如何進(jìn)行水處理？

衡美水處理為您介紹一項(xiàng)水處理專業(yè)知識(shí)——碳鋼基礎(chǔ)知識(shí)，帶您從定義、分類、生產(chǎn)工藝、性能表現(xiàn)等多個(gè)方面了解碳鋼，保障您對(duì)碳鋼產(chǎn)品的準(zhǔn)確應(yīng)用。

一、基礎(chǔ)概念

合金元素：特別添加到鋼中為了保證獲得所要求的組織結(jié)構(gòu)、物理、化學(xué)和機(jī)械性能的化學(xué)元素。

雜質(zhì)：冶煉時(shí)由原材料以及冶煉方法、工藝操作而帶入的化學(xué)元素。

碳鋼：含碳量在0.0218-2.11/100范圍內(nèi)的鐵碳合金。

合金鋼：在碳鋼基礎(chǔ)上加入合金元素的鋼。

低合金鋼：一般指合金元素總含量小于或等于5/100的鋼。

中合金鋼：一般指合金元素總含量在5/100~10/100的鋼。

高合金鋼：一般指合金元素總含量在超過10/100的鋼。

微合金鋼：合金元素（如V,Nb,Ti,Zr,B）含量小于或等于0.1/100，而能顯著影響組織和性能的鋼。 

二、碳鋼的分類

1、按鋼中的碳含量

（1）按Fe-Fe3C相圖分類

亞共析鋼：0.0218/100≤wc≤0.77/100；

共析鋼：wc=0.77/100；

過共析鋼：0.77/100＜wc≤2.11/100。 

（2）按鋼中碳含量的多少分類

低碳鋼：wc ≤0.25/100

中碳鋼：0.25/100＜wc≤0.6/100

高碳鋼：wc＞0.6/100

2、按鋼的質(zhì)量（品質(zhì)）

（1）普通碳素鋼：wS≤0.05/100，wP≤0.045/100。

（2）優(yōu) 質(zhì)碳素鋼：wS≤0.035/100，wP≤0.035/100。

（3）高優(yōu) 質(zhì)碳素鋼：wS≤0.02/100，wP≤0.03/100。

（4）特優(yōu) 質(zhì)碳素鋼： wS≤0.015/100，wP≤0.025/100。

3、按鋼的用途分類

（1）碳素結(jié)構(gòu)鋼：

主要用于各種工程構(gòu)件，如橋梁、船舶、建筑構(gòu)件等。也可用于不太重要的機(jī)件。

（2）碳素結(jié)構(gòu)鋼：

主要用于制造各種機(jī)器零件，如軸、齒輪、彈簧、連桿等。

（3）碳素工具鋼：

主要用于制造各種工具，如刃具、模具、量具等。

（4）一般工程用鑄造碳素鋼：

主要用于制造形狀復(fù)雜且需強(qiáng)度、塑性和韌性零件。

 4．按鋼冶煉時(shí)的脫氧程度分類

（1）沸騰鋼：指脫氧不完全的鋼，代號(hào)為F。

（2）鎮(zhèn)靜鋼：指脫氧完全的鋼，代號(hào)為Z。

（3）半鎮(zhèn)靜鋼：指脫氧程度介于沸騰鋼和鎮(zhèn)靜鋼之間，代號(hào)為b。

（4）特殊鎮(zhèn)靜鋼：指進(jìn)行特殊脫氧的鋼，代號(hào)為TZ。

三、耐熱鋼

在高溫下具有較高的強(qiáng)度和良好的化學(xué)穩(wěn)定性的合金鋼。它包括抗氧化鋼（或稱高溫不起皮鋼）和熱強(qiáng)鋼兩類?？寡趸撘话阋筝^好的化學(xué)穩(wěn)定性，但承受的載荷較低。熱強(qiáng)鋼則要求較高的高溫強(qiáng)度和相應(yīng)的抗氧化性。耐熱鋼常用于制造鍋爐、汽輪機(jī)、動(dòng)力機(jī)械、工業(yè)爐和航空、石油化工等工業(yè)部門中在高溫下工作的零部件。這些部件除要求高溫強(qiáng)度和抗高溫氧化腐蝕外，根據(jù)用途不同還要求有足夠的韌性、良好的可加工性和焊接性，以及組織穩(wěn)定性。此外，還發(fā)展出一些新的低鉻鎳抗氧化鋼種。

