多層焊縫中先一層(道)焊縫上,其產生的溫度范圍相當於再結晶溫度,因此高溫低塑性裂紋產生的溫度比液化裂紋更低的熱影響區。對於奧氏體鋼,在低於固相線溫度以下的加熱過程和冷卻過程,其塑性變化是不同的。在加熱過程中,起初隨溫度升高,塑性(Φ值)略有增加,在達到溫度t3時塑性開始降低。到達taD時降至零。在冷卻過程中,塑性開始恢復,當溫度降至t3時已接近原來加熱時的水平。但在t2~t1溫度范圍出現塑性降低。此時如果存在較大的收縮應變,就會引起裂紋。表1中的DTR是用可調拘束裂紋試驗測出的奧氏體不銹鋼產生高溫低塑性裂紋的溫度。從表1中的高溫低塑性裂紋開始和終了溫度及其范圍可知,310,316鋼分別在1200~840℃和1180~1050℃產生高溫低塑性裂紋,其溫度范圍相應為350℃和130 。而347,321,304三種鋼,既未發現裂紋也沒測出產生裂紋的DTR溫度,表明穩定型奧氏體鋼具有較大的高溫低塑性裂紋傾向。而亞穩奧氏體鋼的敏感性較小,一般焊接過程中不會產生這種裂紋。
奧氏體鋼及台金冷卻過程中出現塑性降低和產生高溫低塑性裂紋的機制相當復雜,簡單說與熱影響區在「再結晶溫度」二次晶界的形成有關。二次晶界又與金屬在高溫下點陣缺陷(空位、位錯)的運動和晶界遷移等擴散行為有關。因此凡是能提高「再結晶溫度」和增加擴散激括能的因素都可以阻礙二次晶界的形成,從而降低高溫低塑性裂紋的敏感性。焊縫中的鐵素體可以有效阻止位錯運動,使多層焊縫防止高溫低塑性裂紋。合金元素Mo、W、Ta、Ti等可有效地增加多邊化激活能,提高再結晶溫度,在鋼和焊縫中掭加這些元素,都有利於防止高溫低塑性裂紋。

奧氏體不銹鋼的熱裂紋問題,曾經是這類鋼最擔心的問題。因此也就成為奧氏體鋼工藝焊接性的指標。事實上,早期不銹鋼製品中,熱裂紋是經常出現的,相當多的焊接結構存在隱患,是「帶病」工作。隨著對奧氏體鋼焊接裂紋的成因、不銹鋼及焊接材料中元素對裂紋的影響、焊縫中鐵素體作用的研究以及新型焊接工藝的開發等,現在奧氏體不銹鋼的熱裂紋,在實際焊接產品上已經很少發現,顯著改進了焊接性,提高了焊接結構的安全程度.可以說奧氏體不銹鋼的熱裂紋已經有辦法避免和清除。

Ⅳ 合金鋼和碳鋼比較組織上有什麼不同,性能上有何差別,使用上有什麼優越性

合金鋼:是兩種元或兩種元以上的金屬的組成的,在性能上比碳鋼具有更無法內超越的能力,若合金鋼加入鈦容金屬用於菜刀,市場的看到所謂的 不銹鋼。比起一般的菜刀,價格更不菲。而碳鋼只是含碳量為:0.0218%-6.69%之間,之間我們成為碳鋼,其組織有奧氏體、馬氏體等,相比合金鋼組織更粗糙、晶體緻密度更加的小,更多的表現為各項異性,更容易出現面缺陷、點缺陷之類的影響。
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Ⅵ 什麼叫鑄鐵,他與碳鋼相比有何優缺點主要原因是什麼

鑄鐵的碳含量遠遠高於碳鋼,二者區別就是碳含量不同
鑄鐵比碳鋼含碳量高,適合潤滑

Ⅶ 普通Q235碳鋼與不銹鋼SUS304 可以直接焊接么,有什麼缺陷和注意的么對結構是否會產生影響呢

Q235碳鋼(珠光體鋼)與不銹鋼SUS304(奧氏體鋼——0Cr18Ni9)可以焊接。不過,焊接時除了注意金屬本身物理、化學性能對焊接性帶來的影響外,還應注意兩種金屬成分與組織上的差異對接頭性能的影響。

