Стальная пластина

Это плоская сталь, которую отливают из расплавленной стали и прессуют после охлаждения.
Он плоский, прямоугольный, его можно напрямую свернуть или вырезать из широких стальных полос.
Стальная пластина делится по толщине: тонкая стальная пластина - менее 4 мм (самая тонкая - 0,2 мм), стальная пластина средней толщины - 4-60 мм, стальная пластина очень толстой - 60-115 мм. мм.
По способу прокатки стальные листы делятся на горячекатаные и холоднокатаные.
Ширина тонкой пластины 500~1500 мм; ширина толстого листа 600~3000 мм. Листы классифицируются по типу стали, включая обычную сталь, высококачественную сталь, легированную сталь, пружинную сталь, нержавеющую сталь, инструментальную сталь, жаропрочную сталь, подшипниковую сталь, кремниевую сталь, листовое промышленное чистое железо и т. д.; Эмалированная пластина, пуленепробиваемая пластина и т. д. В зависимости от покрытия поверхности различают оцинкованный лист, луженый лист, свинцовый лист, пластиковую композитную стальную пластину и т. д.
Низколегированная конструкционная сталь
(также известная как обычная низколегированная сталь, HSLA)
1. Цель
В основном используется при производстве мостов, кораблей, транспортных средств, котлов, сосудов высокого давления, нефте- и газопроводов, крупных стальных конструкций и т. д.
2. Требования к производительности
(1) Высокая прочность: обычно предел текучести превышает 300 МПа.
(2) Высокая ударная вязкость: удлинение должно составлять от 15% до 20%, а ударная вязкость при комнатной температуре превышает 600–800 кДж/м. Для крупных сварных деталей также требуется высокая вязкость разрушения.
(3) Хорошие характеристики сварки и холодной штамповки.
(4) Низкая температура хладноломкого перехода.
(5) Хорошая коррозионная стойкость.
3. Характеристики ингредиентов
(1) Низкоуглеродистый: из-за высоких требований к ударной вязкости, свариваемости и холодной штамповке содержание углерода не превышает 0,20%.
(2) Добавьте легирующие элементы на основе марганца.
(3) Добавление вспомогательных элементов, таких как ниобий, титан или ванадий: небольшое количество ниобия, титана или ванадия образует в стали мелкие карбиды или карбонитриды, что полезно для получения мелких ферритных зерен и улучшения прочности и ударной вязкости стали.
Кроме того, добавление небольшого количества меди (<0,4%) и фосфора (около 0,1%) может улучшить коррозионную стойкость. Добавление небольшого количества редкоземельных элементов может обессеривать и дегазировать сталь, а также улучшать ударную вязкость и производительность процесса.
4. Обычно используемая низколегированная конструкционная сталь.
16Mn — наиболее широко используемый и наиболее производительный тип низколегированной высокопрочной стали в моей стране. В рабочем состоянии структура представляет собой мелкозернистый феррит-перлит, ее прочность примерно на 20–30 % выше, чем у обычной углеродистой конструкционной стали Q235, а устойчивость к атмосферной коррозии на 20–38 % выше.
15МнВН — наиболее часто используемая сталь для сталей средней прочности. Он обладает высокой прочностью, хорошей вязкостью, свариваемостью и низкотемпературной вязкостью и широко используется при производстве крупных конструкций, таких как мосты, котлы и корабли.
После того, как уровень прочности превышает 500 МПа, ферритная и перлитная структуры становятся трудными для удовлетворения требований, поэтому разрабатывается низкоуглеродистая бейнитная сталь. Добавление Cr, Mo, Mn, B и других элементов полезно для получения бейнитной структуры в условиях воздушного охлаждения, поэтому прочность выше, пластичность и сварочные характеристики также лучше, и его чаще всего используют в котлах высокого давления. , сосуды высокого давления и т.д.
5. Характеристики термической обработки.
