合金元素與鋼板的相互作用 合金元素加入鋼中后,主要以三種形式存在鋼中。即:與鐵形成固溶體;與碳形成碳化物;在高合金鋼中還可能形成金屬間化合物。 1. 溶于鐵中 幾乎所有的合金元素(除Pb外)都可溶入鐵中 形成合金鐵素體或合金奧氏體 按其對(duì)α-Fe或γ-Fe的作用 可將合金元素分為擴(kuò)大奧氏體相區(qū)和縮小奧氏體相區(qū)兩大類(lèi)。 擴(kuò)大γ相區(qū)的元素-亦稱(chēng)奧氏體穩(wěn)定化元素 主要是Mn、Ni、Co、C、N、Cu等 它們使A3點(diǎn)(γ-Fe α-Fe的轉(zhuǎn)變點(diǎn))下降 A4點(diǎn)( γ-Fe的轉(zhuǎn)變點(diǎn))上升 從而擴(kuò)大γ-相的存在范圍。其中Ni、Mn等加入到一定量后 可使γ相區(qū)擴(kuò)大到室溫以下 使α相區(qū)消失 稱(chēng)為完全擴(kuò)大γ相區(qū)元素。另外一些元素(如C、N、Cu等) 雖然擴(kuò)大γ相區(qū) 但不能擴(kuò)大到室溫 故稱(chēng)之為部分?jǐn)U大γ相區(qū)的元素。 縮小γ相區(qū)元素--亦稱(chēng)鐵素體穩(wěn)定化元素 主要有Cr、Mo、W、V、Ti、Al、Si、B、Nb、Zr等。它們使A3點(diǎn)上升 A4點(diǎn)下降(鉻除外 鉻含量小于7%時(shí) A3點(diǎn)下降; 大于7%后A3點(diǎn)迅速上升) 從而縮小γ相區(qū)存在的范圍 使鐵素體穩(wěn)定區(qū)域擴(kuò)大。按其作用不同可分為完全封閉γ相區(qū)的元素(如Cr、Mo、W、V、Ti、Al、Si等)和部分縮小γ相區(qū)的元素(如B、Nb、Zr等)。 2. 形成碳化物合金元素按其與鋼中碳的親和力的大小 可分為碳化物形成元素和非碳化物形成元素兩大類(lèi)。 常見(jiàn)非碳化物形成元素有:Ni、Co、Cu、Si、Al、N、B等。它們基本上都溶于鐵素體和奧氏體中。常見(jiàn)碳化物形成元素有:Mn、Cr、W、V、Nb、Zr、Ti等(按形成的碳化物的穩(wěn)定性程度由弱到強(qiáng)的次序排列),它們?cè)阡撝幸徊糠止倘苡诨w相中,一部分形成合金滲碳體 含量高時(shí)可形成新的合金碳化合物。

工程中常用的一類(lèi)厚度遠(yuǎn)小于平面尺寸的板件。厚度4.5mm至25mm的鋼板,成為中厚鋼板。中厚板是指厚度4.5-25.0mm的鋼板,厚度25.0-100.0mm的稱(chēng)為厚板,厚度超過(guò)100.0mm的為特厚板厚度雖小,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。在分析動(dòng)載荷下的應(yīng)力和變形時(shí),除考慮橫向剪切效應(yīng)外,還須考慮微段的慣性力和阻尼力矩。中厚板在機(jī)械工業(yè)中早已有廣泛應(yīng)用。近年來(lái)由于高壓、高溫和強(qiáng)輻射的環(huán)境要求,工程中板的厚度有所增加,很多板件均改用中厚板理論進(jìn)行分析。若中厚板位于xy平面內(nèi),在考慮橫向剪力影響并忽略垂直于板面方向(z方向)的正應(yīng)力情況下,中厚板受z方向分布載荷p的作用的彎曲微分方程式為:式中ω為板的撓度;t為板厚;v為泊松比;、分別為x、y方向的橫向剪力,△為拉普拉斯算符;D為彎曲剛度,其中E為彈性模量。理論上可從 個(gè)方程求得ω,再由后兩個(gè)方程求得Qx、Qy,然后進(jìn)一步求得彎矩、扭矩。但這一偏微分方程不能直接積分,所以通常用納維法、瑞利-里茲法、有限差分方法等方法求解。近年來(lái),由于有限元法的發(fā)展,出現(xiàn)不少計(jì)算中厚板的程序,通過(guò)它們可以很方便地求得解答。從結(jié)果看,在考慮橫向剪切效應(yīng)后,撓度ω有所增大,自振頻率和失穩(wěn)臨界載荷有所降低,板件中內(nèi)力的變化趨于平緩。這些變化的程度都與板的厚跨比的平方成比例。20世紀(jì)20年代,S.P. 鐵木辛柯在一維梁的分析中首先考慮了橫向剪切效應(yīng)。1943年E.瑞斯納將它推廣到二維問(wèn)題并導(dǎo)出了中厚板的微分方程。由于數(shù)學(xué)上仍有困難,目前中厚板理論應(yīng)用得還不夠廣泛。