1、基本信息

（1）耐熱鋼（heat-resisting steels）

在高溫條件下，具有抗氧化性和足夠的高溫強(qiáng)度以及良好的耐熱性能的鋼稱作耐熱鋼。

（2）類別

耐熱鋼按其性能可分為抗氧化鋼和熱強(qiáng)鋼兩類。抗氧化鋼又簡稱不起皮鋼。熱強(qiáng)鋼是指在高溫下具有良好的抗氧化性能并具有較高的高溫強(qiáng)度的鋼。

（3）用途

耐熱鋼常用于制造鍋爐、汽輪機(jī)、動(dòng)力機(jī)械、工業(yè)爐和航空、石油化工等工業(yè)部門中在高溫下工作的零部件。這些部件除要求高溫強(qiáng)度和抗高溫氧化腐蝕外，根據(jù)用途不同還要求有足夠的韌性、良好的可加工性和焊接性，以及組織穩(wěn)定性。中國自1952年開始生產(chǎn)耐熱鋼。以后研制出一些新型的低合金熱強(qiáng)鋼，從而使珠光體熱強(qiáng)鋼的工作溫度提高到600~620℃;此外，還發(fā)展出一些新的低鉻鎳抗氧化鋼種。

耐熱鋼和不銹耐酸鋼在使用范圍上互有交叉，一些不銹鋼兼具耐熱鋼特性，既可用作為不銹耐酸鋼，也可作為耐熱鋼使用。

耐熱鋼按其正火組織可分為奧氏體耐熱鋼、馬氏體耐熱鋼、鐵素體耐熱鋼及珠光體耐熱鋼等。

2、作用

鉻、鋁、硅 這些鐵素體形成的元素，在高溫下能促使金屬表面生成致密的氧化膜，防止繼續(xù)氧化，是提高鋼的抗氧化性和抗高溫氣體腐蝕的主要元素。但鋁和硅含量過高會(huì)使室溫塑性和熱塑性嚴(yán)重惡化。鉻能顯著提高低合金鋼的再結(jié)晶溫度,含量為百分之二時(shí)，強(qiáng)化效果較好。

鎳、錳 可以形成和穩(wěn)定奧氏體。鎳能提高奧氏體鋼的高溫強(qiáng)度和改善抗?jié)B碳性。錳雖然可以代鎳形成奧氏體，但損害了耐熱鋼的抗氧化性。

釩、鈦、鈮 是強(qiáng)碳化物形成元素，能形成細(xì)小彌散的碳化物，提高鋼的高溫強(qiáng)度。鈦、鈮與碳結(jié)合還可防止奧氏體鋼在高溫下或焊后產(chǎn)生晶間腐蝕。

碳、氮 可擴(kuò)大和穩(wěn)定奧氏體，從而提高耐熱鋼的高溫強(qiáng)度。鋼中含鉻、錳較多時(shí)，可顯著提高氮的溶解度，并可利用氮合金化以代替價(jià)格較貴的鎳。

硼、稀土均為耐熱鋼中的微量元素。硼溶入固溶體中使晶體點(diǎn)陣發(fā)生畸變，晶界上的硼又能阻止元素?cái)U(kuò)散和晶界遷移，從而提高鋼的高溫強(qiáng)度;稀土元素能顯著提高鋼的抗氧化性，改善熱塑性。

