碳素鋼和合金鋼

1、碳碳 素素 鋼鋼 與與 合合 金金 鋼鋼 碳素鋼碳素鋼 越王勾踐，自作用劍 碳素鋼簡(jiǎn)稱碳鋼，是最基 本的鐵碳合金。它是指在 冶煉時(shí)沒(méi)有特意加入合金 元素，且含碳量大于 0.0218而小于2.11的 鐵碳合金。 一、鋼中常存元素及其對(duì)性能的影響一、鋼中常存元素及其對(duì)性能的影響 鋼 中 常 存 雜 質(zhì) 元 素 錳（錳（Mn）的作用的作用 有益作用有益作用 有害影響有害影響 來(lái)源：煉鋼時(shí)加入的脫氧劑煉鋼時(shí)加入的脫氧劑（有益元素）（有益元素） 能與能與硫硫（S S）化合形化合形 成成硫化錳硫化錳（MnSMnS），）， FeS+Mn=Fe+MnSFeS+Mn=Fe+MnS，減，減 輕輕硫硫（S S）的有

2、害影的有害影 響；少量能溶入響；少量能溶入鐵素鐵素 體體（F F） 中起固溶強(qiáng)中起固溶強(qiáng) 化作用。化作用。 含量過(guò)高會(huì)造含量過(guò)高會(huì)造 成鋼的塑性下成鋼的塑性下 降。一般不要降。一般不要 超過(guò)超過(guò)0.80.8. 硅（硅（Si）的作用的作用 有益作用有益作用 有害影響有害影響 來(lái)源：煉鋼時(shí)加入的脫氧劑煉鋼時(shí)加入的脫氧劑（有益元素）（有益元素） 能消除能消除氧化鐵氧化鐵夾雜對(duì)夾雜對(duì) 鋼的不良響鋼的不良響 2 2FeO+Si=2Fe+SiO2 少量能溶入少量能溶入鐵素體鐵素體 （F F）中起固溶強(qiáng)化）中起固溶強(qiáng)化 作用，提高鋼的強(qiáng)度、作用，提高鋼的強(qiáng)度、 硬度及彈性。硬度及彈性。 過(guò)多會(huì)造成塑性過(guò)多會(huì)

3、造成塑性 下降，沖擊性能下降，沖擊性能 變差。含量一般變差。含量一般 不超過(guò)不超過(guò)0.4. 磷（磷（P）的作用的作用 有益作用有益作用 有害影響有害影響 來(lái)源：煉鋼原料和燃料。（有害元素有害元素） 少量能溶入少量能溶入鐵素鐵素 體體（F F）中，使）中，使 強(qiáng)度、硬度顯著強(qiáng)度、硬度顯著 提高。提高。 引起鋼的塑性和引起鋼的塑性和 韌性急劇下降，韌性急劇下降， 尤其在低溫時(shí)脆尤其在低溫時(shí)脆 性更大，這種現(xiàn)性更大，這種現(xiàn) 象稱為象稱為冷脆性。冷脆性。 含量含量0.045 硫（硫（S） 來(lái)源：煉鋼原料和燃料。（有害元素有害元素） 有害影響 在鋼中形成在鋼中形成FeS , FeSFeS , FeS與與

4、FeFe形成低熔形成低熔 點(diǎn)（點(diǎn)（985985）共晶體）共晶體 分布在晶界上，分布在晶界上， 使得對(duì)鋼進(jìn)行熱加工時(shí)容易脆化開(kāi)裂，使得對(duì)鋼進(jìn)行熱加工時(shí)容易脆化開(kāi)裂， 這種現(xiàn)象稱為這種現(xiàn)象稱為熱脆性。含量熱脆性。含量0.05 氫（氫（H） 來(lái)源：煉鋼原料和燃料。（有害元素有害元素） 有害影響 造成氫脆、白點(diǎn)等缺陷 按鋼的按鋼的含碳量含碳量分類分類 C0.60% C=0.25% 0.60% 低碳鋼低碳鋼 高碳鋼高碳鋼 中碳鋼中碳鋼 C0.25% C代表含碳量， 含碳量越高硬度 越高，塑性越差。 按鋼的按鋼的質(zhì)量質(zhì)量分類分類 S0.025% P0.025% S0.035% P0.035% 普通鋼普通鋼

5、 高級(jí)優(yōu)高級(jí)優(yōu) 質(zhì)鋼質(zhì)鋼 優(yōu)質(zhì)鋼優(yōu)質(zhì)鋼 S0.050% P0.045% S代表含硫量， P代表含磷量。 按鋼的按鋼的用途用途分類分類 結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)鋼工具鋼工具鋼 制造各種 刀具，模 具，量具 機(jī)械零件， 工程結(jié)構(gòu) 件，建筑 結(jié)構(gòu)件 按冶煉時(shí)的按冶煉時(shí)的脫氧程度不同脫氧程度不同分類分類 脫氧程度脫氧程度 完全的鋼完全的鋼Z 脫氧程度介脫氧程度介 于沸騰鋼和于沸騰鋼和 鎮(zhèn)靜鋼之間鎮(zhèn)靜鋼之間 的鋼的鋼b 沸騰鋼沸騰鋼 鎮(zhèn)靜鋼鎮(zhèn)靜鋼 半鎮(zhèn)靜半鎮(zhèn)靜 鋼鋼 脫氧程度不脫氧程度不 完全的鋼完全的鋼F 雜質(zhì)元素總結(jié)雜質(zhì)元素總結(jié) Mn PH 總結(jié)總結(jié) SiS 元素有益與有害是相對(duì)的：硅錳雖有元素有益與有害是相對(duì)的

