黑色金屬材料ppt課件

1、l黑色金屬資料l有色金屬資料l新型金屬資料l混合物合金混合物合金mixture alloyl細(xì)微晶粒相互間混合細(xì)微晶粒相互間混合l具有低共熔點(diǎn)具有低共熔點(diǎn)l固溶體合金固溶體合金solid solution alloyl金屬間化合物合金金屬間化合物合金intermetallic compound alloy2l鐵的同素異晶體l-Fe：體心立方l-Fe：面心立方l-Fe：體心立方3oo1394 C912 CFeFeFe 4l奧氏體Austenite，符號(hào)A表示l碳溶解在-Fe中的間隙固溶體l仍堅(jiān)持 -Fe的面心立方晶格，晶界比較直，呈規(guī)那么多邊形l727時(shí)溶碳為c 0.77，1148時(shí)可溶碳2.1

2、1l具有較高塑性5l馬氏體Martensite，符號(hào)M表示l碳在-Fe中的過飽和固溶體l馬氏體的晶體構(gòu)造為體心四方構(gòu)造BCT，中高碳鋼中加速冷卻通?？梢垣@得這種組織l普遍具有較高強(qiáng)度和硬度6高碳馬氏體低碳馬氏體7奧氏體和馬氏體的構(gòu)造奧氏體和馬氏體的構(gòu)造l鐵素體Ferrite，符號(hào)F表示l碳溶解于-Fe的體心立方晶格中構(gòu)成的間隙固溶體l碳原子含量很少(僅0.02%)l強(qiáng)度和硬度低，塑性和韌性好。8l滲碳體cementite，符號(hào)C表示l碳與鐵構(gòu)成的一種化合物Fe3C，普通含碳6.67l復(fù)雜的正交晶格l熔點(diǎn)1227。l極高硬度BHN600以上的脆性化合物，塑性、韌性幾乎為零。9l珠光體pearli

3、te，符號(hào)P表示l奧氏體冷卻時(shí)，在727發(fā)生共析轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物l碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均為Wc=0.77%l顯微組織為由鐵素體片與滲碳體片交替陳列的片狀組織10Fe-Fe3C phase diagram111213主要點(diǎn)lABCD線線液相線液相線l液相冷卻至此開場(chǎng)析出，加熱至此全部轉(zhuǎn)化。液相冷卻至此開場(chǎng)析出，加熱至此全部轉(zhuǎn)化。lAHJECF線線固相線固相線l液態(tài)合金至此線全部結(jié)晶為固相，加熱至此開場(chǎng)轉(zhuǎn)化液態(tài)合金至此線全部結(jié)晶為固相，加熱至此開場(chǎng)轉(zhuǎn)化lGS線線A3線線A開場(chǎng)析出開場(chǎng)析出F的轉(zhuǎn)變線，加熱時(shí)的轉(zhuǎn)變線，加熱時(shí)F全部溶入全部溶入AlES線線AC線線C在在A中溶解度曲線中溶解度曲線lECF線線共晶線共晶

4、線含含C量量2.11-6.69%至此發(fā)生共晶反響，結(jié)晶出至此發(fā)生共晶反響，結(jié)晶出A與與Fe3C混合混合物萊氏體。物萊氏體。lPSK線線共析線共析線含含C量在量在0.0218-6.69%至此反生共析反響，產(chǎn)生出珠光體至此反生共析反響，產(chǎn)生出珠光體14主要線分分 類類特特 點(diǎn)點(diǎn)常常 用用 方方 法法整體熱處理整體熱處理是對(duì)工件整體進(jìn)行穿透加熱退火、正火、 淬火+回火、調(diào)質(zhì)等表面熱處理表面熱處理是僅對(duì)工件的表面進(jìn)行的熱處理工藝表面淬火和回火（如感應(yīng)加熱淬火）、氣相沉積等化學(xué)熱處理化學(xué)熱處理是改變工件表層的化學(xué)成分、組織和性能滲碳、滲氮、碳氮共滲、氮碳共滲、滲金屬、多元共滲等15Chapter6 Me

5、tallic Materialsl工業(yè)用鋼按化學(xué)成分分為碳素鋼和合金鋼兩大類。工業(yè)用鋼按化學(xué)成分分為碳素鋼和合金鋼兩大類。l碳素鋼是指含碳量不大碳素鋼是指含碳量不大于于2.11%的鐵碳合金。的鐵碳合金。l合金鋼是指為了改善鋼合金鋼是指為了改善鋼的某些性能而參與一定的某些性能而參與一定量的某種或幾種合金元量的某種或幾種合金元素所獲得的鐵基合金。素所獲得的鐵基合金。 一、鋼的分類一、鋼的分類1、按化學(xué)成分分、按化學(xué)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 0.25%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 51

6、0%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P(yáng)SPS普通質(zhì)量鋼普通質(zhì)量鋼0.0450.050.0450.045優(yōu)優(yōu) 質(zhì)質(zhì) 鋼鋼0.0350.0350.0350.035高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼0.0300.0300.0250.025特級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼特級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼0.0250.0200.0250.015l2、按質(zhì)量分、按質(zhì)量分l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。l分為普通鋼、優(yōu)質(zhì)鋼、高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼和特級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼分為普通鋼、優(yōu)質(zhì)鋼、高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼和特級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼.l根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范，各質(zhì)量等級(jí)鋼的磷、硫含量如下：根據(jù)現(xiàn)行規(guī)

7、范，各質(zhì)量等級(jí)鋼的磷、硫含量如下： 轉(zhuǎn)爐煉鋼轉(zhuǎn)爐煉鋼平爐煉鋼平爐煉鋼平爐鋼平爐鋼轉(zhuǎn)爐鋼轉(zhuǎn)爐鋼電爐鋼電爐鋼 按按 爐爐 別別 分分沸騰鋼：脫氧不充分，澆注時(shí)沸騰鋼：脫氧不充分，澆注時(shí)C C與與O O反反響發(fā)響發(fā)鎮(zhèn)靜鋼：脫氧充分，組織致密，成材鎮(zhèn)靜鋼：脫氧充分，組織致密，成材率低。率低。半鎮(zhèn)靜鋼：介于前兩者之半鎮(zhèn)靜鋼：介于前兩者之間。間。生沸騰。這種鋼成材率高，但不致密。生沸騰。這種鋼成材率高，但不致密。按脫氧程度分按脫氧程度分珠光體鋼珠光體鋼貝氏體鋼貝氏體鋼馬氏體鋼馬氏體鋼鐵素體鋼鐵素體鋼奧氏體鋼奧氏體鋼萊氏體鋼萊氏體鋼 按正火組織分按正火組織分亞共析鋼亞共析鋼共共 析析 鋼鋼過共析鋼過共析鋼

8、按退火組織分按退火組織分電弧爐煉鋼電弧爐煉鋼公用鋼公用鋼 造船、橋梁、鍋爐、壓力容器、建筑造船、橋梁、鍋爐、壓力容器、建筑碳素構(gòu)造鋼碳素構(gòu)造鋼調(diào)調(diào) 質(zhì)質(zhì) 鋼鋼外表硬化鋼外表硬化鋼易切削構(gòu)造鋼易切削構(gòu)造鋼彈彈 簧簧 鋼鋼軸軸 承承 鋼鋼結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu) 鋼鋼刃具鋼刃具鋼量具鋼量具鋼模具鋼模具鋼工工 具具 鋼鋼不銹耐酸鋼不銹耐酸鋼耐熱鋼耐熱鋼耐磨鋼耐磨鋼低溫鋼低溫鋼電工用鋼電工用鋼特特 殊殊 性性能能 鋼鋼擠壓模具擠壓模具l二、鋼的編號(hào)二、鋼的編號(hào)l我國(guó)鋼材的編號(hào)是采我國(guó)鋼材的編號(hào)是采用漢語(yǔ)拼音字母、化用漢語(yǔ)拼音字母、化學(xué)元素符號(hào)和阿拉伯學(xué)元素符號(hào)和阿拉伯?dāng)?shù)字相結(jié)合的方法。數(shù)字相結(jié)合的方法。l采用漢語(yǔ)拼

