G20Mn5QT的熱處理性能

本件含碳量在0.2%左右，在熱處理中達到正火溫度后，也就是使組織達到γ相區，此時基本組織為γ相或者說奧氏體，隨著溫度降低，組織向α相轉變，轉變為α鐵，但是Mn和Ni都有擴大γ相區的作用，能使在常溫下獲得奧氏體組織，所以含碳0.2%的鋼通過正火、回火處理后，組織存在相當數量的奧氏體和鐵素體，所以材料具有很好的延伸率和沖擊韌性。Mn、Ni不僅有擴大γ相區的作用，并都有提高強度的作用。鐵素體、奧氏體自身的強度都比較低，都不超過400MPa，但是由于有Mn、Ni、Si的存在，使機械性能得到改善，強度提高，綜合性能滿足上表要求。

合金元素的存在狀態有多種：①合金元素以原子狀態，固溶于鐵素體、奧氏體。②元素部分與碳形成碳化物。③與鋼中的O、N、S化合，形成非金屬夾雜物。④有的元素以游離狀態存在。本產品的特點是低碳、低硫、低磷。再加Mn、Ni、Si自身特點，所以Mn、Ni、Si在合金組織中的存在形式是以固溶于鐵素體、奧氏體為主。Mn不僅有擴大γ相區，形成無限固溶體，對鐵素體及奧氏體均有較強的固溶強化作用，與S形成熔點較高的MnS，可防止因FeS而導致的熱脆現象，降低鋼的下臨界點，增加奧氏體冷卻時的過冷度，細化珠光體組織以改善鋼的機械性能，為低合金鋼的重要合金元素之一，并為無Ni及少Ni奧氏體鋼的主要奧氏體化元素。Ni擴大γ相區，形成無限固溶體，在α鐵中最大溶解度約10%，不形成碳化物，細化鐵素體晶粒，在強度相同條件下，提高鋼的塑性和韌性，特別是低溫韌性，為主要奧氏體形成元素，并改善鋼的耐腐蝕性能。Si有縮小γ相區，形成γ相圈作用，在α鐵及γ鐵中溶解度分別為18.5%及2.15%，不形成碳化物，對提高鋼的綜合性能，特別是彈性極限有利，可增強在自然條件下的耐蝕性。P縮小γ相圈，與S、Mn聯合使用增強鋼的被切削性，在鋼中偏析嚴重，增加鋼的回火脆性及冷脆敏感性，但本產品中P、S含量很低，其作用也很低，所以S、P在本產品中的作用可不作討論。

3.2 G20Mn5QT的鑄造性能

合金元素對鑄造性能具有影響，首先是C，C有利于改善鋼水的流動性，但本產品C含量低，只有0.2%，所以對鋼水的流動性不利。Si能降低熔點，改善流動性，本產品含硅量為0.6%，含量不高，Si有良好的脫氧作用，鋼水流動性會有所改善，Mn有縮小結晶范圍，提高流動性的作用，但Mn增加體收縮和線收縮，增加冷、熱裂傾向。P能改善流動性，但也增大冷、熱裂傾向，S降低流動性，增大冷熱裂傾向，本產品P、S含量很低，影響自然比較小。但綜合上述影響比較大的當屬C、Si、Mn，綜合比較，鑄造性能不屬于很不好，只要合理設計鑄造工藝，嚴格執行工藝要求，就能生產出性能合格、外觀完美的節點產品。

3.3 采用鑄造合金鋼的優點

鑄鋼件不論其重量大小，批量多少，均易于按設計者的構思制成具有合理外形和內部輪廓、剛度高、形狀復雜且應力集中不顯著的零件。單件或小量生產時，可用木模具或聚苯乙烯氣化模具，生產準備周期短，生產成本低。批量生產時，可用塑料或金屬模具，并用適當的造型工藝，是鑄件具有符合要求的尺寸精度和表面質量。這些優點是用其他方法制作難以達到的。

4.結論

鑄鋼節點產品結構比較復雜，要求嚴格，是因為它的重要。對于如此重要的產品要了解每一個細節，對元素的含量及作用要了解，對它的性能要了解，對它的使用及環境要了解，總之，對所有應了解的東西都了解后，才能設計合理的鑄造工藝，和合理的澆注系統。每個產品都可以設計出多種工藝方案，每一種方案都能生產出合格鑄件，但哪種方案成品率高，節約工時材料，降低成本，提高效率，區別可能是很大的，所以我們要分析產品，從產品的每一個細節著手，包括材料，外形，精度要求等等，根據各廠條件制定出一套完整、可行、好的工藝。綜上所述采用G20Mn5QT作為節點材料，經過適當的熱處理完全能夠達到節點的機械性能要求，通過合理的鑄造工藝也能生產出高品質的結構復雜節點鑄件