6、：硅錳雖有 益，但也不是多多益善；硫磷雖有害，益，但也不是多多益善；硫磷雖有害， 但煉鐵過(guò)程中又不可避免其存在，因但煉鐵過(guò)程中又不可避免其存在，因 此應(yīng)嚴(yán)格控制其含量此應(yīng)嚴(yán)格控制其含量 二、碳素鋼的分類二、碳素鋼的分類 按含碳按含碳 量量 按質(zhì)量按質(zhì)量按用途按用途 按脫氧按脫氧 程度程度 低碳鋼低碳鋼 中碳鋼中碳鋼 高碳鋼高碳鋼 普通碳鋼普通碳鋼 優(yōu)質(zhì)碳鋼優(yōu)質(zhì)碳鋼 高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳鋼高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳鋼 結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)鋼 工具鋼工具鋼 沸騰鋼沸騰鋼 鎮(zhèn)靜鋼鎮(zhèn)靜鋼 半鎮(zhèn)靜鋼半鎮(zhèn)靜鋼 特殊鎮(zhèn)靜鋼特殊鎮(zhèn)靜鋼 三、碳素三、碳素結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)鋼牌號(hào)及用途鋼牌號(hào)及用途 應(yīng)用應(yīng)用 各種鋼板和型材如各種鋼板和型材如:廠房廠房,橋橋

7、梁梁,船舶船舶,和受力不大的機(jī)械和受力不大的機(jī)械 零件零件,如如:鉚釘鉚釘,螺釘螺釘,螺母螺母. 成分成分 含碳量一般含碳量一般0.30%,且含雜且含雜 質(zhì)和非金屬夾雜物較多質(zhì)和非金屬夾雜物較多 (冶煉冶煉 較容易較容易,價(jià)格便宜價(jià)格便宜.) 熱處理熱處理 一般只做正火處理一般只做正火處理,以起到以起到 細(xì)化晶粒均勻組織細(xì)化晶粒均勻組織,提高機(jī)提高機(jī) 械性能的目的械性能的目的。 性能性能 能滿足一般工程結(jié)構(gòu)能滿足一般工程結(jié)構(gòu) 及普通零件的要求及普通零件的要求 1、（普通）碳素結(jié)構(gòu)鋼、（普通）碳素結(jié)構(gòu)鋼 普通碳素普通碳素結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)鋼的牌號(hào)(QAF) Q:Q:屈服強(qiáng)度屈服強(qiáng)度 XXX:XXX

8、:屈服強(qiáng)度的數(shù)值屈服強(qiáng)度的數(shù)值 A A、質(zhì)量等級(jí)，除此還有，、質(zhì)量等級(jí)，除此還有，B C D B C D 級(jí)級(jí),D,D級(jí)最高級(jí)最高 F:F:脫氧方法符號(hào)脫氧方法符號(hào).F.F為沸騰鋼為沸騰鋼, ,除此還有除此還有B ,Z ,TZB ,Z ,TZ 如如:Q235DTZ,:Q235DTZ,表示屈服強(qiáng)度為表示屈服強(qiáng)度為235MPa235MPa質(zhì)量等級(jí)為質(zhì)量等級(jí)為D D級(jí)級(jí) 的特殊鎮(zhèn)靜鋼的特殊鎮(zhèn)靜鋼 普通碳素普通碳素結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)鋼的應(yīng)用鋼的應(yīng)用 應(yīng)應(yīng) 用用 Q185Q225Q235 一般橋梁、建筑結(jié)構(gòu)，一般橋梁、建筑結(jié)構(gòu)， 普通機(jī)械零件，如螺普通機(jī)械零件，如螺 釘、螺母等。釘、螺母等。 Q255Q275 可

9、用于受力較大的可用于受力較大的 機(jī)械零件，如鏈輪、機(jī)械零件，如鏈輪、 拉桿等。拉桿等。 應(yīng)應(yīng) 用用 其中最為典型和常用的牌號(hào)為其中最為典型和常用的牌號(hào)為Q235，屈，屈 服強(qiáng)度介于高低之間，能滿足較廣的需要，服強(qiáng)度介于高低之間，能滿足較廣的需要， 且冶煉容易，價(jià)格便宜。且冶煉容易，價(jià)格便宜。 普通碳素結(jié)構(gòu)鋼普通碳素結(jié)構(gòu)鋼 用途用途 廠房廠房 普通碳素結(jié)構(gòu)鋼普通碳素結(jié)構(gòu)鋼 鉚釘鉚釘 普通碳素結(jié)構(gòu)鋼普通碳素結(jié)構(gòu)鋼 套環(huán)套環(huán) 普通碳素結(jié)構(gòu)鋼普通碳素結(jié)構(gòu)鋼 鋼軌鋼軌 2.優(yōu)質(zhì)優(yōu)質(zhì)碳素碳素結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)鋼鋼 成分成分 含碳量一般含碳量一般0.90%, 含雜質(zhì)含雜質(zhì) 和非金屬夾雜物較和非金屬夾雜物較少。少。 熱

