工程材料第六章

1、第六章第六章 金屬材料金屬材料 基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識 合金結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼 合金工具鋼合金工具鋼 特殊性能鋼特殊性能鋼 鑄鐵鑄鐵 有色金屬及合金有色金屬及合金第一節(jié)第一節(jié) 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼l工業(yè)用鋼按化學成分分為碳素鋼和合金鋼兩工業(yè)用鋼按化學成分分為碳素鋼和合金鋼兩大類大類。l碳素鋼是指含碳量低于碳素鋼是指含碳量低于2.11%的鐵碳合金。的鐵碳合金。l合金鋼是指為了提高鋼的性能，在碳鋼基合金鋼是指為了提高鋼的性能，在碳鋼基礎(chǔ)上有意加入一定量合金元素所獲得的鐵礎(chǔ)上有意加入一定量合金元素所獲得的鐵基合金?；辖?。 1.1.鋼中的雜質(zhì)鋼中的雜質(zhì) 1、Mn: 0.8%時為雜質(zhì)時為雜質(zhì),是有益元素。作用為：

2、是有益元素。作用為： 強化鐵素體；強化鐵素體； 消除硫的有害作用。消除硫的有害作用。一、雜質(zhì)元素對性能的影響一、雜質(zhì)元素對性能的影響l鋼中的雜質(zhì)一般是指鋼中的雜質(zhì)一般是指Mn、Si、P、S。是由原料帶。是由原料帶入或脫氧殘留的元素。入或脫氧殘留的元素。 強化鐵素體；強化鐵素體； 增加鋼液流動性。增加鋼液流動性。 3、S：是有害元素。：是有害元素。 常以常以FeS形式存在形式存在。易與易與Fe在晶界上形成低熔點共在晶界上形成低熔點共晶晶(985)，熱加工時，熱加工時(11501200)，由于其熔化，由于其熔化而導致開裂，稱熱脆性而導致開裂，稱熱脆性. 鋼中的硫應(yīng)控制在鋼中的硫應(yīng)控制在0.045%

3、以下以下.l2、Si： 0.4%時為雜質(zhì)，是有益元素。作用為：時為雜質(zhì)，是有益元素。作用為： Mn可消除硫的有害作用可消除硫的有害作用, FeS+MnFe+MnS， MnS熔點高熔點高(1600)。 4、P：也是有害元素。：也是有害元素。 能全部溶入鐵素體中，使鋼在常溫下硬度提高，塑能全部溶入鐵素體中，使鋼在常溫下硬度提高，塑性、韌性急劇下降，稱冷脆性。性、韌性急劇下降，稱冷脆性。 P一般控制在一般控制在0.045%以下以下.第一節(jié)第一節(jié) 鋼的分類及編號鋼的分類及編號一、鋼的分類一、鋼的分類1、按化學成分分、按化學成分分中碳鋼中碳鋼 0.250.6%C高碳鋼高碳鋼 0.6%C低碳鋼低碳鋼 0.

4、25%C低合金鋼低合金鋼 合金元素總量合金元素總量 5%中合金鋼中合金鋼 合金元素總量合金元素總量 510%高合金鋼高合金鋼 合金元素總量合金元素總量 10%碳素鋼碳素鋼合金鋼合金鋼鋼鋼 類類碳碳 素素 鋼鋼合合 金金 鋼鋼PSPS普通質(zhì)量鋼普通質(zhì)量鋼0.0450.0450.0450.045優(yōu)優(yōu) 質(zhì)質(zhì) 鋼鋼0.0350.0350.0350.035高級優(yōu)質(zhì)鋼高級優(yōu)質(zhì)鋼0.0300.0300.0250.025特級優(yōu)質(zhì)鋼特級優(yōu)質(zhì)鋼0.0250.0200.0250.015 2、按質(zhì)量分、按質(zhì)量分 鋼的質(zhì)量是以磷、硫的含量來劃分的。鋼的質(zhì)量是以磷、硫的含量來劃分的。 分分普通質(zhì)量鋼普通質(zhì)量鋼、優(yōu)質(zhì)鋼優(yōu)質(zhì)

5、鋼、高級優(yōu)質(zhì)鋼高級優(yōu)質(zhì)鋼和和特級優(yōu)質(zhì)鋼特級優(yōu)質(zhì)鋼. 根據(jù)現(xiàn)行標準，各質(zhì)量等級鋼的磷、硫含量如下：根據(jù)現(xiàn)行標準，各質(zhì)量等級鋼的磷、硫含量如下：5、按用途分、按用途分 工程用鋼工程用鋼 建筑、橋梁、船舶、車輛建筑、橋梁、船舶、車輛滲滲 碳碳 鋼鋼調(diào)調(diào) 質(zhì)質(zhì) 鋼鋼彈彈 簧簧 鋼鋼滾動軸承鋼滾動軸承鋼耐耐 磨磨 鋼鋼機器用鋼機器用鋼結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu) 鋼鋼刃具鋼刃具鋼模具鋼模具鋼量具鋼量具鋼工工 具具 鋼鋼不銹鋼不銹鋼耐熱鋼耐熱鋼特特 殊殊 性性能能 鋼鋼擠壓模具擠壓模具1化學熱處理都是通過化學熱處理都是通過、和和三個基本過程完成三個基本過程完成的。的。2工業(yè)用鋼按用途分為工業(yè)用鋼按用途分為鋼、鋼、鋼、鋼、鋼

6、。鋼。3.鋼中常存雜質(zhì)元素中，有益元素是鋼中常存雜質(zhì)元素中，有益元素是有害元素是有害元素是4合金滲碳鋼滲碳后必須進行合金滲碳鋼滲碳后必須進行熱處理。熱處理。 A淬火淬火+高溫回火；高溫回火；B淬火淬火+中溫回火；中溫回火；C淬火淬火+低低溫回火；溫回火；D淬火淬火+退火退火5.化學熱處理與其他熱處理方法的根本區(qū)別是化學熱處理與其他熱處理方法的根本區(qū)別是 A加熱溫度加熱溫度B組織變化組織變化C鋼成分變化鋼成分變化D性性能變化能變化6鋼的質(zhì)量等級的分類是按鋼的鋼的質(zhì)量等級的分類是按鋼的區(qū)分的。區(qū)分的。 A力學性能力學性能B鋼的含碳量鋼的含碳量C雜質(zhì)雜質(zhì)S、PD有益的有益的Mn、Si7滲氮零件滲氮后

7、必須經(jīng)淬火、回火后方可使?jié)B氮零件滲氮后必須經(jīng)淬火、回火后方可使用。用。8滲碳零件經(jīng)滲碳后就可以加工使用。滲碳零件經(jīng)滲碳后就可以加工使用。9.感應(yīng)加熱表面淬火，淬硬層深度取決于電流感應(yīng)加熱表面淬火，淬硬層深度取決于電流頻率，頻率越高，淬硬層越淺，反之越深頻率，頻率越高，淬硬層越淺，反之越深10.鐵碳合金中，一次滲碳體、二次滲碳體、三鐵碳合金中，一次滲碳體、二次滲碳體、三次滲碳體的成分和晶體結(jié)構(gòu)相同，是同一相次滲碳體的成分和晶體結(jié)構(gòu)相同，是同一相 本節(jié)講授的內(nèi)容本節(jié)講授的內(nèi)容 【重點內(nèi)容重點內(nèi)容】1.合金元素在鋼中的作用，尤其是合金元合金元素在鋼中的作用，尤其是合金元素對鋼的熱處理的影響；素對鋼的

