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①调质结构钢 这类钢的含碳量一般约为0.25％～0.55％、对于既定截面尺寸的结构件、在调质处理(淬火加回火)时、如果沿截面淬透、则力学性能良好、如果淬不透、显微组织中出现有自由铁素体、则韧性下降。对具有回火脆性倾向的钢如锰钢、铬钢、镍铬钢等、回火后应快冷。这类钢的淬火临界直径、随晶粒度和合金元素含量的增加而增大、例如、40Cr和35SiMn钢约为30～40mm、而40CrNiMo和30CrNi2MoV钢则约为 60～100mm、常用于制造承受较大载荷的轴、连杆等结构件。

②表面硬化结构钢 用以制造表层坚硬耐磨而心部柔韧的零部件、如齿轮、轴等。为使零件心部韧性高、钢中含碳量应低、一般在0.12～0.25％、同时还有适量的合金元素、以保证适宜的淬透性。氮化钢还需加入易形成氮化物的合金元素(如Al、Cr、Mo等)。渗碳或碳氮共渗钢、经850～950℃渗碳或碳氮共渗后、淬火并在低温回火(约200℃)状态下使用。氮化钢经氮化处理(480～580℃)、直接使用、不再经淬火与回火处理。

生产工艺 根据钢种和钢的质量要求、合金结构钢的冶炼、可采用氧气顶吹转炉、平炉、电弧炉；或再加电渣重熔、真空除气。铸锭可采用连铸或模铸。钢锭应缓慢冷却或热送锻造、轧制。钢锭加热时、应力求温度均匀并有足够的保温时间、以改善偏析缺陷和避免锻、轧时变形不均匀；锻、轧后的钢材、尺寸小的、特别是含碳0.2％左右的渗碳钢、在600℃以上时应快速冷却、以免加重带状组织；截面较大的锻件、应采取措施消除内应力和白点。调质钢应尽可能淬火成马氏体组织、然后回火成索氏体组织；渗碳钢在渗碳过程中、渗层浓度梯度不宜过大、以免在渗层晶界上出现连续网状碳化物;氮化钢必需先经热处理得到所需的性能、再经*后精加工才能进行氮化。氮化处理后除将脆薄的“白层”研磨除去外、不再加工。

汽车的高性能化和轻量化对制造各类紧固件#如螺栓$螺钉$螺母等%使用的材料提出更高设计应力和轻量化的要求(螺栓的轻量化不单单是螺栓自身质量减轻对发动机和动力系统的轻量化亦起着重要的作用(对此*有效的措施便是螺栓钢的高强度化如美国汽车使用的螺栓强度级别均在;@8级以上)&*(目前一些汽车用螺栓甚至要求强度大于&>++4ABB*)**(但是随着钢材强度的提高特别是当强度超过&*++4ABB*时延迟断裂就变得十分突出(高强度螺栓属于带缺口零件具有很高的缺口敏感性容易在缺口集中部位如杆与头部的过渡处或螺纹根部产生延迟断裂(因此高强度螺栓钢的延迟断裂是一个十分典型的事例)**由此造成的事故屡屡发生(因此抗延迟断裂高强度螺栓钢的开发是近来国内外研究工作热点(抗延迟断裂高强度钢开发时通常采取的具体措施为"晶界净化+细化晶粒和引入氢陷阱(近年来国内外对抗延迟断裂的高强度螺栓钢进行了广泛的研开开发出了一系列抗延迟断裂性能优良的高强度螺栓钢如日本住友金属的6<0系列$神户制铁的C4<0系列$中国钢铁研究总院的6在*+世纪8+年代后期和;+年代中期开发出的抗延迟断裂的新型螺栓钢)*E*(在相同的强度水平下开发钢的延迟断裂抗力明显高于FG00(11+(特别是对于含/量较高和添加H$4I的6<0=钢由于回火温度较高其抗延迟断裂性能还明显高于6<03(高温回火后碳化物均匀弥散分布和较小的内应变是其延迟断裂抗力高的主要原因

(日本神户制钢开发出主要用钛$铝改善抗延迟断裂性能的C4<0系列高强度螺栓钢)1*(与常用的FG00(11+钢相比C4<0系钢的延迟断裂抗力有明显改善(C4<03适用于:3++4ABB3级的凹头螺栓已批量生产C4<0=和C4<01可用于:=++J:、++4ABB3级的高强度汽车螺栓(*近钢铁研究总院在13(%/钢的基础上通过降低硫$磷$硅$锰的含量添加微合金元素钒$铌并增加钼的含量成功地开发出:种:=++4ABB3级的高强度螺栓钢6

新研制的一种具有贝氏体组织的螺栓钢在比较低的温度#=++J=-、K%恒温处理得到贝氏体组织(这种钢即使在&、++4ABB*以上的强度水平下其抗延迟断裂性能仍大幅度提高远远超过回火马氏体高强度钢(为了节省能源和资源今后对降低成本的要求会越来越迫切因此价格低廉$能够省略或简化制造过程的微合金非调质钢和硼钢的使用量必将会显著增加抗延迟断裂钢的实用化需要了解高强度螺栓延迟断裂的机制和建立抗延迟断裂性能评价方法近年来"%&""’())级的高强度螺栓钢的研发是日本#韩国和中国的$超级钢计划%#$高性能结构钢计划%和$新一代钢铁材料的重大基础研究%中的一个重要课题"其研究结果将推动超高强度螺栓钢的实用化

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