20Mn2-合金結(jié)構(gòu)鋼
標(biāo)準(zhǔn):GB/T 3077-1999
主要特性
具有中等強(qiáng)度。冷變形時(shí)塑性高,低溫性能良好,焊接性及可切削性尚可。與相應(yīng)含碳量的碳鋼相比,其淬透性較高,在油中臨界淬透直徑達(dá)4~15 mm,但熱處理時(shí)有過熱、脫碳敏感性及回火脆性傾向。
這類鋼,由于具有合適的淬透性,經(jīng)適宜的金屬熱處理后,顯微組織為均勻的索氏體、貝氏體或極細(xì)的珠光體,因而具有較高的抗拉強(qiáng)度。
應(yīng)用舉例
用來制造對表面和心部要求不高的、截面尺寸直徑<50mm的滲碳零件,如汽車、拖拉機(jī)及機(jī)床制造中代替20Cr鋼制作滲碳的小齒輪、小軸,低要求的活塞銷,十字銷頭,柴油機(jī)套筒,汽門頂桿,變速箱操縱桿、鋼套等。此外,這種鋼在熱軋及正火狀態(tài)下亦可用于制造鉚焊件和螺釘、螺帽等。
合金元素在結(jié)構(gòu)鋼中的作用
有三個(gè)方面:
①增大鋼的淬透性。淬透性是指鋼淬火時(shí),從表層起淬成馬氏體層的深度,是取得良好綜合性能的主要參數(shù)。除Co外,幾乎所有合金元素如 Mn、Mo、Cr、Ni、Si和C、N、B等都能提高鋼的淬透性,其中 Mn、Mo、Cr、B的作用強(qiáng),其次是Ni、Si、Cu。而強(qiáng)碳化物形成元素如 V、Ti、Nb等,只有溶于奧氏體中時(shí)才能增大鋼的淬透性。
②影響鋼的回火過程。由于合金元素在回火時(shí)能阻礙鋼中各種原子的擴(kuò)散,因而在同樣溫度下和碳素鋼相比,一般均起到延遲馬氏體的分解和碳化物的聚集長大作用,從而提高鋼的回火穩(wěn)定性,即提高鋼的抗回火軟化能力,V、W、Ti、Cr、Mo、Si的作用比較顯著,Al、Mn、Ni的作用不明顯。含有較高含量的碳化物形成元素如V、W、Mo等的鋼,在500~600℃回火時(shí),析出細(xì)小彌散的特殊碳化物質(zhì)點(diǎn)如V4C3、Mo2C、W2C等,代替部分較粗大的合金滲碳體,使鋼的強(qiáng)度不再下降反而升高,即出現(xiàn)二次硬化(見回火)。Mo對鋼的回火脆性有阻止或減弱的作用。
③影響鋼的強(qiáng)化和韌化。Ni以固溶強(qiáng)化方式強(qiáng)化鐵素體;Mo、V、Nb等碳化物形成元素,既以彌散硬化方式又以固溶強(qiáng)化方式提高鋼的屈服強(qiáng)度;碳的強(qiáng)化作用顯著。此外,加入這些合金元素,一般都細(xì)化奧氏體晶粒,增加晶界的強(qiáng)化作用。影響鋼的韌性因素比較復(fù)雜,Ni改善鋼的韌性;Mn易使奧氏體晶粒粗化,對回火脆性敏感;降低P、S含量,提高鋼的純凈度,對改善鋼的韌性有重要作用。
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