8、熱處理的影響； 2.合金鋼的編號方法，會辯認各種鋼號；合金鋼的編號方法，會辯認各種鋼號； 3.各類合金結(jié)構(gòu)鋼的成分，熱處理方法，熱處理后的組各類合金結(jié)構(gòu)鋼的成分，熱處理方法，熱處理后的組織，性能的特點以及主要用途?？棧阅艿奶攸c以及主要用途。 【本章難點本章難點】合金元素的作用、合金鋼的牌號。合金元素的作用、合金鋼的牌號。 【基本要求基本要求】1.掌握合金元素在鋼中的作用；掌握合金元素在鋼中的作用； 2.熟悉各常用合金鋼的成分、熟悉各常用合金鋼的成分、 牌號、熱處理。牌號、熱處理。 二、鋼的編號二、鋼的編號 我國鋼材的編號是采用我國鋼材的編號是采用漢漢語拼音字母、化學元素符語拼音字母、化學元素

9、符號和阿拉伯數(shù)字號和阿拉伯數(shù)字相結(jié)合的相結(jié)合的方法。方法。 采用漢語拼音字母表示鋼采用漢語拼音字母表示鋼產(chǎn)品的名稱、用途、特性產(chǎn)品的名稱、用途、特性和工藝方法時，一般從代和工藝方法時，一般從代表鋼產(chǎn)品名稱的漢字的漢表鋼產(chǎn)品名稱的漢字的漢語拼音中選取第一個字母語拼音中選取第一個字母. 1、碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金高強度鋼、碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金高強度鋼 Q+最低屈服強度值最低屈服強度值+質(zhì)量等級符號質(zhì)量等級符號+脫氧方法符號脫氧方法符號 Q表示表示“屈服強度屈服強度”；屈服強度值單位是；屈服強度值單位是MPa； 質(zhì)量等級符號為質(zhì)量等級符號為A、B、C、D、E。由。由A到到E，其，其P、S含量含量依次下降，

10、質(zhì)量提高。依次下降，質(zhì)量提高。l脫氧方法符號脫氧方法符號: 沸騰鋼沸騰鋼F；鎮(zhèn)靜鋼；鎮(zhèn)靜鋼Z；半鎮(zhèn)靜鋼；半鎮(zhèn)靜鋼b；特；特殊鎮(zhèn)靜鋼殊鎮(zhèn)靜鋼TZ。l如碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號表示為如碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號表示為Q235AF、Q235BZ。 低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼都是鎮(zhèn)靜鋼或特殊鎮(zhèn)靜鋼，其牌號中沒低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼都是鎮(zhèn)靜鋼或特殊鎮(zhèn)靜鋼，其牌號中沒有表示脫氧方法的符號。如有表示脫氧方法的符號。如Q345C。*說明：通常情況下，屈服強度值小說明：通常情況下，屈服強度值小300MPa時為碳素結(jié)構(gòu)鋼，時為碳素結(jié)構(gòu)鋼，大于大于300MPa時為低合金高強度鋼。時為低合金高強度鋼。 2、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 牌號用兩位數(shù)

11、字表示。牌號用兩位數(shù)字表示。 這兩位數(shù)字表示鋼平均含碳量的萬分之幾。這兩位數(shù)字表示鋼平均含碳量的萬分之幾。 如如45鋼鋼平均含碳量為萬分之四十五平均含碳量為萬分之四十五(即即0.45%)的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。 說明：說明： 1.含含Mn量為量為0.71.0%時，在兩位數(shù)字后加元素符時，在兩位數(shù)字后加元素符號號“Mn”，如，如40Mn2.高級優(yōu)質(zhì)鋼在鋼號后加字母高級優(yōu)質(zhì)鋼在鋼號后加字母A，如，如20A。 3、合金結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼 兩位數(shù)字（表示平均含碳量的萬分之幾）兩位數(shù)字（表示平均含碳量的萬分之幾）+合金元合金元素符號素符號+該元素百分含量數(shù)字該元素百分含量數(shù)字+ 當合金元素的

12、平均含量小于當合金元素的平均含量小于1.50%時，只標元素符時，只標元素符號，不標含量；號，不標含量；2.牌號牌號: 60 Si2 Mn 含碳量含碳量0.6%含硅量含硅量2%含錳量不大于含錳量不大于1.5%3.碳素工具鋼碳素工具鋼 T+數(shù)字數(shù)字 T表示表示“碳素工具鋼碳素工具鋼”； 數(shù)字表示平均含碳量的千分之幾數(shù)字表示平均含碳量的千分之幾. 如如T8其平均含碳量為千分之八其平均含碳量為千分之八(0.8%C)。 *說明說明:碳素工具鋼都是優(yōu)質(zhì)以上碳素工具鋼都是優(yōu)質(zhì)以上質(zhì)量的。高級優(yōu)質(zhì)鋼在鋼號后加質(zhì)量的。高級優(yōu)質(zhì)鋼在鋼號后加“A”，如，如T8A。絲錐絲錐銼刀銼刀 合金工具鋼合金工具鋼 含碳量含碳量

13、+合金元素符號合金元素符號+該元素百分含量該元素百分含量+ 當含碳量小于當含碳量小于1.00%時，含碳量用一位數(shù)字標明，時，含碳量用一位數(shù)字標明，這一位數(shù)字表示平均含碳量的千分之幾這一位數(shù)字表示平均含碳量的千分之幾. 。5CrMnMo含碳量含碳量0.5%,鉻、錳、鉻、錳、鉬的平均含量小于鉬的平均含量小于1.5%,2.牌號牌號: CrWMn當含碳量大于當含碳量大于1.00%時，不標含碳量時，不標含碳量含碳量不小于含碳量不小于1.0%,鉻、鎢鉻、鎢、錳的平均含量小于錳的平均含量小于1.5%, 4、鑄鋼、鑄鋼 ZG+兩位數(shù)字兩位數(shù)字 ZG表示表示“鑄鋼鑄鋼”；其后面第一組數(shù)字為屈服；其后面第一組數(shù)字

14、為屈服點點(Mpa);第二組數(shù)字為抗拉強度第二組數(shù)字為抗拉強度(Mpa). 如如ZG200-400表示屈服點為表示屈服點為200Mpa,抗拉抗拉強度為強度為400Mpa的鑄鋼的鑄鋼.第二節(jié)第二節(jié)合金元素在鋼中作用合金元素在鋼中作用一一. .合金元素對鋼的組織和性能的影響合金元素對鋼的組織和性能的影響 合金元素對鋼中基本相的影響。合金元素對鋼中基本相的影響。 合金元素對合金元素對Fe-Fe3C相圖的影響。相圖的影響。 合金元素對鋼的熱處理的影響。合金元素對鋼的熱處理的影響。一一) )合金元素合金元素對鋼中基本相的影響對鋼中基本相的影響 在室溫下，碳鋼的基本相為在室溫下，碳鋼的基本相為F和和Fe3