9、音字母表采用漢語(yǔ)拼音字母表示鋼產(chǎn)品的稱號(hào)、用示鋼產(chǎn)品的稱號(hào)、用途、特性和工藝方法途、特性和工藝方法時(shí)，普通從代表鋼產(chǎn)時(shí)，普通從代表鋼產(chǎn)品稱號(hào)的漢字的漢語(yǔ)品稱號(hào)的漢字的漢語(yǔ)拼音中選取第一個(gè)字拼音中選取第一個(gè)字母母.名稱名稱符號(hào)符號(hào)位置位置名稱名稱符號(hào)符號(hào)位置位置碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼Q頭頭橋梁用鋼橋梁用鋼q尾尾低合金高強(qiáng)度鋼低合金高強(qiáng)度鋼Q頭頭鍋爐用鋼鍋爐用鋼g尾尾易切削鋼易切削鋼Y頭頭焊接氣瓶用鋼焊接氣瓶用鋼HP尾尾碳素工具鋼碳素工具鋼T頭頭車輛車軸用鋼車輛車軸用鋼LZ頭頭(滾珠滾珠)軸承鋼軸承鋼G頭頭機(jī)車車軸用鋼機(jī)車車軸用鋼JZ頭頭焊接用鋼焊接用鋼H頭頭沸騰鋼沸騰鋼F尾尾鉚螺鋼鉚螺鋼ML頭頭半

10、鎮(zhèn)靜鋼半鎮(zhèn)靜鋼b尾尾船用鋼船用鋼國(guó)際符號(hào)國(guó)際符號(hào)鎮(zhèn)靜鋼鎮(zhèn)靜鋼Z尾尾汽車大梁用鋼汽車大梁用鋼L尾尾特殊鎮(zhèn)靜鋼特殊鎮(zhèn)靜鋼TZ尾尾壓力容器用鋼壓力容器用鋼R尾尾質(zhì)量等級(jí)質(zhì)量等級(jí)A.B.C.D.E尾尾一般結(jié)構(gòu)鋼一般結(jié)構(gòu)鋼 船用鋼船用鋼A 不保證沖擊韌性不保證沖擊韌性 A 保證一般溫度下沖擊保證一般溫度下沖擊韌性韌性20度度 B 保證室溫下沖擊韌性保證室溫下沖擊韌性（20度）度） B 保證保證0度時(shí)沖擊韌性度時(shí)沖擊韌性 C 保證保證0度時(shí)沖擊韌性度時(shí)沖擊韌性 D 保證保證-20度沖擊韌性度沖擊韌性 D 保證保證-20度沖擊韌性度沖擊韌性 E 保證保證-40度沖擊韌性度沖擊韌性 l1、碳素構(gòu)造鋼和低合金高

11、強(qiáng)度鋼、碳素構(gòu)造鋼和低合金高強(qiáng)度鋼lQ+最低屈服強(qiáng)度值最低屈服強(qiáng)度值+質(zhì)量等級(jí)符號(hào)質(zhì)量等級(jí)符號(hào)+脫氧方法符號(hào)脫氧方法符號(hào)lQ表示表示“屈服強(qiáng)度；屈服強(qiáng)度值單位是屈服強(qiáng)度；屈服強(qiáng)度值單位是MPa；l質(zhì)量等級(jí)符號(hào)為質(zhì)量等級(jí)符號(hào)為A、B、C、D、E。由。由A到到E，其，其P、S含量依次下降，質(zhì)量提高。含量依次下降，質(zhì)量提高。l脫氧方法符號(hào)脫氧方法符號(hào): 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；特殊鎮(zhèn)靜鋼特殊鎮(zhèn)靜鋼TZ。l如碳素構(gòu)造鋼牌號(hào)表示為如碳素構(gòu)造鋼牌號(hào)表示為Q235AF、Q235BZ。l低合金高強(qiáng)度構(gòu)造鋼都是鎮(zhèn)靜鋼或特殊鎮(zhèn)靜鋼，其低合金高強(qiáng)度構(gòu)造鋼都是鎮(zhèn)靜鋼或特殊鎮(zhèn)靜鋼，其牌號(hào)中

12、沒有表示脫氧方法的符號(hào)。如牌號(hào)中沒有表示脫氧方法的符號(hào)。如Q345C。l根據(jù)需求，低合金高強(qiáng)度構(gòu)造鋼的牌號(hào)也可以采用根據(jù)需求，低合金高強(qiáng)度構(gòu)造鋼的牌號(hào)也可以采用兩位阿拉伯?dāng)?shù)字表示平均含碳量的萬分之幾和兩位阿拉伯?dāng)?shù)字表示平均含碳量的萬分之幾和化學(xué)元素符號(hào)，按順序表示，如化學(xué)元素符號(hào)，按順序表示，如16Mn。l*闡明：通常情況下，闡明：通常情況下，屈服強(qiáng)度值小屈服強(qiáng)度值小300MPa時(shí)為碳素構(gòu)造鋼，大時(shí)為碳素構(gòu)造鋼，大于于300MPa時(shí)為低合金時(shí)為低合金高強(qiáng)度鋼。高強(qiáng)度鋼。齒輪加工齒輪加工方鋼方鋼l2、優(yōu)質(zhì)碳素構(gòu)造鋼、優(yōu)質(zhì)碳素構(gòu)造鋼l牌號(hào)用兩位數(shù)字表示。牌號(hào)用兩位數(shù)字表示。l這兩位數(shù)字表示鋼平均含

13、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。l如如45鋼鋼平均含碳量為萬分之四十五即平均含碳量為萬分之四十五即0.45%的優(yōu)質(zhì)碳素構(gòu)造鋼。的優(yōu)質(zhì)碳素構(gòu)造鋼。鋼帶鋼帶l*闡明：闡明：l 含含Mn量為量為0.71.0%時(shí)，在兩位數(shù)字后加元素符時(shí)，在兩位數(shù)字后加元素符號(hào)號(hào)“Mn，如，如40Mn。l 對(duì)于沸騰鋼和半對(duì)于沸騰鋼和半鎮(zhèn)靜鋼鎮(zhèn)靜鋼, 在鋼號(hào)后分在鋼號(hào)后分別加字母別加字母F和和b，如，如08F、10b。l 高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼在鋼高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼在鋼號(hào)后加字母號(hào)后加字母A，如，如20A。鋼管鋼管l3、合金構(gòu)造鋼和合金彈簧鋼、合金構(gòu)造鋼和合金彈簧鋼l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

14、量的萬分之幾+合金元合金元素符號(hào)素符號(hào)+該元素百分含量數(shù)字該元素百分含量數(shù)字+l當(dāng)合金元素的平均含量小于當(dāng)合金元素的平均含量小于1.50%時(shí)，只標(biāo)元素符時(shí)，只標(biāo)元素符號(hào)，不標(biāo)含量；號(hào)，不標(biāo)含量；l當(dāng)合金元素的平均含量為當(dāng)合金元素的平均含量為1.502.49%、2.50 3.49%、3.504.49%、4.505.49%、時(shí)，在相應(yīng)的合金時(shí)，在相應(yīng)的合金元素符號(hào)后標(biāo)元素符號(hào)后標(biāo)2、3、4、5 等數(shù)字。如等數(shù)字。如20CrNi3。l高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼在牌號(hào)后加字母高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼在牌號(hào)后加字母A，如，如60Si2MnA。l特級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼在牌號(hào)后加字母特級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼在牌號(hào)后加字母E，如，如30CrMnSiE。 不銹鋼制管

15、板式換熱器不銹鋼制管板式換熱器一切合一切合金鋼的金鋼的合金元合金元素量標(biāo)素量標(biāo)法一樣法一樣l4、工具鋼、工具鋼l 碳素工具鋼碳素工具鋼lT + 數(shù)字?jǐn)?shù)字lT表示表示“碳素工具鋼碳素工具鋼 ；l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.l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)。l*闡明：碳素工具鋼都是優(yōu)質(zhì)以上闡明：碳素工具鋼都是優(yōu)質(zhì)以上質(zhì)量的。高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼在鋼號(hào)后加質(zhì)量的。高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼在鋼號(hào)后加“A，如，如T8A。 絲錐絲錐銼刀銼刀l 合金工具鋼合金工具鋼l含碳量含碳量+合金元素符號(hào)合金元素符號(hào)+該元素百分含量該元素百分含量+l當(dāng)含碳量小于當(dāng)含碳量小于1.

