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合金元素对钢的机械性能的影响
提高钢的强度是加入合金元素的主要目的之一。欲提高强度, 就要设法增大位错运动的阻力。金属中的强化机制主要有固溶强化、位错强化、细晶强化、第二相(沉淀和弥散)强化。合金元素的强化作用, 正是利用了这些强化机制。
1. 对退火状态下钢的机械性能的影响
结构钢在退火状态下的基本相是铁素体和碳化物。合金元素溶于铁素体中, 形成合金铁素体, 依靠固溶强化作用, 提高强度和硬度, 但同时降低塑性和韧性。 2.对退火状态下钢的机械性能的影响
由于合金元素的加入降低了共析点的碳含量、使C曲线右移, 从而使组织中的珠光体的比例增大, 使珠光体层片距离减小, 这也使钢的强度增加, 塑性下降。但是在退火状态下, 合金钢没有很大的优越性。
在电磁连铸中(EMC)，在结晶器外水平绕一线圈，并通以交流电。垂直磁场和铸件内感生的水平方向的次级电流相互作用产生的劳伦兹(Lorenz)力即使交流电流方向改变也总是向内的。这样，对初始坯壳总形成一个束紧的力，并支撑着坯壳，初始坯壳与结晶器表面间的间隙就增大，从结晶器吸收的热量下降，实现了缓冷。由于较低的冷却速度，初始坯壳不会在弯月面上形成，因结晶器振动而产生的结晶器-坯壳间隙的压力波动就因间隙增大而减小。结果就可防止生成振痕和钩痕，从而也防止了钩痕卷入夹杂物和气泡。用EMC可大大减少板坯表面10mm深度内的夹杂物数量。这是JRCM电磁连铸项目的研究成果之一。对2.2和2.3提到的中间包和结晶器流场控制以去除夹杂物来讲，计算电磁流体动力学研究是必不可少的。4控制夹杂物化学成分耦合析出模型分析凝固观偏析时考虑了溶质向固体的反向扩散。假设剩下的液体内达到局部热力学平衡，包括夹杂物的析出。这个模型可模拟凝固时夹杂物化学成分的变化，曾用于控制奥氏体不锈钢的氧化物夹杂。当固体分数为0.5时，厚壁耐磨钢板中氧含量的氧化铝、氧化硅含量计算值与观察结果很好相符。两种结果都指出，当钢中总氧量从40ppm增至80ppm时，氧化铝含量急速下降而氧化硅含量大大增加。在总氧量40ppm的钢中，即使在高温下，夹杂物中大都是坚硬的结晶相，为氧化铝和MgO?Al2O3尖晶石，这些夹杂物是不能变形的。而在总氧量为80ppm的钢中，在1200℃时液态相占夹杂物的80%，这些夹杂物被认为是可以变形的。根据这一发现，成功地开发了一种可拔丝的奥氏体不锈钢。对轮胎钢丝也作了类似的分析。对厚壁耐磨钢板控制夹杂物化学成分来说，计算热力学是很有用的。
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