15、C。當一定量的合金元素加入鋼中時，它們既可以溶入當一定量的合金元素加入鋼中時，它們既可以溶入F，也可以溶入也可以溶入Fe3C。與碳親和力弱的非碳化物形成元素，如與碳親和力弱的非碳化物形成元素，如Si、Ni、Al、Co等，主要溶入等，主要溶入F而形成合金而形成合金F；而與碳親和力強的非碳化物形成元素，如而與碳親和力強的非碳化物形成元素，如Mo、Mn、W、V等，主要與碳結(jié)合而形成合金滲碳體或碳化物。等，主要與碳結(jié)合而形成合金滲碳體或碳化物。1.溶于基體中形成合金溶于基體中形成合金F 1、溶于鐵素體、溶于鐵素體,起固溶強起固溶強化作用化作用 非碳化物形成元素及過剩的非碳化物形成元素及過剩的碳化物形成

16、元素都溶于鐵素碳化物形成元素都溶于鐵素體，形成合金鐵素體體，形成合金鐵素體. Si、Mn對強度、硬度提高對強度、硬度提高顯著。顯著。Cr、Ni在適當范圍在適當范圍內(nèi)提高韌性。內(nèi)提高韌性。2.形成碳化物形成碳化物（1）形成合金滲碳體）形成合金滲碳體v v 由于與碳的親和力比鐵強，由于與碳的親和力比鐵強，碳化物形成元素將置換滲碳體碳化物形成元素將置換滲碳體v中的部分鐵原子而形成合金滲碳體中的部分鐵原子而形成合金滲碳體。 Mn是弱是弱碳化物形成元碳化物形成元素，大部分溶入素，大部分溶入鐵素體，只有少部分溶入滲碳體鐵素體，只有少部分溶入滲碳體（2 2）特殊碳化物特殊碳化物 中強碳化物元素中強碳化物元素

17、:Cr、Mo、V、Ti、Nb、Zr等，除了部分等，除了部分溶入鐵素體和滲碳體之外，還形成自己特殊的碳化物溶入鐵素體和滲碳體之外，還形成自己特殊的碳化物TiC、NbC、VC。這些碳化物的穩(wěn)定性、熔點、硬度、耐磨性更高，。這些碳化物的穩(wěn)定性、熔點、硬度、耐磨性更高，是各種工具和模具鋼中的主要強化相。是各種工具和模具鋼中的主要強化相。二二) )合金元素對合金元素對Fe-Fe3C相圖的影響相圖的影響 擴大奧氏體區(qū)擴大奧氏體區(qū) 縮小奧氏體區(qū)縮小奧氏體區(qū) 改變共晶點和共析點的參數(shù)改變共晶點和共析點的參數(shù) Ni、Mn、Co、C、N等是擴大奧氏體相區(qū)的元等是擴大奧氏體相區(qū)的元素，使素，使A1、A3點下降，點下

18、降，JE線上升。線上升。錳對奧氏體相區(qū)的影響錳對奧氏體相區(qū)的影響1.擴大奧氏體區(qū)的合金元素擴大奧氏體區(qū)的合金元素2.縮小奧氏體區(qū)的合金元素縮小奧氏體區(qū)的合金元素Cr、Mo、W、V、Ti、Si 等元素，等元素，使使A3線溫線溫度上升度上升,JE線溫度下線溫度下降。降。3.改變共晶點和共析點參數(shù)的元素改變共晶點和共析點參數(shù)的元素v幾乎所有的合金元素。幾乎所有的合金元素。v作用作用: : 使使S點和點和E點的成分向左移。點的成分向左移。 使使A1線線的溫度變化。的溫度變化。三三) )合金元素對鋼的熱處理的影響合金元素對鋼的熱處理的影響 加熱時對奧氏體形成的影響加熱時對奧氏體形成的影響 對過冷奧氏體轉(zhuǎn)

19、變的影響對過冷奧氏體轉(zhuǎn)變的影響 對回火轉(zhuǎn)變的影響對回火轉(zhuǎn)變的影響1.合金元素對加熱時奧氏體形成的影響合金元素對加熱時奧氏體形成的影響除除Mn 元素外元素外, ,所有合金元素的加入所有合金元素的加入, ,均使奧均使奧氏體的形成速度減慢。氏體的形成速度減慢。強碳化物形成元素能強烈的阻止奧氏體晶粒強碳化物形成元素能強烈的阻止奧氏體晶粒長大長大( Ti、V、Zr、Nb 等等)。非碳化物形成元素能輕微的阻止奧氏體晶粒長大非碳化物形成元素能輕微的阻止奧氏體晶粒長大 ( Si、Ni、Cu、Co 等等)。2.合金元素對過冷奧氏體轉(zhuǎn)變的影響合金元素對過冷奧氏體轉(zhuǎn)變的影響v 除除 Co 元素外元素外, 所有的合金

20、元素均使所有的合金元素均使 鋼的鋼的 TTT 曲曲線向右移。降低鋼的臨界冷卻線向右移。降低鋼的臨界冷卻速度速度。提高鋼的淬透。提高鋼的淬透性。性。v 除除 Co、Al 元素外元素外, 所有的合金元素所有的合金元素都使馬氏都使馬氏體轉(zhuǎn)變溫度下降。因而增加了鋼中殘余奧氏體的體轉(zhuǎn)變溫度下降。因而增加了鋼中殘余奧氏體的數(shù)量數(shù)量 v 提高鋼的淬透性提高鋼的淬透性, 常用的元素有常用的元素有: Cr、Mn、Mo、Si、Ni、B等。等。3.合金元素對回火轉(zhuǎn)變的影響合金元素對回火轉(zhuǎn)變的影響回火抗力的增加回火抗力的增加 ( temper resistance )二次硬化的產(chǎn)生二次硬化的產(chǎn)生 ( secondar

21、y hardening ) 產(chǎn)生回火脆性產(chǎn)生回火脆性 ( temper brittleness )淬火碳鋼淬火碳鋼 回火回火 時的時的 硬度變化硬度變化 3、對回火轉(zhuǎn)變的影響、對回火轉(zhuǎn)變的影響 提高耐回火性：淬火鋼提高耐回火性：淬火鋼在回火過程中抵抗硬度下降在回火過程中抵抗硬度下降的能力稱耐回火性。的能力稱耐回火性。 合金元素能阻礙馬氏體分解合金元素能阻礙馬氏體分解及碳化物的析出與聚集，并及碳化物的析出與聚集，并使其轉(zhuǎn)變移向更高的溫度，使其轉(zhuǎn)變移向更高的溫度，所以，與碳鋼相比，淬火后所以，與碳鋼相比，淬火后的合金鋼回火時，其硬度降的合金鋼回火時，其硬度降低過程將變緩，因而具有較低過程將變緩，因

22、而具有較高的耐回火性。高的耐回火性。l對于同一回火溫度，當回火硬度相同時，合金鋼比同含碳量對于同一回火溫度，當回火硬度相同時，合金鋼比同含碳量碳鋼回火溫度高。如果同溫度回火，合金鋼硬度比碳鋼高。碳鋼回火溫度高。如果同溫度回火，合金鋼硬度比碳鋼高。 產(chǎn)生二次硬化產(chǎn)生二次硬化 含高含高W、Mo、Cr、V鋼淬火鋼淬火后在后在500600回火時，其硬回火時，其硬度不僅不下降，反而升高的度不僅不下降，反而升高的現(xiàn)象稱二次硬化?，F(xiàn)象稱二次硬化。 產(chǎn)生的原因產(chǎn)生的原因:含上述合金元素含上述合金元素較多的合金鋼較多的合金鋼,在該溫度范圍在該溫度范圍內(nèi)回火時內(nèi)回火時,將析出細小、彌散將析出細小、彌散的特殊碳化物

