D107堆焊层金属类型1Mn3 22 用于堆焊或修复低碳钢、中碳钢及低合金钢磨损件的表面,如车轴、齿轮和搅拌机叶片等。
D112堆焊层金属类型2Cr15Mn 22 用于受磨损的低碳钢、中碳钢或低合金钢表面堆焊,特别适合于矿山机械与农业机械磨损件的堆焊与修复。
D127堆焊层金属类型1Mn4Si 28 用于堆焊受磨损的中、低碳铜或低合金钢的表面,如车轴、齿轮、搅拌机叶片等。
D132堆焊层金属类型4Cr2Mo 30 用于受磨损的低、中碳钢或低合金钢体表面堆焊,特别适宜于矿山机械与农业机械磨损件的堆焊与修复。
D172堆焊层金属类型4Cr2Mo 40 用于堆焊齿轮、挖泥斗、拖拉机刮板、矿山机械等磨损件。
D212 :钛钙型药皮的铬钼型焊条,交直流两用,适于单层或多层堆焊各种受磨损的机件,如齿轮、挖斗、矿山机械等。熔敷金属硬度HRC≥55。
高锰钢耐磨焊条: 高锰钢焊条执行的是国家《GB984-85 堆焊焊条》标准,此焊条加工硬化性特别高,堆焊后硬度不高,为HB≥170,但经加工硬化后可达HB≥450-500。适用于严重冲击载荷和金属间磨损工作,如破碎机鄂板、锤头、铁轨道岔等高锰钢件的堆焊。 其中有钼提高了抗裂性及耐磨性能。要焊后趁红热立即锤击或水淬以减少裂纹。堆焊高锰钢件要先将磨损处疲劳层铲除。
D256 :低氢钾型药皮的高锰钢焊条,交直流两用。适用于各种破碎机、高锰钢轨、戽斗、推土机等受冲击而易磨损部位的堆焊。
D266堆焊层金属类型Mn13Mo2 HB170 用于各种破碎机、高锰钢轨、推土机等受冲击而易磨损部分的堆焊。
D276堆焊层金属类型2Mn13Cr13 20 用于堆焊水轮机受气蚀破坏的零件,如水轮机的叶片导水叶等。同时也适用于要求耐磨及韧性高的高锰钢制的堆焊,如螺旋输送机构、 推土机刀片、抓斗、破碎刃等。
模具焊条: 用于制造和修复冲模及各种大中型冲裁修边模的剪切刃口的模具堆焊和修复。(在碳钢基体上堆焊形成冲模刃口可代替整体模具钢)。
D317是低氢钠型药皮的CrWVMo冲模堆焊焊条,采用直流反接。用途: 适用于冷冲模堆焊,也可进行一般切削刀具的堆焊。
D327是低氢钠型药皮CrWMoV冷冲模堆焊焊条,采用直流反接。用途: 用于堆焊各种冷冲模及切削刀具,还可以用来修复要求耐磨损性能较高的机械零件。
D337堆焊层金属类型3Cr2W8 48 用于铸钢或锻钢上堆焊锻模,亦用于锻模的修复。
D397堆焊层金属类型5CrMnMo 40 用于堆焊铸铜或锻铜作坏体的热锻模,也可用于修复5CrMnMo、 5CrNiMo制的旧锻模,或堆焊高强度耐磨零件。
D322 :钛钙型药皮的铬钨钼钒冷冲模焊条,交直流两用。用来堆焊各种冲模及切削刃具。熔敷金属硬度HRC≥55。
D608 :石墨型药皮的CrMo铸铁焊条,交直流两用。适用于农业机械、矿山设备等承受砂粒磨损与轻微冲击的零件。熔敷金属硬度HRC≥55-63。
D618是石墨型药皮的堆焊焊条,可交直流两用,堆焊层具有优良的抗泥砂、抗汽蚀能力。用于堆焊随受冲击负荷,但要求具有良好的抗磨料磨损的耐磨件。 用途:可用于常温及中温耐泥砂、汽蚀等条件下的零件堆焊,如泥浆泵、螺旋推进器等表面堆焊。堆焊层硬度:HRC≥58(焊态空冷)注意事项: 1焊前焊条须经300℃左右烘焙1小时。 25根据被焊工件材质与刚度的不同,采取相应的预热温度及焊接工艺措施。
D638 :石墨型药皮的高碳高铬铸铁堆焊焊条,交直流两用。适用于堆焊抗磨粒磨损的工作面,如料斗、铲刀、泥浆泵、粉碎机、锤头等。熔敷金属硬度HRC≥60-65。
D646 :低氢钾型药皮的高铬铸铁堆焊焊条,交直流两用。适于常温或高温耐磨耐腐蚀的工作条件,如水轮机叶片、高压泵零件、高炉料钟等。熔敷金属硬度HRC≥55-60。
D-667型高铬铸铁耐磨焊条:此焊条可堆焊在低、中碳钢、低合金钢、高锰钢和铸铁零部件表面。能承受高冲击磨损,焊后硬度HRC≥55-65。在500℃高温以下具有良好的耐磨损、耐腐蚀和耐气蚀能力。一般可增加焊件寿命3-8倍。此焊条可多层堆焊,堆焊3层才能达到最好的效果(因为此时堆焊层基本是焊条的成分,母材成分很少)堆焊总厚度以不超过1㎝为宜。适用于堆焊在高温条件下作业的耐磨件(如:环烧炉卸料犁犁头效果较好)。堆焊受强烈冲击下作业的耐磨件(如:矿山和水泥厂的破碎机齿板)与D-266型高锰钢堆焊条配合使用经济性效果更好。此焊条在使用时,要按使用说明,焊前将焊条烘干,对焊件清理预热,焊后缓冷。
D698 :石墨型药皮的堆焊焊条,交直流两用。用于矿产机械和土泥沙石粉碎强烈磨损部位的堆焊。熔敷金属硬度HRC≥60。
