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耐候鋼在機(jī)器零件中的應(yīng)用

耐候鋼中含有機(jī)器零件用鋼是機(jī)械制造業(yè)中廣泛使用并且用量較大的鋼種。常見的機(jī)器零汽車、拖拉機(jī)、機(jī)床、電站設(shè)備、礦山機(jī)械等機(jī)器上的軸類、齒輪、連桿、彈簧、緊固件、軸承等。

機(jī)器零件在工作中承受拉伸、壓縮、彎曲、剪切、扭、沖擊、振動、摩擦等力的作用，有時是幾種力同時作用。

這些力可以在機(jī)器零件上產(chǎn)生各種應(yīng)力，如拉應(yīng)力、壓應(yīng)力、切應(yīng)力等，應(yīng)力的大小可以是恒定的，也可以是交變的;加載方式可以是逐漸的，也可以是突然的。

機(jī)器零件的工作溫度范圍大多是在-50～100℃之間，同時還要受到大氣、水、潤滑油以及其他介質(zhì)的腐蝕作用。

機(jī)器零件在制造過程中經(jīng)常要進(jìn)行鍛造、軋制、擠壓、拉拔等冷熱塑性加工和車、銑、刨、磨及其他切削加工。

因此，耐候鋼機(jī)器零件用鋼要求具有良好的塑性加工性能和切削加工性能。機(jī)器零件大都要經(jīng)過熱處理強(qiáng)化，以充分發(fā)揮材料的性能潛力，所以還要求機(jī)器零件用鋼具有一定的淬透性，熱處理變形、開裂傾向要小機(jī)器零件用鋼的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))范圍一般是：C≤1.0%、Mn或Si≤2.0%、Cr≤3.0%、Ni≤4.5%、Mo或W≤1.0%、V≤0.5%、Nb或們≤0.5%、M≤1.2%、B≤0.005%。

通常合金元素的總質(zhì)量分?jǐn)?shù)不超過5%，屬于低合金鋼;有少數(shù)是在5%～10%之間，屬中合金鋼。機(jī)器零件用鋼大都是SP含量較低的優(yōu)質(zhì)鋼，耐候鋼廠家絕大部分是脫氧良好的鎮(zhèn)靜鋼。

為了減少鋼中的夾雜物和氣體的含量，提高純凈度和均勻度，銹蝕鋼板可以采用鋼液真空處理、真空鑄錠、電渣重熔、鋼包精煉、真空感應(yīng)、真空自耗電極等熔煉方法。

耐候鋼的優(yōu)良特性

耐候鋼在融入現(xiàn)代冶金新機(jī)制、新技術(shù)和新工藝后得以可持續(xù)發(fā)展和創(chuàng)新，屬世界超級鋼技術(shù)前沿水平的系列鋼種之一。耐候鋼由普碳鋼添加少量銅、鎳等耐腐蝕元素而成，具有優(yōu)質(zhì)鋼的強(qiáng)韌、塑延、成型、焊割、磨蝕、高溫、疲勞等特性;耐候性為普碳鋼的2~8倍，涂裝性為普碳鋼的1.5~10倍，能減薄使用、使用或簡化涂裝使用。該鋼種具有耐銹，使構(gòu)件抗腐蝕延壽、減薄降耗，省工節(jié)能的特性，使構(gòu)件制造者、使用者受益。

耐候鋼產(chǎn)品供制造集裝箱、鐵道車輛、石油井架、海港建筑、采油平臺及化工石油設(shè)備中含硫腐蝕介質(zhì)的容器等結(jié)構(gòu)件。

耐候鋼在生產(chǎn)過程中需要注意的方面

1)耐候鋼的鋼錠的成分偏析比較嚴(yán)重，特別是C、S、P等元素。冶煉和鑄錠時應(yīng)予以注意。

由于大鋼錠的凝固結(jié)晶緩慢，細(xì)小的夾雜物有機(jī)會聚集而形成粗大的肉眼可見或超聲波探傷能夠檢查出的大夾雜物，鋼錠的下部常出現(xiàn)硅酸鹽沉積堆，鍛造時應(yīng)予以切除。

2)耐候鋼在鍛造后常常得到粗大而不均勻的再結(jié)晶晶粒，奧氏體的晶粒度，一般是在3～4級，有時還會更大。耐候鋼不能一火鍛成，需要進(jìn)行多次加熱、少鍛造。由于這些特點(diǎn)，加之偏析和夾雜物的影響，所以耐候鋼應(yīng)保證心部能夠鍛透，鍛造比應(yīng)在2.5～4范圍內(nèi)，以使鋼錠內(nèi)部組織均勻化，裂紋和疏松得到焊合

3)耐候鋼在加熱和冷卻時內(nèi)外溫差比較大，熱應(yīng)力和組織應(yīng)力也比較大加熱冷卻不當(dāng)有可能造成開裂，由于截面尺寸大，氫的逸出比較困難，應(yīng)防止白點(diǎn)的形成。耐候鋼回火后快冷也會產(chǎn)生很大的殘余應(yīng)力，如直徑700mn的34CrNi3Mo鋼鍛件在650℃回火后油冷，其軸向殘余應(yīng)力可達(dá)279MPa。

因此，大鍛件回火后也應(yīng)緩冷，以減少殘余應(yīng)力。耐候鋼用鋼在選擇耐候鋼用鋼時，應(yīng)根據(jù)鍛件的尺寸、力學(xué)性能的要求、零件的服役條件和工藝性能等因素來考慮。