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常用的合金元素按其在15crmo合金钢管的强化机制中的作用
双击自动滚屏 发布者:华冶钢联 发布时间:2016/8/31 阅读:1367次 【字体:

新型的15CrMo合金钢管以低碳(≤0.1%)和低硫(≤0.015%)为主要特征。常用的合金元素按其在15CrMo合金钢管的强化机制中的作用可分为:固溶强化元素(Mn、Si、Al、Cr、Ni、Mo、Cu等);细化晶粒元素(Al、Nb、V、Ti、N等);沉淀硬化元素(Nb、V、Ti等)以及相变强化元素(Mn、Si、Mo等)(见金属的强化)。
  C ;在15CrMo合金钢管中形成珠光体或弥散析出的合金碳化物,使钢得到强化。在微合金钢中为形成一定量的碳-氮化物,碳的含量只需要0.01~0.02%;所以降碳是这类钢发展的必然趋势,从而可大大改善15CrMo合金钢管的韧性和焊接性能。
  Mn ;高的Mn/C比对提高15CrMo合金钢管的屈服强度和冲击韧性有好处。锰能降低γ→α 转变温度;有利于针状铁素体的形核;在加热过程中可增大碳-氮化物形成元素在γ-Fe中的溶解度,从而增加了铁素体中碳化物的弥散析出量。此外,由于高锰导致15CrMo合金钢管的应力/应变特性的变化,可以抵销鲍欣格效应的强度损失。
  Si ;多数低合金高强度钢不用硅合金化,但在热轧铁素体-马氏体多相钢中,硅是不可缺少的添加元素。
  Mo ;含钼15CrMo合金钢管(~0.15%Mo)有较高的强度,比传统的铁素体-珠光体钢又有较高的韧性。钼对钢在冷却过程中珠光体转变有抑制作用。在针状铁素体钢和超低碳贝氏体钢中的含钼量一般在0.2~0.4%。
  Nb、V、Ti ;在低碳的锰钢或低碳的锰-钼钢中添加0.05~0.15% Nb(或V、Ti),有明显的晶粒细化和沉淀硬化作用。钛在钢中形成硫化物,改善冲击吸收功的各向异性和冷成型性。
  稀土元素(RE) ;微量(0.001%左右)稀土金属,不影响15CrMo合金钢管的强度。其主要作用是脱硫,它又是最有效的硫化物形态控制元素,减小韧性的各向异性,防止钢的层状撕裂。
  其他元素Ni、Cr、Cu等,在微合金钢中固溶硬化并不十分有效,在非调质钢中一般控制在较低的含量范围。
  低合金高强度钢按其主要性能和用途,可分为高强度用钢、低温用钢和耐蚀用钢三类:
  高强度用钢 ;这类钢除高强度外还兼有优良的低温韧性,其主要特点和用途见表。这类15CrMo合金钢管的产量在中国占低合金高强度钢产量的80%以上,其中屈服强度35~40kgf/mm平方级的钢种占大多数,应用最为广泛的是16Mn钢。
  低温用钢 ;它们属于铁素体型低温用钢。通过提高钢的纯净度和降低钢中磷、硫含量得到较低的韧性-脆性转变温度。这类钢主要有09Mn2V(-70℃)、06MnNb(-90℃)、3.5%Ni(-100℃)和06AlNbCuN(-120℃),用于制作低温设备的零部件。
  耐蚀用钢 ;这类钢对大气、海水、硫化氢等环境有一定程度的抗蚀能力,如10MnPNbRE钢耐海洋大气和海水腐蚀,用于船舶、板桩、井架;12MoAlV钢适于制造炼油厂高温硫化氢设备;10MoWVNb钢在用于400℃氢、氮、氨高压管方面效果较好。
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