第七章合金鋼

1、第七章第七章 合金鋼合金鋼碳鋼的特點(diǎn)碳鋼的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：價(jià)格低廉，便于獲得，容易加工；：價(jià)格低廉，便于獲得，容易加工； 通過(guò)通過(guò)C%的變化和熱處理，性能可以得到改善的變化和熱處理，性能可以得到改善缺點(diǎn)缺點(diǎn)：淬透性低，回火抗力差；：淬透性低，回火抗力差； 不能滿足一些特殊性能要求，如耐熱、耐低不能滿足一些特殊性能要求，如耐熱、耐低 溫、耐腐蝕等溫、耐腐蝕等第一節(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 合金元素：為了獲得一定的組織、性能使其使用性合金元素：為了獲得一定的組織、性能使其使用性能和工藝性能得以提高，而向鋼中加入的化學(xué)元素。能和工藝性能得以提高，而向鋼中加入的化學(xué)元素。 常加入

2、的合金元素有：常加入的合金元素有：Mn、Si、Cr、Ni、Mo、W、V、Ti、Al等等合金元素在鋼中的存在形式：合金元素在鋼中的存在形式：p 溶于溶于F、A、M中，以固溶體的形式存在中，以固溶體的形式存在p 形成強(qiáng)化相，如溶入滲碳體中形成合金滲碳體，或形成強(qiáng)化相，如溶入滲碳體中形成合金滲碳體，或形成特殊的碳化物和金屬間化合物形成特殊的碳化物和金屬間化合物p 形成非金屬夾雜，如氧化物、氮化物、硫化物形成非金屬夾雜，如氧化物、氮化物、硫化物p 以游離態(tài)存在，如以游離態(tài)存在，如Pb、Cu等等第一節(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 加入合金元素不僅可以提高鋼的力學(xué)性能、改善工加入合金元

3、素不僅可以提高鋼的力學(xué)性能、改善工藝性能，還可以獲得某些特殊的性能。藝性能，還可以獲得某些特殊的性能。一、合金元素對(duì)鋼中基本相的影響一、合金元素對(duì)鋼中基本相的影響1、溶于鐵素體，起固溶強(qiáng)化作用、溶于鐵素體，起固溶強(qiáng)化作用非碳化物形成元素（如非碳化物形成元素（如Ni、Si、Al等）及過(guò)剩等）及過(guò)剩的碳化物形成元素（如的碳化物形成元素（如Mn）都溶于鐵素體，）都溶于鐵素體，形成形成合金鐵素體合金鐵素體。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p Si、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)在適當(dāng)范圍內(nèi)提高韌性。范圍內(nèi)提高韌性。對(duì)硬度的影響對(duì)硬度的影響對(duì)沖擊韌

4、性的影響對(duì)沖擊韌性的影響第一節(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2、形成碳化物，起強(qiáng)化相作用、形成碳化物，起強(qiáng)化相作用p 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)椋篢i、Zr、Nb、V、W、Mo、Cr、Mn、Fe Ti、Nb、V為強(qiáng)碳為強(qiáng)碳化物形成元素，碳化化物形成元素，碳化物的穩(wěn)定性、熔點(diǎn)、物的穩(wěn)定性、熔點(diǎn)、硬度、耐磨性高，如硬度、耐磨性高，如TiC、VC等。等。 鋼中碳化物鋼中碳化物第一節(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 W、Mo、Cr為中碳化物形成元素，碳化物的穩(wěn)定為中碳化物形成元素，碳化物的穩(wěn)定性、熔點(diǎn)、硬度、耐磨性較高，

5、如性、熔點(diǎn)、硬度、耐磨性較高，如W2C等。等。 Mn、Fe為弱碳化物形成元素，碳化物的穩(wěn)定性、為弱碳化物形成元素，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。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二、對(duì)二、對(duì)Fe-Fe3C相圖的相圖的影響影響 Ni、Mn、Co、C、N等是擴(kuò)大奧氏體相區(qū)等是擴(kuò)大奧氏體相區(qū)的元素，使的元素，使A3線下降，線下降，Acm線上升，線上升，S點(diǎn)下降。點(diǎn)下降。p 當(dāng)當(dāng)Mn 13%或或Ni 9%時(shí)，時(shí)，S點(diǎn)降到點(diǎn)降到0以下，室溫下以下，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。 Mn對(duì)奧氏體相區(qū)

6、的影響對(duì)奧氏體相區(qū)的影響SE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 Cr、Mo、Si、Ti、W、Al等是等是縮小奧氏體相區(qū)縮小奧氏體相區(qū)的元素，使的元素，使A3線線上升，上升，S點(diǎn)上升。點(diǎn)上升。p當(dāng)當(dāng)Cr 19%時(shí)，時(shí)，奧氏體相區(qū)消失，奧氏體相區(qū)消失，室溫下為單相鐵室溫下為單相鐵素體組織，稱鐵素體組織，稱鐵素體鋼素體鋼.Cr對(duì)奧氏體相區(qū)的影響對(duì)奧氏體相區(qū)的影響SE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 所有合金元素均使所有合金元素均使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(guò)共析組織（如量下降，使碳含量比較低的鋼出現(xiàn)

7、過(guò)共析組織（如4Cr13）或共晶組織（如）或共晶組織（如W18Cr4V）。）。 SSEE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三、對(duì)鋼熱處理的影響三、對(duì)鋼熱處理的影響1、對(duì)奧氏體化的影響、對(duì)奧氏體化的影響 對(duì)奧氏體形成速度的影對(duì)奧氏體形成速度的影響：除響：除Ni、Co外，都減外，都減緩?qiáng)W氏體化過(guò)程。緩?qiáng)W氏體化過(guò)程。 對(duì)奧氏體晶粒長(zhǎng)大傾向?qū)W氏體晶粒長(zhǎng)大傾向的影響的影響p碳、氮化物形成元素阻礙奧氏體晶粒長(zhǎng)大。碳、氮化物形成元素阻礙奧氏體晶粒長(zhǎng)大。pMn、P促進(jìn)長(zhǎng)大。促進(jìn)長(zhǎng)大。 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2、對(duì)過(guò)冷奧氏體轉(zhuǎn)變的影響、對(duì)過(guò)冷奧氏體轉(zhuǎn)變的影響

8、 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，凡溶入奧氏體外，凡溶入奧氏體的合金元素均使的合金元素均使C曲線右移，淬透性提高。曲線右移，淬透性提高。p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。 對(duì)對(duì)Ms、Mf點(diǎn)的點(diǎn)的影響：除影響：除Co、 Al外，所有元外，所有元素都使素都使Ms、Mf點(diǎn)下降。點(diǎn)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3、對(duì)回火轉(zhuǎn)變的影響、對(duì)回火轉(zhuǎn)變的影響 提高回火穩(wěn)定性提高回火穩(wěn)定性回火穩(wěn)定性回火穩(wěn)定性：淬火鋼在回：淬火鋼在回火過(guò)程中組織分解和轉(zhuǎn)火過(guò)程中組織分解和