16、00%時(shí)，含碳量用一位數(shù)字標(biāo)明，時(shí)，含碳量用一位數(shù)字標(biāo)明，這一位數(shù)字表示平均含碳量的千分之幾，如這一位數(shù)字表示平均含碳量的千分之幾，如8MnSi.l當(dāng)含碳量大于當(dāng)含碳量大于1.00%時(shí)，不標(biāo)含碳量。時(shí)，不標(biāo)含碳量。* 高速鋼不標(biāo)含碳量，如高速鋼不標(biāo)含碳量，如W6Mo5Cr4V2(含含0.85%C).* 含鉻量小于含鉻量小于1%時(shí)，在含鉻時(shí)，在含鉻量量(以千分之一為單位以千分之一為單位)前加前加數(shù)字?jǐn)?shù)字“0，如，如Cr06。l5、軸承鋼、軸承鋼lG+Cr+鉻含量鉻含量(不標(biāo)含碳量不標(biāo)含碳量)l“G表示表示“滾動(dòng)軸承鋼。滾動(dòng)軸承鋼。l* 鉻含量以千分之一為單鉻含量以千分之一為單位位.l如如“GCr

17、15的平均含鉻量的平均含鉻量為為1.5%。l滲碳軸承鋼牌號(hào)的表示方滲碳軸承鋼牌號(hào)的表示方法與合金構(gòu)造鋼一樣，僅法與合金構(gòu)造鋼一樣，僅在牌號(hào)頭部加字母在牌號(hào)頭部加字母“G，如如“G20CrNiMo。 l6、不銹鋼和耐熱鋼、不銹鋼和耐熱鋼l含碳量含碳量+合金元素符號(hào)合金元素符號(hào)+該元素百分含量該元素百分含量+l含碳量以千分之一為單位。含碳量以千分之一為單位。l含碳量的表示方含碳量的表示方法為：法為：l當(dāng)平均含碳量當(dāng)平均含碳量1.00%時(shí)，用兩時(shí)，用兩位數(shù)字表示，如位數(shù)字表示，如11Cr17(平均含碳平均含碳量為量為1.10%)；渦輪葉片渦輪葉片l 當(dāng)當(dāng)1.0%平均含碳量平均含碳量0.1%時(shí)，用一位

18、數(shù)字表示時(shí)，用一位數(shù)字表示,如如2Cr13平均含碳量為平均含碳量為0.20%l 當(dāng)當(dāng)0.1%含碳量上限含碳量上限 0.03%時(shí)，以時(shí)，以“0表示，如表示，如0Cr18Ni9含碳量上限為含碳量上限為0.08%l 當(dāng)當(dāng)0.03%含碳量上限含碳量上限0.01%時(shí)超低碳，以時(shí)超低碳，以“03表示，如表示，如03Cr19Ni10(含碳量上限為含碳量上限為0.03%l 當(dāng)含碳量上限當(dāng)含碳量上限0. 01%時(shí)時(shí)(極低碳極低碳)，以，以“01表示，表示，如如01Cr19Ni11含碳量上含碳量上限為限為0.01%。汽輪機(jī)葉片汽輪機(jī)葉片* 珠光體耐熱鋼含碳量的標(biāo)注同構(gòu)造鋼。如珠光體耐熱鋼含碳量的標(biāo)注同構(gòu)造鋼。如1

19、5CrMo注：舊規(guī)范含碳量表示方法為：注：舊規(guī)范含碳量表示方法為：當(dāng)含碳量當(dāng)含碳量0.08%時(shí)，以時(shí)，以“0表示，如表示，如0Cr18.當(dāng)含碳量當(dāng)含碳量0.03%時(shí)，以時(shí)，以“00表示，如表示，如00Cr18Ni10.不銹鋼法蘭不銹鋼法蘭不銹鋼型材不銹鋼型材l7、鑄鋼、鑄鋼lZG + 兩位數(shù)字兩位數(shù)字lZG表示表示“鑄鋼；鑄鋼；l兩位數(shù)字表示平均含碳兩位數(shù)字表示平均含碳量的萬分之幾量的萬分之幾, 如如ZG25.鑄鋼件鑄鋼件2.5噸大齒輪鑄件噸大齒輪鑄件l1、Mn: 0.8%時(shí)為雜質(zhì)時(shí)為雜質(zhì), 是有益元素。作用為：是有益元素。作用為： l提高鋼的強(qiáng)度：強(qiáng)化鐵素體，構(gòu)成合金滲碳體，提高鋼的強(qiáng)度：強(qiáng)

20、化鐵素體，構(gòu)成合金滲碳體，添加珠光體相對(duì)量，細(xì)化珠光體；添加珠光體相對(duì)量，細(xì)化珠光體；l 消除硫的有害作用。消除硫的有害作用。一、雜質(zhì)元素對(duì)性能的影響一、雜質(zhì)元素對(duì)性能的影響l鋼中的雜質(zhì)普通是指鋼中的雜質(zhì)普通是指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。l3、S：是有害元素。：是有害元素。l常以常以FeS方式存在。易與方式存在。易與Fe在晶在晶界上構(gòu)成低熔點(diǎn)共晶界上構(gòu)成低熔點(diǎn)共晶(985)，熱加工時(shí)熱加工時(shí)(11501200)，由于，由于其熔化而導(dǎo)致開裂，稱熱脆性其熔化而導(dǎo)致開裂，稱熱脆性.l鋼中的硫應(yīng)控制在鋼中的硫應(yīng)控制在0.05%以下以下. 2、Si

21、：0.35%時(shí)為雜質(zhì)，是有益元素。作用為：時(shí)為雜質(zhì)，是有益元素。作用為： 強(qiáng)化鐵素體，提高鋼的強(qiáng)度、硬度、彈性，降低強(qiáng)化鐵素體，提高鋼的強(qiáng)度、硬度、彈性，降低塑性和韌性；塑性和韌性； 添加鋼液流動(dòng)性。添加鋼液流動(dòng)性。 合金晶界的低熔點(diǎn)硫化物共晶合金晶界的低熔點(diǎn)硫化物共晶lMn可消除硫的有害作用可消除硫的有害作用,lFeS + Mn Fe + MnS，lMnS熔點(diǎn)高熔點(diǎn)高(1620)。l4、P：也是有害元素。：也是有害元素。l能全部溶入鐵素體中，使能全部溶入鐵素體中，使鋼在常溫下硬度提高，塑鋼在常溫下硬度提高，塑性、韌性急劇下降，稱冷性、韌性急劇下降，稱冷脆性。脆性。lP普通控制在普通控制在0.

