工程材料第七章40-6學(xué)時(shí)--文九巴

1、第一節(jié)第一節(jié) 合金元素在鋼中的作用。合金元素在鋼中的作用。一、合金元素與鐵、碳的作用一、合金元素與鐵、碳的作用1 1與與鐵的作用：鐵的作用： 幾乎所有的合金元素幾乎所有的合金元素( (除除PbPb外外) )都可溶入鐵中，形成都可溶入鐵中，形成合金鐵素體或合金奧氏體合金鐵素體或合金奧氏體 強(qiáng)化了強(qiáng)化了F,F,基體強(qiáng)度提高?；w強(qiáng)度提高。 MnMn、NiNi、 CrCr、SiSi 韌性韌性 2 2與與碳的作用碳的作用 形成碳化物形成碳化物 碳化物形成元素有：碳化物形成元素有：TiTi、ZrZr、NbNb、V V、W W、MoMo、CrCr、MnMn、FeFe第七章第七章 合金鋼合金鋼 ( (金屬材

2、料金屬材料) )上一頁(yè) 結(jié)束放映下一頁(yè)本章首頁(yè)教程首頁(yè)強(qiáng)強(qiáng)弱弱二、二、 合金元素對(duì)合金元素對(duì)Fe-FeFe-Fe3 3C C相圖的影響：相圖的影響：1 1、改變了改變了相區(qū)位置相區(qū)位置: : 如如NiNi或或MnMn類(lèi)元素，均擴(kuò)大類(lèi)元素，均擴(kuò)大Fe-FeFe-Fe3 3C C相圖中的奧氏體相圖中的奧氏體存在相區(qū)，存在相區(qū)，使使 r r相區(qū)向左、向下移；相區(qū)向左、向下移； CrCr、MoMo：使使 r r相區(qū)向左、向上移。相區(qū)向左、向上移。2 2、臨界點(diǎn)、臨界點(diǎn)S S點(diǎn)、點(diǎn)、E E點(diǎn)左移，意味著：點(diǎn)左移，意味著： S S點(diǎn)和點(diǎn)和E E點(diǎn)的碳含量下降（幾乎所有的合金元點(diǎn)的碳含量下降（幾乎所有的合金

3、元素）素） ,P,P量量, , GS GS線、線、ESES線左移線左移上一頁(yè) 結(jié)束放映下一頁(yè)本章首頁(yè)教程首頁(yè)三、三、 合金元素對(duì)鋼熱處理的影響合金元素對(duì)鋼熱處理的影響1 1合金元素對(duì)加熱時(shí)組織轉(zhuǎn)變的影響：合金元素對(duì)加熱時(shí)組織轉(zhuǎn)變的影響：(1)(1)對(duì)對(duì)A A形成速度形成速度有影響有影響: : 形成均勻形成均勻A A都伴隨都伴隨C C的擴(kuò)散，也希望盡可能多的合金元素在加的擴(kuò)散，也希望盡可能多的合金元素在加熱時(shí)溶入熱時(shí)溶入A A中，中，強(qiáng)碳化物形成元素強(qiáng)碳化物形成元素使使C C的擴(kuò)散能力降低，的擴(kuò)散能力降低，減減慢慢A的形成的形成 。含強(qiáng)碳化物形成元素的鋼，只有當(dāng)含強(qiáng)碳化物形成元素的鋼，只有當(dāng)T

4、T加加或或保保才能得到均勻才能得到均勻A A 。(2)(2)對(duì)對(duì)A A晶粒大小晶粒大小的影響的影響: : 除（除（MnMn、B B）外，大多數(shù)合金元素都有外，大多數(shù)合金元素都有阻止奧氏體晶阻止奧氏體晶粒長(zhǎng)大粒長(zhǎng)大的作用，但影響程度不同。的作用，但影響程度不同。上一頁(yè) 結(jié)束放映下一頁(yè)本章首頁(yè)教程首頁(yè)2 2合金元素對(duì)冷卻轉(zhuǎn)變的影響：合金元素對(duì)冷卻轉(zhuǎn)變的影響：除除CoCo外外，幾乎所有合金元素都增大過(guò)冷奧氏體的穩(wěn)定，幾乎所有合金元素都增大過(guò)冷奧氏體的穩(wěn)定性，使性，使C C曲線右移曲線右移，即，即淬透性淬透性。 作用最強(qiáng)的元素：作用最強(qiáng)的元素：MoMo、MnMn、CrCr、其次其次NiNi、SiSi、

