世界上使用量最大的合金是
世界上使用量最大的合金莫過於鋼啦。那麼您對於鋼的瞭解有多少?
鋼,是對含碳量質量百分比介於0.02%至2.06%之間的鐵碳合金的統稱。鋼的化學成分可以有很大變化,只含碳元素的鋼稱為碳素鋼***碳鋼***或普通鋼;在實際生產中,鋼往往根據用途的不同含有不同的合金元素,比如:錳、鎳、釩等等。人類對鋼的應用和研究歷史相當悠久,但是直到19世紀貝氏鍊鋼法發明之前,鋼的製取都是一項高成本低效率的工作。如今,鋼以其低廉的價格、可靠的效能成為世界上使用最多的材料之一,是建築業、製造業和人們日常生活中不可或缺的成分。可以說鋼是現代社會的物質基礎。
嚴格地說,鋼是含碳量在0.0218%-2.11%之間的鐵碳合金。我們通常將其與鐵合稱為鋼鐵,為了保證其韌性和塑性,含碳量一般不超過1.7%。鋼的主要元素除鐵、碳外,還有矽、錳、硫、磷等。其它成分是為了使鋼材效能有所區別。以下以字母順序列出重要的鋼材,他們包含以下成分,現將它們的功能特性一併介紹:
碳***Carbon***
存在於所有的鋼材,是最重要的硬化元素。有助於增加鋼材的強度,我們通常希望刀具級別的鋼材擁有0.6%以上的碳,也稱為高碳鋼。
鉻***Chromium***
增加耐磨損性,硬度,最重要的是耐腐蝕性,擁有13%以上的認為是不鏽鋼。
錳***Manganese***
重要奧氏體穩定元素,有助於生成紋理結構,增加堅固性和強度及耐磨損性。在熱處理和卷壓過程中使鋼材內部脫氧,出現在大多數的刀剪用鋼材中,除了A-2,L-6和CPM 420V。
鎢***Tungsten***
增強抗磨損性。將鎢和適當比例的鉻或錳混合用於製造高速鋼。在高速鋼M-2中就含有大量的鎢。
釩***Vanadium***
增強抗磨損能力和延展性。一種釩的碳化物用於製造條紋鋼。在許多種鋼材中都含有釩,其中M-2,Vascowear,CPM T440V和420VA含有大量的釩。而BG-42與ATS-34最大的不同就是前者含有釩。
鋼的分類
1.碳素結構鋼
這類鋼主要保證力學效能,故其牌號體現其力學效能,用Q+數字表示,其中“Q”為屈服點“屈”字的漢語拼音字首,數字表示屈服點數值,例如Q275表示屈服點為275MPa。若牌號後面標註字母A、B、C、D,則表示鋼材質量等級不同,含s、P的量依次降低,鋼材質量依次提高。若在牌號後面標註字母“F”則為沸騰鋼,標註“b”為半鎮靜鋼,不標註“F,’或“b”者為鎮靜鋼。例如Q235-A·F表示屈服點為235MPa的A級沸騰鋼,Q235-c表示屈服點為235MPa的c級鎮靜鋼。
碳素結構鋼一般情況下都不經熱處理,而在供應狀態下直接使用。通常Q195、Q215、Q235鋼碳的質量分數低,焊接效能好,塑性、韌性好,有一定強度,常軋製成薄板、鋼筋、焊接鋼管等,用於橋樑、建築等結構和製造普通鉚釘、螺釘、螺母等零件。Q255和Q275鋼碳的質量分數稍高,強度較高,塑性、韌性較好,可進行焊接,通常軋製成型鋼、條鋼和鋼板作結構件以及製造簡單機械的連桿、齒輪、聯軸節、銷等零件。
2.易切削結構鋼
易切削結構鋼是在鋼中加入一些使鋼變脆的元素,使鋼切削時切屑易脆斷成碎屑,從而有利於提高切削速度和延長刀具壽命。使鋼變脆的元素主要是硫,在普通低合金易切削結構鋼中使用了鉛、碲、鉍等元素。
這種鋼的含硫量ws在0.08%一0.30%範圍內,含錳量wMn在0.60%-1.55%範圍內。鋼中的硫和錳以硫化錳形態存在,硫化錳很脆並有潤滑效能,從而使切屑容易碎斷,並有利於提高加工表面的質量 。
3.合金鋼
在鋼中除含有鐵、碳和少量不可避免的矽、錳、磷、硫元素以外,還含有一定量的合金元素,鋼中的合金元素有矽、錳、鉬、鎳、鉻、釩、鈦、鈮、硼、鉛、稀土等其中的一種或幾種,這種鋼叫合金鋼。
各國的合金鋼系統,隨各自的資源情況、生產和使用條件不同而不同,國外以往曾發展鎳、鉻鋼系統,我國則發現以矽、錳、釩、鈦、鈮、硼、稀土為主的合金鋼系統。