2.韧化工艺
(1)熔炼铸造
①成分控制。从材料设计的角度考虑,要求合金成分(包括杂质含量)控制**,但实际生产中,总希望合金中需要控制的合金元素及杂质含量范围尽可能的宽。从冶炼设备和原材料的实际情况来看,成分波动和存在一定的杂质是不可避免的。如冶炼合金钢时一般使用大量的废钢,废钢中残存的元素的含量对成分控制会带来影响,特别是Sn,Sb,As等有害金属杂质,对断裂韧性有重要影响。钢中的磷和硫是难以避免的元素,一般说来,这两种元素对断裂韧性是有害的,磷导致回火脆性和影响交叉滑移,而硫则增加夹杂物颗粒数量,减小夹杂物颗粒间距。从提高韧性出发,提高合金纯度是有效的途径。
②气体和夹杂物。对于材料的韧性来说,控制气体和夹杂物,是冶炼和铸造工艺的重要问题。气体主要是氢、氧、氮,夹杂物主要是氧化物和硫化物等。
氢是有害的气体,可以引起白点和氢脆,材料强度愈高,其危害性愈大。
氮易于引起低碳钢的蓝脆,是一种有害气体;但在普通低合金钢中,若有能形成氮化物的钒存在,则能提高强度;在奥氏体不锈钢中,它能够代替一部分镍,在这种情况下,氮是有益的合金元素。
氧主要以氧化物类型的夹杂物存在,易于使韧性降低。
在钢和许多有色金属合金中,夹杂物是脆性相,一般说来,夹杂物含量愈多,则韧性愈低。
(2)压力加工
压力加工不仅用来改变金属形状,而且改变金属性能。如依靠压力加工控制晶粒大小和取向,可改变材料韧性。细化晶粒是重要的韧化措施。热加工时,形变和再结晶同时进行,终轧温度和终轧后冷却速度会影响晶粒大小。对钢材而言有以下几条规律:
①在较低温度,连续而较快地施加大变形量,可以获得细晶;
②高温停留时间愈长,则奥氏体晶粒愈大。
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