9、轉(zhuǎn)變快慢的程度。變快慢的程度。l合金元素能阻礙馬氏體合金元素能阻礙馬氏體分解及碳化物的析出與分解及碳化物的析出與聚集。聚集。l當(dāng)回火硬度相同時(shí)，合金鋼比同含碳量碳鋼回火溫當(dāng)回火硬度相同時(shí)，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。度高。如果同溫度回火，合金鋼硬度比碳鋼高。Mo含量對(duì)含量對(duì)0.35%含碳量的含碳量的碳素鋼回火硬度的影響碳素鋼回火硬度的影響第一節(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 產(chǎn)生二次硬化產(chǎn)生二次硬化l含高含高W、Mo、Cr、V鋼淬火后回火時(shí)，由于鋼淬火后回火時(shí)，由于析出細(xì)小彌散的特殊碳化物及回火冷卻時(shí)析出細(xì)小彌散的特殊碳化物及回火冷卻時(shí)

10、A轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)樽優(yōu)镸回回，使硬度不僅不下降，反而升高的現(xiàn)，使硬度不僅不下降，反而升高的現(xiàn)象稱象稱二次硬化二次硬化。 高速鋼高速鋼第一節(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 防止第二類回火脆性防止第二類回火脆性p第一類回火脆性第一類回火脆性：淬火：淬火鋼在鋼在300左右回火時(shí)左右回火時(shí)會(huì)產(chǎn)生回火脆性。會(huì)產(chǎn)生回火脆性。p第二類回火脆性第二類回火脆性：合金：合金鋼淬火后鋼淬火后400550或或更高溫度回火后更高溫度回火后緩冷緩冷產(chǎn)產(chǎn)生的脆性。生的脆性。l加加W、Mo可防止第二類回火脆性?？煞乐沟诙惢鼗鸫嘈浴５诙?jié)第二節(jié) 低合金鋼和合金鋼的分類與編號(hào)低合金鋼和合金鋼的分類與編號(hào)p鋼按化學(xué)成分

11、分為非合金鋼、鋼按化學(xué)成分分為非合金鋼、低合金鋼低合金鋼、合金鋼合金鋼三大類三大類按用途分：結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼、不銹鋼、耐熱鋼按用途分：結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼、不銹鋼、耐熱鋼按合金元素分：鉻鋼、錳鋼、鉻鎳鋼、硅錳鋼等按合金元素分：鉻鋼、錳鋼、鉻鎳鋼、硅錳鋼等按正火后組織分：珠光體鋼、馬氏體鋼、奧氏體鋼等按正火后組織分：珠光體鋼、馬氏體鋼、奧氏體鋼等低合金鋼低合金鋼普通質(zhì)量低合金鋼普通質(zhì)量低合金鋼優(yōu)質(zhì)低合金鋼優(yōu)質(zhì)低合金鋼特殊質(zhì)量低合金鋼特殊質(zhì)量低合金鋼 合金鋼合金鋼優(yōu)質(zhì)合金鋼優(yōu)質(zhì)合金鋼特殊質(zhì)量合金鋼特殊質(zhì)量合金鋼按質(zhì)量分按質(zhì)量分第二節(jié)第二節(jié) 低合金鋼和合金鋼的分類與編號(hào)低合金鋼和合金鋼的分類與編號(hào)1、合金結(jié)

12、構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼p比碳素鋼有更好的力學(xué)性能，特別是熱處理性能優(yōu)良，比碳素鋼有更好的力學(xué)性能，特別是熱處理性能優(yōu)良，因此便于制造尺寸較大、形狀復(fù)雜或要求淬火變形小因此便于制造尺寸較大、形狀復(fù)雜或要求淬火變形小的零件。的零件。p牌號(hào)：牌號(hào)：數(shù)字?jǐn)?shù)字+元素符號(hào)元素符號(hào)+數(shù)字?jǐn)?shù)字 合金元素的平均含量的合金元素的平均含量的百分?jǐn)?shù)百分?jǐn)?shù)，小于小于1.5時(shí)，不標(biāo)數(shù)字時(shí)，不標(biāo)數(shù)字鋼的平均含碳量的鋼的平均含碳量的萬(wàn)分?jǐn)?shù)萬(wàn)分?jǐn)?shù)例：例：12CrNi3：0.12%C、Cr1.5%、3%Ni 40Cr、60Si2Mn第二節(jié)第二節(jié) 低合金鋼和合金鋼的分類與編號(hào)低合金鋼和合金鋼的分類與編號(hào)2、合金工具鋼、合金工具鋼p主要用

13、來(lái)制造刃具，模具，和量具。主要用來(lái)制造刃具，模具，和量具。p牌號(hào)牌號(hào)：數(shù)字：數(shù)字+元素符號(hào)元素符號(hào)+數(shù)字?jǐn)?shù)字合金元素的平均含量的合金元素的平均含量的百百分?jǐn)?shù)分?jǐn)?shù)，小于，小于1.5時(shí)，不時(shí)，不標(biāo)數(shù)字。標(biāo)數(shù)字。用一位數(shù)字表示平均含碳量的用一位數(shù)字表示平均含碳量的千分?jǐn)?shù)千分?jǐn)?shù)，超過(guò)，超過(guò)1.0時(shí)不標(biāo)。時(shí)不標(biāo)。例例 9Cr2：0.9C、2%Cr CrWMn：C1.0，Cr、W、Mn1.5%第二節(jié)第二節(jié) 低合金鋼和合金鋼的分類與編號(hào)低合金鋼和合金鋼的分類與編號(hào)3、特殊性能鋼：不銹鋼、耐熱鋼、耐磨鋼等、特殊性能鋼：不銹鋼、耐熱鋼、耐磨鋼等p常用的不銹鋼牌號(hào)是常用的不銹鋼牌號(hào)是2Cr13、1Cr18Ni9、

