20Cr2Ni4A
§7-1 鋼的合金化

在鋼中加入合金元素后，鋼的基本組元鐵和碳與加入的合金元素會(huì)發(fā)生交互作用。鋼的合金化目的是希望利用合金元素與鐵、碳的相互作用和對(duì)鐵碳相圖及對(duì)鋼的熱處理的影響來改善鋼的組織和性能
相互作用
合金元素與鐵、碳的相互作用
合金元素加入鋼中后，主要以三種形式存在鋼中。即:與鐵形成固溶體;與碳形成碳化物;在高合金鋼中還可

 幾乎所有的合金元素(除)都可溶入鐵中, 形成合金鐵素體或合金按其對(duì)α-Fe或γ-Fe的作用, 可將合金元素分為擴(kuò)大奧氏體相區(qū)和縮小奧氏體相區(qū)兩大類。
擴(kuò)大γ相區(qū)的元素-亦稱奧氏體穩(wěn)定化元素, 主要Ni、Co、C、N、Cu等, 它們使A3點(diǎn)(γ-Fe α-Fe的轉(zhuǎn)變點(diǎn))下降, A4點(diǎn)( γ-Fe的轉(zhuǎn)變點(diǎn))上升, 從而擴(kuò)大γ-相的存在范圍。其中Ni、M等加入到一定量后, 可使γ相區(qū)擴(kuò)大到室溫以下, 使α相區(qū)消失, 稱為完全擴(kuò)大γ相區(qū)元素。另外一些元素(如C、N、Cu等), 雖然擴(kuò)大γ相區(qū), 但不能擴(kuò)大到室溫, 故稱之為部分?jǐn)U大γ相區(qū)的元素。

縮小γ相區(qū)元素--亦稱鐵素體穩(wěn)定化元素, 主要有Cr、Mo、W、V、Ti、Al、Si、B、、等。它們使A3點(diǎn)上升, A4點(diǎn)下降(鉻除外, 鉻含量小于7%時(shí), A3點(diǎn)下降; 大于7%后,A3點(diǎn)迅速上升), 從而縮小γ相區(qū)存在的范圍, 使鐵素體穩(wěn)定區(qū)域擴(kuò)大。按其作用不同可分為完全封閉γ相區(qū)的元素(如Cr、Mo、W、V、Ti、Al、Si等)和部分縮小γ相區(qū)的元素(如B、、等)。
2. 形成碳化物合金元素按其與鋼中碳的親和力的大小, 可分為碳化物形成元素和非碳化物形成元素兩大類。
常見非碳化物形成元素有:Ni、Co、Cu、Si、Al、N、B等。它們基本上都溶于鐵素體和奧氏體中。常見碳化物形成元素有:M、Cr、W、V、N、Z、Ti等(按形成的碳化物的穩(wěn)定性程度由弱到強(qiáng)的次序排列)，它們?cè)阡撝幸徊糠止倘苡诨w相中，一含量高時(shí)可形成新的合金碳化合物。對(duì)奧氏體和鐵素體存在范圍的影響
擴(kuò)大或縮小γ相區(qū)的元素均同樣擴(kuò)大或縮小Fe-Fe3C相圖中的γ相區(qū), 且同樣Ni或M的含量較多時(shí), 可使鋼在室溫下得到單相 (如1Cr18Ni9和ZGMn13高錳鋼等)， 而Cr、Ti、Si等超過一定含量時(shí), 可使鋼在室溫獲得單相鐵素體組織 (如1Cr17Ti高鉻等)。
對(duì)Fe-Fe3C相圖臨界點(diǎn)(S和E點(diǎn))的影響
擴(kuò)大γ相區(qū)的元素使Fe-Fe3C相圖中的共析轉(zhuǎn)變溫度下降, 縮小γ相區(qū)的元素則使其上升, 并都使共析反應(yīng)在一個(gè)溫度范圍內(nèi)進(jìn)行。幾乎所有的合金元素都使共析點(diǎn)(S)和共晶點(diǎn)(E)的碳含量降低，即S點(diǎn)和E點(diǎn)左移, 強(qiáng)碳化物形成元素的作用尤為強(qiáng)烈。
合金元素對(duì)鋼熱處理的影響