碳化钨合金耐磨焊条:本产品属于堆焊合金耐磨耐冲击焊条,同时具有耐高温性能,以锰钢为焊蕊,焊药以钨铬,硼,锰,钼,等多种金属成份及矿物质组成,交直流两用,可对碳钢,锰钢灰口铸铁,(白口铁除外)母材表面涂焊与焊接,使被焊机件能氶受外界强烈磨擦与冲击,起到延长设备使用寿命,提高产量的作用。该焊条是低氢钠型药皮的铬钼钒型焊条,A与M体混合组织,焊态下硬而韧抗裂性优,采用直流反接,主要用于受剧烈冲击磨损件堆焊。并具有耐冲击、耐热、耐磨性能。对受泥沙磨损和气蚀破坏的水利机械、挖泥斗、橡塑机械、矿山机械零件等,堆焊层无裂纹。堆焊层硬度:HRC60~75。 该焊条可堆焊在低、中碳钢、低合金钢上(如A3、Mn13、16Mn、65Mn),也可在某些灰口铸铁上使用
D707碳化钨堆焊耐磨焊条 :碳钢芯的低氢钠型碳化钨焊条,直流反接。适于混凝土搅拌机叶片、推土机、高速混砂箱、挖泥机叶片等。熔敷金属硬度HRC≥63-75。
D708碳化钨堆焊耐磨焊条:含多种耐磨合金材料,直流施焊。适用于堆焊耐岩石强烈磨损的机械零件,如鼓风机叶片、混凝土搅拌机叶片、粉石机锤头、木碳机螺旋等易磨损件的表面修复。熔敷金属硬度HRC≥70。
铸造碳化钨气焊条 : 管内成分为W2C和WC合金颗粒,硬度93HRA熔点1600-1800度,采醚乙炔焰堆焊,具有较高的耐磨性适用于石油钻具,混凝土搅拌叶片、挖泥机叶片、高速混砂箱、木炭机、打井钻头、秸杆还田粉碎机和饲料粉碎机刀片等易磨损件的堆焊
D802 D812阀门钴基焊条:铸造钴铬钨合金焊芯的堆焊焊条,药皮用浸涂法制成的堆焊用焊条,宜采用直流反接。堆焊金属在1000℃仍具有良好的耐磨性及耐腐蚀性能。用途:适用于高温高压阀门,高压泵的轴套筒和内套筒以及化纤设备的斩刀刃口等部位的堆焊。堆焊层硬度HRC≥40注意事项:1、焊前焊条须经200℃左右烘1小时以上再行施焊接。2、焊时尽可能采用短弧,并且焊条与工作保持垂直。3、根据工作的大小和母材的种类须经300~600℃预热。宜采用小电流短弧焊接。4、焊后应在600~700℃回火1小时后在缓冷或将工作立即放入干燥和热的沙箱内或草灰中缓冷,以避免裂纹。5、堆焊层须经粗磨,如发现缺陷时,按上述步骤进行焊补及缓冷。
钴基堆焊焊丝说明:堆焊D802焊丝铸造钴铬钨合金焊芯的堆焊焊丝,焊芯用浸涂法制成的堆焊用焊丝,堆焊金属在1000℃仍具有良好的耐磨性及耐腐蚀性能。用途:适用于高温高压阀门,高压泵的轴套筒和内套筒以及化纤设备的斩刀刃口等部位的堆焊。焊缝金属化学成分(%)C 10~17 Cr 260~320 W 70~100 Mn≤20 Si≤20 Fe≤30 Co 余量堆焊层硬度HRC≥40规格φmm 25 30
Co101 用于高常温硬度,较强耐磨粒磨损,耐腐蚀性能。用于旋转密封环,牙轮轴承,套筒,钻头等。
Co104(司太立钴基4号) 用于较高耐磨损性能,极好的高温强及耐腐蚀性能。用于铜,铝合金热压模,热挤压模,干电池模具等。
Co106(司太立钴基6号)较好的耐磨,耐高温,抗热震冲击,抗擦伤性能。用于发动机气门,高温高压阀门密封面,热剪刀刃,涡轮机叶片等。
Co112(司太立钴基12号)较高耐磨损,耐腐蚀抗擦伤性能。用于高温,高压阀门,剪切刀刃,锯齿,螺旋推杆等。
Co120高常温高温硬度,较强耐磨粒磨损耐磨蚀性能。用于高压阀座,磨损棉板,
D968 :石墨型药皮的堆焊焊条,交直流两用。熔敷金属硬度HRC:61~66。
YM602W-Cr-B:石墨型药皮,交直流两用,适用于碳钢、铸钢、锰钢母材的表面涂焊。焊层起到对抗外界高强度磨损的作用,如各种设备上的强烈易磨件。熔敷金属硬度HRC:61~66。
YM302C :管状铸造碳化钨焊条,用于强烈磨损部件。熔敷金属硬度HRA≥79。
D-50型耐磨合金堆焊焊条:此焊条是近几年新研制的无渣Cr-Si-Mo-B系高络铸铁型耐磨粒磨损的表面耐磨焊条。含C25-35%,Cr16-20%,Si≤3% ,Mo10- 15%, B05- 15%,能承受低、中等冲击 、耐强烈磨粒磨损,焊后硬度HRC≥65。可提高耐磨寿命3-10倍。可堆焊在低、中碳钢、低合金钢、高锰钢和铸钢零部件表面
D-65型耐磨高合金焊条:焊条优点是堆焊成型好,焊后无渣,利用率高,耐磨性能好。可堆焊在低、中碳钢、低合金钢、高锰钢和铸钢零部件表面或某些灰铸铁件表面。能承受低等冲击、耐强烈磨粒磨损,焊后硬度HRC≥63。可提高耐磨寿命3-10倍。焊接工艺:焊条可交直流两用,直流反接(焊条接正极),交流焊机要求空载电压≥70V。堆焊电流150-180A。焊道的宽度要大于或等于焊道高度的3倍,这样才能真正和母材熔结牢固,形成所需的耐磨组织。这些主要靠电焊机的功率和调整电流来实现。此焊条在使用时,要按使用说明,焊前对焊条烘干,对焊件清理预热,焊后缓冷。此焊条适用于装载机铲刃、粉煤机锤头、烧结设备给料机叶片、绞龙、风机叶片、水泥挤压机辊面、机立窑塔盘、塔齿、塔尖、混凝土输送管道、混凝土输送泵、各种输送槽、破碎机齿板、球磨机及大型滚桶衬板等易损件及高磨损件的堆焊。
D-68型耐磨高合金焊条该型焊条它为铬钼硼钒高合金耐磨堆焊条,比D-65焊条硬度高,韧性好、耐磨寿命高1/3以上,焊接工艺和用途及注意事项同D-65型焊条。
