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    钢材化学成分分析中的允许偏差

    2019-01-17   来源:   点击数:26次 选择视力保护色: 杏仁黄 秋叶褐 胭脂红 芥末绿 天蓝 雪青 灰 银河白(默认色)   合适字体大小:
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       中国钢管信息港昨日记者获悉:用半镇静钢代替镇静钢,由于切头减少,故可提高成坯率,并可节约脱氧剂。用它代替沸腾钢,由于偏析较少和轧制废品减少,成材率可接近沸腾钢而钢材性能却优于沸腾钢。半镇静钢对碳含量与锰含量无严格限制,还允许含有一定量的合金元素,因而钢种多。因其具有上述优点,半镇静钢在生产和使用上得到迅速发展。世界各主要产钢国家的半镇静钢产量已占总钢产量的10%~30%,用它大批生产普通碳素钢和普通低合金钢,广泛应用于建筑、机械、石油、化工、造船等部门。生产半镇静钢时,钢水氧含量需稳定控制在很窄的范围内,脱氧程度要求很严,故不易掌握。半镇静钢的偏析程度较镇静钢重。同时由于用硅脱氧,硅酸盐生成物不易自钢中很好排除,会降低钢材横向冲击性能和塑性,因此半镇静钢不适合于重要零件用。
      
      1.成品化学成分的允许偏差。
      
      这里涉及到两个概念%26ldquo;熔炼分析%26rdquo;和%26ldquo;成品分析%26rdquo;。熔炼分析是指在钢液在浇注过程中采取样锭,然后进一步制成试样并对其进行的化学分析。分析结果表示同一炉或同一罐钢液的平均化学成分。GB/T699%26mdash;1999《优质碳素结构钢》中规定的钢的化学成分就是针对熔炼分析而言的。成品分析是指在经过加工的成品钢材(包括钢坯)上采取试样,然后对其进行的化学分析。由于钢液在结晶过程中会产生元素的不均匀分布(或偏析),成品分析的值有时与熔炼分析的值不同。既于以上原因,就出现了成品化学成分允许偏差。具体地说,由于钢中元素偏析,成品分析的值有可能超出标准规定的成分范围。对超出的范围规定一个允许的数值,就是成品化学成分允许偏差。
      
      2.成品分析的取样原则。
      
      GB/T222%26mdash;1984〈钢的化学分析用试样取样法及成品化学成分允许偏差〉对钢材成品分析的取样原则做了具体的规定:
      
      1)用于钢的化学成分成品分析的试样必须在钢液或钢材具有代表性的部位采取。试样应均匀一致,能充分代表每一罐号钢材的化学成分,并应具有足够数量。
      
      2)化学分析用试样切削,可以钻取、刨取、或用某些工具制取。切削应粉碎并混合均匀。制取切削时不能用水、油或其他润滑剂,并应去除表面氧化铁皮和脏物。
      
      3)大截面钢材,样屑应从钢材横截面中心至边缘的中间部位平行于轴线上钻取,或从钢材侧面垂直于轴中心线钻取,此时钻孔深度应达钢材或钢坯的轴心处。
      
      4)小截面钢材,切屑应从钢材的整个横截面上刨取,或从横截面上沿轧制方向钻取。
      
      3.偏差表的正确使用
      
      GB/T222共给出了几个化学成分允许偏差表。其中表1适用于普通碳素钢和低合金钢,表2适用于优质碳素钢和合金钢。一种钢的成品化学成分允许偏差只能使用一个表,而不能两个表同时混用。成品分析所得的值,不能超过规定化学成分范围的上限加上偏差,或不能超过规定化学成分范围的下限减下偏差。同一熔炼号的成品分析,同一元素只允许有单向偏差。不能同时出现上偏差和下偏差。举个例子,某一规格为SWRCH35K钢的成品碳含量检测值为0.39%,要判定它是否合格,我们查标准会得知,SWRCH35K钢的含碳量规定范围是0.33%~0.38%,若仅以此判断0.39%不合格是不正确的。我们应继续查GB/T222中的表2,按其要求,成品分析所得的值不能超过规定化学成分范围的上限加上偏差。经查,对于规定化学成分>0.25%的优质碳素结构钢,其上偏差为0.01%,所以此钢材的碳含量0.39%=(0.38+0.01)%,此结果应判为合格。
      
      中国钢管信息港昨日记者获悉:在正常脱氧情况下,排出气体量使钢锭内生成的气泡基本抵消了钢液的冷凝收缩。其下部结构比较致密,没有蜂窝气泡,而上部有可能产生短小的蜂窝气绝热板坚壳带半镇静钢芯坚壳带半镇静钢芯图2外沸内镇、外沸内半镇钢锭结构泡。在其头部中心,存在气泡疏松。整个钢锭似乎下部具有镇静钢钢锭特点,上部则具有沸腾钢钢锭的一些特征(图3b和3c)。脱氧不足时,放出气体稍多,气泡接近钢锭侧面和上表面,蜂窝气泡甚至布满整个高度,并在头部有大量集中的气泡(图3a);而脱氧过度时,放出气体很少,将产生缩孔,实质上成为镇静钢的结构(图3d)。
      