5、B B。 碳化物碳化物形成元素和形成元素和非非的的SiSi，都減慢回火過(guò)程中都減慢回火過(guò)程中M M的分的分解，解，使使回火穩(wěn)定性回火穩(wěn)定性; ; 強(qiáng)碳化物強(qiáng)碳化物形成元素形成元素V V、W W、MoMo，析出彌散細(xì)小碳化物，析出彌散細(xì)小碳化物產(chǎn)生二次硬化產(chǎn)生二次硬化。除除CoCo、AlAl外外，幾乎所有合金元素都使幾乎所有合金元素都使MsMs，MfMf。A A殘殘上一頁(yè) 結(jié)束放映下一頁(yè)本章首頁(yè)教程首頁(yè)對(duì)過(guò)冷奧氏體分解轉(zhuǎn)變的影響：對(duì)過(guò)冷奧氏體分解轉(zhuǎn)變的影響：對(duì)馬氏體轉(zhuǎn)變的影響：對(duì)馬氏體轉(zhuǎn)變的影響：對(duì)淬火鋼回火轉(zhuǎn)變的影響：對(duì)淬火鋼回火轉(zhuǎn)變的影響：1 1合金鋼的分類(lèi)： 按含按含合金元素多少合金元素多

6、少分為：分為： 低低合金鋼合金鋼 5 5 中中合金鋼合金鋼 5 5 l0l0 高高合金鋼合金鋼 l0l0 按所含主要合金元素種類(lèi)可分為：按所含主要合金元素種類(lèi)可分為： 鉻鋼、鉻鎳鋼、錳鋼、硅錳鋼等鉻鋼、鉻鎳鋼、錳鋼、硅錳鋼等 按按用途用途可分為：可分為： 結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)鋼 工具鋼工具鋼 特殊性能鋼特殊性能鋼上一頁(yè) 結(jié)束放映下一頁(yè)本章首頁(yè)教程首頁(yè)2 2合金鋼的編號(hào)合金鋼的編號(hào) 數(shù)字元素?cái)?shù)字質(zhì)量級(jí)別數(shù)字元素?cái)?shù)字質(zhì)量級(jí)別 碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)： 結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)鋼用用兩位數(shù)兩位數(shù)表示含碳表示含碳萬(wàn)萬(wàn)分之幾分之幾 工具鋼工具鋼 1 1時(shí)時(shí)，用，用一一位數(shù)位數(shù)表示含碳表示含碳干干分之幾分之幾， 1 1時(shí)，不

7、標(biāo)時(shí)，不標(biāo)含碳量。（但高速鋼含碳多少都不標(biāo)，含碳量。（但高速鋼含碳多少都不標(biāo)， 它含鎢高。）它含鎢高。） 特殊性能鋼特殊性能鋼 用用一一位數(shù)表示含碳位數(shù)表示含碳干干分之幾分之幾， （不銹鋼）（不銹鋼） 但當(dāng)?shù)?dāng)含碳少含碳少時(shí)：時(shí)：00、08%C 08%C 用用0 0表示；表示； 00、03%C 03%C 用用0000表示表示. . 合金元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：（合金元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：（除除滾動(dòng)軸承鋼中的滾動(dòng)軸承鋼中的CrCr表示表示干干分之幾分之幾外外）都表）都表示含示含百分之幾百分之幾 1.5 1.5時(shí)，不標(biāo)；時(shí)，不標(biāo)； 1.51.5- 2.49- 2.49標(biāo)標(biāo)2 2 ； 2.52.5- 3.49-

8、3.49標(biāo)標(biāo)3 3 碳的質(zhì)量碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分?jǐn)?shù)合金元素質(zhì)合金元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)量分?jǐn)?shù)合金元素合金元素上一頁(yè) 結(jié)束放映下一頁(yè)本章首頁(yè)教程首頁(yè)二、工程結(jié)構(gòu)用鋼二、工程結(jié)構(gòu)用鋼 這種鋼含合金元素較低，在這種鋼含合金元素較低，在3 3以下，以下，屬于低合金屬于低合金高強(qiáng)度鋼高強(qiáng)度鋼( (稱：稱：低合金結(jié)構(gòu)鋼低合金結(jié)構(gòu)鋼) ) 主要用于制造主要用于制造橋梁橋梁、船舶、車(chē)輛、鍋爐、高壓容器、船舶、車(chē)輛、鍋爐、高壓容器、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。 用它來(lái)代替普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，可大大用它來(lái)代替普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，可大大減輕結(jié)構(gòu)自重減輕結(jié)構(gòu)自重，保證使用可靠、耐久。保證使用可靠、耐久。上一頁(yè) 結(jié)