14、0Cr18Ni11Ti牌號(hào)牌號(hào)：起首數(shù)字表示含碳量的千分之幾，：起首數(shù)字表示含碳量的千分之幾，“0”表示表示C0.10%，“00”表示表示C0.03%；合金元素后數(shù)字表示百；合金元素后數(shù)字表示百分含量。分含量。例例 9Cr18：0.9%C、18%Cr 0Cr17Mn13Mo2V：C0.1%、17%Cr、 13%Mn、2%Mo、V1.5%p G滾動(dòng)軸承鋼、滾動(dòng)軸承鋼、H焊條鋼、焊條鋼、Y易切削鋼、易切削鋼、C磁鋼、磁鋼、 GH高溫合金高溫合金第三節(jié)第三節(jié) 低合金鋼低合金鋼一、低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼一、低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼1、性能特點(diǎn)、性能特點(diǎn)p高強(qiáng)度及足夠韌性高強(qiáng)度及足夠韌性p良好的焊接性能良好的焊接

15、性能 p良好的耐蝕性及低的良好的耐蝕性及低的韌脆轉(zhuǎn)變溫度韌脆轉(zhuǎn)變溫度2、成分特點(diǎn)、成分特點(diǎn) 低碳：低碳：0.2%C（韌性、焊接性、冷成形性的要求）（韌性、焊接性、冷成形性的要求） 合金元素：主要是合金元素：主要是Mn、Si，還有少量，還有少量V、Ti、Nb等等第三節(jié)第三節(jié) 低合金鋼低合金鋼3、熱處理：大多數(shù)熱、熱處理：大多數(shù)熱軋空冷后使用軋空冷后使用4、使用狀態(tài)下組織：、使用狀態(tài)下組織：F+P低合金高強(qiáng)鋼合金元素細(xì)化晶粒作低合金高強(qiáng)鋼合金元素細(xì)化晶粒作用用 Mn、Si的作用是固溶強(qiáng)化鐵素體的作用是固溶強(qiáng)化鐵素體 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 另外加另外加C

16、u、P可提高耐蝕性；加可提高耐蝕性；加RE可提高韌性、?？商岣唔g性、疲勞極限，降低冷脆轉(zhuǎn)變溫度。勞極限，降低冷脆轉(zhuǎn)變溫度。第三節(jié)第三節(jié) 低合金鋼低合金鋼5、用途：、用途：Q345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、車輛等大型鋼結(jié)構(gòu)。車輛等大型鋼結(jié)構(gòu)。Q390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。Q460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)江大橋第三節(jié)第三節(jié) 低合金鋼低合金鋼二、易切削結(jié)構(gòu)鋼二、易切削結(jié)構(gòu)鋼p含含S、P

17、、Mn等合金元素，或加入微量等合金元素，或加入微量Pb、Ca的鋼能顯著改善切削加工性能，稱為易切鋼。的鋼能顯著改善切削加工性能，稱為易切鋼。p主要用于成批大量生產(chǎn)的螺栓、螺母、螺釘?shù)戎饕糜诔膳罅可a(chǎn)的螺栓、螺母、螺釘?shù)葮?biāo)準(zhǔn)件標(biāo)準(zhǔn)件p牌號(hào)：牌號(hào)：Y+數(shù)字?jǐn)?shù)字+（合金元素）（合金元素）主要加入的合金元素主要加入的合金元素 數(shù)字表示平均含碳量的數(shù)字表示平均含碳量的萬(wàn)分?jǐn)?shù)萬(wàn)分?jǐn)?shù)常用的牌號(hào)：常用的牌號(hào)：Y12、Y12Pb、Y15、Y40Mn等等第三節(jié)第三節(jié) 低合金鋼低合金鋼三、低合金耐候鋼三、低合金耐候鋼p含少量的含少量的Cu、Cr、P、Mo、Ti、Nb、V等，使鋼等，使鋼表面產(chǎn)生致密的氧化膜，具有

18、良好的耐大氣腐蝕的表面產(chǎn)生致密的氧化膜，具有良好的耐大氣腐蝕的能力。能力。p可用于農(nóng)業(yè)機(jī)械、運(yùn)輸機(jī)械、起重機(jī)械、塔架等可用于農(nóng)業(yè)機(jī)械、運(yùn)輸機(jī)械、起重機(jī)械、塔架等p常用牌號(hào)：常用牌號(hào)：09CuP、09CuPCrNi第四節(jié)第四節(jié) 合金結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼一、合金滲碳鋼一、合金滲碳鋼p制造滲碳零件的鋼種制造滲碳零件的鋼種 1、性能特點(diǎn)、性能特點(diǎn) 表面具有高硬度、高耐磨性，心部具有足夠的韌表面具有高硬度、高耐磨性，心部具有足夠的韌性和強(qiáng)度，即表硬里韌。性和強(qiáng)度，即表硬里韌。 良好的熱處理性能，如淬透性和滲碳能力。良好的熱處理性能，如淬透性和滲碳能力。滲碳件滲碳件傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)齒輪第四節(jié)第四節(jié) 合金結(jié)構(gòu)鋼合金

19、結(jié)構(gòu)鋼2、成分特點(diǎn)、成分特點(diǎn) 低碳：低碳：0.10.25%C（保證低溫回火后有（保證低溫回火后有足夠的韌性）足夠的韌性） 合金元素作用合金元素作用p提高淬透性：提高淬透性： Cr、Mn、Ni、B p細(xì)化晶粒：細(xì)化晶粒： W、Mo、Ti、V （減小鋼的過(guò)熱敏感（減小鋼的過(guò)熱敏感性）性）滲碳件滲碳件高精密獨(dú)高精密獨(dú)立導(dǎo)柱立導(dǎo)柱第四節(jié)第四節(jié) 合金結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼3、熱處理特點(diǎn)、熱處理特點(diǎn)p滲碳件的加工工藝路線為：滲碳件的加工工藝路線為：下料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 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。 直接淬火直接淬火一次淬火

20、一次淬火二次淬火（先高溫后低溫）二次淬火（先高溫后低溫）第四節(jié)第四節(jié) 合金結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼4、使用狀態(tài)下組織、使用狀態(tài)下組織表層：表層：M回回+顆粒狀碳化物顆粒狀碳化物+A(少量少量) 含碳量：含碳量：0.81.05% 硬度：硬度：5862HRC心部：心部：M回回（淬透）（淬透） 硬度：硬度：4048HRC T+ 少量少量M回回+少量少量F（多數(shù)）（多數(shù)） 硬度：硬度：2540HRC滲碳淬火后的表層組織滲碳淬火后的表層組織第四節(jié)第四節(jié) 合金結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼5、常用鋼號(hào)及用途、常用鋼號(hào)及用途p低淬透性合金滲碳鋼：低淬透性合金滲碳鋼：20Cr、15Mn2、20MnV柴油機(jī)凸輪軸柴油機(jī)凸輪軸活塞銷活