D502是钛钙型药皮的1Cr13型阀门堆焊焊条,可交直流两用,焊接工艺良好。堆焊金属为1Cr13半铁素体高铬钢。堆焊层具有空淬特性,一般不须进行热处理,硬度均匀,亦可在750-800℃退火软化,当加热至900-1000℃空冷或油淬后,可重新硬化。用途: 这是一种通用性的表面堆焊用焊条,用于堆焊工作温度在450℃以下的碳钢或合金钢的轴及阀门等。
D507是低氢钠型药皮的1Cr13阀门堆焊焊条,采用直流反接。堆焊金属为1Cr13半铁素体高铬钢。堆焊层具有空淬特性,一般不须进行热处理,硬度均匀,亦可在750-800℃退火软化,当加热至900-1000℃空冷或油淬后,可重新硬化。用途: 这是一种通用性的表面堆焊用焊条,用于堆焊工作温度在450℃以下的碳钢或合金钢的轴及阀门等。
D507Mo是低氢钠型药皮的1Cr13阀门型堆焊焊条。堆焊金属为1Cr13半铁素体高铬钢。堆焊层具有空淬特性,堆焊金属具有较高的中温硬度,良好的热稳定性,抗冲蚀性。如与D577焊条配合使用能获得很好的抗擦伤性能。堆焊工艺简单,焊前不预热,焊后不用热处理,采用直流反接。用途: 用来堆焊工作温度在510℃以下的中温高压截止阀密封面。闸阀密封面应将本焊条与D577焊条配合使用(阀座与阀瓣分别用以上两种焊条)。
D507MoNb是低氢钠型药皮的1Cr13型阀门堆焊焊条,采用直流反接,由于药皮中加入了适量的Mo、Nb等强化稳定元素,故堆焊金属具有较好的抗氧化性和抗裂纹性能。用途: 用于工作温度在450℃以下的中、低压阀门密封面的堆焊。
D512是钛钙型药皮的2Cr13型阀门堆焊焊条,交直流两用 ,焊接工艺良好。堆焊金属为2Cr13马氏体高铬钢。堆焊层具有空淬特性,一般不需进行热处理,硬度均匀,可在750-800℃退火软化,当加热至950-1000℃空冷或油淬可重新硬化。用途: D512是一种通用性的表面堆焊用焊条,堆焊层比D502更硬、更耐磨,较难加工,用于堆焊碳钢或低合金钢轴、过热蒸汽用阀件、搅拌机桨、螺旋输送机叶片等。
D516MA是低氢钾型药皮的高铬锰钢堆焊焊条,堆焊层金属具有良好的耐磨、耐热、耐蚀以及抗热裂性能,焊接工艺简单,焊前不预热,焊后不用热处理,堆焊层可进行切削加工。用途: 用于堆焊工作温度在450℃以下的受水、蒸汽、石油介质作用下的部件,如25号铸钢、高中压阀门密封面。
D517是低氢钠型药皮的2Cr13型阀门堆焊焊条,采用直流反接。堆焊金属为2Cr13马氏体高铬钢。堆焊层具有空淬特性,一般不需进行热处理,硬度均匀,可在750-800℃退火软化,当加热至950-1000℃空冷或油淬可重新硬化。用途: D517是一种通用性的表面堆焊用焊条,堆焊层比D502更硬、更耐磨,较难加工,用于堆焊碳钢或低合金钢轴、过热蒸汽用阀件、搅拌机桨、螺旋输送机叶片等。
D547是低氢钠型药皮,合金钢芯的CrNiSi型阀门堆焊焊条,采用直流反接。堆焊金属依靠硅进行强化,得到具有一定铁素体的奥氏体组织,使之具有良好的抗擦伤、耐腐蚀、抗氧化等性能。用途: 用来堆焊570℃以下工作的电站高压锅炉装置的阀门密封面及其它密封零件。
D547Mo是低氢钠型药皮的CrNiSiMo型阀门堆焊焊条。采用直流反接。堆焊金属具有良好的高温抗擦伤、抗冲蚀等性能,有较高的高温硬度,良好的热稳定性和抗疲劳性。堆焊金属时效强化效果显著,随着时效时间的增加,硬度和抗擦伤性能有进一步提高。用途: 用于工作温度低于600℃的高压阀门密封面的堆焊。
D557是低氢钠型药皮的CrNiSi型阀门堆焊焊条,堆焊金属依靠大量硅进行强化,得到奥氏体+铁素体组织,随着时效时间的增长,硬度和抗擦伤性能有进一步的提高,堆焊金属具有良好的抗侵蚀、抗氧化性和抗腐蚀性能,采用直流反接。用途: 用于工作温度低于600℃的高压阀门密封面的堆焊。
D577是低氢钠型药皮,合金钢芯的铬锰型阀门堆焊焊条。采用直流反接,堆焊金属为高铬锰型奥氏体钢,故冷作硬化效果显著,具有良好的抗擦伤性能,有一定的中温硬度,较好的热稳定性,如与D507Mo配合使用,可获得很好的抗擦伤性能,该焊条抗裂性好,堆焊工艺简单,焊条可不预热,焊后不用热处理,堆焊金属切削加工性能良好。用途: 用于堆焊工作温度在510℃以下的中温高压阀门密封面,在闸阀中如与D507Mo配合使用,使用寿命更高。
4J29概述
4J29合金又称可伐(Kovar)合金。该合金在20~450℃具有与硅硼硬玻璃相近的线膨胀系数,居里点较高,并有良好的低温组织稳定性。合金的氧化膜致密,能很好地被玻璃浸润。且不与汞作用,适合在含汞放电的仪表中使用。是电真空器件主要密封结构材料。
11 4J29材料牌号 4J29。
12 4J29相近牌号 见表1-1。
表1-1[1~4]
俄罗斯
美国
英国
日本
法国
德国
29HК
Kovar
Nilo K
KV-1
Dilver P0
Vacon 12
29HК-BИ
Rodar
Techallony Glasseal 29-17
Telcaseal
KV-2
KV-3
Dilver P1
Silvar 48
