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低温钢是指工作在-10~-196℃温度的钢,低于196℃的称超低温钢。低温钢主要用于制造石油化工中的低温设备。这类钢在低温下不仅要具有足够的强度,更重要的是还要具有足够好的韧性和抗脆性断裂的能力。
低温钢大部分是接近铁素体型的低合金钢,其含碳量较低,主要通过加入A、V、Nb、T及稀士(Re)等元素固溶强化和晶粒细化,再经过正火、回火处理获得晶粒细而均匀的组织,从而获得良好的低温韧性。
在国家标准GB/T13304—91《钢分类》中,按照化学成分、主要质量等级和主要性能及使用特性,将钢分为非合金钢、低合金钢、合金钢三大类。
(1)低合金钢是指合金元素的种类和含量低于国标规定范围的钢。
按质量等级(即按低合金钢中有害杂质S、P的含量)又可将低合金钢分为普通质量低合金钢(如一般低合金高强度结构钢、低合金钢筋钢等);优质低合金钢(如通用低合金高强度结构钢、锅炉和压力容器用低合金钢、造船用低合金钢等);特殊质量低合金钢(如核能用低合金钢、低温压力容器用钢等)。
(2)合金钢是指合金元素的种类和含量高于国标规定范围的钢。
按质量等级,合金钢可分为优质合金钢(如一般工程结构用合金钢、耐磨钢、硅锰弹簧钢等);特殊质量合金钢(如合金结构钢、轴承钢、合金工具钢、高速工具钢、不锈钢、耐热钢等)。
习惯上按合金元素总量将合金钢分为:低合金钢(wMe<5%)、中合金钢(wMe=5%~10%)和高合金钢(wMe>10%)。
按合金元素种类将合金钢分为:铬钢、锰钢、硅锰钢、铬镍钢等。
按用途将钢分为:结构钢、工具钢、不锈钢及耐热钢。
依据分类标准不同,钢的分类方法多种。如按化学成分不同,分为碳钢和合金钢,其中碳钢按碳含量又可分为低碳钢(ω_c<=0.25%)、中碳钢(ω_c=0.25%~0.6%)、高碳钢(ω_c>0.6%)
合金钢按合金元素也可分为低合金钢(ω_m<=5%)、中合金钢(ω_m=5%~10%)、高合金钢(ω_m>10%)。按钢的质量等级分,有普通钢、优质钢和高级优质钢。按钢的主要用途分为结构钢(包括一般工程结构钢和机器零件结构钢)、工具钢(包括刀具、模具、量具)、特殊性能钢、专业用钢等。
低合金钢和高合金钢的区别就在于它们之间的合金元素含量不一样。
1、低碳优质合金钢有着比碳钢更高的强度和韧性,而且它的强化效果随组织不平衡程度的增大而趋于明显,就和退火态合金钢的强度并不比碳钢有很大的优越性,而在正火态,合金钢的强度比碳钢明显增加,经淬火、回火后,合金钢的强化效果最显著。
2、低碳优质合金钢的淬硬性主要取决于含碳量,与相同碳量的碳钢相比略有提高,但合金钢的淬透性与回火稳定性明显提高,所以合金钢适于不锈钢工程中制造截面尺寸大,要求获得较厚淬硬层,或要求强度,硬度,塑性,韧性较高的钢件,而且合金钢淬火时冷却速度可比碳钢缓慢,不易变形,开裂,这对于形状复杂或要求变形小的零件是特别有利的。
3、有的低碳优质合金钢还有着很好的热硬性以及其他特殊性能,如耐热,耐蚀,抗磨以及磁性等。
4、低碳优质合金钢价格较责,成型工艺及热处理工艺也较复杂,所以在满足使用要求的前提下,应该优先选用碳素钢,可是对于尺寸大,形状复杂,要求强化性能高,精度高的不锈钢零件,或要求热硬性及其他特殊性能的零件,仍应采用合金钢。
缺点:
1、低碳优质合金钢施工的时候,当它的合金元素含量在3%以下的情况下,那么需要进行再加工,这样才能够达到它的工艺性能。
2、由于它焊接的难度较大,那么会对制造的成本费用有着一定的影响。它的粘合比较难控制,所以必须要经过一定的焊接处理,才能够正常的使用。
低合金钢和碳钢在性能上主要有以下几点不同:(1)淬透性高于碳钢。一般情况下,碳钢水淬的最大淬透直径只有10mm-20mm。(2)强度和屈强高于碳钢。如普通碳钢Q235钢的σs为235MPa,而低合金结构钢16Mn的σs则为360MPa以上。40钢的σs/σb仅为0.43,远低于合金钢。(3)回火稳定性高于碳钢。由于回火稳定性差,碳钢在进行调质处理时,为了保证较高的强度需采用较低的回火温度,这样钢的韧性就偏低;为了保证较好的韧性,采用高的回火温度时强度又偏低,所以碳钢的综合机械性能水平不高。(4)低合金钢能满足特殊性能的要求。碳钢在抗氧化、耐蚀、耐热、耐低温、耐磨损以及特殊电磁性等方面往往较差,不能满足特殊使用性能的需求。
除铁、碳外,加入其他的合金元素的材质就叫合金钢材质。
在普通碳素钢基础上添加适量的一种或多种合金元素而构成的铁碳合金。根据添加元素的不同,并采取适当的加工工艺,可获得高强度、高韧性、耐磨、耐腐蚀、耐低温、耐高温、无磁性等特殊性能。
合金钢的主要合金元素有硅、锰、铬、镍、钼、钨、钒、钛、铌、锆、钴、铝、铜、硼、稀土等。
其中钒、钛、铌、锆等在钢中是强碳化物形成元素,只要有足够的碳,在适当条件下,就能形成各自的碳化物,当缺碳或在高温条件下,则以原子状态进入固溶体中。
锰、铬、钨、钼为碳化物形成元素,其中一部分以原子状态进入固溶体中,另一部分形成置换式合金渗碳体;铝、铜、镍、钴、硅等是不形成碳化物元素,一般以原子状态存在于固溶体中。
扩展资料:
合金钢种类很多,通常按合金元素含量多少分为低合金钢(含量<5%),中合金钢(含量5%~10%),高合金钢(含量>10%)。
按质量分为优质合金钢、特质合金钢;按特性和用途又分为合金结构钢、不锈钢、耐酸钢、耐磨钢、耐热钢、合金工具钢、滚动轴承钢、合金弹簧钢和特殊性能钢(如软磁钢、永磁钢、无磁钢)等。
各国的合金钢系统,随各自的资源情况、生产和使用条件不同而不同,国外以往曾发展镍、硌钢系统,我国则发现以硅、锰、钒、钛、铌、硼、铅、稀土为主的合金钢系统合金钢在钢的总产量中约占百分之十几。
一般是在电炉中冶炼的按用途可以把合金钢分为8大类,它们是:合金结构钢、弹簧钢、轴承钢、合金工具钢、高速工具钢、不锈钢、耐热不起皮钢,电工用硅钢。
低温钢(steelsforlowtemperatureservice)是指适于在0℃以下应用的合金钢。能在-196℃以下使用的,称为深冷钢或超低温钢。低温钢一般存在明显的韧性-脆性转变温度,当温度降低至某个临界值(或区间)会出现韧性的突然下降。含碳0.2%碳钢冲击值转变温度在-20℃左右。
很显然,低氢耐热钢是低温钢。
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