9、束放映下一頁(yè)本章首頁(yè)教程首頁(yè)工程結(jié)構(gòu)用鋼有以下特點(diǎn)：工程結(jié)構(gòu)用鋼有以下特點(diǎn)： (1)高強(qiáng)度；高強(qiáng)度； (2)高韌度；高韌度； (3)良好的焊接性能和冷成形性能良好的焊接性能和冷成形性能。 化學(xué)成分特點(diǎn)化學(xué)成分特點(diǎn)： (1)(1)低碳低碳: 0.20: 0.20 ，韌度、焊接和冷成形性能要，韌度、焊接和冷成形性能要求高。求高。 (2)(2)加入加入MnMn（資源豐富），（資源豐富），強(qiáng)、韌強(qiáng)、韌。 (3)(3)加入少量加入少量NbNb、TiTi或或V V等附加元素。細(xì)化晶粒。等附加元素。細(xì)化晶粒。使用使用：熱軋、空冷狀態(tài)下使用熱軋、空冷狀態(tài)下使用（組織：（組織：F+PF+P） ，強(qiáng)度現(xiàn)己達(dá)800

10、MPa。常用材料：常用材料：16Mn16Mn、15MnTi15MnTi、15MnNb15MnNb上一頁(yè) 結(jié)束放映下一頁(yè)本章首頁(yè)教程首頁(yè)三、合金滲碳鋼三、合金滲碳鋼 合金滲碳鋼主要用于用于制造汽車(chē)、拖拉機(jī)中的變速齒輪汽車(chē)、拖拉機(jī)中的變速齒輪，內(nèi)燃機(jī)上的凸輪軸、活塞銷(xiāo)內(nèi)燃機(jī)上的凸輪軸、活塞銷(xiāo)等。 工作中它們?cè)馐軓?qiáng)烈的摩擦和磨損，同時(shí)承受較高的交變載荷特別是沖擊載荷。 力學(xué)力學(xué) 表面表面: :高硬度、高耐磨、高（接觸、彎曲）強(qiáng)度。高硬度、高耐磨、高（接觸、彎曲）強(qiáng)度。 性能性能: : 心部心部: :較高強(qiáng)度、適當(dāng)塑，韌性。較高強(qiáng)度、適當(dāng)塑，韌性。 良好的熱處理工藝性能良好的熱處理工藝性能。上一頁(yè) 結(jié)

11、束放映下一頁(yè)本章首頁(yè)教程首頁(yè) 加Cr、Mn、Ni、淬，強(qiáng)韌；另外Cr形成碳化物，耐磨性。 加入強(qiáng)碳化物形成元素V V、W W、MoMo，細(xì)化晶粒細(xì)化晶粒。 最終熱處理：最終熱處理：滲滲C+C+淬火淬火+ +低溫回火低溫回火，保證性能。保證性能。 表面組織：表面組織：M M回回+K+K（碳化物）+ +少少A A殘殘，HRC60 HRC60 6262 成分成分： 低碳：低碳：0.100.100.25%C0.25%C，保證心部足夠塑、韌性；保證心部足夠塑、韌性； 滲滲C C后表面高碳后表面高碳(0.85 (0.85 1.05%C)1.05%C)。上一頁(yè) 結(jié)束放映下一頁(yè)本章首頁(yè)教程首頁(yè) 常用滲碳鋼常用

12、滲碳鋼： 低淬，低強(qiáng)低淬，低強(qiáng)-用于尺寸小、載荷輕、表面耐磨件；用于尺寸小、載荷輕、表面耐磨件； 1515、2020、20Cr20Cr、20Mn20Mn小齒輪，小軸。 中淬，中強(qiáng)中淬，中強(qiáng)-用于尺寸大、交變載荷、表面高硬高耐磨的重要件；用于尺寸大、交變載荷、表面高硬高耐磨的重要件； 20CrMn20CrMn、20CrMnTi20CrMnTi汽車(chē)、拖拉機(jī)的變速齒輪。 高淬，高強(qiáng)高淬，高強(qiáng)用于尺寸大、高載、高磨、高強(qiáng)韌的極重要件。用于尺寸大、高載、高磨、高強(qiáng)韌的極重要件。 18Cr2Ni4WA18Cr2Ni4WA、 20Cr2Ni4WA20Cr2Ni4WA 內(nèi)燃機(jī)的主動(dòng)牽引齒輪，坦克上的齒輪和軸。