10、處理熱處理 使用前一般都需要進(jìn)行熱處使用前一般都需要進(jìn)行熱處 理。理。 牌號(hào)牌號(hào) 用兩位數(shù)表示，這兩位數(shù)用兩位數(shù)表示，這兩位數(shù) 表示該鋼中含碳量的萬(wàn)分表示該鋼中含碳量的萬(wàn)分 數(shù)，數(shù)， 應(yīng)用應(yīng)用 制造重要的機(jī)制造重要的機(jī) 械零件械零件 0825#鋼的應(yīng)用（低碳鋼）鋼的應(yīng)用（低碳鋼） 法蘭盤法蘭盤 銷子銷子 墊圈墊圈 螺釘螺釘 3055#鋼的應(yīng)用（中碳鋼）鋼的應(yīng)用（中碳鋼） 連桿連桿 曲軸曲軸 齒輪齒輪 聯(lián)軸器聯(lián)軸器 60#以上鋼的應(yīng)用（高碳鋼）以上鋼的應(yīng)用（高碳鋼） 彈簧彈簧 板簧板簧 彈簧墊圈彈簧墊圈 3.碳素碳素工具工具鋼鋼 成分成分 含碳量一般含碳量一般0.70%, （高碳（高碳 鋼）鋼）

11、含雜質(zhì)和非金屬夾雜物較含雜質(zhì)和非金屬夾雜物較 少少,(多為優(yōu)質(zhì)鋼和高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼多為優(yōu)質(zhì)鋼和高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼.) 牌號(hào)方法牌號(hào)方法 “T”開(kāi)頭，后面的數(shù)字代表開(kāi)頭，后面的數(shù)字代表 鋼中平均含碳的千分?jǐn)?shù)，若鋼中平均含碳的千分?jǐn)?shù)，若 后面的大寫字母為后面的大寫字母為A代表等代表等 級(jí)為高級(jí)優(yōu)質(zhì)級(jí)為高級(jí)優(yōu)質(zhì) 性能性能 高硬度，高耐磨性高硬度，高耐磨性 熱處理熱處理 必須經(jīng)淬火回火處理。必須經(jīng)淬火回火處理。 碳素工具鋼碳素工具鋼 用途用途 模具模具 碳素工具鋼碳素工具鋼 絲錐絲錐 碳素工具鋼碳素工具鋼 銼刀銼刀 練習(xí)練習(xí) vT9 v表示平均含碳為表示平均含碳為0.9的的優(yōu)質(zhì)優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼碳素工具鋼 vT12A

12、v表示平均含碳為表示平均含碳為1.2的的高級(jí)優(yōu)質(zhì)高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼碳素工具鋼 vT8Mn v表示平均含碳為表示平均含碳為0.8的的較高含錳量較高含錳量?jī)?yōu)質(zhì)碳素工具優(yōu)質(zhì)碳素工具 鋼鋼 T8 T10 T12 鏨子鏨子 鋸條鋸條 銼刀銼刀 我們?cè)谥圃?銼刀、鋸條、鏨 子等工具時(shí)若選 材不當(dāng)會(huì)出現(xiàn)哪 些情況？ 思考題 1 1、牌號(hào)中的數(shù)字是含碳量的（、牌號(hào)中的數(shù)字是含碳量的（ ）。）。 2 2、工具鋼都是（、工具鋼都是（ ）或（）或（ ）。）。 3 3、高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼應(yīng)在牌號(hào)的末尾用（、高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼應(yīng)在牌號(hào)的末尾用（ ）表示。）表示。 千分?jǐn)?shù)千分?jǐn)?shù) 優(yōu)質(zhì)鋼優(yōu)質(zhì)鋼高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼 A 思考題思考題 高級(jí)優(yōu)

13、質(zhì)鋼高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼 小結(jié)小結(jié) 2 2、碳素鋼、碳素鋼 普通碳素結(jié)構(gòu)鋼普通碳素結(jié)構(gòu)鋼 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 碳素工具鋼碳素工具鋼 鑄造碳鋼鑄造碳鋼 1 1、鋼中常存元素及其對(duì)性能的影響、鋼中常存元素及其對(duì)性能的影響 錳、硅、錳、硅、硫、磷、氫硫、磷、氫 合金元素 為了提高鋼的力學(xué)性能或得到某些特殊 性能，在鋼的冶煉過(guò)程中有目的地加入一些元素。 所謂合金鋼-碳素鋼的基礎(chǔ)上，為了改善鋼的性能， 在冶煉時(shí)有目的地加入一種或數(shù)種合金元素的鋼。 合金鋼合金鋼 第二節(jié) 合金鋼的分類及牌號(hào) 一、合金鋼的分類 （一）按合金元素含量多少分 1.低合金鋼 鋼中的合金元素總含量小于5%； 2.