3、分類

（1）珠光體鋼

合金元素以鉻、鉬為主，總量一般不超過5%。其組織除珠光體、鐵素體外,還有貝氏體。這類鋼在500~600℃有良好的高溫強(qiáng)度及工藝性能，價(jià)格較低，廣泛用于制作 600℃以下的耐熱部件。如鍋爐鋼管、汽輪機(jī)葉輪、轉(zhuǎn)子、緊固件及高壓容器、管道等。典型鋼種有:16Mo，15CrMo，12Cr1MoV， 12Cr2MoWVTiB，10Cr2Mo1,25Cr2Mo1V,20Cr3MoWV等。

（2）馬氏體鋼

含鉻量一般為7~13%,在650℃以下有較高的高溫強(qiáng)度、抗氧化性和耐水汽腐蝕的能力，但焊接性較差。含鉻12%左右的1Cr13、2Cr13,以及在此基礎(chǔ)上發(fā)展出來的鋼號(hào)如1Cr11MoV，1Cr12WMoV,2Cr12WMoNbVB等,通常用來制作汽輪機(jī)葉片、軸、緊固件等。此外,作為制造內(nèi)燃機(jī)排氣閥用的4Cr9Si2,4Cr10Si2Mo等也屬于馬氏體耐熱鋼。

（3）鐵素體鋼

含有較多的鉻、鋁、硅等元素，形成單相鐵素體組織，有良好的抗氧化性和耐高溫氣體腐蝕的能力,但高溫強(qiáng)度較低,室溫脆性較大，焊接性較差。如1Cr13SiAl,1Cr25Si2等。一般用于制作承受載荷較低而要求有高溫抗氧化性的部件。

    （4）奧氏體鋼

含有較多的鎳、錳、氮等奧氏體形成元素，在 600℃以上時(shí)，有較好的高溫強(qiáng)度和組織穩(wěn)定性，焊接性能良好。通常用作在 600℃以上工作的熱強(qiáng)材料。典型鋼種有 1Cr18Ni9Ti(321)、 1Cr23Ni13(309)、0Cr25Ni20 (310S)、1Cr25Ni20Si2(314)、2Cr20Mn9Ni2Si2N、4Cr14Ni14W2Mo等。

4、生產(chǎn)工藝

冶煉 耐熱鋼一般在電弧爐或感應(yīng)爐中熔煉。質(zhì)量要求高的往往采用真空精煉和爐外精煉工藝。

鑄造某些高合金耐熱鋼難以加工變形，生產(chǎn)鑄件不僅比軋材合算，而且鑄件還有較高的強(qiáng)度。所以在耐熱鋼中耐熱鑄鋼占有相當(dāng)大的比例。鑄造方法除采用砂型鑄造外，還可用鑄造工藝以獲得表面光滑、尺寸準(zhǔn)確的產(chǎn)品。對(duì)合成氨和乙烯裂解用的高溫爐管往往采用離心鑄造的方法。

熱處理珠光體熱強(qiáng)鋼通常經(jīng)正火或調(diào)質(zhì)后使用;馬氏體耐熱鋼用調(diào)質(zhì)處理，以穩(wěn)定組織，得到良好的綜合力學(xué)性能和高溫強(qiáng)度。

鐵素體鋼不能通過熱處理強(qiáng)化。為消除因冷塑性變形加工和焊接所導(dǎo)致的內(nèi)應(yīng)力，可在650~830℃進(jìn)行退火處理，退火后快速冷卻,以便迅速地經(jīng)過475℃脆性溫度范圍。

奧氏體抗氧化鋼大多采用高溫固溶熱處理，以獲得良好的冷變形性。奧氏體熱強(qiáng)鋼則先用高溫固溶處理，然后在高于使用溫度60~100℃條件下進(jìn)行時(shí)效處理,使組織穩(wěn)定化，以強(qiáng)化基體。耐熱鑄鋼多在鑄態(tài)下使用，也有根據(jù)耐熱鋼的種類采用相應(yīng)的熱處理的。

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