22、045%以下以下.鋼中的鋼中的MnS夾雜夾雜比利時(shí)阿爾伯特運(yùn)河鋼橋因磷高產(chǎn)生比利時(shí)阿爾伯特運(yùn)河鋼橋因磷高產(chǎn)生冷脆性于冷脆性于1938年冬發(fā)生斷裂墜入河中年冬發(fā)生斷裂墜入河中 l5、氣體元素、氣體元素l N：室溫下：室溫下N在鐵素體中溶在鐵素體中溶解度很低，鋼中過飽和解度很低，鋼中過飽和N在常在常溫放置過程中以溫放置過程中以FeN、Fe4N方方式析出使鋼變脆式析出使鋼變脆, 稱時(shí)效脆化稱時(shí)效脆化.l加加Ti、V、Al等元素可使等元素可使N固固定，消除時(shí)效傾向。定，消除時(shí)效傾向。l O：氧在鋼中以氧化物的方：氧在鋼中以氧化物的方式存在，其與基體結(jié)合力弱，式存在，其與基體結(jié)合力弱，不易變形，易成為疲

23、勞裂紋源不易變形，易成為疲勞裂紋源.鋼中鋼中TiN夾雜夾雜鋼中氧化物夾雜鋼中氧化物夾雜l H：常溫下氫在鋼中的溶解度也很低。當(dāng)氫在鋼：常溫下氫在鋼中的溶解度也很低。當(dāng)氫在鋼中以原子態(tài)溶解時(shí)，降低韌性，引起氫脆。中以原子態(tài)溶解時(shí)，降低韌性，引起氫脆。l當(dāng)氫在缺陷處以分子態(tài)析出時(shí)，會(huì)產(chǎn)生很高內(nèi)壓，當(dāng)氫在缺陷處以分子態(tài)析出時(shí)，會(huì)產(chǎn)生很高內(nèi)壓，構(gòu)成微裂紋，其內(nèi)壁為白色，稱白點(diǎn)或發(fā)裂。構(gòu)成微裂紋，其內(nèi)壁為白色，稱白點(diǎn)或發(fā)裂。l 對(duì)鋼中根本相的影響對(duì)鋼中根本相的影響l1、溶于鐵素體、溶于鐵素體, 起固溶強(qiáng)化作用起固溶強(qiáng)化作用l非碳化物構(gòu)成元素及過剩的碳化物構(gòu)成元素都溶于鐵非碳化物構(gòu)成元素及過剩的碳化物構(gòu)成

24、元素都溶于鐵素體，構(gòu)成合金鐵素體素體，構(gòu)成合金鐵素體.lSi、Mn對(duì)強(qiáng)度、硬度提高顯著。對(duì)強(qiáng)度、硬度提高顯著。Cr、Ni在適當(dāng)范圍內(nèi)在適當(dāng)范圍內(nèi)提高韌性。提高韌性。二、合金元素在鋼中的作用二、合金元素在鋼中的作用對(duì)鐵素體沖擊韌性影響對(duì)鐵素體沖擊韌性影響l2、構(gòu)成碳化物，起強(qiáng)化相作用、構(gòu)成碳化物，起強(qiáng)化相作用l合金元素與碳的親和力從大到小的順序?yàn)椋汉辖鹪嘏c碳的親和力從大到小的順序?yàn)椋簂 Ti、Zr、Nb、V、W、Mo、Cr、Mn、Fe。l Ti、Nb、V為強(qiáng)碳化物為強(qiáng)碳化物構(gòu)成元素，碳構(gòu)成元素，碳化物的穩(wěn)定性、化物的穩(wěn)定性、熔點(diǎn)、硬度、熔點(diǎn)、硬度、耐磨性高，如耐磨性高，如TiC、VC等。等。

25、l W、Mo、Cr為中碳化物構(gòu)成元素，碳化物的穩(wěn)為中碳化物構(gòu)成元素，碳化物的穩(wěn)定性、熔點(diǎn)、硬度、耐磨性較高，如定性、熔點(diǎn)、硬度、耐磨性較高，如W2C等。等。l Mn、Fe為弱碳化物構(gòu)成元素，碳化物的穩(wěn)定性、為弱碳化物構(gòu)成元素，碳化物的穩(wěn)定性、熔點(diǎn)、硬度、耐磨性較低，如熔點(diǎn)、硬度、耐磨性較低，如Fe3C等。等。l 對(duì)對(duì)Fe - Fe3C相圖的相圖的影響影響l1、對(duì)奧氏體相區(qū)的、對(duì)奧氏體相區(qū)的影響影響l Ni、Mn、Co、C、N等是擴(kuò)展奧氏體相等是擴(kuò)展奧氏體相區(qū)的元素，使區(qū)的元素，使A1、A3點(diǎn)下降，點(diǎn)下降，A4點(diǎn)上點(diǎn)上升。升。l當(dāng)當(dāng)Mn13%或或Ni9%時(shí)，時(shí)，S點(diǎn)降到點(diǎn)降到0以下，室溫下以下，

26、室溫下為單相奧氏體組織，稱奧氏體鋼。為單相奧氏體組織，稱奧氏體鋼。 錳對(duì)奧氏體相區(qū)的影響錳對(duì)奧氏體相區(qū)的影響l Cr、Mo、Si、Ti、W、Al等是減等是減少奧氏體相區(qū)的元少奧氏體相區(qū)的元素，使素，使A1、A3點(diǎn)點(diǎn)上升，上升，A4點(diǎn)下降。點(diǎn)下降。l當(dāng)當(dāng)Cr13%時(shí)，奧時(shí)，奧氏體相區(qū)消逝，室氏體相區(qū)消逝，室溫下為單相鐵素體溫下為單相鐵素體組織，稱鐵素體鋼組織，稱鐵素體鋼.鉻對(duì)奧氏體相區(qū)的影響鉻對(duì)奧氏體相區(qū)的影響l2、對(duì)、對(duì)E點(diǎn)和點(diǎn)和S點(diǎn)位置的影響點(diǎn)位置的影響l一切合金元素均使一切合金元素均使E點(diǎn)和點(diǎn)和S點(diǎn)左移，即這兩點(diǎn)的含碳點(diǎn)左移，即這兩點(diǎn)的含碳量下降，使碳含量比較低的鋼出現(xiàn)過共析組織如量下降，

27、使碳含量比較低的鋼出現(xiàn)過共析組織如4Cr13或共晶組織如或共晶組織如W18Cr4V。 l 對(duì)鋼中相變過程的對(duì)鋼中相變過程的影響影響l1、對(duì)奧氏體化的影響、對(duì)奧氏體化的影響l 對(duì)奧氏體構(gòu)成速度對(duì)奧氏體構(gòu)成速度的影響：除的影響：除Ni、Co外，外，都減緩?qiáng)W氏體化過程。都減緩?qiáng)W氏體化過程。l 對(duì)奧氏體晶粒長(zhǎng)大對(duì)奧氏體晶粒長(zhǎng)大傾向的影響：傾向的影響：l碳、氮化物構(gòu)成元素妨礙奧氏體晶粒長(zhǎng)大。碳、氮化物構(gòu)成元素妨礙奧氏體晶粒長(zhǎng)大。lMn、P促進(jìn)長(zhǎng)大。促進(jìn)長(zhǎng)大。 l2、對(duì)過冷奧氏體轉(zhuǎn)變的影響、對(duì)過冷奧氏體轉(zhuǎn)變的影響l對(duì)對(duì)C曲線和淬透性的影響：除曲線和淬透性的影響：除Co外，凡溶入奧氏外，凡溶入奧氏體的合金元

28、素均使體的合金元素均使C曲線右移，淬透性提高。曲線右移，淬透性提高。l常用提高淬透性的元素為常用提高淬透性的元素為Mn、Si、Cr、Ni、B。l 對(duì)對(duì)Ms、Mf點(diǎn)的影響：點(diǎn)的影響：除除Co、 Al外外,一切元素都一切元素都 使使Ms、Mf點(diǎn)點(diǎn)下降。下降。 合金元素對(duì)鋼合金元素對(duì)鋼淬透性的影響淬透性的影響淬火碳鋼淬火碳鋼 回火回火 時(shí)的時(shí)的 硬度變化硬度變化l3、對(duì)回火轉(zhuǎn)變的影響、對(duì)回火轉(zhuǎn)變的影響l 提高耐回火性：淬提高耐回火性：淬火鋼在回火過程中抵火鋼在回火過程中抵抗硬度下降的才干稱抗硬度下降的才干稱耐回火性。耐回火性。l合金元素能妨礙馬氏合金元素能妨礙馬氏體分解及碳化物的析體分解及碳化物的析