13 4J29材料的技术标准 YB/T 5231-1993《铁镍钴玻封合金4J29和4J44技术条件》。
14 4J29化学成分 见表1-2。
表1-2 %
C
Mn
Si
P
S
Cu
Cr
Mo
Ni
Co
Fe
≤
003
05
030
0020
0020
020
020
020
285~295
168~78
余量
在平均线膨胀系数达到标准规定条件下,允许镍、钴含量偏离表1-2规定范围。铝、镁、锆和钛的含量各不大于010%,其总量应不大于020%。
15 4J29热处理制度 标准规定的膨胀系数及低温组织稳定性的性能检验试样,在氢气气氛中加热至900℃±20℃,保温1h,再加热至1100℃±20℃,保温15min,以不大于5℃/min速度冷至200℃以下出炉。
16 4J29品种规格与供应状态 品种有丝、带、板、管和棒材。
17 4J29熔炼与铸造工艺 用非真空感应炉、真空感应炉或电弧炉熔炼。
18 4J29应用概况与特殊要求 该合金是国际通用的典型的Fe-Ni-Co硬玻璃封接合金。经航空工厂长期使用,性能稳定。主要用于电真空元器件如发射管、振荡管、引燃管、磁控管、晶体管、密封插头、继电器、集成电路的引出线、底盘、外壳、支架等的玻璃封接。在应用中应使选用的玻璃与合金的膨胀系数相匹配。根据使用温度严格检验其低温组织稳定性。在加工过程中应进行适当的热处理,以保证材料具有良好的深冲引伸性能。当使用锻材时应严格检验其气密性。
二、4J29物理及化学性能
21 4J29热性能
211 4J29溶化温度范围 该合金溶化温度约为1450℃[1,2]。
212 4J29热导率 见表2-1。
表2-1[1]
θ/℃
100
200
300
400
500
λ/(W/(m·℃))
206
215
227
237
254
213 4J29比热容 在0℃时,比热容为440J/(kg•℃);在430℃时,比热容为649J/(kg•℃)。
214 4J29线膨胀系数 标准规定α1(20~400℃)=(46~52)×10-6℃-1;α1(20~450℃)=(51~55)×10-6℃-1(当用于晶体管时上限为56×10-6℃-1)。
合金的平均线膨胀系数见表2-2。合金的膨胀曲线见图2-1。
22 4J29密度
23 4J29电性能
231 4J29电阻率 ρ=048μΩ·m[1,5]。
表2-2[1]
θ/℃
/10-6℃-1
θ/℃
/10-6℃-1
20~60
78
20~500
62
20~100
64
20~550
71
20~200
59
20~600
78
20~300
53
20~700
92
20~400
51
20~800
102
20~450
53
20~900
114
231 4J29电阻温度系数 见表2-3。
表2-3[1]
温度范围/℃
20~50
20~85
20~100
20~200
20~300
20~400
αR/10-3℃-1
37
37
39
39
37
33
24 4J29磁性能
241 4J29居里点 Tc=430℃[1,5]。
242 4J29合金的磁性能 见表2-4[1]。
在4000A/m下,剩余磁感应强度Br=098T,矫顽力Hc=688A/m[1,2]。
25 4J29化学性能 合金在大气、淡水和海水中有较好的耐腐蚀性。
表2-4[1,2]
H/(A/m)
B/T
H/(A/m)
B/T
H/(A/m)
B/T
8
09×10-2
80
035
2000
147
16
21×10-2
160
081
4000
161
24
36×10-2
400
117
40
83×10-2
800
134
4J29力学性能
31 4J29技术标准规定的性能
311 4J29硬度 深冲态带材的硬度应符合表3-1的规定。厚度不大于02mm时不作硬度检验。
312 4J29抗拉强度 丝材和带材的抗拉强度应符合表3-2的规定。
表3-1
状态
δ/mm
硬度HV
深冲态
>25
≤170
≤25
≤165
表3-2
状态代号
状态
σb/MPa
丝材
带材
R
软态
<585
<570
1/4I
1/4硬态
585~725
520~630
1/2I
1/2硬态
655~795
590~700
3/4I
3/4硬态
725~860
600~770
I
硬态
>850
>700
32 4J29室温及各种温度下的力学性能
321 4J29硬度 冷应变率为50%的带材,在不同退火温度下的硬度见图3-1。
322 4J29拉伸性能 合金(退火态)在室温的拉伸性能见表3-3。冷应变率为50%的带材,在不同退火温度下的拉伸性能见图3-2。
表3-3[1,5]
σb/MPa
σP02/MPa
δ/%
520
330
30
33 4J29持久和蠕变性能
34 4J29疲劳性能
35 4J29弹性性能
351 4J29弹性模量 E=138GPa。
四、4J29组织结构
41 4J29相变温度 γ→α相变温度在-80℃以下。
42 4J29时间-温度-组织转变曲线