兩種母材自身的問題:
珠光體鋼:冷裂紋、脆化等
奧氏體鋼:熱裂紋等

特殊問題:
(1)母材對焊縫的稀釋,引起焊縫組織與性能的變化
珠光體鋼母材的溶入,將稀釋填充金屬,引起其成分與組織的變化。
(2)形成凝固過渡層
在靠近珠光體鋼一側熔合線的焊縫金屬中,會形成一層與內部焊縫金屬成分不同的過渡層。過渡層中的高硬度馬氏體組織會使脆性增加,塑性顯著降低,形成低塑性帶,從而降低了焊接結構的可靠性。
(3)形成碳遷移過渡層
在焊接或焊後加熱(熱處理或高溫運行)時,碳從珠光體母材通過熔合區向焊縫擴散,在靠近熔合區的珠光體母材上形成一個軟化的脫碳層,而在靠近熔合區的奧氏體焊縫中形成硬度較高的增碳層。
(4)接頭應力狀態復雜
局部加熱引起的熱應力、兩種鋼的熱膨脹系數不同引起的殘余應力(熱處理無法消除此應力)。

焊接材料:焊條型號—— E310-16 或 E310-15

焊接工藝要求:
1、焊接方法
用熔合比小的焊接方法,降低母材的稀釋作用。帶極堆焊、非熔化極氣體保護焊,焊條電弧焊均可。

2、焊接參數
小直徑焊條或焊絲,小電流、大電壓、快速焊。

3、堆焊過渡層
焊接厚大焊件時,可在珠光體鋼的坡口表面堆焊過渡層,過渡層用高鉻鎳奧氏體焊條或鎳及鎳合金電焊條(如Ni307)。過渡層厚度一般為6~9mm。

4、焊接接頭一般不焊後熱處理。

Ⅷ 高碳鋼有什麼大的焊接缺陷,為什麼焊接性

高碳鋼焊接容易產生冷裂和熱裂,冷裂可以通過預熱、回火來降低幾率,熱裂可以通過降低熔合比或異質焊材(鎳基合金)來消除。更具體可以參閱焊工手冊。

Ⅸ 碳素鋼在冶煉和軋制過程中有什麼缺陷

碳素鋼在冶煉和軋制(鍛造)加工過程中,由於設備、工藝和操作等原因造成鋼的欠缺。主要包括結疤、裂紋、縮孔殘余、分層、白點、偏析、非金屬夾雜、疏鬆和帶狀組織等。
一、結疤
鋼材表面未與基體焊合的金屬或非金屬疤塊。有的部分與基體相連,呈舌狀;有的與基體不連接,呈鱗片狀。後者有時在加工時脫落,形成凹坑。煉鋼(澆鑄)造成的結疤,疤下一般有肉眼可見的非金屬夾雜。軋鋼造成的結疤一般稱「軋疤」,疤下一般僅有氧化鐵皮。
煉鋼(澆鑄)造成結疤的主要原因有:
(1)上鑄錠未採取防濺措施或下鑄錠開鑄過猛造成飛濺結疤。
(2)下鑄錠保護渣性能不佳或模子不清潔、不幹燥,造成鋼錠(連鑄坯)表面或皮下夾雜、氣泡和重皮。
(3)模壁嚴重缺陷或鑄溫過高造成凸疤和粘模,經軋制或鍛壓加工演變為結疤。
軋鋼方面造成結疤的原因有:
(1)成品前某道(架)軋輥或導衛裝置缺陷或操作不當造成軋件凸包、耳子、劃疤,經再軋形成結疤。
(2)鋼坯火焰清理清痕過陡或殘渣未除凈,外物落在鋼坯上被軋成結疤。
結疤缺陷直接影響鋼材外觀質量和力學性能。在成品鋼材上不允許結疤存在。對結疤部位可進行磨修,磨修後鋼材尺寸應符合標准規定。為了減少和消除結疤,一是煉鋼、軋鋼要改進有關工藝和操作,二是對鋼坯表面缺陷部位進行重點清理或全面扒皮清理。
二、裂紋
按裂紋形狀和形成原因有多種名稱,如拉裂、橫裂、裂縫、裂紋、發紋、炸裂(響裂)、脆裂(矯裂)、軋裂和剪裂等。從煉鋼、軋鋼到鋼材深加工幾乎每道工序都有造成裂紋的因素。
(1)煉鋼方面