29、出與聚集。出與聚集。l當(dāng)回火硬度一樣時(shí)，合金鋼比同含碳量碳鋼回火溫當(dāng)回火硬度一樣時(shí)，合金鋼比同含碳量碳鋼回火溫度高。假好像溫度回火，合金鋼硬度比碳鋼高。度高。假好像溫度回火，合金鋼硬度比碳鋼高。l 產(chǎn)生二次硬化產(chǎn)生二次硬化l含高含高W、Mo、Cr、V鋼鋼淬火后回火時(shí)，由于析出淬火后回火時(shí)，由于析出細(xì)小彌散的特殊碳化物及細(xì)小彌散的特殊碳化物及回火冷卻時(shí)回火冷卻時(shí)A轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)镸回回,使硬度不僅不下降，反而使硬度不僅不下降，反而升高的景象稱二次硬化。升高的景象稱二次硬化。 l 防止第二類回火脆性防止第二類回火脆性l加加W、Mo可防止第二類可防止第二類回火脆性?；鼗鸫嘈?。高速鋼高速鋼l對(duì)構(gòu)造鋼的性能

30、要求為：對(duì)構(gòu)造鋼的性能要求為：l運(yùn)用性能以強(qiáng)韌性為主。運(yùn)用性能以強(qiáng)韌性為主。l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。l合金構(gòu)造鋼除少量為中高合金構(gòu)造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(zhǎng)江公路大橋銅陵長(zhǎng)江公路大橋l1、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多.l2、性能：可焊性、塑、性能：可焊性、塑性好。性好。l3、熱處置：不進(jìn)展專、熱處置：不進(jìn)展專門熱處置，熱軋空冷態(tài)門熱處置，熱軋空冷態(tài)下運(yùn)用。下運(yùn)用。l4、運(yùn)用形狀下組織：、運(yùn)用形狀下組織：F+P一、碳素構(gòu)造鋼一、碳素構(gòu)造鋼l5、用途、用途l常以熱軋板、帶、棒及

31、型常以熱軋板、帶、棒及型鋼運(yùn)用，用量約占鋼材總鋼運(yùn)用，用量約占鋼材總量的量的70%。l用于建筑構(gòu)造，適宜焊接、用于建筑構(gòu)造，適宜焊接、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l1、性能要求、性能要求l 高強(qiáng)度及足夠韌性。高強(qiáng)度及足夠韌性。l 良好的焊接性能。良好的焊接性能。 l 良好的耐蝕性及低良好的耐蝕性及低l 的韌脆轉(zhuǎn)變溫度。的韌脆轉(zhuǎn)變溫度。l2、成分特點(diǎn)、成分特點(diǎn)l 低碳：低碳：0.2%C.l 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(qiáng)度構(gòu)造鋼二、低合金高強(qiáng)度構(gòu)造鋼l3、熱處置：大多數(shù)、熱處置：大多數(shù)熱

32、軋空冷后運(yùn)用。熱軋空冷后運(yùn)用。少數(shù)可用正火少數(shù)可用正火+高溫高溫回火處置。回火處置。l4、運(yùn)用形狀下組織：、運(yùn)用形狀下組織：F+P低合金高強(qiáng)鋼合金元素細(xì)化晶粒作用低合金高強(qiáng)鋼合金元素細(xì)化晶粒作用l Mn的作用是強(qiáng)化鐵素體；添加珠光體的量。的作用是強(qiáng)化鐵素體；添加珠光體的量。l V、Ti、Nb等起細(xì)化晶粒和彌散強(qiáng)化作用。等起細(xì)化晶粒和彌散強(qiáng)化作用。 l 另外加另外加Cu、P可提高耐蝕性；加可提高耐蝕性；加RE(錸錸)可提高韌可提高韌性、疲勞極限，降低冷脆轉(zhuǎn)變溫度。性、疲勞極限，降低冷脆轉(zhuǎn)變溫度。l5、用途：、用途：lQ345鋼鋼(16Mn)綜合性能綜合性能好，用于船舶、橋梁、好，用于船舶、橋梁、

33、車輛等大型鋼構(gòu)造。車輛等大型鋼構(gòu)造。lQ390鋼含鋼含V、Ti、Nb，強(qiáng)度高，用于中等壓力強(qiáng)度高，用于中等壓力的壓力容器。的壓力容器。lQ460鋼含鋼含Mo、B，正火，正火組織為貝氏體，強(qiáng)度高組織為貝氏體，強(qiáng)度高,用于石化中溫高壓容器用于石化中溫高壓容器.南京長(zhǎng)江大橋南京長(zhǎng)江大橋l制造滲碳零件的鋼種。制造滲碳零件的鋼種。 l1、性能要求、性能要求l 外表具有高硬度、外表具有高硬度、高耐磨性，心部具有足高耐磨性，心部具有足夠的韌性和強(qiáng)度，即表夠的韌性和強(qiáng)度，即表硬里韌。硬里韌。 l 良好的熱處置性能良好的熱處置性能,如淬透性和滲碳才干。如淬透性和滲碳才干。三、滲碳鋼三、滲碳鋼滲碳爐滲碳爐l2、成

34、分特點(diǎn)、成分特點(diǎn)l 低碳：低碳：0.10.25%Cl 合金元素作用：合金元素作用： l 提高淬透性：提高淬透性：l Cr、 Ni、 Mn、B l 強(qiáng)化鐵素體：強(qiáng)化鐵素體：l Cr、Mn、Ni l 細(xì)化晶粒：細(xì)化晶粒：l W、Mo、 V 、 Ti滲碳件滲碳件高精細(xì)獨(dú)高精細(xì)獨(dú)立導(dǎo)柱立導(dǎo)柱滲碳淬火后的表層組織滲碳淬火后的表層組織l3、熱處置特點(diǎn)、熱處置特點(diǎn)l滲碳件的加工工藝道路為：下料滲碳件的加工工藝道路為：下料鍛造鍛造正火正火機(jī)加工機(jī)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淬火溫度普通為淬火溫度普通為l Ac1+30-50。 l

35、4、運(yùn)用形狀下組織、運(yùn)用形狀下組織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)；l5、常用鋼號(hào)及用途、常用鋼號(hào)及用途l低淬透性鋼：低淬透性鋼：20Cr。柴油機(jī)凸輪軸柴油機(jī)凸輪軸用于受力小的用于受力小的耐磨件，如柴耐磨件，如柴油機(jī)的活塞銷、油機(jī)的活塞銷、凸輪軸等。凸輪軸等。l中淬透性鋼：中淬透性鋼：20CrMnTi。用。用于中等載荷的于中等載荷的耐磨件，如變耐磨件，如變速箱齒輪。速箱齒輪。l高淬透性鋼：高淬透性鋼：18Cr2Ni4WA.用于大載荷的用于大載荷的耐磨件，如柴耐磨件，如柴油機(jī)曲軸。油機(jī)曲軸。 增壓柴油機(jī)曲軸增壓柴油機(jī)曲軸調(diào)質(zhì)件螺桿調(diào)質(zhì)件螺桿l

36、調(diào)質(zhì)后運(yùn)用的鋼種。調(diào)質(zhì)后運(yùn)用的鋼種。 l1、性能要求、性能要求l 良好的綜合力學(xué)性能良好的綜合力學(xué)性能.l 良好的淬透性。良好的淬透性。四、調(diào)質(zhì)鋼四、調(diào)質(zhì)鋼l2、成分特點(diǎn)、成分特點(diǎn)l 中碳：中碳：0.270.5%Cl 合金元素作用：合金元素作用：l 提高淬透性提高淬透性: Mn、Si、Cr、Ni、Bl 強(qiáng)化鐵素體強(qiáng)化鐵素體: Mn、Si、Cr、Nil 細(xì)化晶粒細(xì)化晶粒: Ti、Vl 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(jī)主軸破碎機(jī)主軸l為提高外表耐磨性，調(diào)質(zhì)后可為提高外表耐磨性，調(diào)質(zhì)后可進(jìn)展外表淬火或氮化。進(jìn)展外表淬火或氮化?；鼗鹚魇象w回火索氏體調(diào)質(zhì)處

