15CrMo合金結(jié)構(gòu)鋼
(一)基本信息
“15”是碳含量成分0.15%,“Cr”是成分含有一定化學(xué)元素-鉻,“Mo”是成分含有一定化學(xué)元素-鉬,15CrMo常采用熱處理在550℃以下時,具有較高的持久強(qiáng)度。15CrMo介紹:15CrMo是一種鋼系珠光體組織耐熱鋼,在高溫下具有較高的熱強(qiáng)性(δb≥440MPa)和抗氧化性,并具有一定的抗氫腐蝕能力。由于鋼中含有較高含量的Cr、C和其它合金元素,鋼材的淬硬傾向較明顯,焊接性差。
(二)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn):
GB/T 3077-2006 鋼板標(biāo)準(zhǔn)GB/T11251-2009、舞陽企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、軍工標(biāo)準(zhǔn)。
(三)化學(xué)成分
牌號 | C | Mn | Si | Cr | Mo | Ni | Nb+Ta | S | P |
15CrMo | 0.12~0.18 | 0.40~0.70 | 0.17~0.37 | 0.80~1.10 | 0.40~0.55 | ≤0.30 | _ | ≤0.035 | ≤0.035 |
(四)力學(xué)性能
牌號 | 拉力強(qiáng)度MPa | 屈服點MPa | 伸長率(%) |
15CrMo | 440~640 | 235 | 21 |
(五)焊接性
焊接材料
針對15CrMo鋼的焊接性的工作特點,根據(jù)以往的經(jīng)驗,參照國外提供的焊接工藝卡,我們選擇了兩種方案進(jìn)行焊接試驗。
方案Ⅰ:焊接預(yù)熱,采用ER80S-B2L焊絲,TIG焊打底,E8018-B2焊條,焊條電弧焊蓋面,焊后進(jìn)行局部熱處理。
方案Ⅱ:采用ER80S-B2L焊絲,TIG焊打底,E309Mo-16焊條,焊條填充電弧焊蓋面,焊后不進(jìn)行熱處理。焊絲和焊條的化學(xué)成分及力學(xué)性能見表1。
(六)試驗結(jié)果
試驗方案 拉伸試驗彎曲試驗沖擊韌性試驗aky(J/cm2)
抗拉強(qiáng)度δb/Mpa 斷裂部位 彎曲角度 面彎 背彎 焊縫 熔合線 熱影響區(qū)(HAZ)
方案Ⅰ 550/530 母材 50。 合格 合格 84.8 162 135.6
方案Ⅱ 525/520 母材 50。 合格 合格 79.4 109.2 96.7
(七)表面熱處理
熱處理是提高與改攣15CrMo合金圓鋼性能的極為有效措施,它對于產(chǎn)品的可靠性與經(jīng)濟(jì)性均起到十分重要的作用。15CrMo合金圓鋼的熱處理通常包括普通熱處理(退火、正火、淬火、回火)和表面熱處理(表面淬火及化學(xué)熱處理一滲碳、氮化、滲金屬等)兩大類。
在機(jī)械工程中,許多機(jī)器零件,例如內(nèi)燃機(jī)的曲軸、齒輪、凸輪軸以及重要減速器中的齒輪等,不僅要求心部有足夠的韌性、塑性和抗彎強(qiáng)度,且要求表面一定厚度內(nèi)有高硬度、高耐磨性和高的疲勞強(qiáng)度。前述的各種整體熱處理方式難以同時滿足上述各項性能要求,采用表面熱處理則是同時達(dá)到這些性能要求的有效方法。
表面熱處理就是通過改變15CrMo合金圓鋼表層的組織以改變表面性能的一種熱處理方式。
表面淬火一一只改變表層組織,而不改變表層化學(xué)成分的熱處理。它可以用高頻、中頻或工頻電流感應(yīng)加熱方式或用火焰加熱方式實現(xiàn)。其共同特點是設(shè)法使15CrMo合金圓鋼表面迅速加熱到淬火溫度,而在熱量尚未傳至零件心部時,隨即迅速冷卻,使表面硬度高,而心部仍有較高韌性。
化學(xué)處理一一使15CrMo合金圓鋼的表層化學(xué)成分與組織均發(fā)生改變的熱處理方式?;瘜W(xué)熱處理按照15CrMo合金圓鋼表面滲入元素的不同,可分為滲碳、氮化、碳氮共滲、滲金屬等方法。它對提高和改善15CrMo合金圓鋼的耐磨性、抗腐蝕性、抗疲勞性等是十分有效的。當(dāng)前來化學(xué)熱處理發(fā)展迅速,新技術(shù)的應(yīng)用甚多。
(八)應(yīng)用舉例
石油、石化、高壓鍋爐等,專門用途的無縫管有鍋爐用無縫管、地質(zhì)用無縫鋼管及石油用無縫管等多種
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