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微合金化钢是指化学成分规范上明确列入需加入一种或几种碳氮化物形成元素,如GB/T1591-94中Q295-Q460的钢,规定:Nb 0.015~0.06%;V 0.02~0.15%(0.20)%;Ti 0.02~0.20%。有时为了弥补生产厂在装备和工艺技术方面的不完善,在冶炼时添加<0.015%Nb或<0.05%V,<0.02%Ti的非合金钢和低合金钢,称为微处理钢,依加入碳氮化物形成元素种类,习惯上叫作微Nb处理、微Ti处理等等,交货时不要求作该成分的检验。 微合金化 微合金化是一个笼统的概念,通常指在原有主加合金元素的基础上再添加微量的Nb、V、Ti等碳氮物形成元素,或对力学性能有影响、或对耐蚀性、耐热性起有利作用、添加量随微合金化的钢类及品种的不同而异,相对于主加合金元素是微量范围的,如非调质结构钢中一般加入量在0.02-0.06%,在耐热钢和不锈钢中加入量在0.5%左右,而在高温合金中加入量高达1-3%。先有钢的微合金化,那么微合金(化)钢又如何定义呢? 基本属性 微合金化钢首先限定在热轧低碳和超低碳的圈子里,此外还有几个公认的基本属性: ① 添加的碳氮化物形成元素,在钢的加热和冷却过程中通过溶解一析出行为对钢的力学性能发挥作用。 ② 这些元素加入量很少,钢的强化机制主要是细化晶粒和沉淀硬化。 ③ 钢的控轧控冷工艺对微合金化钢有重要意义,也是微合金化钢叫做新型低合金高强度的依据。钢的微合金化和控轧控冷技术相辅相成,是微合金化钢设计和生产的重要前提。 处理办法 微处理可有效地提高16Mn原规格钢板、20MnSi大规格螺纹钢筋的屈服强度约10-20Mpa,改善A、B级一般强度板和X42-X46级管线钢的低温韧性,还可使16Mnq、15MnVNq桥梁钢板的时效敏感比降低或。据不完全统计,1998年我国微合金化钢的产量为346万吨,占年全低合金高强度钢总产量55.1%。微处理钢(主要是Nb处理和Ti处理,还包括稀土处理钢在内)产量大致也在300万吨左右。 近20年来,世界钢铁工业富活力和创造性进展,莫过于低合金高强度钢生产装备和工艺技术前所未有的变革,几乎使低合金高强度钢的所有品种领域更新了一代,甚至两代。微合金化钢属于低合金高强度钢范畴,或者说是新型的低合金高强度钢。 我国80年代以来的钢材生产及近年的钢材品种结构调整同样表明了: ① 低合金高强度钢的新发展,借助了钢铁生产工艺技术的一切进步和 成就。 ② 低合金高强度钢的产量大,使用面广,适应了方方面面特殊性能要求,支持了各行各业产品的升级,增加了我国的机电产品和成套装备生产的竞争力。 ③ 微合金化带动了我国富有合金资源的生产和综合利用,微合金化钢生产促进了钢铁企业结构调整和流程优化。 所以,形成了一个崭新的观点,发展微合金化钢就是抓住了基础原材料工业发展的关键,通过变资源优势为产品优势,是实现钢铁强国目标的重要一环。 发展方向 首先看看市场对微合金钢提出了什么样的要求,在"九五"期初根据对石油天然气、铁道、交通、船舶、建设、电力、煤炭、石化及机械制造等9个行业的需求的调查,17个主要钢材品种2000年的需求量为2276万吨,国内有能力提供约2000万吨,各品种的市场占有率在50~,平均为88%,因此提出以产顶进,每年减少进口200万吨的目标。从这一统计得知,主要微合金化钢基本上靠自给,微合金化钢根据市场需求,不断开发、不断进取,可以满足日益增长的需求。



