40#碳素鋼
材料名稱(chēng):優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼
牌號(hào):40
標(biāo)準(zhǔn):GB/T 699-1999
40#碳素鋼化學(xué)成份:
碳 C :0.37~0.45
硅 Si:0.17~0.37
錳 Mn:0.50~0.80
硫 S :≤0.035
磷 P :≤0.035
鉻 Cr:≤0.25
鎳 Ni:≤0.25
銅 Cu:≤0.25
碳素鋼的疏松
鋼材截面熱酸蝕試片上組織不致密的現(xiàn)象。在鋼材橫斷面熱酸蝕試片上,存在許多孔隙和小黑點(diǎn)子,呈現(xiàn)組織不致密現(xiàn)象,當(dāng)這些孔隙和小黑點(diǎn)子分布在整個(gè)試片上時(shí)叫一股疏松,集中分布在中心的叫做中心疏松。在縱向熱酸蝕試片上,疏松表現(xiàn)為不同長(zhǎng)度的條紋,但仔細(xì)觀察或用8~10倍放大鏡觀察,條紋沒(méi)有深度。用掃描電子顯微鏡觀察孔隙或條紋,可以發(fā)現(xiàn)樹(shù)枝晶末梢有金屬結(jié)晶的自由表面特征。
疏松的成因與鋼水冷凝收縮和選分結(jié)晶有關(guān)。鋼水在結(jié)晶時(shí),先結(jié)晶的樹(shù)枝晶晶軸比較純凈,而枝晶問(wèn)富集偏析元素、氣體、非金屬夾雜和少量未凝固的鋼水,后凝固時(shí),不能夠全部充滿枝晶間,因而形成一些細(xì)小微孔。
鋼材在熱加工過(guò)程中,疏松可大大改善,但當(dāng)鋼錠疏松嚴(yán)重時(shí),壓縮比不足或孔型設(shè)計(jì)不當(dāng)時(shí),熱加工后疏松還會(huì)存在。嚴(yán)重的疏松視為鋼材缺陷,當(dāng)疏松嚴(yán)重時(shí),鋼材的力學(xué)性能會(huì)受到一定影響。但根據(jù)鋼材使用要求,可以按標(biāo)準(zhǔn)圖片評(píng)定鋼材疏松級(jí)別。
采用提高鋼水純凈度、加快冷卻速度、連鑄用電磁攪拌和減少枝晶等措施,可以減少疏松。
碳素鋼的帶狀組織
熱加工后的低碳結(jié)構(gòu)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(jī)制一般有3種:
(1)通常,在低碳鋼中,當(dāng)樹(shù)枝晶間富集磷、硫等雜質(zhì),鋼材經(jīng)熱加工后,非金屬夾雜被拉長(zhǎng)。如硫化物,而奧氏體在冷卻過(guò)程中先共析鐵素體沿硫化物夾雜形核和長(zhǎng)大,形成鐵素體條帶。同時(shí),鐵素體形成時(shí)向鐵素體條帶兩側(cè)排碳,也形成了珠光體條帶。
(2)當(dāng)?shù)吞间撝泻i較高時(shí),先凝固的樹(shù)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(zhì),而且鐵素體條帶也向枝晶間排碳,形成珠光體條帶。
(3)當(dāng)熱加工終軋溫度較低時(shí),在雙相區(qū)軋制也能形成帶狀組織。
帶狀組織實(shí)質(zhì)上是鋼材組織不均勻的一種表現(xiàn),影響鋼材性能,產(chǎn)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(duì)橫向力學(xué)性能影響較大。
根據(jù)鋼材的使用要求,可以按中國(guó)帶狀組織評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)圖片來(lái)評(píng)定鋼材帶狀組織的級(jí)別。
降低鋼中夾雜和樹(shù)枝晶成分偏析是減輕鋼中帶狀組織的主要措施。
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