質(zhì)量檢驗基礎(chǔ)知識

1、第一章質(zhì)量檢驗基礎(chǔ)知識1.1鋼種化學(xué)元素對性能影響鋼材的質(zhì)量及性能是根據(jù)需要而確定的，不同的需要，要有不同的元素含量1.1.1、碳；含碳量越高，剛的硬度就越高，但是它的可塑性和韌性就越差1.1.2、硫；是鋼中的有害雜物，含硫較高的鋼在高溫進(jìn)行壓力加工時，容易脆裂，通常叫作熱脆性1.1.3、磷；能使鋼的可塑性及韌性明顯下降，特別的在低溫下更為嚴(yán)重，這種現(xiàn)象叫作冷脆性在優(yōu)質(zhì)鋼中，硫和磷要嚴(yán)格控制但從另方面看，在低碳鋼中含有較高的硫和磷，能使

2、其切削易斷，對改善鋼的可切削性是有利的1.1.4、錳；能提高鋼的強(qiáng)度，能消弱和消除硫的不良影響，并能提高鋼的淬透性，含錳量很高的高合金鋼（高錳鋼）具有良好的耐磨性和其它的物理性能1.1.5、硅；它可以提高鋼的硬度，但是可塑性和韌性下降，電工用的鋼中含有一定量的硅，能改善軟磁性能1.1.6、鎢；能提高鋼的紅硬性和熱強(qiáng)性，并能提高鋼的耐磨性1.1.7、鉻；能提高鋼的淬透性和耐磨性，能改善鋼的抗腐蝕能力和抗氧化作用1.1.8、釩；能細(xì)化鋼的晶

3、粒組織，提高鋼的強(qiáng)度，韌性和耐磨性當(dāng)它在高溫熔入奧氏體時，可增加鋼的淬透性；反之，當(dāng)它在碳化物形態(tài)存在時，就會降低它的淬透性1.1.9、鉬；可明顯的提高鋼的淬透性和熱強(qiáng)性，防止回火脆性，提高剩磁和嬌頑力1.1.10、鈦；能細(xì)化鋼的晶粒組織，從而提高鋼的強(qiáng)度和韌性在不銹鋼中，鈦能消除或減輕鋼的晶間腐蝕現(xiàn)象1.1.11、鎳；能提高鋼的強(qiáng)度和韌性，提高淬透性含量高時，可顯著改變鋼和合金的一些物理性能，提高鋼的抗腐蝕能力1.1.12、硼；當(dāng)鋼中

4、含有微量的（0.001－0.005％）硼時，鋼的淬透性可以成倍的提高1.1.13、鋁；能細(xì)化鋼的晶粒組織，阻抑低碳鋼的時效提高鋼在低溫下的韌性，還能提高鋼的抗氧化性，提高鋼的耐磨性和疲勞強(qiáng)度等1.1.14、氮：鋼中的氮來自爐料，同時，在冶煉、澆鑄時鋼液也會從爐氣和大氣中吸收氮。氮引起碳鋼的淬火時效和形變時效，從而對碳鋼的性能發(fā)生顯著的影響。由于氮的時效作用，鋼的硬度、強(qiáng)度固然提高，但是塑性和韌性降低，特別是在形變時效的情況下，塑性和韌性

5、的降低比較顯著。因此，對于普通低合金鋼來說，時效現(xiàn)象是有害的，因而氮是有害元素。但對于一些細(xì)晶粒鋼以及含釩、鈮鋼，由于氮化物的強(qiáng)化細(xì)化晶粒作用，氮成為有益元素。另外，作為合金元素，氮在不銹耐酸鋼中得到應(yīng)用，此外，氮化處理方法能使機(jī)器零件獲得極好的綜合力學(xué)性能，從而使零件的使用壽命延長。矯直：由于該鋼種具有高硬度、高耐磨性、高接觸疲勞抗力及較好的韌性，矯直時壓下量要比碳鋼大。1.2、軋制微觀缺陷碳化物網(wǎng)狀：鋼材在鍛造、軋制冷卻過程中，奧氏

6、體對碳的溶解度隨溫度下降而下降。如在800~900℃之間冷卻速度過慢，則碳從奧氏體中析出并擴(kuò)散晶界，在晶界間形成二次碳化物，呈網(wǎng)絡(luò)狀存在，故稱碳化物網(wǎng)狀。碳化物是硬而脆的相，使晶粒之間的連續(xù)性遭到破壞，嚴(yán)重地降低了鋼的沖擊韌性。因此，使軸承零件壽命降低。軸承鋼中碳化物的均勻性對軸承的力學(xué)性能及在反復(fù)沖擊載荷下的壽命有直接影響，當(dāng)高碳鉻軸承鋼中存在網(wǎng)狀碳化物時，會增加鋼的脆性，降低軸承零件的壽命。(1)鋼錠的化學(xué)成分及成分偏析是形成網(wǎng)狀碳

7、化物的主要原因。為降低成分偏析，應(yīng)把碳、鉻含量控制在標(biāo)準(zhǔn)的下限；在澆注過程中選用凝固速度慢的錠型；對鋼錠或鋼坯進(jìn)行高溫均勻化退火，以達(dá)到消除網(wǎng)狀碳化物的目的。(2)電磁攪拌加快了消除鋼水過熱的速度，把中心偏析控制在一定的范圍內(nèi)，對增加等軸晶，改善連鑄坯致密度極為有效，且隨過熱度、拉速的降低效果更加明顯。(3)GCr15的最佳控軋控冷工藝為：鋼坯加熱溫度為1070℃，終軋溫度為850900℃，經(jīng)過兩次強(qiáng)制冷卻后，鋼材表面返紅溫度控制在63

8、0640℃。通過控軋控冷，鋼材可以得到細(xì)片層結(jié)構(gòu)的珠光體、偽珠光體和薄的網(wǎng)狀碳化物，在保溫時，珠光體中碳化物片層很容易溶斷，形成斷續(xù)狀碳化物，偽珠光體中碳化物形成鏈狀或球狀碳化物，最終組織得到球狀碳化物；在截面的不同部位得到不同的組織：邊部和R2處組織為索氏體和球狀碳化物；心部組織為珠光體、索氏體和少量球狀碳化物。(4)控軋控冷工藝參數(shù)直接影響GCr15球化退火前的預(yù)組織狀態(tài)，能改變網(wǎng)狀碳化物顆粒的大小及其分布，降低網(wǎng)狀碳化物級別，能改

9、變珠光體球團(tuán)直徑大小，減少珠光體的片層間距尺寸，并可形成變態(tài)珠光體和索氏體，有利于快速球化，縮短球化退火時間。(5)隨著球化退火時間的增加和加熱溫度的升高，GCr15內(nèi)部組織中網(wǎng)狀碳化物變少，球化退火后的組織更加細(xì)密均勻，球狀碳化物越來越多，鏈狀碳化物減少，且多數(shù)呈短條狀，碳化物顆粒很細(xì)小彌散地分布在基體中。脫碳層：熱加工或熱處理時，鋼材表面與爐氣作用后，失去全部或部分碳量，而造成鋼材表面比內(nèi)部的含碳量降低的脫碳層。標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的脫碳層有