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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，由于選分結晶造成的。首先結晶出來的晶核純度較高，雜質遺留在后結晶的鋼水中。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，在結晶前沿析出并形成氣泡上浮，富集雜質的鋼水沿上山軌跡形成條狀偏析帶。由于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。保護渣卷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于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。
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淀晶區和皮下位置。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。對于熔點很低的夾雜，從后結晶母液中排除，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，根據中國非金屬夾雜標準評定鋼材夾雜級別。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，采用吹氬、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。
50Mn強度、彈性和硬度均較高，多在淬火與回火后使用，焊接性能差。50Mn圓鋼用于制造耐磨性要求很高，在高負荷作用下的熱處理零件，如齒輪、齒輪軸和截面在80mm以下的心軸等。性能與50號相近，但其淬透性較高，熱處理后強度、硬度、彈性均稍高于50號鋼。焊接性差，具有過熱敏感性和回火脆性傾向。用作承受應力零件、高耐磨零件、高應力的零件，如直徑小于80毫米的心軸。高頻淬火后還可以制造火車軸、蝸桿、連桿及汽車曲軸，如齒輪、齒輪軸、摩擦盤、心軸、平板彈簧等。Q195圓鋼、A3圓鋼、Q235圓鋼、10#圓鋼、20#圓鋼、35#圓鋼、45#圓鋼、60#圓鋼、80#圓鋼、20Mn圓鋼、45Mn圓鋼、50Mn圓鋼、65Mn圓鋼、S50C圓鋼、K40圓鋼、T8圓鋼、T10圓鋼、Q345A圓鋼、Q345B圓鋼、Q345C圓鋼、Q345D圓鋼、Q345E圓鋼、16MnCR4圓鋼、20Cr圓鋼、35Cr圓鋼
60Si2Mn彈簧鋼是應用廣泛的硅錳彈簧鋼，強度、彈性和淬透性較55Si2Mn稍高。60Si2Mn彈簧鋼適于鐵道車輛、汽車拖拉機工業上制作承受較大負荷的扁形彈簧或線徑在30mm以下的螺旋彈簧、也適于制作工作溫度在250 以下非腐蝕介質中的耐熱彈簧以及承受交變負荷及在高應力下工作的大型重要卷制彈簧。
材料特性：
中碳合金彈簧鋼，是標準件冷鐓沖頭的基本鋼號，該鋼具有屈服強度，疲勞極限高，淬透性較大，塑性優良，鋼材價格低廉，以及熱處理工藝才做簡單的優點。該鋼具有明顯的脫碳傾向，對耐磨性能、疲勞抗力均有明顯損害，還有過熱敏感性，易出現淬火裂紋。
該鋼用做模具主要零件時必須先經過鍛造，以避免產生縱向裂開。但是為了鍛造后的應力和使鋼的內部碳化物均勻，必須進行球化退火，以提高模具鋼的使用壽命，但該鋼用于制造彈簧時不需要經過球化退火。
若采用快速球化工藝熱處理取代傳統球化退火工藝后，可以使球化組織更均勻，球化率提高，提高產品質量，使生產周期縮短一半。采取低碳馬氏體溫淬火，有利于延長冷作模具的使用壽命。
模具鋼材是用來制造冷沖模、熱鍛模壓鑄模等模具的鋼種。模具材料是模具制造業的物質和技術基礎，其中模具鋼材是傳統的模具材料，其品種、規格、質量對模具的性能、使用壽命和制造周期起著決定性的作用。近年來，國內外模具鋼材的產量、生產技術、工藝裝備、質量、品種等方面都取得了比較迅速的發展，國內也涌現了撫順特鋼，長城特鋼，興澄特鋼，杭鋼等一批優質生產企業，模具鋼材的發展也推動了工業產品向高級化、個體化、高附加值化的方向發展。模具的用途很廣，制造模具用材料范圍很廣，在模具材料中應用廣的當屬模具鋼材。