37、置車間調(diào)質(zhì)處置車間(外表淬火外表淬火+低溫回火低溫回火)裝配裝配為外表淬火作組織預(yù)備；獲得最終心部組織為外表淬火作組織預(yù)備；獲得最終心部組織.外表：外表： M回；心部：回；心部：S回回柴油機(jī)凸輪軸柴油機(jī)凸輪軸l4、常用鋼號(hào)及用途、常用鋼號(hào)及用途l低淬透性鋼：低淬透性鋼：l 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l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。l1、性能要求、性能要求l彈簧是利用彈性變形儲(chǔ)存彈簧是利用彈性變形儲(chǔ)存能量或緩和沖擊的零件。能量或緩和沖擊的零件。l

38、高的高的s，s/b；l 高的高的-1；足夠的韌；足夠的韌性性l 高的淬透性。高的淬透性。五、彈簧鋼五、彈簧鋼l2、成分特點(diǎn)、成分特點(diǎn)l 中高碳：中高碳：l碳素彈簧鋼為碳素彈簧鋼為0.60.9%Cl合金彈簧鋼為合金彈簧鋼為0.450.7%C l 合金元素作用：合金元素作用： l 提高淬透性、強(qiáng)化鐵素提高淬透性、強(qiáng)化鐵素體：體：Mn、Si、Crl 提高提高 s/ b：Sil 細(xì)化晶粒：細(xì)化晶粒：V汽車彈簧汽車彈簧l3、熱處置及組織特點(diǎn)、熱處置及組織特點(diǎn)l 冷成型彈簧：冷拔冷成型彈簧：冷拔 冷成型冷成型定型處置定型處置(250300)。l用于用于10mm)汽車板簧淬火線汽車板簧淬火線冷卷螺旋緊縮彈簧

39、冷卷螺旋緊縮彈簧l 防止外表缺陷；防止外表缺陷； l 進(jìn)展噴丸處置，使表進(jìn)展噴丸處置，使表 l 面產(chǎn)生壓應(yīng)力。面產(chǎn)生壓應(yīng)力。 板簧噴丸處置表示圖板簧噴丸處置表示圖l5、常用鋼號(hào)及用途、常用鋼號(hào)及用途lSi、Mn彈簧鋼，如彈簧鋼，如65Mn、60Si2Mn，用于制造小，用于制造小截面和較大截面彈簧。截面和較大截面彈簧。 lCr、V彈簧鋼，如彈簧鋼，如50CrV，用于大截面、大載荷、，用于大截面、大載荷、耐熱的彈簧。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 載荷載荷(頻率達(dá)數(shù)萬次頻率達(dá)數(shù)萬次/分分)和摩擦。和摩擦。 高而均勻的硬度和耐磨性。高而均勻的硬度和耐磨性。 高的高的 b和接觸

40、疲勞強(qiáng)度。和接觸疲勞強(qiáng)度。 足夠的韌性、淬透性和耐蝕性足夠的韌性、淬透性和耐蝕性.l用于制造軸承套和滾動(dòng)體的公用于制造軸承套和滾動(dòng)體的公用鋼種。用鋼種。l1、性能要求、性能要求l軸承任務(wù)時(shí)軸承任務(wù)時(shí), 接受接觸應(yīng)力接受接觸應(yīng)力(達(dá)達(dá)30003500MPa)、周期性交變、周期性交變圓柱滾圓柱滾子軸承子軸承自動(dòng)調(diào)自動(dòng)調(diào)心球軸承心球軸承l(wèi)2、成分特點(diǎn)、成分特點(diǎn)l 高碳：高碳：0.951.10%C l 合金元素：以合金元素：以Cr為主為主,參與參與Mn、Si。lCr、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還提高耐磨性構(gòu)成合金滲還提高耐磨性構(gòu)成合

41、金滲碳體和耐蝕性。碳體和耐蝕性。l當(dāng)當(dāng)1.65%Cr時(shí)時(shí),會(huì)因會(huì)因A添加而添加而使硬度和穩(wěn)定性下降。使硬度和穩(wěn)定性下降。l3 、熱處置和組織特點(diǎn)、熱處置和組織特點(diǎn)l滾動(dòng)軸承鋼是過共析鋼。滾動(dòng)軸承鋼是過共析鋼。l 熱處置：熱處置：l 球化退火球化退火+淬火淬火+低溫回火低溫回火l 組織：組織： M回回+顆粒狀碳化物顆粒狀碳化物+A(少量少量)淬火后進(jìn)展冷處置淬火后進(jìn)展冷處置(-60 -80), 可以減少可以減少A、穩(wěn)定尺寸、穩(wěn)定尺寸. 軸承消費(fèi)車間軸承消費(fèi)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l(wèi)4、常用鋼號(hào)及用途、常用鋼號(hào)及用途l運(yùn)用最廣的是運(yùn)用最廣的是GCr15，

42、大量用于大，大量用于大中型軸承；中型軸承；l大型軸承用大型軸承用GCr15SiMn。l這類鋼還可用于制造模具、量具等這類鋼還可用于制造模具、量具等.按用途分為按用途分為:刃具鋼刃具鋼模具鋼模具鋼量具鋼量具鋼模具模具l用來制造各用來制造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l 性能要求性能要求l1、高硬度、高硬度 (HRC60),主要取決于含碳量。主要取決于含碳量。 l2、高耐磨性、高耐磨性 靠高硬度靠高硬度和析出細(xì)小均勻硬碳化和析出細(xì)小均勻硬碳化物來到達(dá)。物來到達(dá)。l3、高熱硬性、高熱硬性 即高溫下即高溫下堅(jiān)持高硬度的才干。堅(jiān)持高硬度的才干。l4、足夠的韌性

43、、足夠的韌性 以防止以防止脆斷和崩刃。脆斷和崩刃。切削加工的根本方式切削加工的根本方式l 碳素工具鋼碳素工具鋼l共有七個(gè)牌號(hào)：共有七個(gè)牌號(hào)：T7T13 l1、成分特點(diǎn)：、成分特點(diǎn)：l高碳高碳(0.651.35%C)l 隨含碳量提高，碳化隨含碳量提高，碳化物量添加，耐磨性提高，物量添加，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資料碳素工具鋼資料l2、熱處置及組織、熱處置及組織l 熱處置：正火熱處置：正火+球化球化退火退火+淬火淬火+低溫回火低溫回火l球化退火目的：球化退火目的：l 降低硬度降低硬度, 便于加工便于加工;l 為淬火作組織預(yù)備。為淬火作組織預(yù)備。 l

44、運(yùn)用形狀下的組織：運(yùn)用形狀下的組織： l M回回+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l3、用途、用途l由于碳工鋼熱硬性、淬透性差，只用于制造小尺寸由于碳工鋼熱硬性、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。 lT7T9：制造接受沖擊的工具，如木工工具：沖子、：制造接受沖擊的工具，如木工工具：沖子、鑿子、錘子等。鑿子、錘子等。木工鑿木工鑿木工鉆木工鉆lT10T11：制造低速切削工具，如鉆頭、絲錐、車：制造低速切削工具，如鉆頭、絲錐、車刀等。刀等。lT12T13：制造耐磨工具，如銼刀、鋸條等。：制造耐磨工具，