熱軋卷是用連鑄板坯或初軋板坯作原料,經(jīng)步進(jìn)式加熱爐加熱,高壓水除鱗后進(jìn)入粗軋機(jī),粗軋料經(jīng)切頭、尾、再進(jìn)入精軋機(jī),實(shí)施計(jì)算機(jī)控制軋制,終軋后即經(jīng)過(guò)層流冷卻(計(jì)算機(jī)控制冷卻速率)和卷取機(jī)卷取、成為直發(fā)卷鋼板。 直發(fā)卷的頭、尾往往呈舌狀及魚(yú)尾狀,厚度、寬度精度較差,邊部常存在浪形、折邊、塔形等缺陷。其卷重較重。(一般制管行業(yè)喜歡使用。) 熱軋產(chǎn)品具有強(qiáng)度高、韌性好、易于加工成型及良好的可焊接性等優(yōu)良性能,因而被廣泛用于 、建筑、機(jī)械、鍋爐、壓力容器等制造行業(yè)。 應(yīng)用范圍: (1)退火后加工成普通冷軋; (2)有退火前處理裝置的鍍鋅機(jī)組加工鍍鋅; (3)基本不需要加工的面板。

熱連軋按其材質(zhì)、性能的不同可分為:普通碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金鋼、合金鋼。按其用途的不同可分為:冷成型用鋼、結(jié)構(gòu)鋼、汽車(chē)結(jié)構(gòu)鋼、耐腐蝕結(jié)構(gòu)用鋼、機(jī)械結(jié)構(gòu)用鋼、焊接氣瓶及壓力容器用鋼、管線用鋼等。 生產(chǎn)工藝鋼板 熱鍍鋅熱軋板機(jī)組采用的是改良森吉米爾法退火工藝,原料是熱軋酸洗板卷,其生產(chǎn)工藝流程如下: 熱軋酸洗板卷→開(kāi)卷→切頭尾→焊接→入口活套→改良森吉米爾法臥式退火爐→熱鍍鋅→鍍后冷卻→鋅層測(cè)厚儀→光整拉矯→鈍化處理→檢查臺(tái)→靜電涂油→卷取→稱(chēng)重打包→成品入庫(kù)。 脫鋅原因 (1)基板表面殘留雜質(zhì)顆粒,在浸入鋅鍋前未被除去,影響了鋅層的附著。 (2)基板上附有氧化鐵層,證明在退火爐內(nèi)基板沒(méi)有被完全還原成鍍鋅需要的海綿狀純鐵。 (3)合金層中Al含量較少,沒(méi)有生成合理的、對(duì)鋅層附著性起決定作用的Fe2Al5合金層,或者這層合金層被過(guò)度生長(zhǎng)的鐵鋅合金層破壞。 基于上述分析認(rèn)為,為解決鋅層脫落問(wèn)題,應(yīng)當(dāng)從提高基板表面清潔度、確保退火爐內(nèi)氣氛控制、保證基板完全還原和調(diào)整鋅液成分溫度等幾方面人手,提高熱鍍鋅熱軋板的產(chǎn)品質(zhì)量。

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