特殊性能剛PPT課件

1、DC53模具鋼材 電解板不銹鋼刀具 鋼材家具 豪華汽車第1頁/共23頁特殊性能剛 學習目的 1，知識與技能：掌握特殊性能鋼的分類、特性及應用。 2，學習與方法：通過研讀課本，積極討論，踴躍展示，能選用合適的特殊性能鋼。 3，情感態(tài)度價值觀：激情投入，大膽質疑，快樂學習。 重難點 不銹鋼、耐熱鋼、耐磨鋼的典型牌號 不銹鋼、耐熱鋼、耐磨鋼的應用第2頁/共23頁 特殊性能鋼具有特殊物理或化學性能，用來制造除要求具有一定的機械性能外，還要求具有特殊性能的零件。其種類很多，機械制造中主要使用不銹耐酸鋼、耐熱鋼、耐磨鋼。不銹耐酸鋼包括不銹鋼與耐酸鋼。能抵抗大氣腐蝕的鋼稱為不銹鋼。而在一些化學介質（如酸類等

2、）中能抵抗腐蝕的鋼稱為耐酸鋼。 第3頁/共23頁1不銹耐酸鋼1.1 馬氏體不銹鋼 1.2 鐵素體不銹鋼 1.3 奧氏體不銹鋼2耐熱鋼2.1 2.2 2.3 3耐磨鋼不銹鋼第4頁/共23頁 金屬的腐蝕 概念：概念：金屬表面與外界介質作用而逐漸金屬表面與外界介質作用而逐漸破破壞的現(xiàn)象壞的現(xiàn)象。 分為：化學腐蝕和電化學腐蝕。分為：化學腐蝕和電化學腐蝕。上一級金屬第5頁/共23頁二、不銹耐酸鋼二、不銹耐酸鋼1. 金屬腐蝕概念. 金屬腐蝕的方法(化學腐蝕、電化學腐蝕)。電化學腐蝕示意圖不同合金同一合金第6頁/共23頁. 金屬腐蝕破壞的方式:均勻腐蝕 晶間腐蝕 點腐蝕應力腐蝕 腐蝕疲勞c.提高金屬抗腐蝕的

3、途徑：獲得單相組織原電池形成可能性；提高合金基體的電極電位，電極電位差；表面保護膜鈍化=提高鋼耐蝕性的途徑a形成鈍化膜 ： Cr2O3、Al2O3b提高電極電位：在鋼中加入大量合金元素使鋼基體的電極電位提高，從而提高其抵抗電化學腐蝕的能力。c形成單相組織：鋼中加入大量的鉻或鉻鎳合金元素，使鋼能形成單相的鐵素體或奧氏體組織。第7頁/共23頁2常用不銹鋼 (P180) 編號方法：編號方法： 數(shù)字數(shù)字1+合金元素合金元素+數(shù)字數(shù)字2。 數(shù)字數(shù)字1表示平均碳質量分數(shù)的表示平均碳質量分數(shù)的千倍。千倍。 C 含 量含 量 0 . 0 3 % 或或 0 . 0 8 % 標 出標 出“00”“”“0”。 數(shù)字

4、數(shù)字2與其它合金鋼相同。與其它合金鋼相同。上一級第8頁/共23頁 常用牌號常用牌號 鐵素體型不銹鋼鐵素體型不銹鋼 WC 0.15% WCr=1230% 加熱溫度加熱溫度9601100，其抗大氣和耐酸能力強，其抗大氣和耐酸能力強，具有良好的高溫抗氧化性，抗應力腐蝕性能較好，具有良好的高溫抗氧化性，抗應力腐蝕性能較好，力學性能不如馬氏體不銹鋼。力學性能不如馬氏體不銹鋼。 aCr13型型 0Cr13Al、00Cr12 bCr17型型 1Cr17、1Cr7Mo c. Cr2730型型 00Cr30Mo、00Cr27Mo 耐強耐強腐蝕介質的耐酸鋼。腐蝕介質的耐酸鋼。上一級第9頁/共23頁 馬氏體型的不銹

5、鋼馬氏體型的不銹鋼 1Cr13、2Cr13、3Cr13、3Cr13Mo、7Cr13 用于制作醫(yī)用手術工具、用于制作醫(yī)用手術工具、量具、軸承等耐磨工件。量具、軸承等耐磨工件。奧氏體型不銹鋼奧氏體型不銹鋼 WCr=1719% WNi=811% 188型型 晶間腐蝕晶間腐蝕奧氏體型不銹鋼在奧氏體型不銹鋼在450850溫度時，在晶界處析出碳溫度時，在晶界處析出碳化物（化物（Cr，F(xiàn)e）23C6，從而使晶界附近的從而使晶界附近的WCr 11.7% 晶界附近引起的晶界附近引起的腐蝕。腐蝕。上一級第10頁/共23頁防止方法： ：降低含碳量：降低含碳量WC0.06% ：加入能形成穩(wěn)定碳化物的元素鈦，鈮等，使鋼

6、中優(yōu)先形成加入能形成穩(wěn)定碳化物的元素鈦，鈮等，使鋼中優(yōu)先形成TiC，NbC。 固溶處理固溶處理為了獲得為了獲得單相奧氏體單相奧氏體，以提高耐蝕性，可在，以提高耐蝕性，可在1100左左右加熱，使所有碳化物都溶入奧氏體，然后水淬快冷至室溫，即獲得右加熱，使所有碳化物都溶入奧氏體，然后水淬快冷至室溫，即獲得單相奧氏體組織。單相奧氏體組織。鐵素體鐵素體奧氏體型不銹鋼奧氏體型不銹鋼 WCr=1826% WNi=47%0Cr26Ni5Mo2、00Cr18Ni5Mo3Si2、10001100淬火淬火上一級第11頁/共23頁 不銹耐酸鋼通常也將這兩類鋼統(tǒng)稱為不銹鋼。一般不銹鋼不一定耐酸，而耐酸鋼則一般都具有良