45、如銼刀、鋸條等。絲錐絲錐銼刀銼刀手鋸條手鋸條鉆頭鉆頭l1、成分特點(diǎn)：、成分特點(diǎn)：l 高碳：高碳：0.751.5%Cl 合金元素作用合金元素作用l 提高淬透性提高淬透性: Cr、Mn、Si l 提高耐回火性：提高耐回火性：Sil 提高耐磨性、細(xì)化晶粒提高耐磨性、細(xì)化晶粒: l W、V l 低合金工具鋼低合金工具鋼l由碳素工具鋼根底上參與少量合金元素由碳素工具鋼根底上參與少量合金元素(35)構(gòu)成。構(gòu)成。 低合金工具鋼制品低合金工具鋼制品l2、熱處置及組織、熱處置及組織l同碳素工具鋼，只是淬火介同碳素工具鋼，只是淬火介質(zhì)為油質(zhì)為油(碳素工具鋼為水碳素工具鋼為水)。l運(yùn)用形狀下的組織為：運(yùn)用形狀下的組

46、織為： l M回回+顆粒狀碳化物顆粒狀碳化物+A(少少量量) l3、常用鋼號(hào)及用途、常用鋼號(hào)及用途l運(yùn)用最多的是運(yùn)用最多的是9SiCr。用于制。用于制造外形復(fù)雜、要求變形小的造外形復(fù)雜、要求變形小的低速刃具，如絲錐、板牙等低速刃具，如絲錐、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l1、性能特點(diǎn)、性能特點(diǎn): 高熱硬性高熱硬性(600)、高淬透性、高淬透性 l2、成分特點(diǎn)、成分特點(diǎn)l 高碳高碳: 0.701.5%C l 合金元素作用合金元素作用l 提高淬透性：提高淬透性：Crl 提高熱硬性、耐磨性提高熱硬性、耐磨性: W、Mo、V l 高速鋼俗稱風(fēng)鋼高速鋼俗稱風(fēng)鋼 l制造高速切削

47、刃具用鋼。制造高速切削刃具用鋼。高速鋼冷軋鋼帶高速鋼冷軋鋼帶高速鋼形材高速鋼形材W18Cr4V鋼的鑄態(tài)組織鋼的鑄態(tài)組織l3、加工與熱處置、加工與熱處置l加工工藝道路：下料加工工藝道路：下料鍛造鍛造退火退火機(jī)加工機(jī)加工淬火淬火回火回火磨削磨削l高速鋼是萊氏體高速鋼是萊氏體鋼，其鑄態(tài)組織鋼，其鑄態(tài)組織為亞共晶組織，為亞共晶組織，由魚骨狀萊氏體由魚骨狀萊氏體與樹枝狀與樹枝狀M+T組組成，脆性大且無成，脆性大且無法熱處置改善。法熱處置改善。l 退火目的：退火目的：l降低硬度，便于降低硬度，便于切加工；切加工；l為淬火作組織預(yù)為淬火作組織預(yù)備。備。l退火后組織：退火后組織：l S+顆粒狀碳化顆粒狀碳化物

48、物l 鍛造目的：打碎粗大的魚骨狀碳化物，使其均鍛造目的：打碎粗大的魚骨狀碳化物，使其均勻分布于基體中。勻分布于基體中。W18Cr4V鋼的退火組織鋼的退火組織l 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：淬火后組織：l 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Fe77W18Cr4V1C相圖相圖 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(diǎn)上升，回火冷卻時(shí)，點(diǎn)上升，回火冷卻時(shí)，A轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)镸

49、。每次回火加熱都使前一次的淬火馬氏體回火。每次回火加熱都使前一次的淬火馬氏體回火。l 回火目的：主要回火目的：主要為減少為減少A。消除內(nèi)。消除內(nèi)應(yīng)力、穩(wěn)定組織。應(yīng)力、穩(wěn)定組織。l常用常用560三次回火三次回火.l回火時(shí)的組織變化：回火時(shí)的組織變化： l 析出析出W、Mo、V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鋼淬火、回火后的組織鋼淬火、回火后的組織l4、運(yùn)用形狀下組織、運(yùn)用形狀下組織l M回回+顆粒狀碳化物顆粒狀碳化物+A少量少量鑄態(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)l5、常用鋼號(hào)及用途、常用鋼號(hào)及用途l常用鋼號(hào)為常用鋼號(hào)為W18Cr4V(18-4-1)

50、和和W6Mo5Cr4V2(6-5-4-2)。l用于高速切削刃具，如車刀、用于高速切削刃具，如車刀、刨刀、銑刀、鉆頭等。刨刀、銑刀、鉆頭等。車刀車刀銑刀銑刀高速鋼銑刀高速鋼銑刀鉆頭銑刀鉆頭銑刀汽車沖壓模具汽車沖壓模具l用以制造冷熱模具的鋼種用以制造冷熱模具的鋼種. l 冷作模具鋼冷作模具鋼l制造金屬冷成型模具鋼種制造金屬冷成型模具鋼種.l1、性能要求、性能要求l 高硬度和耐磨性。高硬度和耐磨性。 l 足夠的強(qiáng)度和韌性。足夠的強(qiáng)度和韌性。l 良好的工藝性能淬透良好的工藝性能淬透性、切削加工性等性、切削加工性等二、模具鋼二、模具鋼l2、常用鋼種、常用鋼種l 小尺寸、外形簡(jiǎn)單、受小尺寸、外形簡(jiǎn)單、受力

51、不大的模具力不大的模具, 可用碳素工可用碳素工具鋼和低合金工具鋼制造。具鋼和低合金工具鋼制造。l 截面、受力大的冷模具截面、受力大的冷模具用用Cr12型冷作模具鋼制造型冷作模具鋼制造.l 成分特點(diǎn)：高碳成分特點(diǎn)：高碳(1.42.3%C)；高鉻；高鉻(11.513%Cr)l合金元素作用：合金元素作用：l Cr 提高淬透性；提高淬透性；l Mo、V 提高耐磨性，細(xì)化晶粒。提高耐磨性，細(xì)化晶粒。 Cr12鋼鋼l 加工及熱處置：加工及熱處置：Cr12型模具鋼也是萊氏體鋼，需進(jìn)型模具鋼也是萊氏體鋼，需進(jìn)展鍛造、退火展鍛造、退火, 目的同高速鋼目的同高速鋼.l 常用鋼號(hào)為常用鋼號(hào)為Cr12和和Cr12Mo

52、V。用于。用于制造冷沖模、擠壓制造冷沖模、擠壓模等。模等。l最終熱處置為最終熱處置為: 淬火淬火+低溫回火低溫回火l運(yùn)用形狀下的組織運(yùn)用形狀下的組織: M回回+顆粒顆粒狀碳化物狀碳化物+A(少量少量)汽車外板冷沖模汽車外板冷沖模l 熱作模具鋼熱作模具鋼l制造使加熱金屬或液制造使加熱金屬或液態(tài)金屬成型模具鋼種態(tài)金屬成型模具鋼種.l1、性能要求、性能要求l 高溫下良好的高溫下良好的l 綜合力學(xué)性能。綜合力學(xué)性能。l 抗熱疲勞性能?？篃崞谛阅?。 l 高的淬透性和良好高的淬透性和良好的導(dǎo)熱性。的導(dǎo)熱性。熱模鍛曲軸毛坯熱模鍛曲軸毛坯熱鐓模熱鐓模凸緣模凸緣模l2、常用鋼種、常用鋼種l 熱鍛模鋼熱鍛模鋼l

53、 5CrNiMo、5CrMnMol前者用于大型熱鍛模，前者用于大型熱鍛模，后者用于中小型熱鍛模后者用于中小型熱鍛模.l成分特點(diǎn)、合金元素作成分特點(diǎn)、合金元素作用及熱處置同調(diào)質(zhì)鋼。用及熱處置同調(diào)質(zhì)鋼。l運(yùn)用形狀下的組織運(yùn)用形狀下的組織: S回回l 壓鑄模鋼壓鑄模鋼l典型鋼號(hào)是典型鋼號(hào)是3Cr2W8V, 為過共析鋼為過共析鋼.l中碳中碳(0.30.4%C), 合金元素作用同合金元素作用同高速鋼。高速鋼。W、Cr提高抗熱疲勞性能提高抗熱疲勞性能.l淬火淬火+回火后組織：回火后組織： M回回+顆粒狀碳化物顆粒狀碳化物+A(少量少量)型板壓鑄模型板壓鑄模壓鑄工藝壓鑄工藝l制造各種量具用鋼。制造各種量具用