14、中合金鋼 鋼中的合金元素總含量為510%； 3.高合金鋼 鋼中的合金元素總含量大于10%。 （二）按用途分 1.合金結(jié)構(gòu)鋼 2.合金工具鋼 3.特殊性能鋼 二、合金鋼牌號(hào)的表示方法 （一）合金結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào) 由三部分組成，即“兩位數(shù)字+元素符號(hào)+數(shù)字” 前面兩位數(shù)字代表鋼中平均碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)的萬(wàn)倍，元素符 號(hào)表示鋼中所含的合金元素，元素符號(hào)后面數(shù)字表示該 元素的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)的百倍。合金元素的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù) Me1.5%時(shí)，一般只標(biāo)明元素而不標(biāo)明數(shù)值；當(dāng)平均質(zhì) 量分?jǐn)?shù)1.5、2.5、3.5%，時(shí)，則在合金元 素后面相應(yīng)地標(biāo)出2， 3，4，。例如40Cr，其平均碳 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)c=0.4，平均鉻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)C

15、r1.5。如 果是高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼，則在牌號(hào)的末尾加“A”。例如 38CrMoAlA鋼，則屬于高級(jí)優(yōu)質(zhì)合金結(jié)構(gòu)鋼 （二）滾動(dòng)軸承鋼的牌號(hào) 牌號(hào)前面加“G”（“滾”字漢語(yǔ)拼音字首），鋼 中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不標(biāo)出，合金元素鉻后面的數(shù)字表示鉻平 均含量的千分之幾。 （三）合金工具鋼的牌號(hào) 合金元素的表示方法與合金結(jié)構(gòu)鋼表示相同。在 合金工具鋼中若碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均小于1%時(shí)，牌號(hào)前面用 一位數(shù)字表示出平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的千分之幾；若鋼中碳 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均大于1%時(shí)，則不標(biāo)出。 （四）高速工具鋼的牌號(hào) 與合金工具鋼略有不同，鋼中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 平均小于1%時(shí)，含碳量也不標(biāo)出。 （五）特殊性能鋼的牌號(hào) 與合金工具鋼基本

16、相同。在特殊性能鋼中當(dāng)碳 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均小于0.03%時(shí)，在牌號(hào)前用“00”表示， 當(dāng)鋼中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均為0.030.08%時(shí)，在牌號(hào)前用 “0”表示。 合金結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼 用于制造重要工程結(jié)構(gòu)和機(jī)器零件的合金鋼稱為用于制造重要工程結(jié)構(gòu)和機(jī)器零件的合金鋼稱為合合 金結(jié)構(gòu)鋼金結(jié)構(gòu)鋼。 主要有：主要有： 低合金結(jié)構(gòu)鋼低合金結(jié)構(gòu)鋼 合金滲碳鋼合金滲碳鋼 合金調(diào)質(zhì)鋼合金調(diào)質(zhì)鋼 合金彈簧鋼合金彈簧鋼 滾珠軸承鋼滾珠軸承鋼 機(jī)械制造用鋼機(jī)械制造用鋼 一、低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼（低合金高強(qiáng)鋼） 1. 1. 用途用途 主要用于制造橋梁、船舶、車輛、鍋爐、高壓容器、主要用于制造橋梁、船舶、車輛、鍋爐、高壓容器、

17、 輸油輸氣管道、大型鋼結(jié)構(gòu)等。輸油輸氣管道、大型鋼結(jié)構(gòu)等。 橋梁橋梁 船舶船舶 車輛車輛 容器容器 儲(chǔ)氣罐儲(chǔ)氣罐 2. 2. 性能要求性能要求 (1) (1) 高強(qiáng)度：一般屈服強(qiáng)度在高強(qiáng)度：一般屈服強(qiáng)度在300 MPa300 MPa以上。以上。 (2) (2) 高韌性：要求延伸率為高韌性：要求延伸率為15%15%20%20%，室溫沖擊韌，室溫沖擊韌 性大于性大于600 kJ/m600 kJ/m2 2800 kJ/m800 kJ/m2 2。對(duì)于大型焊接構(gòu)件，還要。對(duì)于大型焊接構(gòu)件，還要 求有較高的斷裂韌性。求有較高的斷裂韌性。 (3) (3) 良好的焊接性能和良好的焊接性能和冷成型冷成型性能。性

