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特殊钢根据其特性、用途不同可分为以下种大类:
碳素结构钢、优质碳素结构钢、碳素工具钢、易切削钢、合金结构钢、弹簧钢、滚动轴承钢、合金工具钢和高速工具钢.
与普通钢相比,特殊钢具有更高的强度和韧性、物理性能、化学性能、生物相容性和工艺性能。
与普通钢相比,特殊钢具有高纯度、高均匀性、超细组织和高精度等特点:
(1)高纯度。有针对性降低钢中气体、夹杂物(含低熔点金属夹杂物)的含量。钢的纯度提高到一定限度,不但可以大幅度提高钢的原有性能,还可以赋予钢以新的性能。例如轴承钢中的氧含量从30×10-6降低到5×10-6,则轴承寿命提高30倍。通用奥氏体不锈钢中的磷降低到3×10-6则对应力腐蚀免疫。20世纪末大生产所能达到的钢的纯度水平(10)为:氢≤1,氧≤5、碳≤10、硫≤10、氮≤15、磷≤25。


(4)高温合金
高温合金是指在高温下具有足够的持久强度、蠕变强度、热疲劳强度、高温韧性及足够的化学稳定性的一种热强材料,用于1000℃左右高温条件下工作的热动力部件。
按其基本化学成分的不同,又可分为镍基高温合金、铁镍基高温合金及钴基高温合金。
(5)精密合金
精密合金是指具有特殊物理性能的合金。它是电气工业、电子工业、精密仪表工业和自动控制系统中不可缺少的材料
精密合金按其不同的物理性能又分为七类,即:软磁合金、变形永磁合金、弹性合金、膨胀合金、热双金属、电阻合金、热电偶合金。绝大多数精密合金是以黑色金属为基的,只有少数是以有色金属为基的。



目前,中国汽车用齿轮钢的主体钢种仍是20CrMnTi,该钢种通常采用气体渗碳工艺,由于渗碳气氛中氧化性气体的存在,导致渗层中对氧亲和力较大的元素Si、Mn、Cr在晶界处发生氧化,形成晶界氧化层。晶界氧化层的发生会导致渗层Si、Mn、Cr等合金元素固溶量下降,降低渗层的淬透性,从而降低渗层的硬度并导致非马氏体组织的产生,进而显著降低齿轮的疲劳性能。为解决这一问题可以采用两种手段:
1)采用特殊的热处理工艺。真空渗碳可降低渗碳气氛中的氧势,从而可以较为有效地减小渗碳层晶界氧化的发生程度;稀土渗碳工艺也可以降低晶界氧化程度,由于稀土优先在工件表面富集并择优沿钢的晶界扩散,而且与氧的亲合力远比Si、Mn、Cr高得多,它将优先与氧结合,阻碍氧原子继续向内扩散,从而有助于减轻非马氏体组织的产生。



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