鋼中硫、磷含量高,鋼的強度、塑性低;鑄錠澆鑄(模鑄、連鑄)溫度過高,澆鑄速度過快,鑄流不正;鋼錠模、結晶器設計不合理;冷卻強度不足或冷卻不均,造成激冷層薄或局部應力過大;鋼錠模有嚴重缺陷或保溫帽安裝不良造成鋼錠凝固過程懸掛;保護渣性能不佳,模子潮和各種澆鑄操作不良都能造成鋼錠表面質量不佳,在鋼材上形成裂紋。
(2)軋鋼(鍛造)方面
鋼錠、鋼坯加熱溫度不均或過燒造成裂紋;高碳鋼加熱或冷卻過快,火焰清理或火焰切割鋼材溫度過低造成炸裂;鋼材矯直應力過大,矯直次數過多而又未進行適當熱處理時易產生矯裂;冷拔管、線鋼料熱處理不良或過酸洗造成裂紋;鋼件在藍脆區剪切易剪裂;焊接工藝不當造成焊縫或熱影響區裂紋。
裂紋直接影響鋼材的力學性能和耐腐蝕性能,成品鋼材不允許裂紋存在。對於裂紋可以進行磨修,磨修後鋼材尺寸應符合標准規定。為了防止或減少鋼材裂紋,一是要改進煉鋼、軋鋼和鋼材深加工及有關工序工藝操作;二是對鋼坯缺陷部位要進行重點清理,對重要用途鋼坯可以進行扒皮處理。
三、縮孔殘余
鋼水凝固過程中,由於體積收縮,在鋼錠或連鑄坯心部未能得到充分填充而形成的管狀或分散孔洞。在熱加工前,因為切頭量過小或縮孔較深,造成切除不盡,其殘留部分稱為縮孔殘余。
縮孔殘余分布在鋼錠上部中心處,並與鋼錠頂部貫通的叫一次縮孔。由於設計的鋼錠模細長或上小下大,在澆鑄凝固過程中,鋼錠截口以下錠中心仍有未凝固的鋼水,凝固後期不能充分填充,形成的孔洞叫二次縮孔。一次縮孔和二次縮孔有本質差別,前者只出現在鋼錠頭部,後者在鋼錠上、中、下部位都有可能出現。一次縮孔酸洗試片中心區域呈不規則的折皺裂縫或空洞。在其上或附近常伴有嚴重的夾渣、成分偏析和疏鬆。二次縮孔孔洞中或附近沒有夾渣,但有偏析生成碳物。一次縮孔殘余和空氣貫通的二次縮孔在軋制(鍛造)過程中不能焊合,與空氣隔絕的二次縮孔和連鑄坯縮孔在軋制時一般能夠焊合,不影響鋼材使用性能。
縮孔殘余嚴重地破壞鋼材的連續性,是鋼材不允許存在的缺陷,軋制(鍛造)時必然在鋼坯上產生裂紋。為了防止縮孔的產生,要求正確設計鋼錠模和保溫帽尺寸,並採用性能優良的保護渣、保溫劑(發熱劑)和絕熱板,把縮孔控制在鋼錠頭部,以保證在開坯時切掉。控制澆鑄速度不要太快,溫度不要過高可以防止縮孔產生。
四、分層
鋼材基體上出現的互不結合的兩層結構。分層一般都平行於壓力加工表面,在縱、橫向斷面低倍試片上均有黑線。分層嚴重時有裂縫發生,在裂縫中往往有氧化鐵、非金屬夾雜和嚴重的偏析物質。
鎮靜鋼鋼錠的縮孔和沸騰鋼錠的氣囊及尾孔經軋制(鍛造)不能焊合產生分層。鋼中大型夾雜和嚴重成分偏析也能產生分層。分層是鋼材中不允許存在的缺陷,嚴重影響鋼材的使用。
防止分層缺陷的措施有:
(1)煉鋼方面,要凈化鋼質,減少偏析、縮孔、氣囊和大型非金屬夾雜,防止連鑄坯產生中間裂紋。
(2)軋鋼方面,在鋼錠加熱時要嚴防內裂,初軋坯要切凈縮孔和尾孔。
五、白點
在鋼材縱、橫斷面酸浸試片上,出現的不同長度無規則的發紋。它在橫向低倍試片上呈放射狀、同心圓或不規則分布,多距鋼件中心或與表面有一定距離。型鋼在橫向或縱向斷口上,呈圓形或橢圓形白亮點。直徑一般為3~10mm。
板鋼在縱向、橫向斷口上白點特徵不明顯,而在z向斷口上呈現長條狀或橢圓狀白色斑點。採用斷口檢查白點時,最好把試樣先進行淬火和調質處理。
鋼坯上出現白點,經壓力加工後可變形或延伸,壓下率較大時也能焊合。