43 4J29合金组织结构 合金按15规定的热处理制度处理后,再经-785℃冷冻,大于等于4h不应出现马氏体组织。但当合金成分不当时,在常温或低温下将发生不同程度的奥氏体(γ)向针状马氏体(α)转变,相变时伴随着体积膨胀效应。合金的膨胀系数相应增高,致使封接件的内应力剧增,甚至造成部分损坏。影响合金低温组织稳定性的主要因素是合金的化学成分。从Fe-Ni-Co三元相图中可以看到,镍是稳定γ相的主要元素,镍含量偏高有利于γ相的稳定。随合金总变形率增加其组织越趋向稳定。合金成分偏析也可能造成局部区域的γ→α相变。此外晶粒粗大也会促进γ→α相变。
44 4J29晶粒度 标准规定深冲态带材的晶粒度应不小于7级,小于7级的晶粒不得超过面积的10%。厚度小于013mm的带材估计平均晶粒度时,沿带材厚度方向晶粒个数应不少于8个。
冷应变率为60%~70%的厚的带材,在表4-1所示温度下退火1h,空冷后,按YB 027-1992附录A评级,其晶粒度见表4-1。
表4-1[1,2]
退火温度/℃
675
700
750
800
900
1000
1100
1200
晶粒度级别
开始再结晶
>10
>10
10
75
50
40
30
五、4J29工艺性能与要求
51 4J29成形性能 该合金具有良好的冷、热加工性能,可制成各种复杂形状的零件。但应避免在含硫的气氛中加热。在冷轧时,当带材的冷应变率大于70%时,退火后会引起塑性各向异性;冷应变率在10%~15%范围时,合金在退火后会导致晶粒急剧长大,也将产生合金的塑性各向异性。当最终应变率为60%~65%,晶粒度为7~85级时,其塑性各向异性最小[2,4,7~9]。
合金带材的杯突值与厚度的关系见图5-1。
52 4J29焊接性能 该合金可采用钎焊、熔焊、电阻焊等
方法与铜、钢、镍等金属焊接。当合金中锆含量大于006%时,
将影响板材的氩弧焊焊接质量,甚至使焊缝开裂。
该合金与玻璃封接前,应清洗干净,随后进行高温湿氢处
理、预氧化处理。
53 4J29零件热处理工艺 热处理可分为:消除应力退火、
中间退火、净化去气处理、预氧化处理。
(1)消除应力退火 为消除零件在机械加工后的残存应力要
进行消除应力退火:470~540℃,保温1~2h,炉冷或空冷。
(2)中间退火 为消除合金在冷轧、冷拔、冷冲压过程中引
起的加工硬化现象,以利于继续加工。工件需在干氢、分解氨
或真空中,加热到750~900℃,保温14min~1h,然后炉冷,
空冷或水淬。
(3)净化去气处理 零件成形后,预氧化处理前,需进行湿氢处理,处理前应进行除油。工作需在饱和湿氢中,加热到950~1050 ℃,保温10~30min,然后炉冷。
(4)预氧化处理 合金在湿氢处理后,熔封前一般要进行预氧化处理,使合金表面生成一层厚度均匀、致密的氧化膜,该氧化膜与基体结合牢固,且能很好地与熔融的玻璃浸润。零件在湿氢处理后,在大约800℃的空气中氧化。零件的增重在02~04mg/cm2范围为宜[10]。
该合金不能用热处理硬化。
54 4J29表面处理工艺 表面处理可用喷砂、抛光、酸洗。
零件与玻璃封接后,为易于焊接,需去除封接时生成的氧化膜,可将零件在10%盐酸+10%硝酸的水溶液中,加热到70 ℃左右,酸洗2~5min。
该合金具有良好的电镀性能,表面能镀金、银、镍、铬等金属。为便于零件间的焊接或热压粘结,常镀以铜、镍、金、锡的镀层。为改善高频电流的传导能力,降低接触电阻以保证正常的阴极发射特性,常镀以金、银的镀层。为提高器件的耐蚀性能可镀镍或金[11]。
55 4J29切削加工与磨削性能 该合金切削特性和奥氏体不锈钢相似。加工时采用高速钢或硬质合金刀具,低速切削加工。切削时可使用冷却剂。该合金磨削性能良好。
钢、铸铁都是铁和碳的合金,钢的含碳量≤211%,而铸铁的含碳量>211%。A3是钢的老牌号,现在不生产这个牌号的钢,A3钢是低碳钢中的一种钢材,低碳钢分A1\A2\A3\B1\B2\B3\A表示钢的力学性能,B表示钢的化学成分。A3钢化学成分及力学性能,与Q235钢基本相同。
A3铁的特性及优点如下:
纯铁的塑性、韧性比Q235钢高,但强度、硬度比Q235钢低。中碳钢的强度、硬度比低碳钢高,而塑 性、韧性比低碳钢略低,热锻、热压性能良好,冷加工 变形能力居中等,切削性好,但焊接性较差。中碳钢最 适宜采用热锻、热冲压和金属切削加工,也可以在冷状 态下拉丝或冷徽、冷冲压,除特殊情况外,很少用它作 焊接件。
不会。因为系统采用特殊调节手段对粒子钢热压铁终温进行精确控制,粒子钢的氧化率很低,因此运输不会起尘。粒子钢,也叫水洗铁,是炼钢后的下脚料,经过多次磁选水洗生产出来的,普碳钢,用于电炉铸钢件等。
一、黑色金属、钢和有色金属
在介绍钢的分类之前先简单介绍一下黑色金属、钢与有色金属的基本概念。
