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特殊鋼根據其特性、用途不同可分為以下種大類:
碳素結構鋼、優(yōu)質碳素結構鋼、碳素工具鋼、易切削鋼、合金結構鋼、彈簧鋼、滾動軸承鋼、合金工具鋼和高速工具鋼.
與普通鋼相比,特殊鋼具有更高的強度和韌性、物理性能、化學性能、生物相容性和工藝性能。
與普通鋼相比,特殊鋼具有高純度、高均勻性、超細組織和高精度等特點:
(1)高純度。有針對性降低鋼中氣體、夾雜物(含低熔點金屬夾雜物)的含量。鋼的純度提高到一定限度,不但可以大幅度提高鋼的原有性能,還可以賦予鋼以新的性能。例如軸承鋼中的氧含量從30×10-6降低到5×10-6,則軸承壽命提高30倍。通用奧氏體不銹鋼中的磷降低到3×10-6則對應力腐蝕免疫。20世紀末大生產所能達到的鋼的純度水平(10)為:氫≤1,氧≤5、碳≤10、硫≤10、氮≤15、磷≤25。




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雖然降低鋼中氧及夾雜物含量是獲得純凈鋼的一種途徑,但是要想得到零夾雜的彈簧鋼比較困難,為此有研究者提出了氧化物冶金技術,這是一種有效的晶粒細化的方法,是實現鋼鐵材料強度與韌性成倍提高的有效方法。它利用鋼中細小彌散的高熔點非金屬夾雜物,主要是氧化物、硫化物以及氮化物,作為晶內鐵素體的形核核心,從而起到細化晶粒的作用。國內外已經對Ti、Zr氧化物體系做了系統(tǒng)的研究,認為含鈦氧化物是理想的。在奧氏體晶粒內鈦的氧化物質點成為針狀鐵素體有效形核地點,促進晶內鐵素體形成。但是,由于鋼種成分的限制,鈦氧化物冶金的受到了限制。近幾年開始對稀土元素進行研究,可以利用稀土元素的強脫氧脫硫能力及產物熔點高的特點來研究稀土氧化物對鋼材性能的影響。




汽車行業(yè)對懸簧強度的要求越來越高,設計應力提高到1100-1200MPa,為此日本開發(fā)出添加合金來提高強度和提高耐腐蝕疲勞強度的鋼材。中國彈簧鋼無法滿足乘用車懸架簧用鋼性能需求,強度1200MPa及以上懸架彈簧產品用彈簧鋼全部依賴進口。然而,近年來,為規(guī)避資源風險、降低成本和實現原材料的全球化供給,強烈要求使用標準鋼(SAE9254)維持高強度,而且強烈要求提高鋼的韌性,因此越來越多地采用噴丸硬化處理取代處理費用高的表面硬化熱處理。噴丸硬化處理將壓縮殘余應力作用于表面,可提高抗疲勞強度,減小表面缺陷的影響程度,因此近年來將它視為表面處理不可或缺的技術。隨著表面強化技術的發(fā)展,懸簧的設計應力也達到了1200MPa級。預計今后對高強度懸簧用鋼的強度、韌性和耐腐蝕性及耐用性的要求將越來越高。未來,隨著汽車輕量化,發(fā)展高強度、優(yōu)良抗彈減性能和抗疲勞性能的汽車懸架用彈簧鋼是提高中國高端裝備零部件自主配套能力、有效替代進口的必然趨勢。


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