白點缺陷對鋼材力學性能(韌性和塑性)影響很大,當白點平面垂直方向受應力作用時,會導致鋼件突然斷裂。因此,鋼材不允許白點存在。
白點產生的原因,一般認為是鋼中氫含量偏高和組織應力共同作用的結果。奧氏體中溶解的氫,在冷卻相變過程中,其溶解度顯著降低,所析出的氫原子聚集在鋼材微孔中或晶間偏析區或夾雜物周圍,結合成氫分子,產生巨大局部壓力,當這種壓力與相變組織應力相結合超過鋼的強度時,則產生裂紋,形成白點。
白點多在高碳鋼,馬氏體鋼和貝氏體鋼中出現。奧氏體鋼和低碳鐵素體鋼一般不出現白點。
消除白點的措施主要是改進冶煉操作,採用真空處理,降低鋼水氫含量和採用鋼坯(鋼材)緩冷工藝。
六、偏析
鋼材成分的嚴重不均勻。這種現象不僅包括常見的元素(如碳、錳、硅、硫、磷)分布的不均勻性,還包括氣體和非金屬夾雜分布的不均勻性。
偏析產生的原因是鋼水在凝固過程中,由於選分結晶造成的。首先結晶出來的晶核純度較高,雜質遺留在後結晶的鋼水中。因此,結晶前沿的鋼水為碳、硫、磷等雜質富集。隨著溫度降低,雜質凝固在樹枝晶間,或形成不同程度的偏析帶。此外,隨著溫度降低,氣體在鋼水中溶解度下降,在結晶前沿析出並形成氣泡上浮,富集雜質的鋼水沿上山軌跡形成條狀偏析帶。由於偏析在鋼錠上出現部位不同和在低倍試片上表現出形式各異,偏析可分為方形偏析、「V」、「^」形偏析、點狀偏析、中心偏析和晶間偏析等。
另外,脫氧合金化工藝操作不當,可以造成嚴重的成分不均。保護渣捲入到鋼水中造成局部增碳。這些因素使鋼材產生偏析的程度往往超過由於選分結晶造成的偏析。
偏析影響鋼材的力學性能和耐蝕性能。嚴重偏析可能造成鋼材脆斷,冷加工時還會損壞機械,故超過允許級別的偏析是不允許存在的。
偏析程度往往與錠型、鋼種、冶煉操作和澆鑄條件有關。合金元素、雜質和氣體的偏析,隨澆鑄溫度升高和澆鑄速度加快,偏析程度愈嚴重。連鑄鋼採用電磁攪拌可以減輕偏析程度。另外,增加鋼水潔凈度是減輕偏析的重要措施。
七、非金屬夾雜
鋼中含有與基體金屬成分不同的非金屬物質。它破壞了金屬基體的連續性和各向同性性能。
按非金屬夾雜的來源可分為內生夾雜、外來夾雜及兩者混合物。
(1)內生夾雜是由脫氧和結晶時進行的各種物理化學反應形成的,主要是鋼中氧、硫、氮同其他成分間的反應產物,如Al2O3等。內生夾雜的特點是顆粒小,在鋼內分布均勻,它與脫氧方法和化學成分有密切關系。
(2)外來夾雜是指鋼中混入耐火材料、爐渣、鋼包渣和模內保護渣等外來物質。外來夾雜的特點是尺寸大,成分結構復雜,分布不規則,具有很大的偶然性。空氣對鋼水的二次氧化會形成外來夾雜。在煉鋼過程中,外來夾雜與內生夾雜往往會形成兩者的混合物,具有兩者的共同特點,使檢驗者難以分辨其來源。非金屬夾雜按顆粒大小可分為亞顯微、顯微和大顆粒夾雜三種,其顆粒尺寸分別為<1μm、1~100μm和>100μm。大顆粒夾雜往往出現在鋼錠沉澱晶區和皮下位置。連鑄鋼上弧區有時也發現大顆粒夾雜。
按非金屬夾雜本身性質,可以分為塑性夾雜和脆性夾雜兩種。
(1)塑性夾雜在熱加工過程中,隨金屬一起發生變形,如MnS;而脆性夾雜,隨熱加工金屬的變彤發生破碎,如Al2O3。當非金屬夾雜熔點特別高時,在鋼中一生成就以固態形式存在,這類非金屬夾雜物在熱加工時既不變形,也不破碎,保持其原來形狀,如TiN。對於熔點很低的夾雜,從最後結晶母液中排除,此時多沿初生奧氏體晶界呈網狀薄膜析出,如FeS。