18、能。 (4) (4) 低的低的冷脆冷脆轉(zhuǎn)變溫度。轉(zhuǎn)變溫度。 (5) (5) 良好的耐蝕性。良好的耐蝕性。 冷脆實(shí)例冷脆實(shí)例 1954年冬天，英國(guó)3萬(wàn)2千噸的世界協(xié)和號(hào)油 船，在愛(ài)爾蘭寒風(fēng)凜冽的海面上航行，突然船 體中部發(fā)生斷裂，船很快就沉沒(méi)了。后來(lái)，又 發(fā)生了幾起類似的沉船事件。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，沉 船是由于外界溫度太低，金屬材料變脆后斷裂 所致。這種材料的變脆現(xiàn)象因?yàn)槭窃诘蜏叵庐a(chǎn) 生的，所以稱之為冷脆。 冷脆實(shí)例冷脆實(shí)例 利用脆化現(xiàn)象，人們發(fā)明了低溫粉碎技術(shù)。例如，用低 溫來(lái)粉碎廢鋼鐵。我們知道，煉鋼時(shí)，要大量使用廢鋼， 電爐煉鋼時(shí)，廢鋼占原料總量的6080%。廢鋼在投入 冶煉前，先要進(jìn)行破碎，以

19、加快熔化速度。由于廢鋼的尺 寸、厚薄、輕重相差懸殊，所以廢鋼的粉碎一直是個(gè)難題。 傳統(tǒng)的電弧切割法，速度慢，效率低。采用低溫粉碎技術(shù)， 將廢鋼浸泡在液氮(-196)中，或用氣氮冷卻(-100）后， 廢鋼就變得像玻璃那樣易碎。 3. 3. 常用低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼常用低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼 Q345 Q345 用量最多、產(chǎn)量最大的鋼種。強(qiáng)度比普通用量最多、產(chǎn)量最大的鋼種。強(qiáng)度比普通 碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235Q235高約高約20%20%30%30%，耐大氣腐蝕性能高，耐大氣腐蝕性能高20%20% 38%38%。 Q420 Q420 強(qiáng)度較高，且韌性、焊接性及低溫韌性也強(qiáng)度較高，且韌性、焊接性及低溫韌

20、性也 較好，被廣泛用于制造橋梁、鍋爐、船舶等大型結(jié)構(gòu)。較好，被廣泛用于制造橋梁、鍋爐、船舶等大型結(jié)構(gòu)。 4. 4. 熱處理特點(diǎn)熱處理特點(diǎn) 一般在一般在熱軋熱軋退火或正火狀態(tài)下使用，不需要進(jìn)行專退火或正火狀態(tài)下使用，不需要進(jìn)行專 門的熱處理。使用狀態(tài)下的顯微組織一般為鐵素體門的熱處理。使用狀態(tài)下的顯微組織一般為鐵素體+ +索氏索氏 體。體。 軋制軋制 二、合金滲碳鋼 1. 1. 用途用途 主要用于制造汽車、拖拉機(jī)中的變速齒輪，內(nèi)燃機(jī)主要用于制造汽車、拖拉機(jī)中的變速齒輪，內(nèi)燃機(jī) 上的凸輪軸、活塞銷等機(jī)器零件。這類零件在工作中遭上的凸輪軸、活塞銷等機(jī)器零件。這類零件在工作中遭 受強(qiáng)烈的摩擦磨損，同時(shí)

21、又承受較大的交變載荷，特別受強(qiáng)烈的摩擦磨損，同時(shí)又承受較大的交變載荷，特別 是沖擊載荷。是沖擊載荷。 撥叉撥叉 變速齒輪變速齒輪 活塞銷活塞銷 活塞銷( 20Cr ) 凸輪機(jī)構(gòu)：凸輪機(jī)構(gòu)： 接觸表面受到強(qiáng)烈接觸表面受到強(qiáng)烈的摩擦磨損的摩擦磨損。 2. 2. 性能要求性能要求 (1) (1) 表面硬度高、耐磨表面硬度高、耐磨 保證優(yōu)異的耐磨性和接觸疲勞抗力，同時(shí)具有適當(dāng)保證優(yōu)異的耐磨性和接觸疲勞抗力，同時(shí)具有適當(dāng) 的塑性和韌性。的塑性和韌性。 (2) (2) 心部具有高的韌性和足夠高的強(qiáng)度心部具有高的韌性和足夠高的強(qiáng)度 在沖擊載荷或過(guò)載作用下不易斷裂。在沖擊載荷或過(guò)載作用下不易斷裂。 (3) (

22、3) 有良好的熱處理工藝性能有良好的熱處理工藝性能 在高的滲碳溫度（在高的滲碳溫度（900 900 950 950 ）下，奧氏體晶）下，奧氏體晶 粒不易長(zhǎng)大，并有良好的淬透性。粒不易長(zhǎng)大，并有良好的淬透性。 低淬透性鋼：15Cr、20Cr、20Mn2。鋼含合金元素總量3 %，用于受力小的耐磨件，如柴油機(jī)的活塞銷、凸輪軸等。 活塞銷( 20Cr ) 中淬透性鋼： 20 CrMn、20CrMnTi、 20Mn2TiB。鋼含合 金元素總量在4 %左 右。用于中等載荷的耐磨件，如變速箱 齒輪。 柴油機(jī)凸輪軸 3. 3. 鋼種及牌號(hào)鋼種及牌號(hào) 高淬透性鋼：18Cr2NiWA、20Cr2Ni4A等。鋼含合