54、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l1、性能要求、性能要求l量具在運(yùn)用過程中與被測(cè)量具在運(yùn)用過程中與被測(cè)零件接觸，接受摩擦和沖零件接觸，接受摩擦和沖擊。擊。l 高硬度和耐磨性。高硬度和耐磨性。l 高的尺寸穩(wěn)定性。高的尺寸穩(wěn)定性。l 足夠的韌性。足夠的韌性。漸開線花鍵環(huán)漸開線花鍵環(huán)規(guī)、塞規(guī)規(guī)、塞規(guī)矩形花鍵環(huán)矩形花鍵環(huán)規(guī)、塞規(guī)規(guī)、塞規(guī)光面量規(guī)光面量規(guī)l2、量具用鋼、量具用鋼l 低碳鋼滲碳、低碳鋼滲碳、l 中碳鋼外表淬火中碳鋼外表淬火l 碳素工具鋼、低合碳素工具鋼、低合金工具鋼金工具鋼l 兩者用于尺寸小、兩者用于尺寸小、外

55、形簡(jiǎn)單、精度要求外形簡(jiǎn)單、精度要求不高的量具。不高的量具。 l 滾動(dòng)軸承鋼、冷作模具鋼。用于制造精細(xì)量具滾動(dòng)軸承鋼、冷作模具鋼。用于制造精細(xì)量具. l 不銹鋼用于制造接觸腐蝕介質(zhì)的量具。不銹鋼用于制造接觸腐蝕介質(zhì)的量具。 量塊量塊電子卡尺電子卡尺l3、量具鋼的熱處置特點(diǎn)、量具鋼的熱處置特點(diǎn)l 淬火前預(yù)備熱處置采用球化退火或調(diào)質(zhì)處置。淬火前預(yù)備熱處置采用球化退火或調(diào)質(zhì)處置。l 下限溫度淬火及冷處置。目下限溫度淬火及冷處置。目的是減少的是減少A。l 長(zhǎng)時(shí)間低溫時(shí)效，以消除內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間低溫時(shí)效，以消除內(nèi)應(yīng)力，降低馬氏體的正方度。應(yīng)力，降低馬氏體的正方度。量規(guī)量規(guī)化工管道化工管道的腐蝕的腐蝕裂解管內(nèi)裂解管

56、內(nèi)壁的高溫壁的高溫腐蝕減薄腐蝕減薄l化學(xué)腐蝕是指金屬在非電解質(zhì)中的腐蝕。化學(xué)腐蝕是指金屬在非電解質(zhì)中的腐蝕。l電化學(xué)腐蝕是指金屬在電解質(zhì)溶液中的腐蝕，是有電化學(xué)腐蝕是指金屬在電解質(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(xué)金屬的腐蝕分化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕。腐蝕和電化學(xué)腐蝕。 l不同組織、成分、應(yīng)力區(qū)域之間都可構(gòu)成微電池。不同組織、成分、應(yīng)力區(qū)域之間都可構(gòu)成微電池。l防止電化學(xué)腐蝕的措施：防止電化學(xué)腐蝕的措施：l 獲得均勻的單相組織。獲得均勻的單相組織。l

57、提高合金的電極電位。提高合金的電極電位。l 使外表構(gòu)成致密的鈍化膜。使外表構(gòu)成致密的鈍化膜。l工業(yè)興隆國(guó)家每年金屬腐蝕工業(yè)興隆國(guó)家每年金屬腐蝕呵斥的直接經(jīng)濟(jì)損失占呵斥的直接經(jīng)濟(jì)損失占GNP的的4%左右。中國(guó)每年腐蝕左右。中國(guó)每年腐蝕的損失至少到的損失至少到400億元以上億元以上.ZnZnZn-Cu原電池表示圖原電池表示圖珠光體腐蝕表示圖珠光體腐蝕表示圖電解液電解液l 不銹鋼中合金元素的作用不銹鋼中合金元素的作用l1、低碳：碳高，那么降低耐蝕性。、低碳：碳高，那么降低耐蝕性。l2、Cr：是提高耐蝕性的主要元：是提高耐蝕性的主要元素素l 構(gòu)成穩(wěn)定致密的構(gòu)成穩(wěn)定致密的Cr2O3氧化膜氧化膜.l Cr

58、含量大于含量大于13%時(shí)，構(gòu)成單相時(shí)，構(gòu)成單相鐵素體組織。鐵素體組織。l 提高基體電極電位提高基體電極電位(n/8規(guī)律規(guī)律)l3、Ni：獲得單相奧氏體組織。：獲得單相奧氏體組織。 l4、Mo：耐有機(jī)酸腐蝕。：耐有機(jī)酸腐蝕。l5、Ti, Nb: 防止奧氏體鋼晶間腐防止奧氏體鋼晶間腐蝕蝕.l晶間腐蝕是沿晶粒周界發(fā)生腐蝕的景象，危害很大晶間腐蝕是沿晶粒周界發(fā)生腐蝕的景象，危害很大.l它是由于它是由于Cr23C6析出于晶界，使晶界附近析出于晶界，使晶界附近Cr含量含量降到降到12%以下，在介質(zhì)作用下發(fā)生劇烈腐蝕。以下，在介質(zhì)作用下發(fā)生劇烈腐蝕。l加加 Ti、Nb那么先于那么先于Cr與與C構(gòu)成不易溶于奧

59、氏體的碳構(gòu)成不易溶于奧氏體的碳化物化物, 防止晶界貧防止晶界貧Cr。 晶間腐蝕晶間腐蝕304不銹鋼不銹鋼消火栓消火栓齒輪架齒輪架l 常用不銹鋼常用不銹鋼l1、馬氏體不銹鋼、馬氏體不銹鋼l主要是主要是Cr13型不銹鋼型不銹鋼l 鋼號(hào)為鋼號(hào)為1Cr134Cr13l隨含碳量提高，強(qiáng)度、隨含碳量提高，強(qiáng)度、硬度提高，耐蝕性下降硬度提高，耐蝕性下降.l 1Cr13、2Cr13l熱處置熱處置: 淬火淬火+高溫回火高溫回火l運(yùn)用形狀下的組織運(yùn)用形狀下的組織: S回回不銹鋼棒不銹鋼棒l1Cr13、2Cr13具有具有耐大氣、蒸汽腐蝕耐大氣、蒸汽腐蝕才干及良好的綜合才干及良好的綜合力學(xué)性能。力學(xué)性能。用于要求塑韌

60、性用于要求塑韌性較高的耐蝕件，較高的耐蝕件，如汽輪機(jī)葉片等如汽輪機(jī)葉片等.汽輪機(jī)葉片汽輪機(jī)葉片透平轉(zhuǎn)輪透平轉(zhuǎn)輪l 3Cr13、4Cr13l熱處置：淬火熱處置：淬火+低溫回火。低溫回火。l運(yùn)用形狀下的組織：運(yùn)用形狀下的組織：M回?；亍具有較高強(qiáng)度、硬度。具有較高強(qiáng)度、硬度。l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刀1Cr17削片刀削片刀l2、鐵素體不銹鋼、鐵素體不銹鋼l典型鋼號(hào)如典型鋼號(hào)如0Cr13、1Cr17等。等。 l 成分：高鉻低碳成分：高鉻低碳l 無無相變，不能相變，不能進(jìn)展熱處置強(qiáng)化。進(jìn)展熱處置強(qiáng)化。l 組織：?jiǎn)?/p>