1. 低碳钢材料压缩后为什么成鼓形
低碳钢(mild steel)为碳含量低于0.25%的碳素钢,因其强度低、硬度低而软,故又称软钢。它包括大部分普通碳素结构钢和一部分优质碳素结构钢,大多不经热处理用于工程结构件,有的经渗碳和其他热处理用于要求耐磨的机械零件。
低碳钢退火组织为铁素体和少量珠光体,其强度和硬度较低,塑性和韧性较好。因此,其冷成形性良好,可采用卷边、折弯、冲压等方法进行冷成形。这种钢还具有良好的焊接性。含碳量从0.10%至0.30%低碳钢易于接受各种加工如锻造,焊接和切削, 常用于制造链条, 铆钉, 螺栓, 轴等。
2. 低碳钢材料在拉伸试验过程中,所能承受的最大应力是
是屈服强度。
屈服强度:是金属材料发生屈服现象时的屈服极限,亦即抵抗微量塑性变形的应力。
抗拉强度即表征材料最大均匀塑性变形的抗力,拉伸试样在承受最大拉应力之前,变形是均匀一致的,但超出之后,金属开始出现缩颈现象,即产生集中变形;对于没有(或很小)均匀塑性变形的脆性材料,它反映了材料的断裂抗力。
3. 低碳钢材料由于冷作硬化,会使()提高
Q195属于低碳钢,应该是没有硬度的,现在的硬度应该在拉丝时的冷作硬化形成的。可以把线材加热到临界温度以上,保温一段时间,随炉冷却下来到常温,硬度应该能低一些。
4. 低碳钢材料在拉伸实验过程中不发生明显的塑性变形时
低碳钢常温拉伸断口一般呈典型的杯椎状断口在拉伸与压缩实验中,低碳刚及铸铁的断口特征:低碳钢断口有明显的塑性破坏产生的光亮倾斜面,倾斜面倾角与试样轴线近似成(称杯状断口),这部分材料的断裂是由于切应力造成的,中心部分为粗糙平面,塑性越大对应杯状断口越大,中心粗糙平面的面积越小。而铸铁没有任何的倾斜侧面,断口平齐,并垂直于拉应力,属典型的脆性断口。
5. 低碳钢材料由于冷作硬化
钢管热处理和其他钢材的热处理一样分为三类,即为了满足产品使用性能要求的最终热处理,按用户和标准要求的以热处理状态交货的热处理,及钢管制造过程中的工序间的热处理。
钢管常用的热处理工艺主要有淬火、回火、正火及退火等。
例如:石油专用管中的套管、油管、钻杆、管线管等,根据钢级的高低则相应采用正火、正火加回火、淬火加回火的工艺;
高压锅炉管、高压化肥管道常采用正火、正火加回火、淬火加回火(厚壁管)及奥氏体不锈钢管的固溶处理;轴承用钢管的球化退火等。
有些合金含量较高的钢管,为防止用户使用前产生开裂、变形等,用户和标准通常要求生产厂以热处理状态交货,生产厂需进行如退火、正火等热处理。工序间的热处理用于冷轧、冷拔钢管的生产过程中,通常采用再结晶退火、软化退火。目的在于消除冷作硬化效应,,降低硬度、提高韧性以利于进一步冷加工。热处理的作用就是提高钢管及精密钢管的材料机械性能、消除残余应力和改善钢管金属的切削加工性能
▲ 精密钢管无缝钢管之热处理无氧退火炉
按照热处理不同的目的,热处理工艺可分为两大类:预备热处理和最终热处理。
1.预备热处理
预备热处理的目的是改善加工性能、消除内应力和为最终热处理准备良好的金相组织。其热处理工艺有退火、正火、时效、调质等。
(1)退火和正火
退火和正火用于经过热加工的毛坯。含碳量大于0.5%的碳钢和合金钢,为降低其硬度易于切削,常采用退火处理;含碳量低于0.5%的碳钢和合金钢,为避免其硬度过低切削时粘刀,而采用正火处理。退火和正火尚能细化晶粒、均匀组织,为以后的热处理作准备。退火和正火常安排在毛坯制造之后、粗加工之前进行。
(2)时效处理
时效处理主要用于消除毛坯制造和机械加工中产生的内应力。
为避免过多运输工作量,对于一般精度的零件,在精加工前安排一次时效处理即可。但精度要求较高的零件(如座标镗床的箱体等),应安排两次或数次时效处理工序。简单零件一般可不进行时效处理。
除铸件外,对于一些刚性较差的精密零件(如精密丝杠),为消除加工中产生的内应力,稳定零件加工精度,常在粗加工、半精加工之间安排多次时效处理。有些轴类零件加工,在校直工序后也要安排时效处理。
(3)调质
调质即是在淬火后进行高温回火处理,它能获得均匀细致的回火索氏体组织,为以后的表面淬火和渗氮处理时减少变形作准备,因此调质也可作为预备热处理。
由于调质后零件的综合力学性能较好,对某些硬度和耐磨性要求不高的零件,也可作为最终热处理工序。
2.最终热处理
最终热处理的目的是提高硬度、耐磨性和强度等力学性能。
(1)淬火
淬火有表面淬火和整体淬火。其中表面淬火因为变形、氧化及脱碳较小而应用较广,而且表面淬火还具有外部强度高、耐磨性好,而内部保持良好的韧性、抗冲击力强的优点。为提高表面淬火零件的机械性能,常需进行调质或正火等热处理作为预备热处理。其一般工艺路线为:下料--锻造--正火(退火)--粗加工--调质--半精加工--表面淬火--精加工。
(2)渗碳淬火
渗碳淬火适用于低碳钢和低合金钢,先提高零件表层的含碳量,经淬火后使表层获得高的硬度,而心部仍保持一定的强度和较高的韧性和塑性。渗碳分整体渗碳和局部渗碳。局部渗碳时对不渗碳部分要采取防渗措施(镀铜或镀防渗材料)。由于渗碳淬火变形大,且渗碳深度一般在0.5~2mm之间,所以渗碳工序一般安排在半精加工和精加工之间。
其工艺路线一般为:下料-锻造-正火-粗、半精加工-渗碳淬火-精加工。
当局部渗碳零件的不渗碳部分采用加大余量后,切除多余的渗碳层的工艺方案时,切除多余渗碳层的工序应安排在渗碳后,淬火前进行。
(3)渗氮处理
渗氮是使氮原子渗入金属表面获得一层含氮化合物的处理方法。渗氮层可以提高零件表面的硬度、耐磨性、疲劳强度和抗蚀性。由于渗氮处理温度较低、变形小、且渗氮层较薄(一般不超过0.6~0.7mm),渗氮工序应尽量靠后安排,为减小渗氮时的变形,在切削后一般需进行消除应力的高温回火。