21、塞銷(20Cr)p用于受力較小、截面用于受力較小、截面尺寸不大的耐磨件，尺寸不大的耐磨件，如柴油機(jī)的活塞銷、如柴油機(jī)的活塞銷、凸輪軸等。凸輪軸等。第四節(jié)第四節(jié) 合金結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼p中淬透性鋼：中淬透性鋼：20CrMnTi。用于。用于中等載荷的耐磨中等載荷的耐磨件，如變速箱齒件，如變速箱齒輪。輪。p高淬透性鋼：高淬透性鋼：18Cr2Ni4WA。用于大載荷的耐用于大載荷的耐磨件，如柴油機(jī)磨件，如柴油機(jī)曲軸。曲軸。 增壓柴油機(jī)曲軸增壓柴油機(jī)曲軸汽車變速箱齒輪汽車變速箱齒輪第四節(jié)第四節(jié) 合金結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼調(diào)質(zhì)件調(diào)質(zhì)件(螺桿螺桿)p調(diào)質(zhì)后使用的鋼種。調(diào)質(zhì)后使用的鋼種。 1、性能特點(diǎn)、性能特點(diǎn) 良好的

22、綜合力學(xué)性能良好的綜合力學(xué)性能. 良好的淬透性。良好的淬透性。二、合金調(diào)質(zhì)鋼二、合金調(diào)質(zhì)鋼第四節(jié)第四節(jié) 合金結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼2、成分特點(diǎn)、成分特點(diǎn) 中碳：中碳：0.30.5%C（含（含C量低，調(diào)質(zhì)后強(qiáng)度硬量低，調(diào)質(zhì)后強(qiáng)度硬度不足；含度不足；含C量高，塑性韌性降低）量高，塑性韌性降低） 合金元素作用：合金元素作用：p提高淬透性：提高淬透性：Mn、Si、Cr、Ni、Bp細(xì)化細(xì)化A晶粒：晶粒：Ti、Vp提高回火穩(wěn)定性：提高回火穩(wěn)定性： Si、W、Mo、V、Crp防止第二類回火脆性：防止第二類回火脆性：W、Mo 第四節(jié)第四節(jié) 合金結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼3、熱處理及組織特點(diǎn)、熱處理及組織特點(diǎn)p調(diào)質(zhì)件的加工工藝

23、路線為：調(diào)質(zhì)件的加工工藝路線為：下料下料鍛造鍛造退火退火粗加工粗加工調(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(xué)性能調(diào)質(zhì)目的：獲得良好綜合力學(xué)性能p使用狀態(tài)下的組織為：使用狀態(tài)下的組織為：S回回調(diào)質(zhì)處理車間調(diào)質(zhì)處理車間回火索氏體回火索氏體第四節(jié)第四節(jié) 合金結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼柴油機(jī)凸輪軸柴油機(jī)凸輪軸4、常用鋼號(hào)及用途、常用鋼號(hào)及用途p低淬透性鋼：低淬透性鋼： Dc油油60mm, 常常用用40CrNiMo, 用于制造大截用于制造大截面重載荷零件，如曲軸等。面重載荷零件，如曲軸等。 合金結(jié)構(gòu)鋼曲軸合金結(jié)構(gòu)鋼曲軸單缸汽車曲軸單缸汽車曲軸第四節(jié)第四節(jié) 合金結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼p制造彈簧或類似性能零制

24、造彈簧或類似性能零件的鋼種。件的鋼種。1、性能要求、性能要求p彈簧是利用彈性變形儲(chǔ)彈簧是利用彈性變形儲(chǔ)存能量或緩和沖擊的零存能量或緩和沖擊的零件。件。 高的高的s、s/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三、合金彈簧鋼三、合金彈簧鋼第四節(jié)第四節(jié) 合金結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼2、成分特點(diǎn)、成分特點(diǎn) 中高碳：中高碳：p碳素彈簧鋼為碳素彈簧鋼為0.60.9%Cp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： p提高淬透性、強(qiáng)化鐵素體、提高淬透性、強(qiáng)化鐵素體、提高回火穩(wěn)定性：提高回火穩(wěn)定性：Mn、Si、Crp提高提高 s/ b：Sip細(xì)化晶粒：細(xì)化晶粒：V

25、、Nb汽車彈簧汽車彈簧彈簧絲彈簧絲第四節(jié)第四節(jié) 合金結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼3、熱處理及組織特點(diǎn)、熱處理及組織特點(diǎn) 冷成型彈簧：冷成型彈簧：p用于用于1.65%Cr時(shí)，會(huì)因時(shí)，會(huì)因A增加而增加而使硬度和穩(wěn)定性下降。使硬度和穩(wěn)定性下降。第四節(jié)第四節(jié) 合金結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼3 、熱處理和組織特點(diǎn)、熱處理和組織特點(diǎn)p滾動(dòng)軸承鋼是過(guò)共析鋼滾動(dòng)軸承鋼是過(guò)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+顆粒狀碳化物顆粒狀碳化物+A(少量少量)p淬火后進(jìn)行冷處理淬火后進(jìn)行冷處理(-60 -80)，可以減少，可以減少A，穩(wěn)定尺寸穩(wěn)定尺寸. 軸承生產(chǎn)車間軸承生產(chǎn)車間第四節(jié)第四

26、節(jié) 合金結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼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(hào)及用途、常用鋼號(hào)及用途p應(yīng)用最廣的是應(yīng)用最廣的是GCr15，大量用于中小型軸承；，大量用于中小型軸承；p大型軸承用大型軸承用GCr15SiMn。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.第四節(jié)第四節(jié) 合金結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼五、高錳耐磨鋼五、高錳耐磨鋼p是指在沖擊載荷作用下發(fā)是指在沖擊載荷作用下發(fā)生沖擊硬化的高錳鋼。生沖擊硬化的高錳鋼。p只有只有ZGMn13一個(gè)鋼號(hào)一個(gè)鋼號(hào)1、成分特點(diǎn)、成分特點(diǎn) 高碳：高碳：1.01.3%C 以保持高耐磨性。以保持高耐磨性。 高錳：高錳：1114

27、%Mn，以，以保證形成奧氏體組織保證形成奧氏體組織.高錳鋼高錳鋼Mn對(duì)奧氏體相區(qū)的對(duì)奧氏體相區(qū)的影響影響SE第四節(jié)第四節(jié) 合金結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼2、熱處理及組織、熱處理及組織p鑄態(tài)組織為奧氏體鑄態(tài)組織為奧氏體+碳碳化物，性能硬而脆化物，性能硬而脆.p熱處理采用熱處理采用水韌處理水韌處理，即將鋼加熱到即將鋼加熱到1100，使碳化物溶入奧氏體，使碳化物溶入奧氏體，并進(jìn)行水淬。并進(jìn)行水淬。p室溫組織為過(guò)飽和單室溫組織為過(guò)飽和單相奧氏體。相奧氏體。高錳鋼水韌處理組織高錳鋼水韌處理組織澆鑄高錳鋼件澆鑄高錳鋼件第四節(jié)第四節(jié) 合金結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼3、使用及用途、使用及用途p水韌處理后，韌性高，硬度低水韌處理后