23、金元素總量在 4 % 6 %。用于大載荷 的耐磨件，如柴油機(jī)曲軸。 柴油機(jī)曲軸 三、合金調(diào)質(zhì)鋼 老師提示：老師提示：重點(diǎn)內(nèi)容重點(diǎn)內(nèi)容 1. 1. 用途用途 廣泛用于制造汽車、拖拉機(jī)、機(jī)床和其它機(jī)器上的各廣泛用于制造汽車、拖拉機(jī)、機(jī)床和其它機(jī)器上的各 種重要零件，如機(jī)床齒輪、主軸、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸、連桿、種重要零件，如機(jī)床齒輪、主軸、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸、連桿、 螺栓等。螺栓等。 連桿連桿 曲軸曲軸 2. 2. 性能要求性能要求 調(diào)質(zhì)件大多承受多種工作載荷，受力情況比較調(diào)質(zhì)件大多承受多種工作載荷，受力情況比較 復(fù)雜，要求高的綜合機(jī)械性能，即具有高的強(qiáng)度和復(fù)雜，要求高的綜合機(jī)械性能，即具有高的強(qiáng)度和 良好

24、的塑性、韌性。良好的塑性、韌性。 合金調(diào)質(zhì)鋼還要求有好的淬透性。合金調(diào)質(zhì)鋼還要求有好的淬透性。 機(jī)床齒輪機(jī)床齒輪 3. 3. 鋼種及牌號(hào)鋼種及牌號(hào) 40Cr 40Cr 低淬透性合金調(diào)質(zhì)鋼，油淬臨界直徑為低淬透性合金調(diào)質(zhì)鋼，油淬臨界直徑為 30 mm30 mm40 mm40 mm，用于制造一般尺寸的重要零件。，用于制造一般尺寸的重要零件。 35CrMo35CrMo 中淬透性合金調(diào)質(zhì)鋼，油淬臨界直徑中淬透性合金調(diào)質(zhì)鋼，油淬臨界直徑 為為40 mm40 mm60 mm60 mm，加入鉬提高淬透性，還可防止第二，加入鉬提高淬透性，還可防止第二 類回火脆性。類回火脆性。 40CrNiMo 40CrNiM

25、o 高淬透性合金調(diào)質(zhì)鋼，油淬臨界直高淬透性合金調(diào)質(zhì)鋼，油淬臨界直 徑為徑為60 mm60 mm100 mm100 mm，鉻鎳鋼中加入適當(dāng)?shù)你f，不但，鉻鎳鋼中加入適當(dāng)?shù)你f，不但 具有好的淬透性，還可消除第二類回火脆性。具有好的淬透性，還可消除第二類回火脆性。 四、合金彈簧鋼 1. 1. 用途用途 合金彈簧鋼是一種專用結(jié)構(gòu)鋼，主要用于制造各種彈合金彈簧鋼是一種專用結(jié)構(gòu)鋼，主要用于制造各種彈 簧和彈性元件?；珊蛷椥栽?離合器彈簧離合器彈簧 蝶形彈簧蝶形彈簧 蝶形彈簧蝶形彈簧 拉力彈簧拉力彈簧 2. 2. 性能要求性能要求 (1) (1) 高的彈性極限高的彈性極限e e，尤其是高的屈強(qiáng)比，尤其是高

26、的屈強(qiáng)比s s / /b b。 以保證彈簧有足夠高的彈性變形能力和較大的承載能力。以保證彈簧有足夠高的彈性變形能力和較大的承載能力。 (2) (2) 高的疲勞強(qiáng)度高的疲勞強(qiáng)度r r，以防止在震動(dòng)和交變應(yīng)力，以防止在震動(dòng)和交變應(yīng)力 作用下產(chǎn)生疲勞斷裂。作用下產(chǎn)生疲勞斷裂。 (3) (3) 足夠的塑性和韌性，以免受沖擊時(shí)脆斷。足夠的塑性和韌性，以免受沖擊時(shí)脆斷。 (4) (4)要求有較好的淬透性，不易脫碳和過(guò)熱，容易要求有較好的淬透性，不易脫碳和過(guò)熱，容易 繞卷成形等。繞卷成形等。 特殊彈簧鋼還要求耐熱性、耐蝕性等。特殊彈簧鋼還要求耐熱性、耐蝕性等。 3. 3. 鋼種和牌號(hào)鋼種和牌號(hào) 65Mn65

27、Mn、60Si2Mn60Si2Mn 以以SiSi、MnMn為主要合金元素，價(jià)格便為主要合金元素，價(jià)格便 宜，淬透性明顯優(yōu)于碳素彈簧鋼，宜，淬透性明顯優(yōu)于碳素彈簧鋼，SiSi、MnMn的復(fù)合合金化，的復(fù)合合金化， 性能比只用性能比只用MnMn的好得多。的好得多。 用于汽車、拖拉機(jī)上的板簧和螺旋彈簧。用于汽車、拖拉機(jī)上的板簧和螺旋彈簧。 50CrVA50CrVA 含含CrCr、V V、W W等元素的彈簧鋼。等元素的彈簧鋼。CrCr、V V復(fù)復(fù) 合合金化，不僅提高鋼的淬透性，還提高鋼的高溫強(qiáng)合合金化，不僅提高鋼的淬透性，還提高鋼的高溫強(qiáng) 度、韌性和熱處理工藝性能。度、韌性和熱處理工藝性能。 可制作在