23、的特殊碳化物,如如Mo2C 、W2C 、VC等等,這類碳化物硬這類碳化物硬度很高度很高,在高溫下非常穩(wěn)定在高溫下非常穩(wěn)定,難難以聚集長大以聚集長大,能有效阻礙位錯能有效阻礙位錯運動運動,具有高溫強度。具有高溫強度。高速鋼高速鋼第三節(jié)第三節(jié) 結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)鋼按用途可分為工程用鋼和機器用鋼。工程用鋼主要是結(jié)構(gòu)鋼按用途可分為工程用鋼和機器用鋼。工程用鋼主要是用于各種工程結(jié)構(gòu)，它們大都是普通結(jié)構(gòu)鋼（碳素結(jié)構(gòu)鋼和用于各種工程結(jié)構(gòu)，它們大都是普通結(jié)構(gòu)鋼（碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼）低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼）機器用鋼主要是用于制造機器零件，一般都要經(jīng)過熱處理后使機器用鋼主要是用于制造機器零件，一般都要經(jīng)過熱

24、處理后使用，大多是優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼用，大多是優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼（優(yōu)質(zhì)碳素鋼和合金結(jié)構(gòu)鋼）（優(yōu)質(zhì)碳素鋼和合金結(jié)構(gòu)鋼）按照其用途和熱處理特點，又可分為滲碳鋼按照其用途和熱處理特點，又可分為滲碳鋼、調(diào)質(zhì)鋼、彈簧鋼、調(diào)質(zhì)鋼、彈簧鋼、軸承鋼。軸承鋼。 對結(jié)構(gòu)鋼的性能要求為：對結(jié)構(gòu)鋼的性能要求為： 使用性能以強韌性為主。使用性能以強韌性為主。 工藝性能以可焊性、淬透工藝性能以可焊性、淬透性為主。性為主。 合金結(jié)構(gòu)鋼除少量為中高合金結(jié)構(gòu)鋼除少量為中高合金鋼外，都是低合金鋼合金鋼外，都是低合金鋼. .銅陵長江公路大橋銅陵長江公路大橋普通結(jié)構(gòu)鋼普通結(jié)構(gòu)鋼 1、成分：、成分：0.4%C,P、S量及非金屬夾雜較多量及非金屬夾雜較

25、多. 2、性能：可焊性、塑性、性能：可焊性、塑性好。好。 3、熱處理：不進行專門、熱處理：不進行專門熱處理，熱軋空冷態(tài)下使熱處理，熱軋空冷態(tài)下使用。用。 4、使用狀態(tài)下組織：、使用狀態(tài)下組織：F+P一、普通結(jié)構(gòu)鋼一、普通結(jié)構(gòu)鋼 5、用途、用途 常常以熱軋板、帶、棒及型以熱軋板、帶、棒及型鋼使用，用量約占鋼材總鋼使用，用量約占鋼材總量的量的70%。 用于建筑結(jié)構(gòu)，適合焊接用于建筑結(jié)構(gòu)，適合焊接、鉚接、栓接等。鉚接、栓接等。螺紋鋼螺紋鋼黃河小浪底樞紐工程黃河小浪底樞紐工程 1、性能要求、性能要求 高強度及足夠韌性。高強度及足夠韌性。 良好的焊接性能。良好的焊接性能。 良好的耐蝕性及低良好的耐蝕性及

26、低的韌脆轉(zhuǎn)變溫度。的韌脆轉(zhuǎn)變溫度。 2、成分特點、成分特點 低碳：低碳：0.2%C. 合金元素：主要是合金元素：主要是Mn，還有少量，還有少量V、Ti、Nb等等。二、低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼二、低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼 3、熱處理：大多數(shù)、熱處理：大多數(shù)熱軋空冷后使用。熱軋空冷后使用。少數(shù)可用正火少數(shù)可用正火+高溫高溫回火處理?；鼗鹛幚怼?4、使用狀態(tài)下組織：、使用狀態(tài)下組織：F+P低合金高強鋼合金元素細化晶粒作用低合金高強鋼合金元素細化晶粒作用l Mn的作用是強化鐵素體；增加珠光體的量。的作用是強化鐵素體；增加珠光體的量。l V、Ti、Nb等起細化晶粒和彌散強化作用。等起細化晶粒和彌散強化作用。 l 另

27、外加另外加Cu、P可提高耐蝕性?？商岣吣臀g性。Q460鋼含鋼含Mo、B，正火組織，正火組織 為為B，強度高，用于石化中溫，強度高，用于石化中溫 高壓容器。高壓容器。壓力容器壓力容器南京長江大橋南京長江大橋 Q345鋼鋼(16Mn)綜合性能好，綜合性能好， 用于船舶、橋梁、車輛等大用于船舶、橋梁、車輛等大 型鋼結(jié)構(gòu)。型鋼結(jié)構(gòu)。 Q390鋼含鋼含V、Ti、Nb，強度，強度 高，用于中等壓力的容器。高，用于中等壓力的容器。萬噸遠洋輪萬噸遠洋輪優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼P、S含量控制在含量控制在0.035%以下以下滲碳鋼滲碳鋼c含量含量 0.15-0.25調(diào)質(zhì)鋼調(diào)質(zhì)鋼c含量含量0.25-0.55彈簧鋼彈簧鋼

28、c含量含量0.45-0.85滾動軸承滾動軸承鋼鋼c含量含量0.95-1.15熱處理特點：需要進行熱處理熱處理特點：需要進行熱處理 制造滲碳零件的鋼種。制造滲碳零件的鋼種。 1、性能要求、性能要求 表面具有高硬度、表面具有高硬度、高耐磨性，心部具有足高耐磨性，心部具有足夠的韌性和強度，即表夠的韌性和強度，即表硬里韌。硬里韌。 良好的熱處理性能良好的熱處理性能,如淬透性和滲碳能力。如淬透性和滲碳能力。三、滲碳鋼三、滲碳鋼滲碳爐滲碳爐 2、成分特點、成分特點 低碳：低碳：0.10.25%C 合金元素作用：合金元素作用： 提高淬透性：提高淬透性：Cr、Mn、Ni、Si 細化晶粒：細化晶粒：Cr、Ti、

29、Ni、V 防止出現(xiàn)第二類回火脆防止出現(xiàn)第二類回火脆性：性：W、Mo滲碳件滲碳件高精密獨高精密獨立導柱立導柱滲碳淬火后的表層組織滲碳淬火后的表層組織 3、熱處理特點、熱處理特點 滲碳件的加工工藝路線滲碳件的加工工藝路線為：下料為：下料鍛造鍛造正火正火機加工機加工滲碳滲碳淬火淬火+低溫回火低溫回火l正火目的為調(diào)整硬度，便于切削加工。正火目的為調(diào)整硬度，便于切削加工。l淬火溫度一般為淬火溫度一般為 Ac1+30-50。 l4、使用狀態(tài)下組織、使用狀態(tài)下組織l心部：心部：M回回+Fl表層：表層：M回回+顆粒狀碳化物顆粒狀碳化物+A(少量少量)；4.滲碳鋼牌號滲碳鋼牌號20 Mn2 Ti A等級等級:高