28、，韌性高，硬度低.使用時(shí)必須伴隨著壓力和沖擊使用時(shí)必須伴隨著壓力和沖擊作用，否則不耐磨。作用，否則不耐磨。p在壓力及沖擊作用下，表面奧在壓力及沖擊作用下，表面奧氏體迅速加工硬化，形成馬氏氏體迅速加工硬化，形成馬氏體并析出碳化物，使表面硬度體并析出碳化物，使表面硬度提高到提高到HB500550，獲得高耐，獲得高耐磨性。而心部仍為奧氏體組織，磨性。而心部仍為奧氏體組織，具有高耐沖擊能力。具有高耐沖擊能力。顎式破碎機(jī)顎式破碎機(jī)挖掘機(jī)挖掘機(jī)第四節(jié)第四節(jié) 合金結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼p高錳鋼廣泛用于既要求耐磨又高錳鋼廣泛用于既要求耐磨又要求耐沖擊的零件。如拖拉機(jī)要求耐沖擊的零件。如拖拉機(jī)的履帶板、的履帶板、球磨

29、機(jī)襯板、球磨機(jī)襯板、破碎機(jī)牙板、破碎機(jī)牙板、挖掘機(jī)鏟齒和挖掘機(jī)鏟齒和鐵路轍岔等鐵路轍岔等. 履帶履帶球磨機(jī)襯板球磨機(jī)襯板挖掘機(jī)鏟齒挖掘機(jī)鏟齒鐵路轍岔鐵路轍岔破碎機(jī)牙板破碎機(jī)牙板第五節(jié)第五節(jié) 合金工具鋼合金工具鋼按用途分為：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刃具刃具量具量具第五節(jié)第五節(jié) 合金工具鋼合金工具鋼p有碳素工具鋼、低合金有碳素工具鋼、低合金刃具鋼、高速鋼、硬質(zhì)刃具鋼、高速鋼、硬質(zhì)合金。合金。一、合金刃具鋼一、合金刃具鋼切削加工切削加工p用來(lái)制造各種切削刀用來(lái)制造各種切削刀具的鋼稱為刃具鋼。具的鋼稱為刃具鋼。第五節(jié)第五節(jié) 合金工具鋼合金工具鋼 性能要求性能要求1

30、、高硬度、高硬度 (HRC60)，主，主要取決于含碳量。要取決于含碳量。 2、高耐磨性、高耐磨性 靠高硬度和靠高硬度和析出細(xì)小均勻硬碳化物析出細(xì)小均勻硬碳化物來(lái)達(dá)到。來(lái)達(dá)到。3、高熱硬性、高熱硬性 即高溫下保即高溫下保持高硬度的能力。持高硬度的能力。4、足夠的韌性、足夠的韌性 以防止脆以防止脆斷和崩刃。斷和崩刃。切削加工的基本形式切削加工的基本形式第五節(jié)第五節(jié) 合金工具鋼合金工具鋼碳素工具鋼碳素工具鋼（牌號(hào)（牌號(hào)T7T13）1、成分特點(diǎn)：、成分特點(diǎn)：p高碳（高碳（0.651.35%C），隨含碳量提高，碳化物量），隨含碳量提高，碳化物量增加，耐磨性提高，但韌性下降。增加，耐磨性提高，但韌性下降。

31、2、熱處理及組織、熱處理及組織 熱處理：正火熱處理：正火+球化退火球化退火+淬火淬火+低溫回火低溫回火p球化退火目的：球化退火目的： 降低硬度，便于加工降低硬度，便于加工; 為淬火作組織準(zhǔn)備。為淬火作組織準(zhǔn)備。 第五節(jié)第五節(jié) 合金工具鋼合金工具鋼 使用狀態(tài)下的組織：使用狀態(tài)下的組織： pM回回+顆粒狀碳化物顆粒狀碳化物+A(少量少量) T12鋼正常淬火組織鋼正常淬火組織3、用途、用途p由于碳素工具鋼熱硬性、淬透性差，變形大，只適用由于碳素工具鋼熱硬性、淬透性差，變形大，只適用于制造尺寸較小，工作溫度不高，形狀簡(jiǎn)單，不受大于制造尺寸較小，工作溫度不高，形狀簡(jiǎn)單，不受大的沖擊載荷的手工工具和低速刃

32、具。的沖擊載荷的手工工具和低速刃具。 第五節(jié)第五節(jié) 合金工具鋼合金工具鋼1、成分特點(diǎn)：、成分特點(diǎn)： 高碳：高碳：0.91.1%C 合金元素作用合金元素作用p提高淬透性提高淬透性: Cr、Mn、Si p提高耐回火性：提高耐回火性：Sip提高耐磨性、細(xì)化晶粒：提高耐磨性、細(xì)化晶粒： W、V 低合金工具鋼低合金工具鋼l由碳素工具鋼基礎(chǔ)上加入少量合金元素形成由碳素工具鋼基礎(chǔ)上加入少量合金元素形成 低合金工具鋼制品低合金工具鋼制品第五節(jié)第五節(jié) 合金工具鋼合金工具鋼2、熱處理及組織、熱處理及組織p同碳素工具鋼，只是淬火同碳素工具鋼，只是淬火介質(zhì)為油（碳素工具鋼為介質(zhì)為油（碳素工具鋼為水）。水）。p使用狀態(tài)

33、下的組織為：使用狀態(tài)下的組織為： M回回+顆粒狀碳化物顆粒狀碳化物+A(少少量量) 3、常用鋼號(hào)及用途、常用鋼號(hào)及用途p應(yīng)用最多的是應(yīng)用最多的是9SiCr。用于。用于制造形狀復(fù)雜、要求變形制造形狀復(fù)雜、要求變形小的低速刃具，如絲錐、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第五節(jié)第五節(jié) 合金工具鋼合金工具鋼1、性能特點(diǎn)：高熱硬性、性能特點(diǎn)：高熱硬性(600)、高淬透性、高淬透性 2、成分特點(diǎn)、成分特點(diǎn) 高碳：高碳：0.701.5%C 合金元素作用合金元素作用 提高淬透性：提高淬透性：Cr 提高熱硬性、耐磨性：提高熱硬性、耐磨性：W、Mo、V 高速鋼（