内球笼和外球笼统称为球笼,被称作“等速万向节”,是轿车传动系统中的重要部件,其作用是将发动机的动力从变速器传递到两个前车轮,驱动轿车高速行驶。而钟形壳是汽车用等速万向节至关重要的零件之一,它主要由工作部分和联结部分组成,工作部分由内球面及若干沟道组成,联结部分由柄部的台阶面、外花键和外螺纹等组成。
在工作过程中,外花键柄部主要承受车辆启动和制动时的扭矩及一定的弯曲载荷,有时还要承受车辆启动和制动时因突然加速和减速所产生的冲击载荷。故其外花键柄部受到的应力主要为弯曲加扭转应力。内腔沟道表面则要承受传动轴传递扭矩时沿周向产生的钢球挤压,以及车辆在转向过程中钢球沿沟道方向运动所产生的磨损。
由于钟形壳工作承受极其复杂的交变载荷,为确保外花键齿面具有足够的硬度,外花键柄部具有高的强度、良好的耐冲击韧性和抗疲劳性能;内腔沟道表面具有高硬度、高耐磨性和高接触疲劳极限。钟形壳一般选用渗碳钢,再经过表面渗碳后淬火、回火处理,达到所要求的硬度、强度和韧性等使用性能要求。
本文对20CrMnTi内球笼钟形壳在热处理渗碳淬火过程中变形控制办法进行了研究。
1.技术条件
0458D型内球笼钟形壳的加工工艺路线为:锻造→正火→粗加工→热处理(渗碳淬火+回火)→精加工→成品。
尺寸及技术要求如下:内径¢53.04mm,壁厚8mm,有效硬化层0.8~1.2mm,芯部硬度35~48HRC,椭圆变形0.1mm以内。
检测仪器:洛氏硬度计、显微维氏硬度计、通止规和圆度仪。
2.内球笼钟形壳变形控制方法
0458D型内球笼钟形壳内腔沟道在渗碳淬火过程中易产生淬火变形,若变形较大,会影响后续的装配和使用,所以应控制好内球笼钟形壳的变形量。笔者分析机加工、工装、热处理工艺、淬火冷却介质、搅拌方式等都是决定淬火变形的因素,本文着重研究了淬火冷却介质、工艺及机加工对内球笼钟形壳变形的影响。
(1)合理选择油品
热处理设备为多用炉,生产初期使用某快速油淬火,超过75%的工件因内腔道变形较大而影响产品质量,笔者通过改变渗碳时间、淬火温度及保温时间、碳势及渗碳时间、油温及搅拌频率等来降低内腔变形量,结果都不理想, 情况是工件变形超标比例为55%,图1为0458D型内球笼钟形壳外观图,图2为钟形壳装炉方式。



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一、锅炉钢管的质量问题锅炉用无缝钢管(以下简称锅炉钢管)是制造锅炉用的重要材料,它的质量如何将直接关系锅炉制造质量以致于安装质量和使用质量。锅炉钢管质量本应是由钢管厂来作出保证的,但是在供不应求的情况下,提供给锅炉制造厂使用的锅炉钢管总免不了存在一些质量问题,用它制成的锅炉主要受压部件如水冷壁管、对流管、过热器管、换热器管等漏水或爆管现象时有发生,已成为困扰锅炉产品质量的一个大问题,对此锅炉制造厂和用户都很有意见。在卖方市场的情况下,锅炉制造厂几乎承担了包括材料供应方在内的全部责任;如何控制锅炉钢管的质量现已成为锅炉制造厂家越来越关心的问题,解决的办法不外乎是两个:一个是对锅炉钢管进行逐根的水压试验;另一个是对锅炉钢管实行的涡流探伤。二、锅炉钢管的缺陷与伤按照材料学的观点,优良的金属材料其化学成分、物理性能、几何形状应该是连续的、纯洁的和均匀的。如果这三方面存在不足或受到破坏,就认为金属材料存在缺陷。如果金属材料在几何形状上存在着不连续性(即不紧密性或不密实性或者不致密性),例如有裂纹、缩孔、起皮、凹坑、分层、针孔、夹渣等,则认为金属材料存在伤痕(简称为伤),它不包括化学成分的不连续或物理性能上的不连续。