1、黑色金属是指铁和铁的合金。如钢、生铁合金、铸铁等。钢和生铁都是以铁为基础,以碳为主要添加元素的合金,统称为铁碳合金。生铁是指把铁矿石放到高炉中冶炼而成的产品,主要用来炼钢和制造铸件。把铸造生铁放在熔铁炉中熔炼,即得到铸铁(液状),把液状铸铁浇铸成铸件,这种铸铁叫铸铁件。
铁合金是由铁与硅、锰、铬、钛等元素组成的合金,铁合金是炼钢的原料之一,在炼钢时做钢的脱氧剂和合金元素添加剂用。
2、把炼钢用生铁放到炼钢炉内按一定工艺熔炼,即得到钢。钢的产品有钢锭、连铸坯和直接铸成各种钢铸件等。通常所讲的钢,一般是指轧制成各种钢材的钢。钢属于黑色金属但钢不完全等于黑色金属。
3、有色金属又称非铁金属,指除黑色金属外的金属和合金,如铜、锡、铅、锌、铝以及黄铜、青铜、铝合金和轴承合金等。另外在工业上还采用铬、镍、锰、钼、钴、钒、钨、钛等,这些金属主要用作合金附加物,以改善金属的性能,其中钨、钛、钼等多用以生产刀具用的硬质合金。以上这些有色金属都称为工业用金属,此外还有贵重金属:铂、金、银等和稀有金属,包括放射性的铀、镭等。
二、钢的分类
钢是含碳量在004%-23%之间的铁碳合金。为了保证其韧性和塑性,含碳量一般不超过17%。钢的主要元素除铁、碳外,还有硅、锰、硫、磷等。钢的分类方法多种多样,其主要方法有如下八种:
1、按品质分类
(1) 普通钢(P≤0045%,S≤0050%)
(2) 优质钢(P、S均≤0035%)
(3) 高级优质钢(P<0035%,S≤0030%)
2、按化学成份分类
1) 碳素钢:a低碳钢(C≤025%);b中碳钢(025<C≤060%);c高碳钢(C>060%)。
2)合金钢:a低合金钢(合金元素总含量≤5%)b中合金钢(合金元素总含量为5~10%)c高合金钢(合金元素总含量>10%)。
3、按成形方法分类:(1) 锻钢;(2) 铸钢;(3) 热轧钢;(4) 冷拉钢。
4、按金相组织(是研究钢的内部组织结构的科学)分类
1) 退火状态的a亚共析钢(铁素体+珠光体)b共析钢(珠光体)c过共析钢(珠光体+渗碳体)d莱氏体钢(珠光体+渗体)。
2) 正火状态的:a珠光体钢;b贝氏体钢;c马氏体钢;d奥氏体钢。
3) 无相变或部分发生相变的
5、按用途分类
1) 建筑及工程用钢:a普通碳素结构钢;b低合金结构钢;c钢筋钢。
2) 结构钢:a机械制造用钢:(a)调质结构钢;(b)表面硬化结构钢:包括渗碳钢、氨钢、表面淬火用钢;(c)易切结构钢;(d)冷塑性成形用钢:包括冷冲压用钢、冷镦用钢。 b弹簧钢 c轴承钢
3) 工具钢:a碳素工具钢;b合金工具钢;c高速工具钢。
4) 特殊性能钢:a不锈耐酸钢;b耐热钢包括抗氧化钢、热强钢、气阀钢;c电热合金钢;d耐磨钢;e低温用钢;f电工用钢
5) 专业用钢——如桥梁用钢、船舶用钢、锅炉用钢、压力容器用钢、农机用钢等。
6、综合分类
1) 普通钢:a碳素结构钢:(a) Q195;(b) Q215(A、B);(c) Q235(A、B、C);(d) Q255(A、B);(e) Q275。b低合金结构钢。c特定用途的普通结构钢
2) 优质钢(包括高级优质钢)
a结构钢:(a)优质碳素结构钢;(b)合金结构钢;(c)弹簧钢;(d)易切钢;(e)轴承钢;(f)特定用途优质结构钢。
b工具钢:(a)碳素工具钢;(b)合金工具钢;(c)高速工具钢。
c特殊性能钢:(a)不锈耐酸钢;(b)耐热钢;(c)电热合金钢;(d)电工用钢;(e)高锰耐磨钢
7、按冶炼方法分类
1) 按炉种分
a平炉钢(用空气作为氧化剂):(a)酸性平炉钢;(b)碱性平炉钢。
b转炉钢(用氧气作为氧化剂):(a)酸性转炉钢;(b)碱性转炉钢。或 (a)底吹转炉钢;(b)侧吹转炉钢;(c)顶吹转炉钢。
c电炉钢(炼优质钢):(a)电弧炉钢;(b)电渣炉钢;(c)感应炉钢;(d)真空自耗炉钢;(e)电子束炉钢。
2) 按脱氧程度和浇注制度分a沸腾钢(脱氧程度不完全);b半镇静钢(脱氧程度介于沸腾钢和镇静钢之间);c镇静钢(脱氧程度较为完全);d特殊镇静钢(脱氧程度最完全,钢的质量高)。
8、按外形分类:分为:a型材、b板材、c管材、d金属制品四大类。
a 型材:
重轨:每米重量大于30千克的钢轨(包括起重机轨);
轻轨:每米重量小于或等于30千克的钢轨。
大、中、小型型钢:普通钢圆钢、方钢、扁钢、六角钢、工字钢、槽钢、等边和不等边角钢及螺纹钢等。
线材:直径5-10毫米的圆钢和盘条。
冷弯型钢:将钢材或钢带冷弯成型制成的型钢。
优质型材:优质钢圆钢、方钢、扁钢、六角钢等。
b.板材;
薄钢板:厚度等于和小于4毫米的钢板。
中、厚钢板:厚度大于4毫米的钢板。中板:厚度大于4mm小于20mm);厚板:厚度大于20mm小于60mm;特厚板:厚度大于60mm。
钢带:也叫带钢,实际上是长而窄并成卷供应的薄钢板。
电工硅钢薄板:也叫硅钢片或矽钢片。
c管材:
无缝钢管:用热压、冷轧(冷拔或挤压)等方法生产的管壁无接缝的钢管。
焊接钢管:将钢板或钢带卷曲成型,然后焊接制成的钢管。
d金属制品:包括钢丝、钢丝绳、钢绞线等。
什么是特殊钢?