34、俗稱風(fēng)鋼）高速鋼（俗稱風(fēng)鋼） l制造高速切削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第五節(jié)第五節(jié) 合金工具鋼合金工具鋼W18Cr4V鋼的鑄態(tài)組織鋼的鑄態(tài)組織3、加工與熱處理、加工與熱處理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(jī)加工機(jī)加工淬火淬火回火回火磨削磨削p高速鋼是萊氏體鋼，高速鋼是萊氏體鋼，其鑄態(tài)組織為亞共其鑄態(tài)組織為亞共晶組織，由魚(yú)骨狀晶組織，由魚(yú)骨狀萊氏體與樹(shù)枝狀萊氏體與樹(shù)枝狀M+T組成，脆性大組成，脆性大且無(wú)法熱處理改善。且無(wú)法熱處理改善。第五節(jié)第五節(jié) 合金工具鋼合金工具鋼 退火目的：退火目的：l降低硬度，便于切降低硬度，便于切加

35、工加工l為淬火作組織準(zhǔn)備為淬火作組織準(zhǔn)備退火后組織：退火后組織： S + 顆粒狀碳化物顆粒狀碳化物 鍛造目的：打碎粗大的魚(yú)骨狀碳化物，使其均勻鍛造目的：打碎粗大的魚(yú)骨狀碳化物，使其均勻分布于基體中。分布于基體中。W18Cr4V鋼的退火組織鋼的退火組織第五節(jié)第五節(jié) 合金工具鋼合金工具鋼 淬火目的：獲得高淬火目的：獲得高合金元素含量的馬合金元素含量的馬氏體。因此淬火溫氏體。因此淬火溫度高（度高（1200）。）。l淬火后組織：淬火后組織： M+未溶碳化物未溶碳化物(10%)+A (20%)W18Cr4V鋼的淬火組織鋼的淬火組織第五節(jié)第五節(jié) 合金工具鋼合金工具鋼 碳及合金元素含量下降，碳及合金元素含量

36、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)轉(zhuǎn)變?yōu)樽優(yōu)镸， A的量隨回火次數(shù)增加而降低，每次回火加熱的量隨回火次數(shù)增加而降低，每次回火加熱都使前一次回火產(chǎn)生的應(yīng)力消除。都使前一次回火產(chǎn)生的應(yīng)力消除。 回火目的：主要為減少回火目的：主要為減少A。消除內(nèi)應(yīng)力、穩(wěn)定組織。消除內(nèi)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： 析出析出W、Mo、V的碳化物，的碳化物，產(chǎn)生二次硬化。產(chǎn)生二次硬化。 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)系第五節(jié)第五節(jié) 合金工具鋼合金工具鋼W18Cr4V鋼淬火回火后的組織鋼淬火回火后的組織4、使用狀態(tài)下組織、使用狀態(tài)

37、下組織 M回回+顆粒狀碳化物顆粒狀碳化物+A（少量）（少量）第五節(jié)第五節(jié) 合金工具鋼合金工具鋼W18Cr4V鋼熱處理工藝示意圖鋼熱處理工藝示意圖第五節(jié)第五節(jié) 合金工具鋼合金工具鋼不同狀態(tài)下不同狀態(tài)下W18Cr4V的組織的組織鑄鑄 態(tài)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)第五節(jié)第五節(jié) 合金工具鋼合金工具鋼5、常用鋼號(hào)及用途、常用鋼號(hào)及用途p常用鋼號(hào)為常用鋼號(hào)為W18Cr4V(18-4-1)和和W6Mo5Cr4V2(6-5-4-2)p用于高速切削刃具，如車刀、刨刀、銑刀、鉆頭等。用于高速切削刃具，如車刀、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第五節(jié)第五節(jié) 合金工具鋼合金工

38、具鋼二、合金模具鋼二、合金模具鋼汽車沖壓模具汽車沖壓模具p用以制造冷熱模具的鋼稱為用以制造冷熱模具的鋼稱為模具鋼。模具鋼。 冷作模具鋼冷作模具鋼p工作條件：工作條件：因被加工材料在冷態(tài)下變形，因被加工材料在冷態(tài)下變形，模具承受的變形抗力很大；模具承受的變形抗力很大；工作時(shí)承受各種不同的應(yīng)力；工作時(shí)承受各種不同的應(yīng)力；金屬變形時(shí)，模具工作面與工金屬變形時(shí)，模具工作面與工件之間有強(qiáng)烈的摩擦作用。件之間有強(qiáng)烈的摩擦作用。第五節(jié)第五節(jié) 合金工具鋼合金工具鋼2、常用鋼種、常用鋼種 小尺寸、形狀簡(jiǎn)單、受力不大小尺寸、形狀簡(jiǎn)單、受力不大的模具，可用碳素工具鋼和低的模具，可用碳素工具鋼和低合金工具鋼制造。合金

39、工具鋼制造。 截面、受力大的冷模具用截面、受力大的冷模具用Cr12型型冷作模具鋼制造。冷作模具鋼制造。Cr12鋼鋼冷沖壓件冷沖壓件1、性能要求、性能要求 高硬度和耐磨性高硬度和耐磨性 足夠的強(qiáng)度和韌性足夠的強(qiáng)度和韌性 良好的工藝性能（淬透性、良好的工藝性能（淬透性、切削加工性等）切削加工性等）第五節(jié)第五節(jié) 合金工具鋼合金工具鋼 加工及熱處理：加工及熱處理：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)行鍛造、退火，目的同高速鋼行鍛造、退火，目的同高速鋼 常用鋼號(hào)為常用鋼號(hào)為Cr12和和Cr12MoV。用于制造。用于制造冷沖模、擠壓模等。冷沖模、擠壓模等。l使用狀態(tài)下的組織：使用狀

40、態(tài)下的組織：M回回+顆粒狀碳化物顆粒狀碳化物+A(少量少量)汽車外板冷沖模汽車外板冷沖模 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： Cr 提高淬透性；提高淬透性；Mo、V 提高耐磨性，細(xì)化晶粒提高耐磨性，細(xì)化晶粒第五節(jié)第五節(jié) 合金工具鋼合金工具鋼 熱作模具鋼熱作模具鋼p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.1、性能要求、性能要求 高溫下良好的綜合高溫下良好的綜合力學(xué)性能。力學(xué)性能。 抗熱疲勞性能?？篃崞谛阅?。 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。曲軸模具曲軸模具熱模鍛

