弯头的化学成分有如下点:
(1)这类弯头中碳的质量分数一般小于0.2%,主要是为了获得较好的塑性、韧性、焊接性能。随着含碳量增加,弯头的强度会增加,但塑性降低,使得成形困难,而且在焊接过程中,易引起严重的变形、开裂。而且随着碳含量的增加,弯头中珠光体含量也相应增加,珠光体由于有大量脆性的片状渗碳体,因而有较的韧-脆转化温度,如含0.3%C的弯头材,韧-脆转化温度在50°C左右,而含0.1%C的弯头材,韧-脆转化温度则降低到一50C左右。因此低合金强度结构弯头的C含量一般限制在0.2%以下。
(2)主加合金元素主要是Mn,基本不加Cr和Ni,这类弯头是经济性能较好的弯头种。Mn属于复杂立方点阵,其点阵类型和原子尺寸与a-Fe相差较大,因而Mn的固溶强化效果较好。合金元素在a-Fe中的固溶强化次序是Si、Mn较大,Ni次之,、Mo、V、Cr较小。Mn是促使奥氏体长大的元素,但在构件用弯头中,由于基体组织为铁素体加少量的珠光体,而Mn能降低弯头的Ari温度,降低奥氏体向珠光体转变的温度范围,并减缓其转变速度,因此表现出细化珠光体和铁素体的作用。晶粒细化既可以使弯头的屈服强度升,又可使脆性转变温度下降,有利于弯头的韧性提,但应注意Mn的含量应控制在2%以内。此外,Mn的加入Fe-Fe3C相图中的S点左移,基体中珠光体数量增多,因而在相同的碳含量下,随铁素体量减少、珠光体增多,可使弯头的强度不断提升。
(3)辅加合金元素是A1、V、Ti、Nb等,在普通低合金强度结构弯头中加入Al形成A1N的细小质点,细化晶粒,这样既可以提强度,又可以降低脆性转折温度Tk。由于Nb、V、Ti元素的微合金化可生成弥散的碳化物、氮化物和碳氮化物。钛和锯的碳化物在加热温度达到1200°C才大量溶解到奥氏体中,碳化钮则在1050°C才大量地溶解,这些弥散相都能钉扎晶界,阻碍奥氏体晶粒长大,细化铁素体晶粒和珠光体。另外,由于V、Ti、Nb元素在弯头中有X先形成碳化物的本性以及它们在铁素体中的溶解度的剧烈变化,所以在冷却形成铁素体的阶段,铁素体与奥氏体的相界面上会析出各自的碳化物或碳氮化物颗粒,并且由于铁素体相界不断地向奥氏体内推进,沉淀的碳(氮)化物颗粒就排列成带状,这种带状排列的微细颗粒使铁素体抵抗塑性变形的能力增加,使弯头的强度进一步提。
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