Этот тип стали обычно используется в горячекатаном и воздушно-охлаждаемом состоянии и не требует специальной термической обработки. Микроструктура в рабочем состоянии обычно представляет собой феррит + сорбит.
Легированная науглероженная сталь
1. Цель
В основном его используют при изготовлении трансмиссионных шестерен автомобилей и тракторов, распределительных валов, поршневых пальцев и других деталей машин двигателей внутреннего сгорания. Такие детали испытывают сильное трение и износ в процессе работы и в то же время несут большие знакопеременные нагрузки, особенно ударные.
2. Требования к производительности
(1) Поверхностный науглероженный слой имеет высокую твердость, что обеспечивает превосходную износостойкость и сопротивление контактной усталости, а также соответствующую пластичность и вязкость.
(2) Сердечник имеет высокую ударную вязкость и достаточно высокую прочность. При недостаточной прочности сердечника он легко сломается под действием ударной нагрузки или перегрузки; при недостаточной прочности хрупкий науглероженный слой легко ломается и отслаивается.
(3) Хорошие характеристики процесса термообработки. При высокой температуре цементации (900℃～950℃) аустенитные зерна нелегко растут и обладают хорошей прокаливаемостью.
3. Характеристики ингредиентов
(1) Низкоуглеродистый: содержание углерода обычно составляет от 0,10% до 0,25%, поэтому сердцевина детали имеет достаточную пластичность и прочность.
(2) Добавляйте легирующие элементы для улучшения прокаливаемости: часто добавляют Cr, Ni, Mn, B и т. д.
(3) Добавьте элементы, которые препятствуют росту аустенитных зерен: в основном добавляют небольшое количество сильных карбидообразующих элементов Ti, V, W, Mo и т. д. для образования стабильных карбидов сплава.
4. Марка и марка стали
Науглероженная сталь из сплава 20Cr с низкой прокаливаемостью. Этот тип стали имеет низкую прокаливаемость и низкую прочность сердцевины.
Науглероженная сталь из сплава 20CrMnTi средней прокаливаемости. Эта сталь имеет высокую прокаливаемость, низкую чувствительность к перегреву, относительно равномерный науглероживающий переходный слой, хорошие механические и технологические свойства.
Науглероженная легированная сталь 18Cr2Ni4WA и 20Cr2Ni4A с высокой прокаливаемостью. Этот тип стали содержит больше таких элементов, как Cr и Ni, имеет высокую прокаливаемость, хорошую ударную вязкость и ударную вязкость при низких температурах.
5. Термическая обработка и свойства микроструктуры.
Процесс термообработки легированной науглероженной стали обычно представляет собой прямую закалку после науглероживания, а затем отпуск при низкой температуре. После термообработки структура поверхностного науглероженного слоя представляет собой сплав цементит + отпущенный мартенсит + небольшое количество остаточного аустенита, а твердость составляет 60HRC ~ 62HRC. Структура сердечника связана с прокаливаемостью стали и размером поперечного сечения деталей. В полностью закаленном состоянии это низкоуглеродистый отпущенный мартенсит с твердостью от 40HRC до 48HRC; в большинстве случаев это троостит, отпущенный мартенсит и небольшое количество железа. Корпус элемента, твердость 25HRC ~ 40HRC. Прочность сердца обычно превышает 700 кДж/м2.
Легированная закаленная и отпущенная сталь
1. Цель
Легированная закаленная и отпущенная сталь широко используется при изготовлении различных ответственных деталей автомобилей, тракторов, станков и других машин, таких как шестерни, валы, шатуны, болты и т. д.
2. Требования к производительности
Большинство закаленных и отпущенных деталей выдерживают различные рабочие нагрузки, стрессовая ситуация относительно сложна, и требуются высокие комплексные механические свойства, то есть высокая прочность, хорошая пластичность и вязкость. Легированная закаленная и отпущенная сталь также требует хорошей прокаливаемости. Однако напряженное состояние разных деталей различно, и требования к прокаливаемости различны.