对特殊钢尚无统一的定义和概念,一般认为特殊钢是指具有特殊的化学成分、采用特殊的工艺生产、具备特殊的组织和性能、能够满足特殊需要的钢类。与普通钢相比,特殊钢具有更高的强度和韧性、物理性能、化学性能、生物相容性和工艺性能。
我国与日本、欧盟对特殊钢的定义比较接近,将特殊钢分成优质碳素钢、合金钢、高合金钢(合金元素大于10%)三大类,其中合金钢和高合金钢占特殊钢产量的70%。主要钢种有特殊碳素结构钢、碳素工具钢、碳素弹簧钢、合金弹簧钢、合金结构钢、滚珠轴承钢、合金工具钢、高合金工具钢、高速工具钢、不锈钢、耐热钢,以及高温合金、精密合金、电热合金等。目前世界上有近2000个特殊钢牌号、约50000个品种规格。特殊钢除了种类繁多之外,在规格上也表现出与普通钢不同的特点。除了板、管、丝、带、棒和异型材之外,还有复合材、表面合金化材、表面处理材、精锻材、精密铸件、粉末冶金制品等。
三、我国钢号表示方法
钢的牌号简称钢号,是对每一种具体钢产品所取的名称,是人们了解钢的一种共同语言。我国的钢号表示方法,根据国家标准 《钢铁产品牌号表示方法》(GB221-79)中规定,采用汉语拼音字母、化学元素符号和阿拉伯数字相结合的方法表示。即:
1)钢号中化学元素采用国际化学符号表示,例如Si,Mn,Cr……等。混合稀土元素用“RE”(或“Xt”)表示。
2)产品名称、用途、冶炼和浇注方法等,一般采用汉语拼音的缩写字母表示。
3)钢中主要化学元素含量(%)采用阿拉伯数字表示。
我国钢号表示方法的分类说明
1、碳素结构钢
1)由Q+数字+质量等级符号+脱氧方法符号组成。它的钢号冠以“Q”,代表钢材的屈服点,后面的数字表示屈服点数值,单位是MPa例如Q235表示屈服点(σs)为235 MPa的碳素结构钢。
2)必要时钢号后面可标出表示质量等级和脱氧方法的符号。质量等级符号分别为A、B、C、D。脱氧方法符号:F表示沸腾钢;b表示半镇静钢:Z表示镇静钢;TZ表示特殊镇静钢,镇静钢可不标符号,即Z和TZ都可不标。例如Q235-AF表示A级沸腾钢。
3)专门用途的碳素钢,例如桥梁钢、船用钢等,基本上采用碳素结构钢的表示方法,但在钢号最后附加表示用途的字母。
2、优质碳素结构钢
1)钢号开头的两位数字表示钢的碳含量,以平均碳含量的万分之几表示,例如平均碳含量为045%的钢,钢号为“45”,它不是顺序号,所以不能读成45号钢。
2)锰含量较高的优质碳素结构钢,应将锰元素标出,例如50Mn。
3)沸腾钢、半镇静钢及专门用途的优质碳素结构钢应在钢号最后特别标出,例如平均碳含量为01%的半镇静钢,其钢号为10b。
3、碳素工具钢
1)钢号冠以“T”,以免与其他钢类相混。
2)钢号中的数字表示碳含量,以平均碳含量的千分之几表示。例如“T8”表示平均碳含量为08%。
3)锰含量较高者,在钢号最后标出“Mn”,例如“T8Mn”。
4)高级优质碳素工具钢的磷、硫含量,比一般优质碳素工具钢低,在钢号最后加注字母“A”,以示区别,例如“T8MnA”。
4、易切削钢
1)钢号冠以“Y”,以区别于优质碳素结构钢。
2)字母“Y”后的数字表示碳含量,以平均碳含量的万分之几表示,例如
平均碳含量为03%的易切削钢,其钢号为“Y30”。
3)锰含量较高者,亦在钢号后标出“Mn”,例如“Y40Mn”。
5、合金结构钢
1)钢号开头的两位数字表示钢的碳含量,以平均碳含量的万分之几表示,如40Cr。
2)钢中主要合金元素,除个别微合金元素外,一般以百分之几表示。当平均合金含量<15%时,钢号中一般只标出元素符号,而不标明含量,但在特殊情况下易致混淆者,在元素符号后亦可标以数字“1”,例如钢号“12CrMoV”和“12Cr1MoV”,前者铬含量为04-06%,后者为09-12%,其余成分全部相同。当合金元素平均含量≥15%、≥25%、≥35%……时,在元素符号后面应标明含量,可相应表示为2、3、4……等。例如18Cr2Ni4WA。
3)钢中的钒V、钛Ti、铝AL、硼B、稀土RE等合金元素,均属微合金元素,虽然含量很低,仍应在钢号中标出。例如20MnVB钢中。钒为007-012%,硼为0001-0005%。
4)高级优质钢应在钢号最后加“A”,以区别于一般优质钢。
5)专门用途的合金结构钢,钢号冠以(或后缀)代表该钢种用途的符号。例如铆螺专用的30CrMnSi钢,钢号表示为ML30CrMnSi。
6、低合金高强度钢
1)钢号的表示方法,基本上和合金结构钢相同。
2)对专业用低合金高强度钢,应在钢号最后标明。例如16Mn钢,用于桥梁的专用钢种为“16Mnq”,汽车大梁的专用钢种为“16MnL”,压力容器的专用钢种为“16MnR”。
7、弹簧钢
弹簧钢按化学成分可分为碳素弹簧钢和合金弹簧钢两类,其钢号表示方法,前者基本上与优质碳素结构钢相同,后者基本上与合金结钢相同。
8、滚动轴承钢
1)钢号冠以字母“G”,表示滚动轴承钢类。
2)高碳铬轴承钢钢号的碳含量不标出,铬含量以千分之几表示例如GCr15。渗碳轴承钢的钢号表示方法,基本上和合金结构钢相同。
9、合金工具钢和高速工具钢
1)合金工具钢钢号的平均碳含量≥10%时,不标出碳含量;当平均碳含量<10%时,以千分之几表示。例如Cr12、CrWMn、9SiCr、3Cr2W8V。
2)钢中合金元素含量的表示方法,基本上与合金结构钢相同。但对铬含量较低的合金工具钢钢号,其铬含量以千分之几表示,并在表示含量的数字前加“0”,以便把它和一般元素含量按百分之几表示的方法区别开来。例如Cr06。
3)高速工具钢的钢号一般不标出碳含量,只标出各种合金元素平均含量的百分之几。例如钨系高速钢的钢号表示为“W18Cr4V”。钢号冠以字母“C”者,表示其碳含量高于未冠“C”的通用钢号。
10、不锈钢和耐热钢
1)钢号中碳含量以千分之几表示。例如“2Cr13”钢的平均碳含量为02%;若钢中含碳量≤003%或≤008%者,钢号前分别冠以“00”及“0”表示之,例如00Cr17Ni14Mo2、0Cr18 Ni9等。
2)对钢中主要合金元素以百分之几表示,而钛、铌、锆、氮……等则按上述合金结构钢对微合金元素的表示方法标出。