13、上一頁(yè) 結(jié)束放映下一頁(yè)本章首頁(yè)教程首頁(yè)四、調(diào)質(zhì)鋼四、調(diào)質(zhì)鋼1、經(jīng)調(diào)質(zhì)（淬火經(jīng)調(diào)質(zhì)（淬火+ +高回）高回）處理后使用的鋼稱為調(diào)質(zhì)鋼調(diào)質(zhì)鋼。 2、用于受復(fù)雜應(yīng)力作用的零件，如柴油機(jī)連桿螺栓、汽柴油機(jī)連桿螺栓、汽車(chē)底盤(pán)上的半軸、機(jī)床主軸車(chē)底盤(pán)上的半軸、機(jī)床主軸最常見(jiàn)的失效形式為疲勞斷裂。結(jié)束放映下一頁(yè)上一頁(yè) 本章首頁(yè)教程首頁(yè)上一頁(yè) 結(jié)束放映下一頁(yè)本章首頁(yè)教程首頁(yè)性能：具有良好良好綜合力學(xué)性能，綜合力學(xué)性能，有些工件表面和局部還要求一定的耐磨性（需：調(diào)質(zhì)+氮化或表面淬火處理）；良好淬透性良好淬透性（否則屈服強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度會(huì)明顯下降）；避免高溫回火脆性避免高溫回火脆性。 3 3、調(diào)質(zhì)鋼成分、調(diào)質(zhì)鋼成分：

14、0.250.250.5%C0.5%C；加合金元素：CrCr、NiNi、MnMn、SiSi、B B 。主要：淬淬，基體強(qiáng)度強(qiáng)度，且韌韌 ，配合使用效果。加V V 細(xì)化晶粒； W W、Mo Mo 防止或減輕回火脆性防止或減輕回火脆性 4 4、常用鋼：、常用鋼：4545、40Cr40Cr、38CrMoAlA38CrMoAlA結(jié)束放映下一頁(yè)上一頁(yè) 本章首頁(yè)教程首頁(yè)對(duì)于精密機(jī)床主軸：對(duì)于精密機(jī)床主軸：38CrMoAlA 38CrMoAlA 調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)+ +滲碳；滲碳；對(duì)于航空發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸：重要件對(duì)于航空發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸：重要件還還氮化氮化5 5、預(yù)先熱處理預(yù)先熱處理：正火、退火正火、退火 最終熱處理最終熱處理：淬

15、淬+ +高溫回火；高溫回火； 得到組織：得到組織：S S回回上一頁(yè) 結(jié)束放映下一頁(yè)本章首頁(yè)教程首頁(yè)五、彈簧鋼五、彈簧鋼 彈簧鋼是一種專(zhuān)用結(jié)構(gòu)鋼，主要用于制造各種彈簧和彈性元件。 彈簧利用彈性變形彈性變形來(lái)傳遞力傳遞力，儲(chǔ)存能量和減緩震動(dòng)儲(chǔ)存能量和減緩震動(dòng)和沖擊。和沖擊。 彈簧鋼應(yīng)有以下性能性能 (1)高的彈性極限高的彈性極限，高屈強(qiáng)比（sb），保證有足夠彈性變形，并能承受大的載荷。 (2)高的疲勞極限高的疲勞極限，足夠的塑、韌性。足夠的塑、韌性。 (3)有些工件，還要求有耐蝕性。結(jié)束放映下一頁(yè)上一頁(yè) 本章首頁(yè)教程首頁(yè)上一頁(yè) 結(jié)束放映下一頁(yè)本章首頁(yè)教程首頁(yè)合金彈簧鋼的化學(xué)成分有以下特點(diǎn)：合金彈簧

16、鋼的化學(xué)成分有以下特點(diǎn)： (1)(1)中、高碳：中、高碳：0.50.5-0.75-0.75，目的提高彈性極限目的提高彈性極限和疲勞極限。和疲勞極限。 (2)(2)加入以加入以SiSi、MnMn、CrCr、V V為主的合金元素，提高淬為主的合金元素，提高淬透性和回火穩(wěn)定性，強(qiáng)化透性和回火穩(wěn)定性，強(qiáng)化F F和細(xì)化晶粒。和細(xì)化晶粒。 質(zhì)量要求嚴(yán)（即，質(zhì)量要求嚴(yán)（即，S S和和P P少少），否則會(huì)成為疲勞源，），否則會(huì)成為疲勞源，造成疲勞破壞。造成疲勞破壞。結(jié)束放映下一頁(yè)上一頁(yè) 本章首頁(yè)教程首頁(yè)合金彈簧鋼大致分為兩類(lèi)： (1)以以SiSi、MnMn元素合金化的彈簧鋼：有元素合金化的彈簧鋼：有65Mn6

17、5Mn、60Si2Mn60Si2Mn (2)含含CrCr、v v 等的彈簧鋼：等的彈簧鋼： 50CrVA50CrVA等。等。上一頁(yè) 結(jié)束放映下一頁(yè)本章首頁(yè)教程首頁(yè) 彈簧鋼按加工和熱處理分為彈簧鋼按加工和熱處理分為2 2類(lèi)：類(lèi)： (1)(1)熱成形彈簧：熱成形彈簧： 用熱軋的鋼絲或鋼板制成，然后熱用熱軋的鋼絲或鋼板制成，然后熱處理，這類(lèi)彈簧一般是用于較大型彈簧的制作。處理，這類(lèi)彈簧一般是用于較大型彈簧的制作。 (2)(2)冷成形彈簧：冷成形彈簧：用于小尺寸彈簧的制作，一般用冷用于小尺寸彈簧的制作，一般用冷拔彈簧鋼絲拔彈簧鋼絲( (片片) )卷成。卷成。 熱處理：熱處理：淬火淬火+ +中溫回火，中