      碳素工具钢(非合工具钢)是高碳过共析、共析或亚共析钢,含碳量范围为0.7%~1.3%(质量分数)。其性能除了与冶炼、热塑性变形工艺有关外,主要取决于碳含量。碳是碳素工具钢的主要强化元素。这类钢经热处理后具有较高的硬度和耐磨性,但红硬性差、淬透性低。为了提高钢的淬透性,有的牌号在钢中加入0.40%~0.60(质量分数)的锰。碳素工具钢钢材通常以退人状态交货,一般应检验硬度,高倍、低倍和断口组织,及表面脱碳层深度等。这类钢主要用于制造一般切削速度,且加工硬度和强度不太高的材料的工具,以及形状简单发、精度要求较低的量具、模具等。
      
      用于制作刃具、模具和量具的碳素钢。与合金工具钢相比,其加工性良好,价格低廉,使用范围广泛,所以它在工具生产中用量较大。碳素工具钢分为碳素刃具钢、碳素模具钢和碳素量具钢。碳素刃具钢指用于制作切削工具的碳素工具钢,碳素模具钢指用于制作冷、热加工模具的碳素工具钢,碳素量具钢指用于制作测量工具的碳素工具钢。
      
      此类钢一般以退火状态交货,根据需方要求也可以不退火状态交货。退火钢材的硬度、断口组织、网状碳化物、珠光体组织、试样淬火硬度、淬透性深度和钢材表面脱碳层深度应符合中国国家标准GB1298规定。此类钢中存在网状碳化物和层片状珠光体时,容易产生淬火变形、开裂和硬度不均匀,并降低刃具耐磨性,容易引起刃具崩刃,降低刃具寿命。为了防止网状碳化物的产生,钢材要反复锻造,锻后要快速冷却。通过球化退火可使层片状珠光体中的渗碳体球化。此类钢淬火加热一般用盐浴炉,它可防止或减轻工具表层脱碳。在淬火冷却时要注意防止变形和开裂,为此一般采用分级淬火或等温淬火,有的采用高频淬火。淬火后应及时回火,以防停放时发生变形或开裂。
      
      与合金工具钢相比,此类钢淬透性低,在水中淬透直径为15mm,而在油中淬透直径仅为5mm。另外,此类钢的热硬性低,工作温度高于250℃时钢的硬度和耐磨性急剧下降,从而钢的切削能力显著降低,所以此类钢只适于制作尺寸小、形状简单、切削速度低、进刀量小、工作温度不高的工具。
      
      此类钢的碳含量范围为0.65%~1.35%。在中国国家标准GB1298%26mdash;77中共有8个牌号碳素工具钢。其中碳含量较低的T7钢具有良好的韧性,但耐磨性不高,适于制作切削软材料的刃具和承受冲击负荷的工具,如木工工具、镰刀、凿子、睡子等。T8钢具有较好的韧性和较高的硬度,适于制作冲头、剪刀,也可制作木工工具。锰含量较高的T8Mn钢淬透性较好,适于制作断口较大的木工工具、煤矿用凿、石工凿和要求变形小的手锯条、横纹锉刀。T10钢耐磨性较好,应用范围较广,适于制作切削条件较差、耐磨性要求较高的金属切削工具,以及冷冲模具和测量工具,如车刀、刨刀、铣刀、搓丝板、拉丝模、刻纹凿子、卡尺和塞规等。T12钢硬度高、耐磨性好,但是韧性低,可以用于制作不受冲击的,要求硬度高、耐磨性好的切削工具和测量工具,如刮刀、钻头、铰刀、扩孔钻、丝锥、板牙和千分尺等。T13钢是碳素工具钢中碳含量最高的钢种,其硬度极高,但韧性低,不能承受冲击载荷,只适于制作切削高硬度材料的刃具和加工坚硬岩石的工具,如锉刀、刻刀、拉丝模具、雕刻工具等。
      
      半镇静钢在浇注过程中沸腾微弱,注完沸腾很快停止。因此其偏析比沸腾钢钢锭少得多,但比镇静钢钢锭大。
      
      铬锰系列不锈钢最早出现于20世纪30年代初期,50年代作为节约镍的一种方法在美国被更多地使用,一直到今天仍有新的钢种被不断地开发出来。这种材料的普及是因为全球镍价的波动(涨价)以及不锈钢生产技术的进步。
      
      上世纪80年代后期的镍危机中,印度政府开始减少镍进口,于是这个国家的铬锰系列不锈钢得以持续大量的生产和开发。在对这些钢种的使用性能知识的掌握和积累过程中,摸索出了许多特别适合于应用这些钢种的用途。
      
      中国钢管信息港昨日记者获悉:进入新世纪,镍价格开始了新一轮的剧烈波动,同时中国的不锈钢消耗量开始增长。在不断削减成本的压力下,尤其是在亚洲市场,开始出现了开发从未有过的低镍和低铬奥氏体不锈钢的情况,这些(新开发的)钢种通常并不在国际标准和规格中。事实上,数量众多的铬锰钢都是企业按自己的规格生产的,产品也只是简单由生产企业自行命名。
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