碳鋼的不足:
淬透性低。一般情況下,碳鋼水淬的 淬透直徑只有10mm-20mm。
強(qiáng)度和屈強(qiáng)比較低。如普通碳鋼Q235鋼的σs為235MPa,而低合金結(jié)構(gòu)鋼16Mn的σs則為360MPa以上。40鋼的 σs /σb僅為0.43 遠(yuǎn)低于合金鋼。回火穩(wěn)定性差。由于回火穩(wěn)定性差,碳鋼在進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理時(shí),為了保證較高的強(qiáng)度需采用較低的回火溫度,這樣鋼的韌性就偏低;為了保證較好的韌性,采用高的回火溫度時(shí)強(qiáng)度又偏低,所以碳鋼的綜合機(jī)械性能水平不高。
不能滿足特殊性能的要求。碳鋼在抗氧化、耐蝕、耐熱、耐低溫、耐磨損以及特殊電磁性等方面往往較差,不能滿足特殊使用性能的需求。
鋼板切割常用方法的對(duì)比
火焰切割原理:用可然氣體加助然氣體經(jīng)燃燒來切割板材。優(yōu)點(diǎn):切割簡(jiǎn)單、成本低。缺點(diǎn):切割薄板易變形,切割材料品種有限。
大量的試驗(yàn)表明:厚壁不銹鋼板在形變過程中不同程度地出現(xiàn)錯(cuò)層、形變孿晶、應(yīng)變誘發(fā)馬氏體,并在晶界與退火孿晶附近形成位錯(cuò)塞積和位錯(cuò)胞狀組織。這些形變組織結(jié)構(gòu)對(duì)加工硬化均有貢獻(xiàn)。進(jìn)行固溶處理的主要目的就是為了材料的內(nèi)應(yīng)力并降低硬度,提高厚壁不銹鋼板的可成形性。而處理后硬度值過高說明軟化效果差,殘余應(yīng)力沒有充分釋放,因?yàn)闅堄鄳?yīng)力引起的晶格畸變也會(huì)使硬度值改變。正是由于殘余應(yīng)力的存在,導(dǎo)致在厚壁不銹鋼板擴(kuò)口時(shí)容易在應(yīng)力集中的地方產(chǎn)生裂紋,從而影響擴(kuò)口性能。由于晶界和晶界兩側(cè)晶粒的位向差,增加了晶體中位錯(cuò)滑移的阻力,因此晶界的主要作用是阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)。晶粒越細(xì),晶界越多,阻礙位錯(cuò)滑移的作用就越大,厚壁不銹鋼板屈服強(qiáng)度就越高,形成了晶界強(qiáng)化,從而產(chǎn)生加工硬化;因此晶粒越小,在擴(kuò)口時(shí)越容易產(chǎn)生加工硬化。刀具的刃口圓角和后刀面的磨損對(duì)厚壁不銹鋼板表面層的冷作硬化有很大影響,刃口圓角和后刀面的磨損量越大,冷作硬化層的硬度和深度也越大。
鍋爐鋼板(鍋爐板):用于制造各種鍋爐及重要附件,由于鍋爐鋼板處于中溫(350°C以下)高壓狀態(tài)下工作,除承受較高壓力外,還受到?jīng)_擊,疲勞載荷及水和氣腐蝕,要求保證一定強(qiáng)度,還要有良好的焊接及冷彎性能。 如:Q245R,等。
壓力容器用鋼板:主要用于制造石油、化工氣體分離和氣體儲(chǔ)運(yùn)的壓力容器或其它類似設(shè)備,一般工作壓力在常壓到320kg/cm2甚至到630kg/cm2,溫度在-20-450°C范圍內(nèi)工作,要求容器鋼板除具有一定強(qiáng)度和良好塑性和韌性外,還必須有較好冷彎和焊接性能。 Q245R 、Q345R,14Cr1MoR,15CrMoR等。
汽車大梁鋼,用于制造汽車大梁(縱梁、橫梁)用厚度為2.5-12.0mm的低合金熱軋鋼板。由汽車大梁形狀復(fù)雜,除要求較高強(qiáng)度和冷彎性能外,要求沖壓性能好。
中厚板主要應(yīng)用于建筑工程、機(jī)械制造、容器制造、造船、橋梁建造等。還可以用來制造各種容器、爐殼、爐板、橋梁及汽車靜鋼鋼板、低合金鋼鋼板、造船鋼板、鍋爐鋼板、壓力容器鋼板、花紋鋼板、汽車大梁鋼板、拖拉機(jī)某些零件及焊接構(gòu)件等。
厚度雖小,但橫向剪力所引起的變形和彎曲變形屬同一量級(jí),在分析靜載荷下的應(yīng)力和變形時(shí),仍須考慮橫向剪切效應(yīng),垂直于板面方向的正應(yīng)力則可忽略。
厚壁不銹鋼板切削加工過程非常復(fù)雜,加工后形成的表面粗糙度與厚壁不銹鋼板的材料、刀具的幾何形狀、潤(rùn)滑方法以及選用的切削深度密切相關(guān)。剪切、滑移和斷裂被認(rèn)為是影響切屑形成的幾個(gè)主要因素。超精密切削時(shí)只要有切屑產(chǎn)生,就可以把該過程模型化為厚壁不銹鋼板沿著與水平面傾斜一定角度的平面被刀具剪切的過程,在已加工表面上形成的峰、谷高度隨刀具刃口鋒銳輪廓的變化而變化。外,厚壁不銹鋼板材料對(duì)金剛石車削加工表面粗糙度有顯著的影響,在一般車削加工中經(jīng)常忽略材料晶體觀結(jié)構(gòu)的影響,而金剛石車削中厚壁不銹鋼板對(duì)表面粗糙度的影響卻不容忽視。例如:某種材料的彈性模量主要依賴于單晶體的晶向,雖然銅、鋁同樣是軟金屬,但它們的硬度卻有較大差異。在同樣條件下切削上述兩種金屬時(shí),切削狀態(tài)不同,厚壁不銹鋼板產(chǎn)生切削力的大小也會(huì)有所不同。