41、曲軸毛坯熱模鍛曲軸毛坯第五節(jié)第五節(jié) 合金工具鋼合金工具鋼熱鐓模熱鐓模凸緣模凸緣模2、常用鋼種、常用鋼種 熱鍛模鋼熱鍛模鋼 5CrNiMo、5CrMnMop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，因?yàn)橐驗(yàn)?CrNiMo鋼的淬透鋼的淬透性和抗熱疲勞性比性和抗熱疲勞性比5CrMnMo好。好。p成分特點(diǎn)、合金元素作成分特點(diǎn)、合金元素作用及熱處理同調(diào)質(zhì)鋼。用及熱處理同調(diào)質(zhì)鋼。p使用狀態(tài)下的組織使用狀態(tài)下的組織: S回回第五節(jié)第五節(jié) 合金工具鋼合金工具鋼 壓鑄模鋼壓鑄模鋼p典型鋼號(hào)是典型鋼號(hào)是3Cr2W8Vp中碳中碳(0.30.4%C)，合金元素作，合金元素作用

42、同高速鋼。用同高速鋼。W、Cr提高抗熱提高抗熱疲勞性能。疲勞性能。p淬火淬火+回火后組織：回火后組織：M回回 + 顆粒顆粒狀碳化物狀碳化物 + A(少量少量)第五節(jié)第五節(jié) 合金工具鋼合金工具鋼三、量具鋼三、量具鋼p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?？ǔ呖ǔ呷?guī)塞規(guī)千分尺千分尺第五節(jié)第五節(jié) 合金工具鋼合金工具鋼1、性能要求、性能要求p量具在使用過(guò)程中與被測(cè)零件接觸，承量具在使用過(guò)程中與被測(cè)零件接觸，承受摩擦和沖擊。受摩擦和沖擊。 高硬度和耐磨性。高硬度和耐磨性。 高的尺寸穩(wěn)定性。高的尺寸穩(wěn)定性。 足夠的韌性。足夠的韌性。第五節(jié)第五節(jié)

43、合金工具鋼合金工具鋼2、量具用鋼、量具用鋼 低碳鋼滲碳、中碳鋼低碳鋼滲碳、中碳鋼表面淬火表面淬火 碳素工具鋼、低合金碳素工具鋼、低合金工具鋼工具鋼 兩者用于尺寸小、形兩者用于尺寸小、形狀簡(jiǎn)單、精度要求不狀簡(jiǎn)單、精度要求不高的量具。高的量具。 滾動(dòng)軸承鋼、冷作模具鋼。用于制造精密量具滾動(dòng)軸承鋼、冷作模具鋼。用于制造精密量具. 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第五節(jié)第五節(jié) 合金工具鋼合金工具鋼3、量具鋼的熱處理特點(diǎn)、量具鋼的熱處理特點(diǎn) 淬火前預(yù)備熱處理采用球化退火或調(diào)質(zhì)處理。淬火前預(yù)備熱處理采用球化退火或調(diào)質(zhì)處理。 下限溫度淬火及冷處理

44、。目的下限溫度淬火及冷處理。目的是減少是減少A。 長(zhǎng)時(shí)間低溫時(shí)效，以消除內(nèi)應(yīng)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。力，降低馬氏體的正方度。量規(guī)量規(guī)第六節(jié)第六節(jié) 不銹鋼和耐熱鋼不銹鋼和耐熱鋼化工管化工管道的腐道的腐蝕蝕化學(xué)腐蝕化學(xué)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(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕是指金屬在電解質(zhì)溶液中的腐蝕，是有電是指金屬在電解質(zhì)溶液中的腐蝕，是有電流參與作用的腐蝕。金屬腐蝕的主要原因。流參與作用的腐蝕。金屬腐蝕的主要原因。一、不銹鋼一、不銹鋼l在腐蝕介質(zhì)中具有耐蝕性能的鋼在腐蝕介質(zhì)中具有耐蝕性能的鋼 金屬的腐蝕金屬的腐蝕l金屬的腐蝕分化學(xué)腐蝕和電金屬的

45、腐蝕分化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕：化學(xué)腐蝕：第六節(jié)第六節(jié) 不銹鋼和耐熱鋼不銹鋼和耐熱鋼p防止電化學(xué)腐蝕的措施：防止電化學(xué)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。 使表面形成致密的鈍化膜。使表面形成致密的鈍化膜。p工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家每年金屬腐蝕造工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家每年金屬腐蝕造成的直接經(jīng)濟(jì)損失占成的直接經(jīng)濟(jì)損失占GNP的的4%左右。中國(guó)每年腐蝕的損左右。中國(guó)每年腐蝕的損失至少到失至少到400億元以上億元以上.ZnZnZn-Cu原電池示意圖原電池示意圖珠光體腐蝕示意圖珠光體腐蝕示意圖電解液電解液第六節(jié)第六節(jié) 不銹鋼和耐熱鋼不銹鋼和耐熱鋼 不銹鋼中合金元素的作用

46、不銹鋼中合金元素的作用1、低、低C：碳高，則降低耐蝕性。：碳高，則降低耐蝕性。2、Cr：是提高耐蝕性的主要元素：是提高耐蝕性的主要元素p 形成穩(wěn)定致密的形成穩(wěn)定致密的Cr2O3氧化膜氧化膜p Cr含量大于含量大于13%時(shí)，形成單相鐵時(shí)，形成單相鐵素體組織素體組織p 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(jī)酸腐蝕。：耐有機(jī)酸腐蝕。5、Ti、Nb；防止奧氏體鋼晶間腐蝕；防止奧氏體鋼晶間腐蝕第六節(jié)第六節(jié) 不銹鋼和耐熱鋼不銹鋼和耐熱鋼p晶間腐蝕晶間腐蝕是沿晶粒晶界發(fā)生腐蝕的現(xiàn)象，危害很大，是沿晶粒晶界發(fā)生腐蝕的現(xiàn)象，危害很大，它是由于它是由

47、于Cr23C6析出于晶界，使晶界附近析出于晶界，使晶界附近Cr含量降含量降到到12%以下，在介質(zhì)作用下發(fā)生強(qiáng)烈腐蝕。以下，在介質(zhì)作用下發(fā)生強(qiáng)烈腐蝕。p加加 Ti、Nb則先于則先于Cr與與C形成不易溶于奧氏體的碳化形成不易溶于奧氏體的碳化物，避免晶界貧物，避免晶界貧Cr。 奧氏體不銹鋼晶界的奧氏體不銹鋼晶界的Cr23C6析出析出晶間腐蝕晶間腐蝕第六節(jié)第六節(jié) 不銹鋼和耐熱鋼不銹鋼和耐熱鋼晶間腐蝕破壞晶間腐蝕破壞消火栓消火栓齒輪架齒輪架304不銹鋼不銹鋼第六節(jié)第六節(jié) 不銹鋼和耐熱鋼不銹鋼和耐熱鋼 常用不銹鋼常用不銹鋼1、馬氏體不銹鋼、馬氏體不銹鋼p主要是主要是Cr13型不銹鋼型不銹鋼 鋼號(hào)為鋼號(hào)為1