合金元素的加入會(huì)影響鋼在熱處理過程中的組織轉(zhuǎn)變。
1. 合金元素對(duì)加熱時(shí)相轉(zhuǎn)變的影響

合金元素影響加熱時(shí)奧氏體形成的速度和奧氏體晶粒的大小。
(1)對(duì)奧氏體形成速度的影響: Cr、Mo、W、V等強(qiáng)碳化物形成元素與碳的親合力大, 形成難溶于奧氏體的合金碳化物, 顯著減慢奧氏體形成速度;Co、Ni等部分非碳化物形成元素, 因增大碳的擴(kuò)散速度, 使奧氏體的形成速度加快;Al、Si、M等合金元素對(duì)奧氏體形成速度影響不大。
(2)對(duì)奧氏體晶粒大小的影響:大多數(shù)合金元素都有阻止奧氏體晶粒長(zhǎng)大的作用, 但影響程度不同。強(qiáng)烈阻礙晶粒長(zhǎng)大的元素有:V、

 

 

H型鋼的主要材質(zhì)有Q235B、SM490、SS400、Q345 、Q345B等。

H型鋼主要用于工業(yè)與民用結(jié)構(gòu)中的梁、柱構(gòu)件。

工業(yè)構(gòu)筑物的鋼結(jié)構(gòu)承重支架

地下工程的鋼樁及支護(hù)結(jié)構(gòu)

石油化工及電力等工業(yè)設(shè)備結(jié)構(gòu)

大跨度鋼橋構(gòu)件

船舶、機(jī)械制造框架結(jié)構(gòu)

火車、汽車、拖拉機(jī)大梁支架

港口傳送帶、高速擋板支架

H型鋼是一種經(jīng)濟(jì)型斷面鋼材，廣泛用于工業(yè)、建筑、橋梁、石油鉆井平臺(tái)等方面，據(jù)預(yù)測(cè)2005年我國(guó)H型鋼需求量約250萬噸，2010年需求量500萬噸，但目前我國(guó)H型鋼年生產(chǎn)能力為120萬噸，市場(chǎng)需求量非常巨大

2013年5月20日，濟(jì)南H型鋼市場(chǎng)價(jià)格平穩(wěn)。中國(guó)產(chǎn)業(yè)洞察網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示，萊鋼產(chǎn)H型鋼200*200*8*12價(jià)格是3680元(噸價(jià)，下同);300*300*10*15價(jià)格是3860元;400*200*9*14價(jià)格是3800元，以上價(jià)格均與上周五價(jià)格持平。

1、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高

同工字鋼相比，截面模數(shù)大，在承載條件相同時(shí)，可節(jié)約金屬10-15%。

2.設(shè)計(jì)風(fēng)格靈活、豐富

在梁高相同的情況下，鋼結(jié)構(gòu)的開間可比混凝土結(jié)構(gòu)的開間大50% ，從而使建筑布置更加靈活。

3.結(jié)構(gòu)自重輕

與混凝土結(jié)構(gòu)自重相比輕,結(jié)構(gòu)自重的降低，減少了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)力，可使處理要求低，施工簡(jiǎn)便，造價(jià)降低。

4.結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性高

.以熱軋H型鋼為主的鋼結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)科學(xué)合理，塑性和柔韌性好，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性高，適用于承受振動(dòng)和沖擊載荷大的建筑結(jié)構(gòu)，抗自然災(zāi)害能力強(qiáng)，特別適用于一些多地震發(fā)生帶的建筑結(jié)構(gòu)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在世界上發(fā)生7級(jí)以上毀滅性大地震災(zāi)害中，以H型鋼為主的鋼結(jié)構(gòu)建筑受害程度小。