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G20Mn5QT的热处理性能

　　本件含碳量在0.2%左右，在热处理中达到正火温度后，也是使组织达到γ相区，此时基本组织为γ相或者说奥氏体，随着温度降低，组织向α相转变，转变为α铁，但是Mn和Ni都有扩大γ相区的作用，能使在常温下获得奥氏体组织，所以含碳0.2%的钢通过正火、回火处理后，组织存在相当数量的奥氏体和铁素体，所以材料具有很好的延伸率和冲击韧性。Mn、Ni不仅有扩大γ相区的作用，并都有提高强度的作用。铁素体、奥氏体自身的强度都比较低，都不超过400MPa，但是由于有Mn、Ni、Si的存在，使机械性能得到改善，强度提高，综合性能满足上表要求。

　　合金元素的存在状态有多种：①合金元素以原子状态，固溶于铁素体、奥氏体。②元素部分与碳形成碳化物。③与钢中的O、N、S化合，形成非金属夹杂物。④有的元素以游离状态存在。本产品的特点是低碳、低硫、低磷。再加Mn、Ni、Si自身特点，所以Mn、Ni、Si在合金组织中的存在形式是以固溶于铁素体、奥氏体为主。Mn不仅有扩大γ相区，形成无限固溶体，对铁素体及奥氏体均有较强的固溶强化作用，与S形成熔点较高的MnS，可防止因FeS而导致的热脆现象，降低钢的下临界点，增加奥氏体冷却时的过冷度，细化珠光体组织以改善钢的机械性能，为低合金钢的重要合金元素之一，并为无Ni及少Ni奥氏体钢的主要奥氏体化元素。Ni扩大γ相区，形成无限固溶体，在α铁中大溶解度约10%，不形成碳化物，细化铁素体晶粒，在强度相同条件下，提高钢的塑性和韧性，特别是低温韧性，为主要奥氏体形成元素，并改善钢的耐腐蚀性能。Si有缩小γ相区，形成γ相圈作用，在α铁及γ铁中溶解度分别为18.5%及2.15%，不形成碳化物，对提高钢的综合性能，特别是弹性极限有利，可增强在自然条件下的耐蚀性。P缩小γ相圈，与S、Mn联合使用增强钢的被切削性，在钢中偏析严重，增加钢的回火脆性及冷脆敏感性，但本产品中P、S含量很低，其作用也很低，所以S、P在本产品中的作用可不作讨论。

　　3.2 G20Mn5QT的铸造性能

　　合金元素对铸造性能具有影响，首先是C，C有利于改善钢水的流动性，但本产品C含量低，只有0.2%，所以对钢水的流动性不利。Si能降低熔点，改善流动性，本产品含硅量为0.6%，含量不高，Si有良好的脱氧作用，钢水流动性会有所改善，Mn有缩小结晶范围，提高流动性的作用，但Mn增加体收缩和线收缩，增加冷、热裂倾向。P能改善流动性，但也增大冷、热裂倾向，S降低流动性，增大冷热裂倾向，本产品P、S含量很低，影响自然比较小。但综合上述影响比较大的当属C、Si、Mn，综合比较，铸造性能不属于很不好，只要合理设计铸造工艺，严格执行工艺要求，能生产出性能合格、外观的节点产品。

　　3.3 采用铸造合金钢的优点

　　铸钢件不论其重量大小，批量多少，均易于按设计者的构思制成具有合理外形和内部轮廓、刚度高、形状复杂且应力集中不显著的零件。单件或小量生产时，可用木模具或聚苯乙烯气化模具，生产准备周期短，生产成本低。批量生产时，可用塑料或金属模具，并用适当的造型工艺，是铸件具有符合要求的尺寸精度和表面质量。这些优点是用其他方法制作难以达到的。

　　4.结论

　　节点产品结构比较复杂，要求严格，是因为它的重要。对于如此重要的产品要了解每一个细节，对元素的含量及作用要了解，对它的性能要了解，对它的使用及环境要了解，总之，对所有应了解的东西都了解后，才能设计合理的铸造工艺，和合理的浇注系统。每个产品都可以设计出多种工艺方案，每一种方案都能生产出合格铸件，但哪种方案成品率高，节约工时材料，降低成本，提率，区别可能是很大的，所以我们要分析产品，从产品的每一个细节着手，包括材料，外形，精度要求等等，根据各厂条件制定出一套完整、可行、好的工艺。综上所述采用G20Mn5QT作为节点材料，经过适当的热处理完全能够达到节点的机械性能要求，通过合理的铸造工艺也能生产出高品质的结构复杂节点铸件。