7、好的耐蝕性能。 馬氏體不銹鋼 屬鉻不銹鋼 隨著鋼中含碳量的增加，鋼的強度、硬度、耐磨性提高，但耐蝕性則下降。為了提高耐蝕性及機械性能，這類鋼最后熱處理是淬火和回火。它在空氣中可淬硬，但一般仍用油冷。這類鋼多用于機械性能要求較高，而耐蝕性要求較低的零件。 不銹鋼第12頁/共23頁 鐵素體不銹鋼 屬鉻不銹鋼 其抗大氣與耐酸能力強，具有良好的高溫抗氧化性，特別是抗應力腐蝕性能較好。 其塑性、焊接性均較馬氏體鋼好，但力學性能不如馬氏體不銹鋼。這類鋼多用于受力不大的耐酸結構和做抗氧化鋼使用，廣泛用于硝酸、氮肥、磷酸等化學工業(yè)中。 第13頁/共23頁 奧氏體不銹鋼 屬鎳鉻不銹鋼 這是應用最廣泛的不銹鋼。

8、因鎳的加入，擴大了奧氏體區(qū)而獲得單相奧氏體組織，故有很好的耐蝕性及耐熱性。 固溶處理=提高耐蝕性，并使鋼軟化。 這類鋼唯一強度方法是加工硬化。 這類鋼的可加工性很差，因其塑性、韌性很好，切削時易粘刀，又易加工硬化，加上導熱性差，故刃具易磨損。第14頁/共23頁 鐵素體-奧氏體型不銹鋼（雙相不銹鋼） 是近年發(fā)展起來的新型不銹鋼。 由于奧氏體的存在，降低了高鉻鐵素體型鋼的脆性，提高了焊接性、韌性，降低了晶粒長大的傾向；而鐵素體的存在則提高了奧氏體型鋼的屈服強度、抗晶間腐蝕能力等，因此具有很大優(yōu)勢。 注意：優(yōu)越性只有在正確的加工條件和合適的環(huán)境中才能保證。第15頁/共23頁 二、耐熱鋼 基本概念 1

9、耐熱性：是指材料在高溫下兼有抗氧化與高溫強度的綜合是指材料在高溫下兼有抗氧化與高溫強度的綜合性能。性能。 2高溫抗氧化性的概念及其提高途徑： 金屬的抗氧化性：指金屬在高溫下迅速氧化形成一層致密的氧化膜，使鋼不再繼續(xù)氧化。 途徑：加入Cr、Si、Al形成一層致密的，高熔點的并牢固覆蓋于鋼的表面的氧化膜（Cr2O3、Fe2SiO4、Al2O3）。 上一級第16頁/共23頁 3高溫強度概念及其提高途徑 特點特點：溫度升高，金屬原子間結合力減弱。：溫度升高，金屬原子間結合力減弱。 蠕變：在結晶溫度以上，即使金屬受的應蠕變：在結晶溫度以上，即使金屬受的應力不超過該溫度下的彈性極限，它也會緩慢力不超過該溫

10、度下的彈性極限，它也會緩慢地發(fā)生塑性變形，且變形量隨時間的增長而地發(fā)生塑性變形，且變形量隨時間的增長而增長，最后導致金屬破壞。增長，最后導致金屬破壞。 提高途徑：提高途徑： a提高再結晶溫度提高再結晶溫度 加入加入 Cr、Mo、Nb、V b彌散強化彌散強化 加入加入Ti、Nb、V、W、Mo、Cr c. 采用較粗晶粒的鋼采用較粗晶粒的鋼上一級第17頁/共23頁 常用的耐熱鋼 （P184) 1珠光體型耐熱鋼 制作鍋爐鋼管 常用的牌號：常用的牌號：12CrMo、15CrMo、12CrMoV、25Cr2MoVA、35CrMoV 2馬氏體型的耐熱鋼 Cr13Mo、1Cr11MoV、2Cr12MoVNbN

11、、2Cr12N7MoWV 氣閥鋼氣閥鋼 3奧氏體型耐熱鋼 0Cr18Ni11Ti 、 4Cr14Ni14W2Mo上一級第18頁/共23頁 A 珠光體鋼：這類鋼在350-600范圍使用。 B 馬氏體鋼：這類鋼在低于620范圍內使用。 C 奧氏體鋼：這類鋼一般在600-700范圍內使用。第19頁/共23頁三、耐磨鋼 （P186） 1耐磨鋼在巨大壓力和強烈沖擊載荷作用下在巨大壓力和強烈沖擊載荷作用下能發(fā)生硬化的高錳鋼。能發(fā)生硬化的高錳鋼。 2典型牌號：ZGMn13 3用途：用于制造坦克、拖拉機履帶、防彈鋼板等。用于制造坦克、拖拉機履帶、防彈鋼板等。上一級第20頁/共23頁 水韌處理=10501100加熱，使碳化物全部溶于奧氏體，然后在水中激冷，防止碳化物析出，保證得到均勻單相奧氏體組織，從而使其具有強、韌結合和耐沖