18、溫回火， 獲得獲得: :T T回回組織。組織。 具有很高的屈服強(qiáng)度特別是彈性極限，并有一定的塑具有很高的屈服強(qiáng)度特別是彈性極限，并有一定的塑性和韌度。性和韌度。結(jié)束放映下一頁(yè)上一頁(yè) 本章首頁(yè)教程首頁(yè)上一頁(yè) 結(jié)束放映下一頁(yè)本章首頁(yè)教程首頁(yè)六、滾動(dòng)軸承鋼六、滾動(dòng)軸承鋼: : 軸承鋼主要用來(lái)制造滾動(dòng)軸承的滾動(dòng)體滾動(dòng)體(滾珠、滾柱、滾針)、內(nèi)外套圈內(nèi)外套圈等。 成分特點(diǎn)是，含碳高含碳高。 所以也用于制造要求耐磨性好耐磨性好的其它工件。性能要求：性能要求：(1)高的接觸疲勞強(qiáng)度接觸疲勞強(qiáng)度 防止產(chǎn)生麻點(diǎn)或硬化層剝落；(2)高的硬度和耐磨性硬度和耐磨性 HRCHRC達(dá)62626464，要有碳化物碳化物；(

19、3)足夠的韌性和淬透性足夠的韌性和淬透性。 此外，在大氣和潤(rùn)滑介質(zhì)中有一定的耐蝕能力耐蝕能力和良良好的尺寸穩(wěn)定性。好的尺寸穩(wěn)定性。上一頁(yè) 結(jié)束放映下一頁(yè)本章首頁(yè)教程首頁(yè)成分特點(diǎn)：(1)高碳高碳：一般為0.950.951.101.10C C；(2)CrCr為基本的合金元素： 0.40-1.65 Cr提高淬透性、組織細(xì)小、均勻分布。(3)大型軸承為大型軸承為進(jìn)一步提高淬，還要加入加入SiSi、MnMn； 加入V，形成VCVC，耐磨性耐磨性，并防止過(guò)熱。(4)純度要求極高純度要求極高（S、P少）。上一頁(yè) 結(jié)束放映下一頁(yè)本章首頁(yè)教程首頁(yè)軸承鋼的熱處理：軸承鋼的熱處理： (1)球化退火球化退火預(yù)先熱處理

20、。 硬度硬度，以利于切削加工；更重要的是形成了P P粒粒和和細(xì)粒狀碳化物細(xì)粒狀碳化物，為零件的最終熱處理作組織準(zhǔn)備。(2)淬火和低溫回火淬火和低溫回火 作為最終熱處理。 使用態(tài)組織使用態(tài)組織 ： M M回回碳化物碳化物微量AA(3)常用軸承鋼常用軸承鋼: : GCr6、GCr9、 GCrl5， GCr9SiMn 和GCr15SiMn （用于制造大型軸承）。上一頁(yè) 結(jié)束放映下一頁(yè)本章首頁(yè)教程首頁(yè)低合金低合金結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)鋼含低碳含低碳: : 0.200.20 合金元素？合金元素？高強(qiáng)、高韌、好高強(qiáng)、高韌、好的焊接和冷成形的焊接和冷成形性性. .熱軋、空冷狀熱軋、空冷狀態(tài)下使用態(tài)下使用（相當(dāng)正火處（相

21、當(dāng)正火處理）理）使用狀態(tài)組使用狀態(tài)組織：織：T(S) +F常用鋼常用鋼: : 16Mn16Mn、15MnTi15MnTi、15MnNb15MnNb滲碳鋼滲碳鋼含含低碳：低碳：0.100.100.25%C,0.25%C,滲滲C C后表面達(dá)后表面達(dá)0.85 0.85 1.05%C1.05%C表面表面: :高硬、耐高硬、耐磨、高強(qiáng)磨、高強(qiáng)心部:較高強(qiáng)度適當(dāng)塑，韌性。最終熱處理：最終熱處理：滲滲C+C+淬火淬火+ +低低回回。表面表面組織：組織：M M回回+K+K+少少AA2020、20Cr20Cr、20Mn20Mn、20CrMn20CrMn20CrMnTi 20CrMnTi 18Cr2Ni4WA18