鋼中非金屬夾雜對鋼材的強度、伸長率、韌性和疲勞強度有不同程度的影響。按使用要求,根據中國國家非金屬夾雜標准評定鋼材夾雜級別。鋼材中不允許存在嚴重危害鋼材性能的大顆粒夾雜。
保證出鋼和澆鑄系統清潔,採用吹氬、渣洗、噴粉、真空處理等爐外精煉措施及保護澆鑄措施,可以減少鋼中非金屬夾雜。
八、疏鬆
鋼材截面熱酸蝕試片上組織不緻密的現象。在鋼材橫斷面熱酸蝕試片上,存在許多孔隙和小黑點子,呈現組織不緻密現象,當這些孔隙和小黑點子分布在整個試片上時叫一股疏鬆,集中分布在中心的叫做中心疏鬆。在縱向熱酸蝕試片上,疏鬆表現為不同長度的條紋,但仔細觀察或用8~10倍放大鏡觀察,條紋沒有深度。用掃描電子顯微鏡觀察孔隙或條紋,可以發現樹枝晶末梢有金屬結晶的自由表面特徵。
疏鬆的成因與鋼水冷凝收縮和選分結晶有關。鋼水在結晶時,先結晶的樹枝晶晶軸比較純凈,而枝晶問富集偏析元素、氣體、非金屬夾雜和少量未凝固的鋼水,最後凝固時,不能夠全部充滿枝晶間,因而形成一些細小微孔。
鋼材在熱加工過程中,疏鬆可大大改善,但當鋼錠疏鬆嚴重時,壓縮比不足或孔型設計不當時,熱加工後疏鬆還會存在。嚴重的疏鬆視為鋼材缺陷,當疏鬆嚴重時,鋼材的力學性能會受到一定影響。但根據鋼材使用要求,可以按標准圖片評定鋼材疏鬆級別。
採用提高鋼水純凈度、加快冷卻速度、連鑄用電磁攪拌和減少枝晶等措施,可以減少疏鬆。
九、帶狀組織
熱加工後的低碳結構鋼,其顯微組織鐵素體和珠光體沿軋向平行排列,呈帶狀分布,形成鋼材帶狀組織。
帶狀組織形成的機制一般有3種:
(1)通常,在低碳鋼中,當樹枝晶間富集磷、硫等雜質,鋼材經熱加工後,非金屬夾雜被拉長。如硫化物,而奧氏體在冷卻過程中先共析鐵素體沿硫化物夾雜形核和長大,形成鐵素體條帶。同時,鐵素體形成時向鐵素體條帶兩側排碳,也形成了珠光體條帶。
(2)當低碳鋼中含錳較高時,先凝固的樹枝晶晶干成分較純,形成鐵素體條帶。而枝晶間含錳、碳、硫、磷等雜質,而且鐵素體條帶也向枝晶間排碳,形成珠光體條帶。
(3)當熱加工終軋溫度較低時,在雙相區軋制也能形成帶狀組織。
帶狀組織實質上是鋼材組織不均勻的一種表現,影響鋼材性能,產生備向異性。帶狀組織降低鋼材塑性、沖擊韌性和斷面收縮率,特別是對橫向力學性能影響較大。
根據鋼材的使用要求,可以按中國國家帶狀組織評級標准圖片來評定鋼材帶狀組織的級別。
降低鋼中夾雜和樹枝晶成分偏析是減輕鋼中帶狀組織的主要措施。
注意事項:
碳素鋼淬火時通常採用水冷,但對小尺寸的中碳鋼,尤其是直徑為8—12mm的45號鋼淬火時容易產生裂紋,這是一個較為復雜的問題。採取的措施是淬火時試樣在水中快速攪動,或者採用油冷,可避免出現裂紋。包裝,裸裝,國產鋼按鋼號在端部進行塗色,詳見GB/T699-88標准規定。

Ⅹ 螺母點焊機點焊低碳鋼會出現的缺陷有哪些

低碳鋼板焊接凸焊螺母相對容易焊接,在調整好合適參數後,缺陷較小,如果採用中頻點焊機焊接那扭矩會大大增強,缺陷幾乎為零。天津 北洋 匯 力 回答。

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與碳鋼自熔有什麼缺陷相關的資料

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