从这里可以看出,缺陷包含着伤。锅炉钢管在冶炼和轧制过程中同样可能存在缺陷和伤。据钢管厂介绍,锅炉钢管的缺陷(这里主要是指伤)主要在表面,而且外表面多于内表面。这些缺陷70%左右来自于原料(钢坯),钢坯中吹氧不够而残存的夹渣物、缩孔等,用它轧制钢管就有可能出现横向裂纹、夹层、折迭、重皮等缺陷,纵向裂纹多属轧制时拉伤造成的。如果锅炉钢管中出现了这些缺陷或伤痕,就认为材质中出现了不连续,材料内部的致密性受到破坏,在水压试验时就有可能漏水,制成的锅炉受压元件在运行时就有可能发生泄漏或爆管。正因为如此,为了保证锅炉钢管质量,不论是我国还是外国有关锅炉用无缝钢管的标准都明确规定,作为工艺性能保证,钢管应逐根作水压试验。山东无缝钢管 三、锅炉钢管的水压试验是致密性试验我国 标准GB3087-82《低中压锅炉用无缝钢管》在技术要求中工艺性能规定:钢管应逐根作水压试验,不能出现漏水或出汗现象。对于20号钢 试验压为9.8MPa,耐压时间不得少于5秒。水压试验的压力按下式计算:



1 压力冲孔
压力冲孔是将加热的方坯或波浪形钢锭装入圆形模中,然后用压力机驱动冲头在管坯中心部分冲出内孔。一般所冲内孔的面积相当或稍大于坯料与圆形模的间隙,因而变形量很小,延伸系数一般不超过1.1。
2 推轧穿孔
推轧穿孔可以看成是压力冲孔的一种改进形式,即把压力冲孔时的固定圆模改成带圆形孔型的1对轧辊,轧辊由电机驱动。当轧辊旋转将管坯咬入孔型并轧制时,固定在孔型中心位置的冲头便将其穿透成中空的毛管。为了推动轧制,在坯料的尾端需增加一个后推力,因此叫做推轧穿孔。
推轧穿孔是在当时圆连铸工艺尚不成熟,需采用方连铸坯进行穿孔轧管的一种方法,虽然比压力冲孔有了较大改进,但变形量仍然小,所以毛管短且厚,尤其容易产生较大的壁厚不均。因此,在穿孔之后,需要设置斜轧延伸机,以减薄毛管壁厚及延伸毛管长度,并减小毛管壁厚不均程度,但随着圆连铸坯工艺日臻成熟,该方式已逐渐被斜轧穿孔取代。
3 斜轧穿孔
斜轧穿孔是基于圆管坯被2个相互倾斜同向旋转的轧辊咬入并螺旋前进,通过由轧辊、导板(或导辊、导盘)和顶头所构成的孔型将管坯穿成中空的毛管。
实际上,圆管坯被轧辊咬入、旋转并压缩变形螺旋前进,在与顶头接触前,管坯的中心区在拉、压应力反复作用下的塑性变形逐渐发展成疏松,随着疏松的逐渐加重将导致中心破裂而形成“孔腔”(又称“横锻效应”)。因此,需将顶头前端调整在管坯出现疏松而未形成“孔腔”的位置,此时穿孔力能消耗低,工具磨损少,穿出的毛管质量好。如果管坯在已形成“孔腔”后才与顶头接触变形,则很容易在毛管的内孔形成“内折”。
二辊斜轧穿孔是德国曼内斯曼兄弟于1885年发明,并经后人的多次改进与完善,发展至今,斜轧穿孔已成为热轧无缝钢管生产主要的穿孔方式。
斜轧穿孔机的类型:斜轧穿孔机按轧辊数目可分为二辊斜轧穿孔机和三辊斜轧穿孔机。
三辊斜轧穿孔机由于孔型封闭性差,穿孔薄壁管时容易形成尾三角,因而仅局限于生产中厚壁钢管的机组中,如三辊轧机。
二辊斜轧穿孔机按轧辊形状可分为盘式穿孔机、锥形辊穿孔机和桶式或曼式穿孔机。其区别在于其轧辊轴线与轧制中心线的倾角不同,由此造成在变形运动学上的较大差异。
导板、导辊和导盘都是二辊穿孔机的导向装置,其中导板为固定,导辊为隋辊,导盘由马达驱动旋转。它们不仅对穿孔毛管变形过程起到导向,保持毛管中心及轧制稳定的作用,同时也起到限制毛管横向变形的作用。导板、导辊和导盘与轧辊顶头一起组成封闭性穿孔孔型。

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