22、Cr2Ni4WA調(diào)質(zhì)鋼調(diào)質(zhì)鋼含碳：含碳：0.250.250.5%C0.5%C綜合力學(xué)綜合力學(xué)性能好性能好最終熱處理最終熱處理：淬淬+ +高回高回S S回回4545、40Cr40Cr、38CrMoAlA38CrMoAlA彈簧鋼彈簧鋼含碳：含碳： 0.5-0.700.5-0.70C C高高e、sb、-1足夠足夠塑和韌塑和韌最終熱處理最終熱處理淬火淬火+ +中回中回T T回回65Mn65Mn、60Si2Mn60Si2Mn、 50CrVA50CrVA滾動(dòng)軸滾動(dòng)軸承鋼承鋼含高碳含高碳：0.950.951.11.1C C高高接觸接觸-1、硬、硬、耐磨性、足夠的韌耐磨性、足夠的韌度和淬透性度和淬透性最終熱處

23、理最終熱處理：淬火淬火+ +低回低回預(yù)先熱處理：預(yù)先熱處理：球化退火球化退火M M回回微量微量AAGCr6GCr6、GCr9GCr9、GCrl5GCrl5和和 GCr9SiMn GCr9SiMn GCr15SiMnGCr15SiMn七、刃具鋼七、刃具鋼（工具鋼有：刃、模、量）（工具鋼有：刃、模、量） 主要用于制造車(chē)刀、銑刀、鉆頭等金屬切削工具。主要用于制造車(chē)刀、銑刀、鉆頭等金屬切削工具。 刃具切削時(shí)受工件的壓力，刃部與鐵屑之間發(fā)生強(qiáng)烈的摩擦，由于切削發(fā)熱，刃部溫度可達(dá)500-600。 此外，還承受一定的沖擊和震動(dòng)。因此對(duì)刃具鋼性能提出如下基本要求。刃具鋼性能要求刃具鋼性能要求: : 高硬度高硬

24、度 達(dá)達(dá)HRC60-65.HRC60-65. 高耐磨高耐磨 高熱（紅）硬性高熱（紅）硬性 足夠塑、韌性足夠塑、韌性。 各種工具鋼都可制作刃具鋼各種工具鋼都可制作刃具鋼上一頁(yè) 結(jié)束放映下一頁(yè)本章首頁(yè)教程首頁(yè) T7、T8、T9、T10、T11、T12、T13 T7A、T8AT13A 含C量依次增加，硬度變化不大，而耐磨性依次，塑韌性依次。1 1.碳素工具鋼：碳素工具鋼： 碳素工具鋼碳素工具鋼缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：淬透性低：水中能淬透直徑20mm；紅硬性差：使用溫度200以下。上一頁(yè) 結(jié)束放映下一頁(yè)本章首頁(yè)教程首頁(yè) 只能做低速、小進(jìn)刀量、形狀簡(jiǎn)單、小尺寸的工具或手用工具。2.2.低合金工具鋼：低合金工具鋼：

25、是在碳素工具鋼的基礎(chǔ)上添加合金元素而成的。是在碳素工具鋼的基礎(chǔ)上添加合金元素而成的。 成分特點(diǎn)：成分特點(diǎn)： 高高C C，加入加入Cr,Mn,SiCr,Mn,Si提高淬透性提高淬透性加入加入SiSi提高回火穩(wěn)定性提高回火穩(wěn)定性加入加入W,VW,V細(xì)化晶粒、提高耐磨性。細(xì)化晶粒、提高耐磨性。性能特點(diǎn)：性能特點(diǎn)：高硬度高硬度:HRC:HRC6060高耐磨性高耐磨性熱硬性熱硬性足夠塑性和韌性足夠塑性和韌性 上一頁(yè) 結(jié)束放映下一頁(yè)本章首頁(yè)教程首頁(yè)典型鋼號(hào)及其應(yīng)用：典型鋼號(hào)及其應(yīng)用： 9SiCr, 9SiCr, 如如: :板牙板牙, ,絲錐絲錐, ,冷沖模冷沖模, , 木工工具木工工具, ,低速切削低速切

26、削刃具；刃具；Cr06, Cr06, 如如: :樣板樣板, ,鉸刀鉸刀, ,插刀插刀, ,剃刀剃刀, ,刀片刀片, ,刮刀刮刀, ,銼刀等；銼刀等； CrWMnCrWMn，如拉刀，如拉刀, ,沖模沖模, ,樣板樣板, ,量規(guī)。量規(guī)。熱處理：熱處理：最終：淬火最終：淬火+ + 低溫回火低溫回火預(yù)先：球化退火預(yù)先：球化退火上一頁(yè) 結(jié)束放映下一頁(yè)本章首頁(yè)教程首頁(yè)使用態(tài)組織：使用態(tài)組織： M M回回合金碳化物合金碳化物 少量少量A A， 3.3.高速鋼高速鋼：制造高速切削或形狀復(fù)雜的刃具。：制造高速切削或形狀復(fù)雜的刃具。 在高速切削過(guò)程中，刀具的刃部溫度可達(dá)在高速切削過(guò)程中，刀具的刃部溫度可達(dá)6006