48、Cr134Cr13p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. 1Cr13、2Cr13p熱處理：淬火熱處理：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第六節(jié)第六節(jié) 不銹鋼和耐熱鋼不銹鋼和耐熱鋼p1Cr13、2Cr13具有具有耐大氣、蒸汽腐蝕耐大氣、蒸汽腐蝕能力及良好的綜合能力及良好的綜合力學(xué)性能。力學(xué)性能。p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(jī)葉片等如汽輪機(jī)葉片等.汽輪機(jī)葉片汽輪機(jī)葉片轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)輪第六節(jié)第六節(jié) 不銹鋼和耐熱鋼不銹鋼和耐熱鋼 3Cr13、4Cr13p熱處理：淬火熱處理：淬火 +

49、 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p具有較高強(qiáng)度、硬度。用于要具有較高強(qiáng)度、硬度。用于要求耐蝕、耐磨件，醫(yī)療器械、求耐蝕、耐磨件，醫(yī)療器械、量具等。量具等。醫(yī)療器械醫(yī)療器械不銹鋼不銹鋼刀刀第六節(jié)第六節(jié) 不銹鋼和耐熱鋼不銹鋼和耐熱鋼1Cr17削片刀削片刀鐵素體不銹鋼水加熱器鐵素體不銹鋼水加熱器2、鐵素體不銹鋼、鐵素體不銹鋼p典型鋼號(hào)如典型鋼號(hào)如0Cr13、1Cr17等。等。 成分：高鉻低碳成分：高鉻低碳 無(wú)無(wú)相變，不能進(jìn)相變，不能進(jìn)行熱處理強(qiáng)化。行熱處理強(qiáng)化。 組織：?jiǎn)蜗噼F素體組織：?jiǎn)蜗噼F素體第六節(jié)第六節(jié) 不銹鋼和耐熱鋼不銹鋼和耐熱鋼鋼中鋼中相相 性能特點(diǎn)：性能特點(diǎn)：

50、p耐酸蝕，抗氧化能力強(qiáng)，塑性好。但有脆化傾向：耐酸蝕，抗氧化能力強(qiáng)，塑性好。但有脆化傾向： 475脆化：脆化： 加熱到加熱到450550停留，停留，產(chǎn)生脆化，再加熱到產(chǎn)生脆化，再加熱到600快冷可消除。快冷可消除。 相脆化：相脆化： 在在600 800長(zhǎng)期加熱時(shí)，長(zhǎng)期加熱時(shí)，析出硬而脆的析出硬而脆的 相。相。第六節(jié)第六節(jié) 不銹鋼和耐熱鋼不銹鋼和耐熱鋼 用途用途p廣泛用于硝酸和氮肥廣泛用于硝酸和氮肥工業(yè)的耐蝕件。工業(yè)的耐蝕件。硝酸生產(chǎn)裝置硝酸生產(chǎn)裝置鐵素體不銹鋼制品鐵素體不銹鋼制品第六節(jié)第六節(jié) 不銹鋼和耐熱鋼不銹鋼和耐熱鋼3、奧氏體不銹鋼、奧氏體不銹鋼p主要是主要是18-8（18Cr-8Ni）型

51、不銹鋼。）型不銹鋼。 性能特點(diǎn)：性能特點(diǎn)：l具有良好的耐蝕性，冷熱具有良好的耐蝕性，冷熱加工性及可焊性。高的塑加工性及可焊性。高的塑韌性，無(wú)磁性。韌性，無(wú)磁性。 熱處理：采用固溶處理。熱處理：采用固溶處理。即加熱到即加熱到1100使碳化物使碳化物溶解后水冷。溶解后水冷。l組織為單相奧氏體。組織為單相奧氏體。不銹鋼帶不銹鋼帶第六節(jié)第六節(jié) 不銹鋼和耐熱鋼不銹鋼和耐熱鋼 常用鋼種常用鋼種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.大型化工儲(chǔ)罐大型化工儲(chǔ)罐(304)熱交換器熱交換器(316L)第六節(jié)第六節(jié) 不銹鋼和耐熱鋼不銹鋼和耐熱鋼 應(yīng)力腐蝕應(yīng)力腐蝕p奧氏體不

52、銹鋼易發(fā)生應(yīng)力腐蝕。即在特定合金奧氏體不銹鋼易發(fā)生應(yīng)力腐蝕。即在特定合金-環(huán)環(huán)境體系中，應(yīng)力與腐蝕共同作用引起的破壞。應(yīng)境體系中，應(yīng)力與腐蝕共同作用引起的破壞。應(yīng)力腐蝕易在含力腐蝕易在含Cl的介質(zhì)中發(fā)生，裂紋為樹(shù)枝狀。的介質(zhì)中發(fā)生，裂紋為樹(shù)枝狀。 發(fā)生應(yīng)力腐蝕奧氏體發(fā)生應(yīng)力腐蝕奧氏體不銹鋼管道內(nèi)壁不銹鋼管道內(nèi)壁應(yīng)力腐蝕裂紋應(yīng)力腐蝕裂紋第六節(jié)第六節(jié) 不銹鋼和耐熱鋼不銹鋼和耐熱鋼 性能要求性能要求1、高的抗氧化性：、高的抗氧化性：p指鋼在高溫下對(duì)氧指鋼在高溫下對(duì)氧化作用的抗力。化作用的抗力。p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(jìn)一步擴(kuò)散，提高進(jìn)一步擴(kuò)散，提高抗氧化性?？寡趸浴６?、耐熱鋼二、耐熱鋼氣輪機(jī)葉片氣輪機(jī)葉片第六節(jié)第六節(jié) 不銹鋼和耐熱鋼不銹鋼和耐熱鋼飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)p蠕變指金屬在高溫蠕變指金屬在高溫低于低于s 的應(yīng)力下所的應(yīng)力下所發(fā)生的極其緩慢的發(fā)生的極其緩慢的塑性變形塑性變形.2、高的熱強(qiáng)性、高的熱強(qiáng)性p熱強(qiáng)性是指金屬在高溫下的強(qiáng)度。指標(biāo)為蠕熱強(qiáng)性是指金屬在高溫下的強(qiáng)度。指標(biāo)為蠕變強(qiáng)度和持久強(qiáng)度。變強(qiáng)度和持久強(qiáng)度。第六節(jié)第六節(jié) 不銹鋼和耐熱鋼不銹鋼和耐熱鋼p提高高溫強(qiáng)度的途徑提高高溫強(qiáng)度的途徑: 固溶強(qiáng)化；固溶強(qiáng)化； 析出