30、級優(yōu)質(zhì)高級優(yōu)質(zhì)含鈦量含鈦量WTi1.5 %含錳量含錳量WMn 2 %含碳量含碳量WC 20 %005.典型滲碳鋼種介紹典型滲碳鋼種介紹 低淬透性滲碳鋼：低淬透性滲碳鋼：合金元素總量合金元素總量3 %，典型鋼，典型鋼種：種： 15Cr、20Cr、20Mn2。用于受力小的耐磨件，如柴油用于受力小的耐磨件，如柴油機的活塞銷、凸輪軸等。機的活塞銷、凸輪軸等。中淬透性滲碳鋼中淬透性滲碳鋼合金元素總量在合金元素總量在4 %左右。典型左右。典型鋼種：鋼種：20 CrMn、20CrMnTi、 20Mn2TiB。用于中等載荷。用于中等載荷 的耐磨件，如變速箱齒輪。的耐磨件，如變速箱齒輪。柴油機凸輪軸柴油機凸輪軸

31、活塞銷活塞銷( 20Cr )高淬透性滲碳鋼高淬透性滲碳鋼合金元素總量在合金元素總量在4 % 6 %。典型鋼種：典型鋼種：18Cr2NiWA、 20Cr2Ni4A等。用于大載荷等。用于大載荷 的耐磨件，如柴油機曲軸。的耐磨件，如柴油機曲軸。 柴油機曲軸柴油機曲軸20CrMnTi鋼制造齒輪的鋼制造齒輪的熱處理工藝曲線熱處理工藝曲線調(diào)質(zhì)件（螺桿）調(diào)質(zhì)件（螺桿） 調(diào)質(zhì)后使用的鋼種。調(diào)質(zhì)后使用的鋼種。 1、性能要求、性能要求 良好的綜合力學性能良好的綜合力學性能. 良好的淬透性。良好的淬透性。四、調(diào)質(zhì)鋼四、調(diào)質(zhì)鋼 2、成分特點、成分特點 中碳：中碳：0.30.5%C 合金元素作用：合金元素作用： 提高淬

32、透性提高淬透性:Mn、Si、Cr、Ni、B 強化鐵素體強化鐵素體:Mn、Si、Cr、Ni 細化晶粒細化晶粒:Ti、V 防止第二類回火脆性防止第二類回火脆性:W、Mo調(diào)質(zhì)件（冷卻輪）調(diào)質(zhì)件（冷卻輪）破碎機主軸破碎機主軸 3、熱處理及組織特點、熱處理及組織特點 調(diào)質(zhì)件的加工工藝路線為：下料調(diào)質(zhì)件的加工工藝路線為：下料鍛造鍛造退火退火粗粗加工加工調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)精加工精加工裝配裝配 調(diào)質(zhì)目的：獲得良好綜合力學性能調(diào)質(zhì)目的：獲得良好綜合力學性能 使用狀態(tài)下的組織為：使用狀態(tài)下的組織為：S回回l為提高表面耐磨性，調(diào)質(zhì)后可為提高表面耐磨性，調(diào)質(zhì)后可進行表面淬火或氮化。進行表面淬火或氮化?；鼗鹚魇象w回火索氏體調(diào)質(zhì)處

33、理車間調(diào)質(zhì)處理車間(表面淬火表面淬火+低溫回火低溫回火)裝配裝配為表面淬火作組織準備；為表面淬火作組織準備；獲得最終心部組織獲得最終心部組織.表面：表面： M回回；心部：心部：S回回柴油機凸輪軸柴油機凸輪軸 4、常用鋼號及用途、常用鋼號及用途 低淬透性鋼：低淬透性鋼：D0油油60mm,常用常用40CrNiMo,用于制造大用于制造大截面重載荷零件，如曲軸等。截面重載荷零件，如曲軸等。單缸汽車曲軸單缸汽車曲軸 制造彈簧或類似性能零件制造彈簧或類似性能零件的鋼種。的鋼種。 1、性能要求、性能要求 彈簧是利用彈性變形儲存彈簧是利用彈性變形儲存能量或緩和沖擊的零件。能量或緩和沖擊的零件。 高的高的s，s

34、/b；高的高的-1；足夠的韌性；足夠的韌性 高的淬透性。高的淬透性。五、彈簧鋼五、彈簧鋼40Cr鋼制造連桿螺栓的鋼制造連桿螺栓的熱處理工藝曲線熱處理工藝曲線 2、成分特點、成分特點 中高碳：中高碳： 碳素彈簧鋼為碳素彈簧鋼為0.60.9%C 合金彈簧鋼為合金彈簧鋼為0.450.7%C 合金元素作用：合金元素作用： 提高淬透性、強化鐵素提高淬透性、強化鐵素體：體：Mn、Si、Cr 提高提高 s/ b：Si 細化晶粒：細化晶粒：V汽車彈簧汽車彈簧 3、熱處理及組織特點、熱處理及組織特點 冷成型彈簧：冷拔冷成型彈簧：冷拔冷成型冷成型定型處理定型處理(250300)。 用于用于10mm)汽車板簧淬火線

35、汽車板簧淬火線冷卷螺旋壓縮彈簧冷卷螺旋壓縮彈簧 5、常用鋼號及用途、常用鋼號及用途 Si、Mn彈簧鋼，如彈簧鋼，如65Mn、60Si2Mn，用于制造較，用于制造較大截面彈簧。大截面彈簧。 Cr、V彈簧鋼，如彈簧鋼，如50CrV，50CrMnA，55SiMnMoVNb用于大截面、大載荷、耐熱的彈簧。用于大截面、大載荷、耐熱的彈簧。大型熱卷彈簧大型熱卷彈簧汽車板簧汽車板簧五五.滾動軸承鋼滾動軸承鋼(bearingsteel)1.性能要求性能要求:v高的硬度強度和耐磨性高的硬度強度和耐磨性;v高的接觸疲勞強度高的接觸疲勞強度;v足夠的韌性和耐蝕性足夠的韌性和耐蝕性;v高的純凈度高的純凈度;滾珠軸承滾

36、珠軸承滾針軸承滾針軸承滾柱軸承滾柱軸承 2、成分特點、成分特點 高碳：高碳：0.951.10%C 合金元素：以合金元素：以Cr為主為主,加入加入Mn、Si。 Cr、Mn、Si的主要作用的主要作用是提高淬透性是提高淬透性推力球軸承推力球軸承滾針滾針軸承軸承l(wèi)Cr還提高耐磨性（形成合金滲還提高耐磨性（形成合金滲碳體）和耐蝕性。碳體）和耐蝕性。l當當1.65%Cr時時,會因會因A增加增加而使硬度和穩(wěn)定性下降。而使硬度和穩(wěn)定性下降。 3、熱處理和組織特點、熱處理和組織特點 滾動軸承鋼是過共析鋼。滾動軸承鋼是過共析鋼。 熱處理：熱處理：球化退火球化退火+淬火淬火+低溫回火低溫回火 組織：組織： M回回+

37、顆粒狀碳化物顆粒狀碳化物+A(少量少量)l淬火后進行冷處理淬火后進行冷處理(- -60 - -80), 可以可以減少減少A、穩(wěn)定尺寸、穩(wěn)定尺寸. 軸承生產(chǎn)車間軸承生產(chǎn)車間滾針軸承滾針軸承滾柱軸承滾柱軸承滾珠軸承滾珠軸承大型軸承大型軸承 4、常用鋼號及用途、常用鋼號及用途 應(yīng)用最廣的是應(yīng)用最廣的是GCr15，大量用于大，大量用于大中型軸承；中型軸承； 大型軸承用大型軸承用GCr15SiMn。 這類鋼還可用于制造模具這類鋼還可用于制造模具、量具等量具等.4.滾動軸承鋼的牌號滾動軸承鋼的牌號G Cr9 Si Mn 含含Mn量量WMn1.5 % 含含Si量量WSi1.5 % 含含Cr量量WCr 0.9