27、00以以上上，硬度仍保持硬度仍保持HRC60HRC60以上。高速鋼刀具的以上。高速鋼刀具的切削速度切削速度可可增加增加1 13 3倍倍（比碳素工具鋼和合金工具鋼刀具），而（比碳素工具鋼和合金工具鋼刀具），而耐用性增加耐用性增加7 71414倍倍，因此，高速鋼在機(jī)械制造工業(yè)中，因此，高速鋼在機(jī)械制造工業(yè)中被廣泛地采用。被廣泛地采用。 例：例： W18Cr4V W18Cr4V 車(chē)刀、銑刀、刨刀、鉆頭、拉刀、車(chē)刀、銑刀、刨刀、鉆頭、拉刀、 W6Mo5Cr4V2 W6Mo5Cr4V2 絲錐絲錐 、鉸刀、鉆頭等鉸刀、鉆頭等 耐磨性和韌性好耐磨性和韌性好上一頁(yè) 結(jié)束放映下一頁(yè)本章首頁(yè)教程首頁(yè) 性能性能和其

28、它工具鋼比，有高淬透性淬透性、高紅硬性紅硬性（高溫下HRC60）、高耐磨性耐磨性；足夠塑性和韌性。足夠塑性和韌性。 成分成分0.71.4%C; 加入的合金元素，要全部溶入全部溶入中中 : Cr Cr 主要主要淬透性淬透性 W W、MoMo主要主要紅硬性紅硬性回火穩(wěn)定性回火穩(wěn)定性。 V V 細(xì)化晶粒，彌散細(xì)小細(xì)化晶粒，彌散細(xì)小K. K. 耐磨性耐磨性；紅硬性；紅硬性. . 上一頁(yè) 結(jié)束放映 鍛造：鍛造：擊碎鑄態(tài)中粗大魚(yú)骨狀碳化物，呈均勻細(xì)小顆粒分布. 熱處理特點(diǎn)熱處理特點(diǎn)： 退火退火組織組織：S+S+細(xì)粒狀細(xì)粒狀K K 淬火淬火T T加加在在1200120013001300， 使合金元素全部溶入

29、使合金元素全部溶入中，各性能才能保證。中，各性能才能保證。 回火回火T T加加在在550550570570，保1h冷到室溫，重復(fù)至少三次（使至少三次（使殘殘發(fā)生轉(zhuǎn)變）發(fā)生轉(zhuǎn)變）。析出彌散碳化物析出彌散碳化物WCWC、VC-VC-二次硬化；殘二次硬化；殘MM二二次硬化次硬化。 回火回火組織組織：M M回回+ +粒狀碳化物粒狀碳化物+ +少量少量A A殘殘八、合金模具鋼：八、合金模具鋼： 冷冷作模具鋼作模具鋼和和熱熱作模具鋼作模具鋼兩大類(lèi)兩大類(lèi)。 冷模具鋼冷模具鋼用于制造使金屬在冷態(tài)下成型冷態(tài)下成型的各種模具用鋼。 如：冷沖模、冷鐓模、冷擠壓模和拉絲模等，工作溫度不超過(guò)200-300。 熱作模具鋼

30、熱作模具鋼用于制造對(duì)加熱金屬或液態(tài)金屬成型加熱金屬或液態(tài)金屬成型的各種模具用鋼。 如：熱鍛模、熱壓模（壓鑄模）、熱擠壓模，工作時(shí)型腔表面溫度可達(dá)600上。上一頁(yè) 結(jié)束放映下一頁(yè)本章首頁(yè)教程首頁(yè)冷、熱模具鋼性能： 冷作模具鋼性能：冷作模具鋼性能： (1)(1)高硬度和紅硬性高硬度和紅硬性 ，一般，一般為為585862HRC62HRC； (2)(2)高耐磨性；高耐磨性； (3)(3)足夠的韌度與疲勞抗力足夠的韌度與疲勞抗力 (4)(4)熱處理形變小。熱處理形變小。 熱模具鋼性能：熱模具鋼性能： (1)(1)高溫下足夠的硬度高溫下足夠的硬度(35-(35-52HRC) 52HRC) 、耐磨性、強(qiáng)，韌

