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合金钢 alloy steel 钢里除铁、碳外,加入其他的合金元素,就叫合金钢。 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。
合金钢已有一百多年的历史了。工业上较多地使用合金钢材大约是在19世纪后半期。当时由于钢的生产量和使用量不断增大,机械制造业需要解决钢的加工切削问题,1868年英国人马希特(R.F.Mushet)发明了成分为2.5%Mn-7%W的自硬钢,将切削速度提高到5米/分。随着商业和运输的发展,1870年在美国用铬钢(1.5~2.0%Cr)在密西西比河上建造了跨度为 158.5米的大桥;由于加工构件时发生困难,稍后,一些工业改用镍钢(3.5%Ni)建造大跨度的桥梁。与此同时,一些还将镍钢用于修造军舰。随着工程技术的发展,要求加快机械的转动速度,1901年在西欧出现了高碳铬滚动轴承钢。1910年又发展出了18W-4Cr-1V型的高速工具钢,进一步把切削速度提高到30米/分。可见合金钢的问世和发展,是适应了社会生产力发展的要求,特别是和机械制造、交通运输和军事工业的需要分不开的。
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。
按热处理工艺,主要有:
(1)受用低碳钢渗碳淬火:含碳量一般在0.10-0.25之间,以保证零件心部有良好的韧性。作渗碳用的合结钢加入<2‘铬、<4.5镍、2锰、0.001-0.004硼,可以提高钢的淬透性,改善零件心部组织和性能外,还能提高渗碳层的强度和塑性;有时还加入微量的钛、钒等元素,起细化晶粒,防止渗碳时发生过热的影响。
(2)采用渗氮处理:合结钢中含有铝的钢如38CrMoAL属渗氮钢。铝可和氮化合形成氮化铝,增加表面硬度和耐磨。
(3)采用碳钢高频感应加热表层淬火:合金结构钢按治金质量分为优质钢和高级优质钢(钢号后加“A”);用途分为压力加工(热压力加工或冷压力加工)和切削加工用钢;按供应状态分为不热处理、正火、退火或高温回火。
鞍本钢铁基地
包括鞍山钢铁公司和本溪钢铁公司。位于辽宁中部工业区,东倚千山山脉,北临辽河支流太子河,两侧千里平原,南望渤海湾。鞍山与本溪两钢铁公司之间相距仅10O公里。周围资源丰富,铁矿的探明储量近百亿吨,其中工业储量40多亿吨,居各大基地之首位。现有铁矿开采能力约4000万吨左右,是全国大的铁矿基地。1990年铁矿(原矿)产量达3800多万吨,占全国铁矿石总产量的1/5以上。鞍钢的主要铁矿基地有:东鞍山、眼前山、齐大山、大孤山等铁矿,与鞍钢相距仅10~20公里,呈弧形分布。本钢则有:南芬、歪头山,分布在本钢南、北,相距各25公里左右。辽宁中部煤炭资源也相当丰富,拥有本溪湖(彩屯)、红阳(沈南)等煤矿,与钢铁基地距离在100公里范围内。但因经长期开采,区内煤炭不敷钢铁工业的需要。鞍本钢铁基地经过40多年的改建、扩建,现仍是我国大的钢铁基地。1990年生铁产量为1016.26万吨,占全国的16%多,钢产量为1008.16 万吨,占全国15%以上,成品钢材633.77万吨,占全国12%。其中,鞍钢历史悠久,规模庞大,拥有铁矿山、选矿厂、烧结车间、焦炉以及炼铁、炼钢、轧材等冶炼设备,铸管、焦化、耐火材料、机修、动力、运输等附属生产单位,共有职工21.7万,能冶炼800多钢种,轧制600多个钢材品种。本钢的特点是:铁矿石储量大、易开采、品质优,用其冶炼铸造生铁,质量全国优,低磷、低硫,被誉为“人参铁”。
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