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低碳鋼的時效通常有淬火時效和應變時效兩種,都是由間隙元素作用引起的,主要是由于碳、氮、氧的重新分布所造成。
淬火時效 即鋼由高溫快速冷卻后性能隨時間而變化的現象。鋼中含碳量、脫氧程度和含氮量對淬火時效都有很大影響。低碳鋼、脫氧不充分的沸騰鋼和含氮量較高的鋼發生淬火時效顯著。含碳約0.3%的中碳鋼,由淬火時效所引起的性能變化已大為減弱。含碳約0.6%的高碳鋼,實際上不起時效硬化作用(見金屬熱處理)。
應變時效 經冷加工變形后的性能隨時間而變化的現象。碳和氮對應變時效的影響,與對淬火時效的影響相似,磷也促進應變時效。低碳鋼因冷變形而消失的屈服點,隨時間的延長而逐漸恢復。應變時效比淬火時效更為復雜。如鋼材經淬火后再進行冷加工,無論在室溫或稍高溫度下,均將加速其應變時效。
碳素鋼的時效常給工業生產帶來很大危害,例如沸騰鋼焊接后,由于時效使焊接接頭熱影響區出現細小裂紋,嚴重影響焊接結構的性。但由于近代冶金技術的發展,和在工業生產中的應用,尤其是氧氣轉爐煉鋼能獲得更低的氮、氧含量,因此時效問題有所減輕。
缺陷
碳素鋼在冶煉和軋制(鍛造)加工過程中,由于設備、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、疏松和帶狀組織等。
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。后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。
熱軋圓鋼是一種冶金的專業術語,是圓鋼的一種,屬于建筑用鋼材。
熱軋圓鋼的規格為5.5-250毫米,其中,5.5-25毫米的小圓鋼大多以直條成捆供應,常用作鋼筋、螺栓及各種機械零件:大于25毫米的熱軋圓鋼,主要用于制造機械零件或作無縫鋼管坯。
具有淬透性好、硬度高、耐磨性好、熱處理變形小等優點,常用于制作承受重負荷、生產批量大、形狀復雜的冷作模具。但該Q345B低合金圓鋼在使用過程中容易出現脆性大等問題。研究表明,改善Q345B低合金圓鋼中碳化物的形態和分布可有效改善材料韌性
常見的工藝有鍛造預熱淬火、固溶雙細化工藝、降溫淬火、等溫淬火等。其中固溶雙細化處理是利用熱處理方式,使碳化物細化、棱角圓整化,同時使奧氏體晶粒超細化。其工藝的主要措施是高溫固溶和循環細化。高溫固溶可以改善碳化物的形態和粒度;循環細化的目的在于使奧氏體晶粒超細化。真空熱處理與普通熱處理相比有許多突出的特點,如可防止Q345B低合金圓鋼表面氧化、脫碳;淬火變形小;工藝的穩定性、重復性好;操作、自動化程度高、工作環境好等。隨著要求越來越高,Q345B低合金圓鋼的真空熱處理受到越來越多的關注。
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