31、度、耐磨性、強(qiáng)，韌度 (2) (2) 高的熱疲勞抗力，以防高的熱疲勞抗力，以防止龜裂破壞。止龜裂破壞。 (3) (3) 有高的淬透性和導(dǎo)熱性。有高的淬透性和導(dǎo)熱性。（由于熱模具一般較大）（由于熱模具一般較大）結(jié)束放映下一頁(yè)上一頁(yè) 本章首頁(yè)教程首頁(yè)上一頁(yè) 結(jié)束放映下一頁(yè)本章首頁(yè)教程首頁(yè)1 1冷冷模具鋼：模具鋼：成分特點(diǎn)：成分特點(diǎn)：典型鋼號(hào)及其應(yīng)用：典型鋼號(hào)及其應(yīng)用：高高C C: :加入大量加入大量CrCr提高提高耐磨性和淬透性耐磨性和淬透性加入加入W W、MoMo、V V，細(xì)化晶粒，提高耐磨性。，細(xì)化晶粒，提高耐磨性。冷作模具鋼冷作模具鋼中中國(guó)國(guó)Cr12Cr12Cr12MoVCr12MoVCrW

32、MnCrWMn9SiCr9SiCr主主要要用用途途小動(dòng)載、小動(dòng)載、高耐磨、高耐磨、簡(jiǎn)單形狀簡(jiǎn)單形狀沖裁模沖裁模下料模、下料模、沖頭、滾沖頭、滾絲輪、冷絲輪、冷鐓模、剪鐓模、剪刀片等刀片等下料模、下料模、沖頭、成型沖頭、成型模、搓絲板模、搓絲板及小型塑料及小型塑料模模下料模、下料模、搓絲板、搓絲板、壓印模、壓印模、頂出桿、頂出桿、刀片等刀片等上一頁(yè) 結(jié)束放映下一頁(yè)本章首頁(yè)教程首頁(yè)常用常用冷作模具鋼冷作模具鋼有：有： Cr12Cr12、Cr12MoVCr12MoV、 T10AT10A、CrWMnCrWMn、9SiCr9SiCr、9Mn2V9Mn2V、GCr15GCr15和和W18Cr4VW18Cr

33、4V。熱處理熱處理： 球化退火球化退火95095010001000淬火低溫回火淬火低溫回火 耐磨性和韌性好，耐磨性和韌性好， 用于重載模具用于重載模具 球化退火球化退火1100110011501150淬火淬火510510520 520 回火回火（3 3次）次） 耐磨性和紅硬性好，耐磨性和紅硬性好，400400450 450 下工作的模具。下工作的模具。組織組織：M M回回+ +碳化物碳化物K+K+殘余殘余A A。上一頁(yè) 結(jié)束放映下一頁(yè)本章首頁(yè)教程首頁(yè) 工作條件工作條件 大的沖擊載荷、強(qiáng)烈的摩擦、劇烈的冷熱大的沖擊載荷、強(qiáng)烈的摩擦、劇烈的冷熱 循環(huán)所引起的熱應(yīng)變和熱應(yīng)力，以及高溫氧化。循環(huán)所引起

34、的熱應(yīng)變和熱應(yīng)力，以及高溫氧化。2. 2. 熱作模具鋼熱作模具鋼 用以制造在高溫下，使金屬材料塑性成形的一類(lèi)模具。用以制造在高溫下，使金屬材料塑性成形的一類(lèi)模具。如熱鍛模、熱擠壓模、熱沖裁模和金屬壓鑄模如熱鍛模、熱擠壓模、熱沖裁模和金屬壓鑄模。 成分特點(diǎn)成分特點(diǎn)： 中中C:C:0.30.30.6%0.6%C，以保證高強(qiáng)度、韌性、熱疲勞抗力以保證高強(qiáng)度、韌性、熱疲勞抗力 和較高的硬度。和較高的硬度。加入加入CrCr、NiNi、MnMn、SiSi ：淬：淬 、回火穩(wěn)定性和熱疲勞抗力、回火穩(wěn)定性和熱疲勞抗力加入加入W,MoW,Mo、V V提高熱硬性和熱強(qiáng)性提高熱硬性和熱強(qiáng)性. .熱處理：淬火熱處理：淬火+ +高（中）溫回火高（中）溫回火 組織：組織：S S回回（或（或 T T回回）上一頁(yè) 結(jié)束放映下一頁(yè)本章首頁(yè)教程首頁(yè)典型鋼號(hào)及其應(yīng)用：典型鋼號(hào)及其應(yīng)用：1 1、5CrMnMo5CrMnMo：用于制造形狀簡(jiǎn)單，厚度小于用于制造形狀簡(jiǎn)單，厚度小于250250毫米的小毫米的小型熱錘鍛模。型熱錘鍛模。2 2、5CrNiMo5CrNiMo： 用于制造形狀簡(jiǎn)單，工作