11、焊条钢
它的钢号前冠以字母“H”,以区别于其他钢类。例如不锈钢焊丝为“H2Cr13”,可以区别于不锈钢“2Cr13”。
12、电工用硅钢
1)钢号由字母和数字组成。钢号头部字母DR表示电工用热轧硅钢,DW表示电工用冷轧无取向硅钢,DQ表示电工用冷轧取向硅钢。
2)字母之后的数字表示铁损值(W/kg)的100倍。
3)钢号尾部加字母“G”者,表示在高频率下检验的;未加“G”者,表示在频率为50周波下检验的。例如钢号DW470表示电工用冷轧无取向硅钢产品在50赫频率时的最大单位重量铁损值为47W/kg。
13、电工用纯铁
1)它的牌号由字母“DT”和数字组成,“DT”表示电工用纯铁,数字表示不同牌号的顺序号,例如DT3。
2)在数字后面所加的字母表示电磁性能:A——高级、E——特级、C——超级,例如DT8A。
四、标志、检验
(一) 标志
标志是区别材料的材质、规格的标志,主要说明供方名称、牌号、检验批号、规格、尺寸、级别、净重等。标志有;
1、涂色:在金属材料的端面,端部涂上各种颜色的油漆,主要用于钢材、生铁、有色原料等。
2、打印:在金属材料规定的部位(端面、端部)打钢印或喷漆的方法,说明材料的牌号、规格、标准号等。主要用于中厚板、型材、有色材等。
3、挂牌:成捆、成箱、成轴等金属材料在外面挂牌说明其牌号、尺寸、重量、标准号、供方等。
金属材料的标志检验时要认真辨认,在运输、保管等过程中要妥善保护。
(二) 规格尺寸的检验
规格尺寸指金属材料主要部位(长、宽、厚、直径等)的公称尺寸。
1、公称尺寸(名义尺寸):是人们在生产中想得到的理想尺寸,但它与实际尺寸有一定差距。
2、尺寸偏差:实际尺寸与公称尺寸之差值叫尺寸偏差。大于公称尺寸叫正偏差,小于公称尺寸叫负偏差。在标准规定范围之内叫允许偏差,超过范围叫尺寸超差,超差属于不合格品。
3、精度等级:金属材料的尺寸允许偏差规定了几种范围,并按尺寸允许偏差大 小不同划为若干等级叫精度等级,精度等级分普通、较高、高级等。
4、交货长度(宽度):是金属材料交货主要尺寸,指金属材料交货时应具有的长(宽)度规格。
5、通常长度(不定尺长度):对长度不作一定的规定,但必须在一个规定的长度范围内(按品种不同,长度不一样,根据部、厂定)。
6、短尺(窄尺):长度小于规定的通常长度尺寸的下限,但不小于规定的最小允许长度。对一些金属材料,按规定可交一部分 " 短尺 " 。
7、定尺长度:所交金属材料长度必须具有需方在订货合同中指定的长度(一般正偏差)。
8、倍尺长度:所交金属材料长度必须为需方在订货合同中指定长度的整数倍(加锯口、正偏差)。
规格尺寸的检验要注意测量材料部位和选用适当的测量工具。
(三) 数量的检验
金属材料的数量,一般是指重量(除个别例垫板、鱼尾板以件数计),数量检验方法有:
1、按实际重量计量:按实际重量计量的金属材料一般应全部过磅检验。对有牢固包装(如箱、合、桶等),在包装上均注明毛重、净重和皮重。如薄钢板、硅钢片、铁合金可进行抽检数量不少于一批的 5% ,如抽检重量与标记重量出入很大,则须全部开箱称重。
2、按理论换算计量:以材料的公称尺寸(实际尺寸)和比重计算得到的重量,对那些定尺的型板等材都可按理论换算,但在换算时要注意换算公式和材料的实际比重。
(四) 表面质量检验
表面质量检验主要是对材料、外观、形状、表面缺陷的检验,主要有:
1、椭圆度:圆形截面的金属材料,在同一截面上各方向直径不等的现象。椭圆度用同一截面上最大与最小的直径差表示,对不同用途材料标准不同。
2、弯曲、弯曲度:弯曲就是轧制材料。在长度或宽度方向不平直、呈曲线形状的总称。如果把它们的不平程度用数字表示出来,就叫弯曲度。
3、扭转:条形轧制材料沿纵轴扭成螺旋状。
4、镰刀弯(侧面弯):指金属板,带及接近矩形截面的形材沿长度(窄面一侧)的弯曲,一面呈凹入曲线,另一面对面呈凸出曲线,称为 " 镰刀弯 " 。以凹入高度表示。
5、瓢曲度:指在板或带的长度及宽度方向同时出现高低起伏的波浪现象,形成瓢曲形,叫瓢曲度。表示瓢曲程度的数值叫瓢曲度。
6、表面裂纹:指金属物体表层的裂纹。
7、耳子:由于轧辊配合不当等原因,出现的沿轧制方向延伸的突起,叫作耳子。
8、括伤:指材料表面呈直线或弧形沟痕通常可以看到沟底。
9、结疤:指不均匀分布在金属材料表面呈舌状,指甲状或鱼鳞状的薄片。
10、粘结:金属板、箔、带在迭轧退火时产生的层与层间点、线、面的相互粘连,经掀开后表面留有粘结痕迹,叫粘结。
11、氧化铁皮:氧化铁皮是指材料在加热、轧制和冷却过程中,在表面生成的金属氧化物。
12、折叠:是金属在热轧过程中(或锻造)形成的一种表面缺陷,表面互相折合的双金属层,呈直线或曲线状重合。
13、麻点:指金属材料表面凹凸不平的粗糙面。
14、皮下气泡:金属材料的表面呈现无规律分布大小不等、形状不同、周围圆滑的小凸起、破裂的凸泡呈鸡爪形裂口或舌状结疤,叫作气泡。
表面缺陷产生的原因主要上由于生产、运输、装卸、保管等操作不当。根据对使用的影响不同,有的缺陷是根本不允许超过限度。有些缺陷虽然不存在,但不允许超过限度;各种表面缺陷是否允许存在,或者允许存在程度,在有关标准中均有明确规定。
(五) 内部质量检验的保证条件
金属材料内部质量的检验依据是根据材质适应不同的要求,保证条件亦不同,在出厂和验收时必须按保证条件进行检验,并符合要求,保证条件分
1 、基本保证条件:对材料质量最低要求,无论是否提出,都得保证,如化学成份,基本机械性能等。
2、附加保证条件:指根据需方在订货合同中注明要求,才进行检验,并保证检验结果符合规定的项目。
3、协议保证条件:供需双方协商并在订货合同中加以保证的项目。
4、参改条件:双方协商进行检验项目,但仅作参考条件,不作考核。
金属材料内部质量检验主要有机械性能、物理性能、化学性能、工艺性能、化学成分和内部组织检验,这些检验一般要在专业的检验机构进行。
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