38、 % 滾動軸承鋼滾動軸承鋼解釋下列符號所表示的金屬材料：解釋下列符號所表示的金屬材料：45；T12A；Q235D；Q345-B；20CrMnTi；40Cr；60Si2Mn；GCr15；9SiCr；W18Cr4V；ZGMn13T10A2.選材題選材題1.汽車緩沖彈簧汽車緩沖彈簧；2.滾動軸承；滾動軸承；3.載重汽車齒輪；載重汽車齒輪；4.拖拉機變速箱齒輪；拖拉機變速箱齒輪；5.活塞銷；活塞銷；6.船舶、橋梁船舶、橋梁a：GCr15SiMn；b：40Crc：55Si2Mn；d：20CrMnTie：20Cr；f：Q345根據(jù)其用途特點根據(jù)其用途特點工具鋼的分類工具鋼的分類分類原則第四節(jié)第四節(jié) 工具鋼

39、工具鋼刃具鋼刃具鋼模具鋼模具鋼量具鋼量具鋼模具模具根據(jù)其化學成分特點根據(jù)其化學成分特點工具鋼的分類工具鋼的分類分類原則碳素工具鋼碳素工具鋼低合金工具鋼低合金工具鋼高合金工具鋼高合金工具鋼中合金工具鋼中合金工具鋼工具鋼工具鋼性能要求性能要求: 1、高硬度高硬度(HRC60),主要取決于含碳量。主要取決于含碳量。 2、高耐磨性高耐磨性靠高硬度靠高硬度和析出細小均勻硬碳化和析出細小均勻硬碳化物來達到。物來達到。 3、高熱硬性高熱硬性即高溫下即高溫下保持高硬度的能力。保持高硬度的能力。 4、足夠的韌性足夠的韌性以防止以防止脆斷和崩刃。脆斷和崩刃。切削加工的基本形式切削加工的基本形式 用來制造各用來制造

40、各種切削刀具種切削刀具的鋼種。的鋼種。一、刃具鋼一、刃具鋼切削加工切削加工 一一.碳素碳素鋼鋼 共有七個牌號：共有七個牌號：T7T13 1、成分特點：、成分特點：l高碳高碳(0.651.35%C) 隨含碳量提高，碳化物隨含碳量提高，碳化物量增加，耐磨性提高，量增加，耐磨性提高，但韌性下降。但韌性下降。 碳素工具鋼帶碳素工具鋼帶碳素工具鋼材料碳素工具鋼材料 2、熱處理及組織、熱處理及組織 熱處理：球化退火熱處理：球化退火+淬火淬火+低溫回火低溫回火 球化退火目的：球化退火目的： 降低硬度降低硬度,便于加工便于加工; 為淬火作組織準備。為淬火作組織準備。 使用狀態(tài)下的組織：使用狀態(tài)下的組織：M回回

41、+顆粒狀碳化物顆粒狀碳化物+A(少量少量) 球狀珠光體球狀珠光體T12鋼正常淬火組織鋼正常淬火組織 3、用途、用途 由于碳鋼熱硬性、淬透性差，只用于制造小尺寸由于碳鋼熱硬性、淬透性差，只用于制造小尺寸的手工工具和低速刃具。的手工工具和低速刃具。 T7T9：制造承受沖擊的工具，如木工工具：沖：制造承受沖擊的工具，如木工工具：沖子、鑿子、錘子等。子、鑿子、錘子等。木工鑿木工鑿木工鉆木工鉆 T10T11：制造低速切削工具，如鉆頭、絲錐、：制造低速切削工具，如鉆頭、絲錐、車刀等。車刀等。 T12T13：制造耐磨工具，如銼刀、鋸條等。制造耐磨工具，如銼刀、鋸條等。絲錐絲錐銼刀銼刀手鋸條手鋸條鉆頭鉆頭二.

42、合金刃具鋼合金刃具鋼(alloycuttingsteel) 種類種類:低合金刃具鋼低合金刃具鋼;高速鋼。高速鋼。 牌號牌號:合金元素及含量合金元素及含量千分之幾的含碳量千分之幾的含碳量 9 Si Cr W18 Cr4 V1.低合金刃具鋼低合金刃具鋼1.性能要求性能要求:高硬度、高耐磨性、有一高硬度、高耐磨性、有一定的紅硬性、強度和韌性定的紅硬性、強度和韌性,工作溫度不超過工作溫度不超過300。2.化學成分特點化學成分特點:*高碳高碳 0.751.5%C*加入加入Cr、Mn、Si、 W、V 等合金元素。等合金元素。3.熱處理特點熱處理特點:球化退火球化退火 淬火淬火 + 低溫回火低溫回火 典型鋼

43、號：典型鋼號：9SiCr，CrWMn，GCr15等等 3、常用鋼號及用途、常用鋼號及用途 應(yīng)用最多的是應(yīng)用最多的是9SiCr。用。用于制造形狀復雜、要求變于制造形狀復雜、要求變形小的低速刃具，如絲錐、形小的低速刃具，如絲錐、板牙等板牙等. 絲錐絲錐板牙板牙低合金工具鋼扳手低合金工具鋼扳手9SiCr鋼板牙熱處理工藝曲線鋼板牙熱處理工藝曲線板牙板牙球化退火球化退火 淬火淬火 + 低溫回火低溫回火 2.高速鋼高速鋼俗稱：鋒鋼、風鋼俗稱：鋒鋼、風鋼; (1) 性能要求性能要求:高硬度、高耐磨性、高的紅硬性高硬度、高耐磨性、高的紅硬性(600時時,HRC63以上以上) 、有一定的強、有一定的強度和韌性。

44、度和韌性。代表鋼種：代表鋼種：W18Cr4V(18-4-1 鋼鋼),W6Mo5Cr4V2(6-5-4-2)車刀車刀銑刀銑刀鉆頭鉆頭(2) 化學成分特點化學成分特點:v高碳高碳 0.71.5%:v鎢鎢 18%:v鉬鉬 5%:v鉻鉻 4%:v釩釩1.5%: 保證高硬度保證高硬度退火狀態(tài)下形成退火狀態(tài)下形成M6C碳化物碳化物,在在560左右回火時左右回火時, 彌散析出彌散析出W2C, 造成二次造成二次硬化硬化, 提高鋼的紅硬性。提高鋼的紅硬性。1%Mo的作用等同于的作用等同于2%W。形成形成Cr23C6碳化物碳化物;提高鋼的淬透性。提高鋼的淬透性。形成形成VC, 硬度極高硬度極高, 提高鋼的硬度和提

45、高鋼的硬度和耐磨性耐磨性, 產(chǎn)生二次硬化產(chǎn)生二次硬化。鎢、鉬的作用鎢、鉬的作用:保證高的熱硬性保證高的熱硬性鉻、釩的作用鉻、釩的作用:保證高的熱硬性和耐磨性保證高的熱硬性和耐磨性l3、高速鋼高速鋼加工與熱處理的特點加工與熱處理的特點l加工工藝路線：下料加工工藝路線：下料鍛造鍛造退火退火機加工機加工淬火淬火回火回火磨削磨削 高速鋼是萊氏體高速鋼是萊氏體鋼，由魚骨狀萊鋼，由魚骨狀萊氏體與樹枝狀氏體與樹枝狀M+T組成，脆性組成，脆性大且無法熱處理大且無法熱處理改善。改善。W18Cr4V鑄造組織 130 W18Cr4V鋼的鑄態(tài)組織鋼的鑄態(tài)組織W18Cr4V鑄態(tài)組織 420 鍛造鍛造:魚骨狀碳化物不能用

