40#碳素鋼力學(xué)性能:
抗拉強(qiáng)度 σb (MPa):≥570(58)
屈服強(qiáng)度 σs (MPa):≥335(34)
伸長率 δ5 (%):≥19
斷面收縮率 ψ (%):≥45
沖擊功 Akv (J):≥47
沖擊韌性值 αkv (J/cm2):≥59(6)
硬度:未熱處理≤217HB;退火鋼≤187HB
試樣尺寸:試樣尺寸為25mm
碳素鋼白點(diǎn)
在鋼材縱、橫斷面酸浸試片上,出現(xiàn)的不同長度無規(guī)則的發(fā)紋。它在橫向低倍試片上呈放射狀、同心圓或不規(guī)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(diǎn)。直徑一般為3~10mm。
板鋼在縱向、橫向斷口上白點(diǎn)特征不明顯,而在z向斷口上呈現(xiàn)長條狀或橢圓狀白色斑點(diǎn)。采用斷口檢查白點(diǎn)時,好把試樣先進(jìn)行淬火和調(diào)質(zhì)處理。
鋼坯上出現(xiàn)白點(diǎn),經(jīng)壓力加工后可變形或延伸,壓下率較大時也能焊合。
白點(diǎn)缺陷對鋼材力學(xué)性能(韌性和塑性)影響很大,當(dāng)白點(diǎn)平面垂直方向受應(yīng)力作用時,會導(dǎo)致鋼件突然斷裂。因此,鋼材不允許白點(diǎn)存在。
白點(diǎn)產(chǎn)生的原因,一般認(rèn)為是鋼中氫含量偏高和組織應(yīng)力共同作用的結(jié)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(qū)或夾雜物周圍,結(jié)合成氫分子,產(chǎn)生巨大局部壓力,當(dāng)這種壓力與相變組織應(yīng)力相結(jié)合超過鋼的強(qiáng)度時,則產(chǎn)生裂紋,形成白點(diǎn)。
白點(diǎn)多在高碳鋼,馬氏體鋼和貝氏體鋼中出現(xiàn)。奧氏體鋼和低碳鐵素體鋼一般不出現(xiàn)白點(diǎn)。
消除白點(diǎn)的措施主要是改進(jìn)冶煉操作,采用真空處理,降低鋼水氫含量和采用鋼坯(鋼材)緩冷工藝。
碳素鋼偏析
鋼材成分的嚴(yán)重不均勻。這種現(xiàn)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(chǎn)生的原因是鋼水在凝固過程中,由于選分結(jié)晶造成的。首先結(jié)晶出來的晶核純度較高,雜質(zhì)遺留在后結(jié)晶的鋼水中。因此,結(jié)晶前沿的鋼水為碳、硫、磷等雜質(zhì)富集。隨著溫度降低,雜質(zhì)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(jié)晶前沿析出并形成氣泡上浮,富集雜質(zhì)的鋼水沿上山軌跡形成條狀偏析帶。由于偏析在鋼錠上出現(xiàn)部位不同和在低倍試片上表現(xiàn)出形式各異,偏析可分為方形偏析、“V”、“^”形偏析、點(diǎn)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(dāng),可以造成嚴(yán)重的成分不均。保護(hù)渣卷入到鋼水中造成局部增碳。這些因素使鋼材產(chǎn)生偏析的程度往往超過由于選分結(jié)晶造成的偏析。
偏析影響鋼材的力學(xué)性能和耐蝕性能。嚴(yán)重偏析可能造成鋼材脆斷,冷加工時還會損壞機(jī)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(guān)。合金元素、雜質(zhì)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(yán)重。連鑄鋼采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。
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