3. Характеристики ингредиентов
(1) Средний углерод: содержание углерода обычно составляет от 0,25% до 0,50%, в большинстве случаев 0,4%;
(2) Добавление элементов Cr, Mn, Ni, Si и т. д. для улучшения прокаливаемости. Помимо улучшения прокаливаемости, эти легирующие элементы также могут образовывать легирующий феррит и улучшать прочность стали. Например, характеристики стали 40Cr после закалки и отпуска намного выше, чем у стали 45;
(3) Добавить элементы для предотвращения второго типа отпускной хрупкости: легированную закаленную и отпущенную сталь, содержащую Ni, Cr и Mn, которая склонна ко второму типу отпускной хрупкости при высокотемпературном отпуске и медленном охлаждении. Добавление Mo и W в сталь может предотвратить второй тип отпускной хрупкости, и его подходящее содержание составляет около 0,15–0,30% Mo или 0,8–1,2% W.
Сравнение свойств стали 45 и стали 40Cr после закалки и отпуска
Марка стали и состояние термообработки Размер сечения/ мм sb/ МПа ss/МПа d5/ % y/% ak/кДж/м2
45 сталь, закалка в воде 850 ℃, отпуск 550 ℃ f50 700 500 15 45 700
Сталь 40Cr, закалка в масле 850℃, отпуск 570℃ f50 (сердечник) 850 670 16 58 1000
4. Марка и марка стали
(1) Закаленная и отпущенная сталь 40Cr с низкой прокаливаемостью: критический диаметр закалки в масле для этого типа стали составляет от 30 до 40 мм, что используется для изготовления важных деталей общего размера.
(2) Закаленная и отпущенная сталь 35CrMo средней прокаливаемости: критический диаметр закалки в масле для этого типа стали составляет от 40 до 60 мм. Добавление молибдена позволяет не только улучшить прокаливаемость, но и предотвратить второй вид отпускной хрупкости.
(3) Закаленная и отпущенная сталь из сплава 40CrNiMo с высокой прокаливаемостью: критический диаметр закалки в масле для этого типа стали составляет 60–100 мм, большинство из которых представляют собой хромоникелевые стали. Добавление соответствующего молибдена в хромоникелевую сталь не только обладает хорошей прокаливаемостью, но и устраняет второй вид отпускной хрупкости.
5. Термическая обработка и свойства микроструктуры.
Окончательной термической обработкой легированной закаленной и отпущенной стали является закалка и высокотемпературный отпуск (закалка и отпуск). Легированная закаленная и отпущенная сталь обладает высокой прокаливаемостью, для ее изготовления обычно используется масло. Когда прокаливаемость особенно велика, ее можно даже охладить на воздухе, что может уменьшить дефекты термообработки.
Конечные свойства легированной закаленной и отпущенной стали зависят от температуры отпуска. Обычно используется отпуск при температуре 500–650 ℃. Подбирая температуру отпуска, можно получить необходимые свойства. Чтобы предотвратить второй тип отпускной хрупкости, быстрое охлаждение (водяное или масляное) после отпуска полезно для улучшения ударной вязкости.
Микроструктура легированной закаленной и отпущенной стали после традиционной термообработки представляет собой отпущенный сорбит. Для деталей, требующих износостойких поверхностей (например, шестерен и шпинделей), проводят поверхностную закалку индукционным нагревом и низкотемпературный отпуск, а структура поверхности представляет собой отпущенный мартенсит. Твердость поверхности может достигать 55HRC ~ 58HRC.
Предел текучести легированной закаленной и отпущенной стали после закалки и отпуска составляет около 800 МПа, ударная вязкость — 800 кДж/м2, а твердость сердечника может достигать 22–25HRC. Если размер сечения большой и не закаленный, производительность существенно снижается.