46、熱處理來消除魚骨狀碳化物不能用熱處理來消除,只能依只能依 靠反復多次鍛打來擊碎靠反復多次鍛打來擊碎。W18Cr4V鍛造組織 210 退火目的：退火目的： 降低硬度，便于降低硬度，便于切削加工；切削加工； 為淬火作組織準為淬火作組織準備。備。 退火后的組織：退火后的組織：S+顆粒狀碳化物顆粒狀碳化物l 鍛造目的：打碎粗大的魚骨狀共晶碳化物，使鍛造目的：打碎粗大的魚骨狀共晶碳化物，使其均勻地分布于基體中。其均勻地分布于基體中。 W18Cr4V球化退火組織 420 淬火目的淬火目的:獲得獲得高合金元素含量的高合金元素含量的馬氏體。因此淬火馬氏體。因此淬火溫度高溫度高(1200)。l淬火后組織：淬火后

47、組織： M+未溶碳化物未溶碳化物(10%)+A (20%)W18Cr4VW18Cr4V鋼的淬火組織鋼的淬火組織 回火時的組織變化：回火時的組織變化： 析出析出W、Mo、V的碳化物，產(chǎn)生二次硬化。的碳化物，產(chǎn)生二次硬化。 碳及合金元素含量下降，碳及合金元素含量下降，Ms點上升，回火冷卻點上升，回火冷卻時，時，A轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)镸。即所謂的二次淬火。即所謂的二次淬火。 以上合金碳化物的彌散析出和二次淬火均使鋼的硬以上合金碳化物的彌散析出和二次淬火均使鋼的硬度明顯上升，產(chǎn)生二次硬化，從而保證了鋼的熱硬度明顯上升，產(chǎn)生二次硬化，從而保證了鋼的熱硬性性l 回火目的：主要回火目的：主要為減少為減少A。消除內(nèi)。

48、消除內(nèi)應(yīng)力、穩(wěn)定組織。應(yīng)力、穩(wěn)定組織。高速鋼硬度與回火溫度關(guān)系高速鋼硬度與回火溫度關(guān)系W18Cr4V鋼的熱處理過程示意圖鋼的熱處理過程示意圖*淬火后淬火后A殘殘約約2025 %。*第一次回火后第一次回火后A殘殘約剩約剩1518 %。*第二次回火后第二次回火后A殘殘約剩約剩35 %。*第三次回火后第三次回火后A殘殘約剩約剩12 %。回火后的組織回火后的組織: M回回 + Cm + A殘殘 ( 1 2 % )組織硬度為組織硬度為HRC65以上以上。W18Cr4V淬火淬火+一次回火組織一次回火組織W18Cr4V淬火+一次回火組織 105 W18Cr4V淬火淬火+三次回火組織三次回火組織W18Cr4V

49、淬火+ 三次回火組織 420 不同狀態(tài)下不同狀態(tài)下W18Cr4V的組織的組織鑄態(tài)鑄態(tài)淬火回火態(tài)淬火回火態(tài)淬火態(tài)淬火態(tài)退火態(tài)退火態(tài)三三.合金模具鋼合金模具鋼(alloydiesteel)v熱作模鋼熱作模鋼:工作溫度為工作溫度為600以上。以上。v冷作模鋼冷作模鋼:工作溫度為工作溫度為200300。一一)熱作模鋼熱作模鋼1.性能要求性能要求:高的熱硬性、高溫耐磨性高的熱硬性、高溫耐磨性;高的抗氧化能力高的抗氧化能力;高的熱強性和足夠高的韌性高的熱強性和足夠高的韌性;高的熱疲勞抗力高的熱疲勞抗力( 防止龜裂防止龜裂 );高的淬透性和導熱性高的淬透性和導熱性; 2.化學成分特點化學成分特點:中碳中碳

50、0.30.6 %;合金元素合金元素:Cr、Ni、Mn、 Si、Mo、W、V。曲軸模具曲軸模具3.熱處理特點熱處理特點: *熱鍛模鋼熱鍛模鋼: 5 CrMnMo 熱處理工藝熱處理工藝: 淬火淬火 + 550回火回火 熱處理后的組織熱處理后的組織: S回或回或T回回 溫度時間500820850預冷預冷油冷油冷530550回火回火二二)冷作模鋼冷作模鋼(colddiesteel)1.性能要求性能要求:高的硬度高的硬度,HRC62;高的耐磨性高的耐磨性;足夠高的韌性與疲勞抗力足夠高的韌性與疲勞抗力;熱處理變形小熱處理變形小;2.化學成分特點化學成分特點:高碳高碳 12 %;合金元素合金元素:Cr, M

51、o、W、V。汽車沖壓模具汽車沖壓模具3.熱處理特點熱處理特點: *低淬低回（一次硬化法）低淬低回（一次硬化法）: 淬火淬火 + 低溫回火低溫回火 ( 9501000 ) ( 150180 ) *高淬高回（二次硬化法）高淬高回（二次硬化法）: 淬火淬火 + 三次回火三次回火 ( 11001000 ) ( 510520 )熱處理后的組織熱處理后的組織: M回回 + Cm + A殘殘牌號牌號: Cr12、Cr12MoV 制造各種量具用鋼。制造各種量具用鋼。如千分尺、卡尺、塊如千分尺、卡尺、塊規(guī)、塞規(guī)等。規(guī)、塞規(guī)等。三、量具鋼三、量具鋼卡尺卡尺塞規(guī)塞規(guī)千分尺千分尺四四.合金量具鋼合金量具鋼(alloy

52、measuringsteel)1.性能要求性能要求: 高的硬度高的硬度, HRC62;高的耐磨性高的耐磨性;高的尺寸穩(wěn)定性高的尺寸穩(wěn)定性;足夠高的心部韌性足夠高的心部韌性;熱處理變形小熱處理變形小; 尺寸穩(wěn)定尺寸穩(wěn)定;良好的耐蝕性良好的耐蝕性;卡卡 尺尺量量 規(guī)規(guī)千分尺千分尺3.熱處理特點熱處理特點:4.熱處理后的組織熱處理后的組織: M回回 + Cm淬火淬火 冷處理冷處理 ( - 70 - 80 ) 低溫回火低溫回火 時效處理時效處理 ( 120130,幾十小時幾十小時 ) 5.牌號牌號: CrWMn、4Cr13、GCr15、 9SiCr、T12A、60等等。2.化學成分特點化學成分特點:高

53、碳高碳 0.91.5 %;合金元素合金元素:Cr, Mn、W。CrWMn鋼制造塊規(guī)退火后的鋼制造塊規(guī)退火后的熱處理工藝熱處理工藝650820840油冷油冷3h-70-80 冷處理冷處理110120時效處理時效處理精磨精磨3h研磨研磨溫度時間650820840油冷油冷3h-70-80 冷處理冷處理1401603h11012036h時效處理時效處理精磨精磨溫度時間第四節(jié)第四節(jié)特殊性能鋼特殊性能鋼(specialperformancesteel) 不銹鋼不銹鋼(stainlesssteel) 耐熱鋼耐熱鋼(heatresistantsteel) 耐磨鋼耐磨鋼(wearresistantsteel)化