加工模具時用的，由于模具的用途很廣，各種模具的工作條件差別很大，所以，制造模具用材料范圍很廣，在模具材料中應用廣的當屬模具鋼。從—般的碳素結構鋼、碳素工具鋼、合金結構鋼、合金工具鋼、彈簧鋼、高速工具鋼、不銹耐熱鋼直到適應特殊模具需要的馬氏體時效鋼以及粉末高速鋼、粉末高合金模具鋼等。模具鋼按用途一般可分為冷作模具鋼、熱作模具鋼和塑料成型用模具鋼三大類冷作模具冷作模具鋼主要用于制造對冷狀態下的工件進行壓制成型的模具。如：冷沖裁模具、冷沖壓模具、冷拉深模具、壓印模具、冷擠壓模具、螺紋壓制模具和粉末壓制模具等。冷作模具鋼的范圍很廣，.從各種碳素工具鋼、合金工具鋼、高速工具鋼到粉末高速工具鋼和粉末高合金模具鋼。冷作模具鋼具是真空脫氣精煉鋼，內質純凈，機械加工性良好，切削明顯提高，淬透性良好，空冷淬硬不易出現淬裂，耐磨性極為優異，韌性良好，可用作不銹鋼及高硬度材料的沖裁模。熱作模具熱作模具鋼主要用于制造對高溫狀態下的工件進行壓力加工的模具。如：熱鍛模具、熱擠壓模具、壓鑄模具、熱鐓鍛模具等。常用的熱作模具鋼有：中高含碳量的添加Cr、W、Mo、V等合金元素的合金模具鋼；對特殊要求的熱作模具鋼，有時采用高合金奧氏體耐熱模具鋼制造。塑料模具由于塑料的品種很多，對塑料制品的要求差別也很大，對制造塑料模具的材料也提出了各種不同的性 能要求。所以，不少工業發達的已經形成了范圍很廣的塑料模具用鋼系列。包括碳素結構鋼、滲碳型塑料模具鋼、預硬型塑料模具鋼、時效硬化型塑料模具鋼、耐蝕塑料模具鋼、易切塑料模具鋼、整體淬硬型塑料模具鋼、馬氏體時效鋼以及鏡面拋光用塑料模具鋼等。
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）冷拉應力控制的情況：
對于Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級鋼筋和5號鋼的鋼筋，在冷拉后，作預應力鋼筋使用的，要用冷拉應力控制。但鋼筋冷拉后經檢查，冷拉率超過了規范規定（表3——1）值，還要再進行機械能實驗。
2）冷拉率測定控制要求：
以冷拉率控制鋼筋冷拉時，控制值要由試驗確定。試驗測定時要求：同爐同批的測定試件，不能少于4個，每個試件都要按規范規定的冷拉應力測定相應的冷拉率，并取試件的平均值作為該爐該批鋼筋的實際冷拉率。如果鋼筋強度偏高，，平均的冷拉率低于1%時，在鋼筋冷拉時，仍要按1%的冷拉率控制。
3）不同爐批的冷拉控制：
對于混雜，分不清爐批的鋼筋，冷拉時，不能用冷拉率控制，而且要冷拉多根連接的鋼筋，每根的冷拉率和控制應力都要符合規范規定（表3——1）。
4）冷拉速度控制：
要使鋼筋充分變形，就要適當控制冷拉速度，一般以0.5——1.0為宜。同時要求，冷拉到規定的應力和冷拉率以后，隨即停拉2——3以后，再放松鋼筋，結束冷拉，以給鋼筋充分變形的時間。
5）冷拉控制方法：
冷拉時只用冷拉率或者冷拉應力控制叫單控，冷拉時冷拉率和冷拉應力同時應用，稱為雙控。采用單控，施工簡單方便。但對于材質不均勻的鋼筋，不可能逐根試驗（逐根試驗，費工費料，不可能這樣做，有的同一根鋼筋冷拉率也不一樣）冷拉質量得不到保證。雙控方法可以避免上述問題。冷拉時，對于控制應力已經達到，冷拉率沒有超過允許值的，可以認為合格。但是，如果冷拉率已經達到，而冷拉應力還達不到控制應力，這種鋼筋要降低強度使用。對于預應力鋼筋必須采用雙控方法。
參考資料
1.次冷拉效果：
取一鋼筋對其施加拉應力冷拉，鋼筋會發生變形（并作應力——應變圖）。隨著拉應力增加，鋼筋內部承受的拉應力逐漸增大。當鋼筋內部產生的拉應力超過鋼筋具有的屈服點A，而達到C后，停止冷拉，卸去荷載。此時可以看到，鋼筋已產生塑性變形，在卸荷過程中，應力——應變圖有一個變化，直線O1C比直線OA要緩。
2.第二次冷拉效果：
重新施加拉應力，將鋼筋拉伸到破壞，應力——應變圖出現新的變化，新的屈服點在C點附近，明顯高于原來的屈服點A。這個變化說明，鋼筋的塑性發生了變化，塑性小了，硬度大了，鋼筋的強度得到提高，這一現象叫“變形硬化”。
經過以上兩次過程冷拉鋼（筋）制作完成。
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