隨著科學(xué)技術(shù)和工業(yè)的發(fā)展，對(duì)材料提出了更高的要求，如更高的強(qiáng)度，抗高溫、高壓、低溫，耐腐蝕、磨損以及其它特殊物理、化學(xué)性能的要求，碳鋼已不能完全滿足要求。

碳鋼的不足:

(1)淬透性低。一般情況下，碳鋼水淬的淬透直徑只有10mm-20mm。

(2) 強(qiáng)度和屈強(qiáng)比較低。如普通碳鋼Q235鋼的σs為235MPa，而低合金結(jié)構(gòu)鋼16Mn的σs則為360MPa以上。40鋼的 σs /σb僅為0.43, 遠(yuǎn)低于合金鋼。

(3) 回火穩(wěn)定性差。由于回火穩(wěn)定性差，碳鋼在進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理時(shí)，為了保證較高的強(qiáng)度需采用較低的回火溫度，這樣鋼的韌性就偏低;為了保證較好的韌性，采用高的回火溫度時(shí)強(qiáng)度又偏低，所以碳鋼的綜合機(jī)械性能水平不高。

(4) 不能滿足特殊性能的要求。碳鋼在耐蝕、耐熱、耐低溫、耐磨損以及特殊電磁性等方面往往較差，不能滿足特殊使用性能的需求。

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1. 對(duì)退火狀態(tài)下鋼的機(jī)械性能的影響

結(jié)構(gòu)鋼在退火狀態(tài)下的基本相是鐵素體和碳化物。合金元素溶于鐵素體中, 形成合金鐵素體, 依靠固溶強(qiáng)化作用, 提高強(qiáng)度和硬度, 但同時(shí)降低塑性和韌性。

2.對(duì)退火狀態(tài)下鋼的機(jī)械性能的影響

由于合金元素的加入降低了共析點(diǎn)的碳含量、使C曲線右移, 從而使組織中的珠光體的比例增大, 使珠光體層片距離減小, 這也使鋼的強(qiáng)度增加, 塑性下降。但是在退火狀態(tài)下, 合金鋼沒(méi)有很大的優(yōu)越性。

由于過(guò)冷奧氏體穩(wěn)定性增大, 合金鋼在正火狀態(tài)下可得到層片距離更小的珠光體, 或貝氏體甚至馬氏體組織, 從而強(qiáng)度大為增加。Mn、Cr、Cu的強(qiáng)化作用較大, 而Si、Al、V、Mo等在一般含量(例如一般結(jié)構(gòu)鋼的實(shí)際含量)下影響很小。

3. 成分特點(diǎn)

(1) 低碳:由于韌性、焊接性和冷成形性能的要求高，其碳含量不超過(guò)0.20%。

(2) 加入以錳為主的合金元素。

(3) 加入鈮、鈦或釩等輔加元素:少量的鈮、鈦或釩在鋼中形成細(xì)碳化物或碳氮化物，有利于獲得細(xì)小的鐵素體晶粒和提高鋼的強(qiáng)度和韌性。

此外，加入少量銅(≤0.4%)和磷(0.1%左右)等，可提高抗腐蝕性能。加入少量稀土元素，可以脫硫、去氣，使鋼材凈化，改善韌性和工藝性能。

(二)鋼材價(jià)格低位運(yùn)行。2013年1-6月，國(guó)內(nèi)鋼材市場(chǎng)整體表現(xiàn)低迷。隨著粗鋼產(chǎn)能大幅釋放，市場(chǎng)供需陷入失衡狀態(tài)，鋼材價(jià)格步入下降通道，已弱勢(shì)下跌4個(gè)多月。截止2013年7月26日，鋼材價(jià)格指數(shù)降到100.48點(diǎn)，低于年初6.6點(diǎn)。鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)重點(diǎn)統(tǒng)計(jì)的八個(gè)鋼材品種價(jià)格比年初均有不同程度的下降，平均跌幅5.7%。分品種來(lái)看，占我國(guó)鋼材產(chǎn)量比重較大的建筑用線材、螺紋鋼價(jià)格跌幅分別達(dá)4.9%和6.7%，中厚板和熱軋卷板價(jià)格跌幅分別達(dá)5.7%和9.7%。性能要求(1)表面滲碳層硬度高，以保證優(yōu)異的耐磨性和接觸疲勞抗力，同時(shí)具有適當(dāng)?shù)乃苄院晚g性。

(三)鋼材出口增長(zhǎng)較快。國(guó)內(nèi)鋼材市場(chǎng)供需失衡刺激企業(yè)出口。1-6月，我國(guó)累計(jì)出口鋼材3069萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)12.6%;進(jìn)口鋼材683萬(wàn)噸，下降1.8%，進(jìn)口鋼坯和鋼錠32萬(wàn)噸，增長(zhǎng)50%。將坯材折合粗鋼，累計(jì)凈出口2506萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)17.3%，占我國(guó)粗鋼產(chǎn)量的6.4%。從出口價(jià)格看，1-6月出口棒線材均價(jià)624.3美元/噸，同比下降18%;板材835.2美元/噸，同比下降2.8%。熱處理特點(diǎn)這類鋼一般在熱軋空冷狀態(tài)下使用，不需要進(jìn)行專門的熱處理。