28、可制作在350 350 400 400 溫度下承受重載的較大溫度下承受重載的較大 彈簧。彈簧。 老師提示老師提示: :為了提高彈簧的疲勞壽命，廣泛采用噴丸強(qiáng)化處為了提高彈簧的疲勞壽命，廣泛采用噴丸強(qiáng)化處 理。理。 (2) (2) 冷成形彈簧冷成形彈簧 小尺寸彈簧一般用冷拔彈簧鋼絲（片）卷成。小尺寸彈簧一般用冷拔彈簧鋼絲（片）卷成。 五、滾珠軸承鋼 老師提示：老師提示：重點(diǎn)內(nèi)容重點(diǎn)內(nèi)容 1. 1. 用途用途 主要用來(lái)制造滾動(dòng)軸承的滾動(dòng)體（滾珠、滾柱、滾主要用來(lái)制造滾動(dòng)軸承的滾動(dòng)體（滾珠、滾柱、滾 針）、內(nèi)外套圈等，屬專用結(jié)構(gòu)鋼。針）、內(nèi)外套圈等，屬專用結(jié)構(gòu)鋼。 也用于制造精密量具、冷沖模、機(jī)床絲

29、杠等耐磨件。也用于制造精密量具、冷沖模、機(jī)床絲杠等耐磨件。 滾珠滾珠 滾珠軸承滾珠軸承 2. 2. 性能要求性能要求 (1)(1)高的接觸疲勞強(qiáng)度：高的接觸疲勞強(qiáng)度：滾珠、滾柱與套圈運(yùn)動(dòng)時(shí)滾珠、滾柱與套圈運(yùn)動(dòng)時(shí) 為點(diǎn)或線接觸，壓應(yīng)力高達(dá)為點(diǎn)或線接觸，壓應(yīng)力高達(dá)1500 MPa1500 MPa5000 MPa5000 MPa；交；交 變應(yīng)力易造成接觸疲勞破壞，產(chǎn)生麻點(diǎn)或剝落。軸承變應(yīng)力易造成接觸疲勞破壞，產(chǎn)生麻點(diǎn)或剝落。軸承 鋼疲勞強(qiáng)度應(yīng)很高。鋼疲勞強(qiáng)度應(yīng)很高。 (2)(2)高的硬度和耐磨性：高的硬度和耐磨性：硬度一般為硬度一般為62HRC62HRC64HRC64HRC。 (3)(3)足夠的韌性

30、和淬透性。足夠的韌性和淬透性。 (4)(4)要求在大氣和潤(rùn)滑介質(zhì)中有一定的要求在大氣和潤(rùn)滑介質(zhì)中有一定的耐蝕耐蝕能力和能力和 良好的尺寸穩(wěn)定性良好的尺寸穩(wěn)定性。 3. 3. 鋼種和牌號(hào)鋼種和牌號(hào) (1) (1) 鉻軸承鋼鉻軸承鋼 GCr15GCr15 w w(C)1%(C)1%、w w(Cr)1.5%(Cr)1.5% 最常用，使用量占軸承鋼的絕大部分。最常用，使用量占軸承鋼的絕大部分。 (2) (2) 添加添加MnMn、SiSi、MoMo、V V的軸承鋼的軸承鋼 GCr15SiMnGCr15SiMn、GCr15SiMnMoVGCr15SiMnMoV 在鉻軸承鋼中加入在鉻軸承鋼中加入SiSi、M

31、nMn可提高淬透性?？商岣叽阃感浴?為了節(jié)鉻為了節(jié)鉻, , 加入加入MoMo、V V可得到無(wú)鉻軸承鋼可得到無(wú)鉻軸承鋼, , 如如 GSiMnMoVGSiMnMoV、GSiMnMoVREGSiMnMoVRE等，其性能與等，其性能與GCr15GCr15相近。相近。 合金工具鋼合金工具鋼 銑刀銑刀 英制模板刀英制模板刀 一、合金刃具鋼 老師提示：老師提示： 重點(diǎn)內(nèi)容重點(diǎn)內(nèi)容 1. 1. 用途用途 主要用于制造各種金屬切削刀具，如車刀、銑刀、鉆頭等。主要用于制造各種金屬切削刀具，如車刀、銑刀、鉆頭等。 2. 2. 性能要求性能要求 切削時(shí)刃部與切屑之間強(qiáng)烈摩擦發(fā)熱，刃部溫度可達(dá)切削時(shí)刃部與切屑之間強(qiáng)烈