54、工管道化工管道的腐蝕的腐蝕裂解管裂解管內(nèi)壁的內(nèi)壁的高溫腐高溫腐蝕減薄蝕減薄 化學腐蝕化學腐蝕是指金屬在非電解質(zhì)中的腐蝕。是指金屬在非電解質(zhì)中的腐蝕。 電化學腐蝕電化學腐蝕是指金屬在電解質(zhì)溶液中的腐蝕，是有是指金屬在電解質(zhì)溶液中的腐蝕，是有電流參與作用的腐蝕。電流參與作用的腐蝕。一、不銹鋼一、不銹鋼l在腐蝕介質(zhì)中具有在腐蝕介質(zhì)中具有耐蝕性能的鋼。耐蝕性能的鋼。l 金屬的腐蝕金屬的腐蝕l金屬的腐蝕分化學金屬的腐蝕分化學腐蝕和電化學腐蝕。腐蝕和電化學腐蝕。 防止電化學腐蝕的措施：防止電化學腐蝕的措施： 獲得均勻的單相組織。獲得均勻的單相組織。 提高合金的電極電位。提高合金的電極電位。 使表面形成致密

55、的鈍化膜使表面形成致密的鈍化膜. .l工業(yè)發(fā)達國家每年金屬腐蝕工業(yè)發(fā)達國家每年金屬腐蝕造成的直接經(jīng)濟損失占造成的直接經(jīng)濟損失占GNP的的4%左右。中國每年腐蝕左右。中國每年腐蝕的損失至少達的損失至少達400億元以上億元以上.珠光體腐蝕示意圖珠光體腐蝕示意圖電解液電解液Zn-Cu原電池示意圖原電池示意圖ZnZn2 2、晶間腐蝕：是沿晶粒周界發(fā)生腐蝕的現(xiàn)象，危害、晶間腐蝕：是沿晶粒周界發(fā)生腐蝕的現(xiàn)象，危害很大很大. .（主要原因：由于晶界析出（主要原因：由于晶界析出CrCr2323C C6 6，使晶界附使晶界附近近CrCr含量降到含量降到12%12%以下，在介質(zhì)作用下發(fā)生強烈腐以下，在介質(zhì)作用下發(fā)

56、生強烈腐蝕。蝕。改善方法：加改善方法：加 TiTi、NbNb則先于則先于CrCr與與C C形成不易溶于奧形成不易溶于奧氏體的碳化物氏體的碳化物, , 避免晶界貧避免晶界貧CrCr。晶間腐蝕晶間腐蝕晶間腐蝕晶間腐蝕破壞實例破壞實例304不銹鋼不銹鋼消火栓消火栓齒輪架齒輪架2）Cr：是提高耐蝕性的主要元素：是提高耐蝕性的主要元素形成穩(wěn)定致密的形成穩(wěn)定致密的Cr2O3氧化膜氧化膜.Cr含量大于含量大于13%時，形成單相鐵素體組織。時，形成單相鐵素體組織。提高基體電極電位提高基體電極電位3）Ni：獲得單相奧氏體組織。：獲得單相奧氏體組織。4）Mo：耐有機酸腐蝕。：耐有機酸腐蝕。5）Ti,Nb:防止奧氏

57、體鋼晶間腐蝕防止奧氏體鋼晶間腐蝕.4.化學成分特點化學成分特點: * 低碳低碳:耐蝕性要求愈高耐蝕性要求愈高,碳含量愈低。碳含量愈低。 * 合金元素合金元素:主加主加Cr。 輔加輔加Ni、Mo、Cu、Ti、Nb、Mn 等。等。5.常用的不銹鋼常用的不銹鋼: *馬氏體型不銹鋼馬氏體型不銹鋼 *鐵素體型不銹鋼鐵素體型不銹鋼 *奧氏體型不銹鋼奧氏體型不銹鋼7、常用不銹鋼、常用不銹鋼（一）馬氏體不銹鋼（一）馬氏體不銹鋼 主要是主要是Cr13型不銹鋼型不銹鋼鋼號為鋼號為1Cr134Cr13 隨含碳量提高，強度、隨含碳量提高，強度、硬度提高，耐蝕性下降硬度提高，耐蝕性下降. 1Cr13、2Cr13 熱處理

58、熱處理:淬火淬火+高溫回火高溫回火 使用狀態(tài)下的組織使用狀態(tài)下的組織:S回回不銹鋼棒不銹鋼棒 1Cr13、2Cr13具有具有耐大氣耐大氣、蒸汽腐蝕蒸汽腐蝕能力及良好的綜合能力及良好的綜合力學性能。力學性能。用于要求塑韌性用于要求塑韌性較高的耐蝕件，較高的耐蝕件，如汽輪機葉片等如汽輪機葉片等.汽輪機葉片汽輪機葉片透平轉(zhuǎn)透平轉(zhuǎn)輪輪 3Cr13、4Cr13 熱處理：淬火熱處理：淬火+低溫回火。低溫回火。 使用狀態(tài)下的組織：使用狀態(tài)下的組織：M回回。 具有較高強度、硬度。具有較高強度、硬度。 用于要求耐蝕、耐磨件，用于要求耐蝕、耐磨件，醫(yī)療器械、量具等。醫(yī)療器械、量具等。醫(yī)療器械醫(yī)療器械不銹鋼刀不銹鋼

59、刀1Cr17削片刀削片刀（二）鐵素體不銹鋼（二）鐵素體不銹鋼 典型鋼號典型鋼號1Cr17等。等。 成分：高鉻低碳成分：高鉻低碳l 組織：單相鐵素體組織：單相鐵素體 用途用途 廣泛用于硝酸和氮肥工廣泛用于硝酸和氮肥工業(yè)的耐蝕件。業(yè)的耐蝕件。硝酸生產(chǎn)裝置硝酸生產(chǎn)裝置鐵素體不鐵素體不銹鋼制品銹鋼制品（三）奧氏體不銹鋼（三）奧氏體不銹鋼 主要是主要是18-8（18Cr-8Ni）型不銹鋼）型不銹鋼。性能特點：性能特點：具有良好的耐蝕性，冷熱加工性及具有良好的耐蝕性，冷熱加工性及可焊性。高的塑韌性，無磁性。可焊性。高的塑韌性，無磁性。 熱處理：熱處理：采用采用固溶處理固溶處理。即加熱到即加熱到1100使碳

60、化使碳化物溶解后水冷。物溶解后水冷。l組織為單相奧氏體組織為單相奧氏體。不銹鋼帶不銹鋼帶 常用鋼種常用鋼種 為為1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti 廣泛用于化工設(shè)備及管道廣泛用于化工設(shè)備及管道.反應(yīng)釜反應(yīng)釜(316L)大型化工儲罐大型化工儲罐(304)熱交換器熱交換器(316L) 性能要求性能要求 1、高的抗氧化性、高的抗氧化性： 指鋼在高溫下對氧指鋼在高溫下對氧化作用的抗力?；饔玫目沽Α?鋼中加入鋼中加入Cr、Si、Al可形成致密穩(wěn)定可形成致密穩(wěn)定的氧化膜，阻礙氧的氧化膜，阻礙氧進一步擴散，提高進一步擴散，提高抗氧化性?？寡趸?。二、耐熱鋼二、耐熱鋼氣輪機葉片氣輪機葉片飛機發(fā)動機飛機發(fā)