合金鋼是一種鐵碳合金,透過在普通鋼中加入適量的一種或多種合金元素而形成。 碳鋼.根據添加元素的不同及適當的加工技術,合金鋼可獲得高強度、高韌性、耐磨、耐腐蝕、耐低溫、耐高溫、無磁性等獨特性能。合金鋼主要分為兩大類:低合金鋼與高合金鋼。熔模鑄造合金鋼通常為低合金鋼。
合金鋼中常見的合金劑種類
常見的合金劑包括錳 (最常見的一種)、鎳、鉻、鉬、釩、矽和硼。較不常見的合金包括鋁、鈷、銅、铈、铌、鈦、鎢、錫、鋅、鉛和鋯。嚴格來說,每種鋼材都是合金,但並非所有鋼材都稱為 「合金鋼」。最不複雜的鋼材是鐵與碳的合金(約 0.1% 到 1%,依種類而定)。然而,「合金鋼」一詞是一個標準用語,指的是除了碳之外,刻意加入其他合金元素的鋼材。
合金鋼鑄件等級
|
C |
矽 |
錳 |
鉻 |
鉬 |
P≤ |
S≤ |
鎳 |
| 42CrMo |
0.38-0.45 |
0.17-0.37 |
0.50-0.80 |
0.90-1.20 |
0.15-0.25 |
|
|
|
| 35CrMo |
0.32-0.40 |
0.17-0.37 |
0.40-0.70 |
0.80-1.10 |
0.15-0.25 |
|
|
|
| 40CrNiMo |
0.37-0.44 |
0.17-0.37 |
0.50-0.80 |
0.60-0.90 |
0.15-0.25 |
|
|
1.25-1.65 |
| 4130 |
0.28-0.33 |
0.15-0.35 |
0.40-0.60 |
0.80-1.10 |
0.15-0.25 |
0.035 |
0.04 |
|
| 4140 |
0.38-0.43 |
0.15-0.35 |
0.75-0.10 |
0.80-1.10 |
0.15-0.25 |
0.035 |
0.04 |
|
| 8630 |
0.28-0.33 |
0.15-0.35 |
0.70-0.90 |
0.40-0.60 |
0.15-0.25 |
0.035 |
0.04 |
0.40-0.70 |
合金鋼鑄件有哪些優點?
1.更高的設計靈活性
這種設計在鑄件形狀和尺寸的選擇上有更大的自由度,尤其是複雜形狀和中空部分。獨特的鑄芯工藝,可製造合金鋼鑄件。易於造型與變形,可依圖快速生產成品,反應迅速,縮短交期。
2.冶金製造的強大彈性和多變性
您可以選擇不同化學成分和組織結構的合金鋼鑄件,以滿足不同專案的需求。各種熱處理製程可選擇機械特性,並在廣泛的範圍內使用此特性,並改善可焊性及可用性。
3.提高整體結構強度
由於專案的高可靠性,再加上減輕重量的設計與短交期,合金鋼鑄件在價格與經濟性上都能增加其競爭優勢。
4.廣泛的體重變化
一般而言,小型合金鋼鑄件可能只有 10 公克,而大型合金鋼鑄件可達數噸、數十噸甚至數百噸。
因此,當我們需要高抗拉強度或動態負荷的組件、關鍵壓力容器鑄件,以及在低溫或高溫下承受重負荷的核心組件時,原則上應優先使用合金鋼鑄件。
合金鋼鑄件生產流程
所謂合金鋼鑄造製程是使用可熔性材料(如蠟或塑膠)製成可熔性模型(稱為熔模或模型)。
首先,它會塗上幾層特殊的耐火塗料,乾燥後硬化,形成一個完整的外殼。
然後使用蒸氣或熱水將模型與貝殼融為一體,將貝殼放入沙箱,再填入乾沙。
接下來,將模具放入焙燒爐中,以高溫焙燒(若使用高強度外殼,可直接焙燒脫模的外殼,無須造型)。
鑄模或鑄殼燒成後,將熔融金屬倒入鑄模或鑄殼中,即可得到合金鋼鑄件。
壓製投資模具時,通常會使用型腔表面光潔度較高的壓型。因此,投資模具的表面光潔度相對較高。
此外,殼體採用特殊耐高溫黏著劑與耐火材料所製成的耐火塗層,塗佈在投資模具上,與熔融金屬直接接觸的型腔內表面具有高度平滑性。
因此,熔模鑄件的表面光潔度比一般鑄件高,一般可達 Ra.1.6~3.2μm。
合金鋼鑄件的尺寸精度相對較高,一般可達 CT4~6(砂鑄為 CT10~13,壓鑄為 CT5~7)。
當然,由於合金鋼鑄件製程複雜,影響鑄件尺寸精度的因素很多,如鑄模材料的收縮、投模變形、殼體在加熱和冷卻過程中的線性變化、合金的收縮率、鑄件在製程中的凝固變形等。
因此,雖然普通熔模鑄件的尺寸精度相對較高,但其一致性仍有待改進。
在使用合金鋼鑄件之前,我們必須事先對其進行檢測,檢查設備是否適合當前使用,是否有損壞。在檢驗過程中,我們應該配備合理的檢驗方法和適當的檢驗人員,以檢驗合金鋼鑄件成品的品質。
1.合金鋼鑄件的外觀
比較樣品可判斷合金鋼鑄件表面粗糙度及表面微裂縫。可用著色法及磁粉法檢查。
2.合金鋼鑄件的內部品質。
我們通常使用音訊、超音波、渦流、X 射線和 γ 射線等方法進行檢測和判斷。
合金鋼鑄件應保證在運輸和存儲過程中不受腐蝕和機械損傷;重要的是要附上合格證書,表明該批合金鋼鑄件符合圖紙或合同及相關技術標準的要求。
合金鋼鑄件的應用
他們是在合金鋼鑄件中加入合金元素,使材料達到一定的性能。作為一項準則,我們應該以低比例(小於 5%)添加合金元素,以增加強度或淬透性。而添加較大的比例 (超過 5%),以獲得特殊性能,如耐腐蝕性極高的溫度穩定性。在煉鋼過程中,我們應該加入錳、矽或鋁,以去除鋼液中溶解的氧、硫和磷。
以下是合金鋼鑄件的一系列改良特性(與碳鋼相比):強度、硬度、韌性、耐磨性、耐腐蝕性、硬化性及熱硬度。為了達到其中一些改良特性,金屬可能需要熱處理。
這些發現被運用在奇特且要求嚴苛的應用上,例如噴射引擎的渦輪葉片、太空船和核能反應器。由於鐵的鐵磁特性,有些合金鋼發現了其對磁性有顯著反應的關鍵應用,包括馬達和變壓器。合金鋼鑄件的用途和應用涵蓋各種產業和鑄件類型。