32、摩擦發(fā)熱，刃部溫度可達(dá)500 500 600 600 ； 承受沖擊和震動(dòng)。承受沖擊和震動(dòng)。 (1) (1) 高硬度高硬度 一般在一般在60 HRC60 HRC以上。以上。 (2) (2) 高耐磨性高耐磨性 與鋼的硬度、鋼中硬質(zhì)點(diǎn)的性質(zhì)、數(shù)量、大小和分布與鋼的硬度、鋼中硬質(zhì)點(diǎn)的性質(zhì)、數(shù)量、大小和分布 有關(guān)。有關(guān)。 (3) (3) 高熱硬性高熱硬性（紅硬性）（紅硬性） 鋼在高溫下保持高硬度的能力。鋼在高溫下保持高硬度的能力。 (4) (4) 足夠的塑性和韌性足夠的塑性和韌性 防止刃具受沖擊震動(dòng)時(shí)折斷和崩刃。防止刃具受沖擊震動(dòng)時(shí)折斷和崩刃。 4. 4. 鋼種及牌號(hào)鋼種及牌號(hào) (1) (1) 低合金刃

33、具鋼低合金刃具鋼 典型鋼種為典型鋼種為9SiCr9SiCr。 w w(C)0.9%(C)0.9%、w w(Si)1.4%(Si)1.4%、w w(Cr)1%(Cr)1% 加工過(guò)程：加工過(guò)程： 球化退火、機(jī)加工，然后淬火和低溫回火。球化退火、機(jī)加工，然后淬火和低溫回火。 應(yīng)用：應(yīng)用： 制造低速切削刃具，如絲錐、板牙制造低速切削刃具，如絲錐、板牙。 特殊性能鋼及合金特殊性能鋼及合金 一、不銹鋼 老師提示：老師提示：重點(diǎn)內(nèi)容重點(diǎn)內(nèi)容 不銹鋼是指在大氣和一般介質(zhì)中具有很高耐腐蝕性的鋼種不銹鋼是指在大氣和一般介質(zhì)中具有很高耐腐蝕性的鋼種。 1.1.金屬的腐蝕金屬的腐蝕 （1 1）化學(xué)腐蝕）化學(xué)腐蝕 金屬

34、材料同介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而破壞。金屬材料同介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而破壞。 如鋼的高溫氧化、脫碳，鐵在燃?xì)庵械牡娜玟摰母邷匮趸⒚撎?，鐵在燃?xì)庵械牡?腐蝕等。腐蝕等。 （2 2）電化學(xué)腐蝕）電化學(xué)腐蝕 金屬材料在電解質(zhì)溶液中發(fā)生原電池作用而破壞的過(guò)程，腐金屬材料在電解質(zhì)溶液中發(fā)生原電池作用而破壞的過(guò)程，腐 蝕過(guò)程中有電流產(chǎn)生，如金屬在大氣條件下的銹蝕，在電解液中蝕過(guò)程中有電流產(chǎn)生，如金屬在大氣條件下的銹蝕，在電解液中 的腐蝕等。的腐蝕等。 電化學(xué)腐蝕是主要的腐蝕形式。電化學(xué)腐蝕是主要的腐蝕形式。 2. 2.提高金屬耐蝕性的途徑提高金屬耐蝕性的途徑 (1) (1) 減少原電池形成的可能性，使金屬材料具有均

35、勻的單相組織減少原電池形成的可能性，使金屬材料具有均勻的單相組織。 (2) (2) 提高金屬材料的電極電位。提高金屬材料的電極電位。 (3) (3) 減小甚至阻斷腐蝕電流，使金屬鈍化。即在表面形成致密的、減小甚至阻斷腐蝕電流，使金屬鈍化。即在表面形成致密的、 穩(wěn)定的保護(hù)膜，將介質(zhì)與金屬材料隔離。穩(wěn)定的保護(hù)膜，將介質(zhì)與金屬材料隔離。 3. 3.用途及性能要求用途及性能要求 （1 1）用途）用途 不銹鋼在石油、化工、原子能、宇航、海洋開(kāi)發(fā)、國(guó)防工業(yè)和一些尖不銹鋼在石油、化工、原子能、宇航、海洋開(kāi)發(fā)、國(guó)防工業(yè)和一些尖 端科學(xué)技術(shù)及日常生活中都得到廣泛應(yīng)用。端科學(xué)技術(shù)及日常生活中都得到廣泛應(yīng)用。 化工裝置中的各種管道、閥門和泵，熱裂設(shè)備零件化工裝置中的各種管道、閥門和泵，熱裂設(shè)備零件 醫(yī)療手術(shù)器械醫(yī)療手術(shù)器械 防銹刃具和量具等。防銹刃具和量具等。 （2 2）性能要求）性能要求 不銹鋼最主要的性能是耐蝕性。不銹鋼最主要的性能是耐蝕性。 制作工具的不銹鋼要求高硬度、高耐磨性。制作工具的不銹鋼要求高硬度、高耐磨性。 制作重要結(jié)構(gòu)零件時(shí)，要求高強(qiáng)度。制作重要結(jié)構(gòu)零件時(shí)，要求高強(qiáng)度。 某些不銹鋼則要求有較好的加工性能。某些不銹鋼則要求有較好的加工性能。 二、耐熱鋼 在高溫下具有在高溫下具有高的抗高溫氧化性高的抗高溫氧化性和和熱強(qiáng)性熱強(qiáng)性的特殊鋼。的特殊鋼。 1. 1. 用途及性能要求