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(2)高均匀性。钢的成分偏析导致钢组织、性能的不均匀,这是钢制零部件提前失效以及钢性能潜力难以充分发挥的重要原因之一。现代生产工艺应使钢的均匀性达到:轿车齿轮钢淬透性带波动为±3HRC;对合金元素控制水平为碳、镍、钼含量≤±0.01%,锰和铬含量≤±0.02%;轴承钢淬火后的晶粒度为球形且尺寸波动0.8±0. 2μm;抗层状撕裂钢(z向钢)的纵向、横向和厚度方向的力学性能,特别是塑、韧性要求大体上相当。
(3)超细组织。超细组织强化是惟一增加钢强度而不降低韧性或使韧性略有增加的强化机制。例如高强度不锈钢AFC77的晶粒从60μm细化到2. 3μm,则断裂韧性KIC从100增加到220MPa·m。核反应堆压力容器钢板为粗晶时,其辐照脆化温度范围为150~250℃而细晶钢降到50~70℃。轴承钢中的碳化物尺寸细到≤0.5μm,则轴承寿命大幅度提高。
(4)高精度。特殊钢材要有良好的表面质量和窄的尺寸公差。热轧钢棒的精度已达±0.1mm、热轧板卷的厚度公差达±0.015~0.05mm,而冷轧板卷的厚度公差已达±0.003mm。


特钢的分类
特殊用途钢是指制成的另构件在特殊条件下工作,对钢有特殊要求,如物理、化学、机械等性能。
特殊性能钢也是特殊质量合金钢,这些钢是指有电磁、光、声、热及电化学等效应和功能的钢。常用的有不锈钢、耐热钢、电工硅钢、电子纯铁及各种精密合金(软磁合金、象磁合金、弹性合金、膨胀合金、热双合金、电阻合金、电偶材料等)。
不锈钢以其良好的耐腐蚀性能而得名,它主要合金成分为铬和镍。铬有很高的化学稳定性,在氧化介质中能生成致密坚韧的纯化膜;另外,当铬含量超过11.7%时,能使合金的电极电位明显提高,从而有效地阻止了合金的进一步氧化。镍也是易化元素,在铬钢中加入镍,可提高合金在非氧化性介质中的耐腐蚀性能。当铬、镍含量一定时,钢中碳含量愈低,其耐腐蚀性能就愈好。
不锈钢的耐腐蚀性能,还与基体组织的均匀程度有关。当形成均匀一致的合金固溶体时,能有效地减少钢在电解溶液中腐蚀速度。
奥氏体不锈钢属铬镍系不锈钢,是单一的奥氏体组织,它具有良好的耐蚀性、低温韧性、压力加工和焊接工艺性、无磁性、广泛用作腐蚀介质中工作的低温钢和无磁钢;铁素体型不锈钢主要含有铬,在加热和冷却过程中有相变发生,是硝酸、氮肥工业常用的耐磨材料;马氏体不锈钢由于含碳量较高,帮淬透性好,淬火后获马氏体组织,此类钢,低碳者韧性好,可制造在腐蚀介质中工作的耐冲击零体;高碳用于制造弹簧、轴承、手术刀片等;由奥氏体和铁素体两相混合组织为基体的不锈钢是双相不锈钢,它具有强度高、韧性好,耐晶间腐蚀等优点。其中00Cr18Ni5Mo3Si2钢主要用于制造炼油、化肥、造纸、石油、化工等工业的热交换器和冷凝器,0Cr26Ni5Mo2用于制造海水腐蚀设备;沉淀硬化型不锈钢,因含有大量的铬、镍及能析出沉淀硬化相的钼、铌、铅、铜等元素,使其经过淬火时效处理后具有较高的强度和韧性,主要用于制造弹簧、垫圈、波纹管等。



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(1)普通碳素结构钢又称普通碳素钢,对含碳量、性能范围以及磷、硫和其他残余元素含量的限制较宽。在中国和某些根据交货的保证条件又分为三类:甲类钢(A类钢)是保证力学性能的钢。乙类钢(B类钢)是保证化学成分的钢。特类钢(C类钢)是既保证力学性能又保证化学成分的钢,常用于制造较重要的结构件。中国生产和使用多的是含碳量在0.20%左右的A3钢(甲类3号钢),主要用于工程结构。
有的碳素结构钢还添加量的铝或铌(或其他碳化物形成元素)形成氮化物或碳化物粒,以限制晶粒长大,使钢强化,节约钢材。在中国和某些,为适应专业用钢的特殊要求,对普通碳素结构钢的化学成分和性能进行调整,从而发展了一系列普通碳素结构钢的专业用钢(如桥梁、建筑、钢筋、压力容器用钢等)。
(2)优质碳素结构钢和普通碳素结构钢相比,硫、磷及其他非金属夹杂物的含量较低。根据含碳量和用途的不同,这类钢大致又分为三类:①小于0.25%C为低碳钢,其中尤以含碳低于0.10%的08F,08Al等,由于具有很好的深冲性和焊接性而被广泛地用作深冲件如汽车、制罐……等。20G则是制造普通锅炉的主要材料。此外,低碳钢也广泛地作为渗碳钢,用于机械制造业。②0.25~0.60%C为中碳钢,多在调质状态下使用,制作机械制造工业的零件。③大于0.6%C为高碳钢,多用于制造弹簧、齿轮、轧辊等。根据含锰量的不同,又可分为普通含锰量(0.25~0.8%)和较高含锰量(0.7~1.0%和0.9~1.2%)两钢组。锰能改善钢的淬透性,强化铁素体,提高钢的屈服强度、抗拉强度和耐磨性。通常在含锰高的钢的牌号后附加标记“Mn”,如15Mn、20Mn以区别于正常含锰量的碳素钢。



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