第4章_合金鋼.ppt

1、合金鋼合金鋼多邊型角鋼多邊型角鋼螺釘、鉚釘螺釘、鉚釘鋼筋、螺紋鋼鋼筋、螺紋鋼建筑構(gòu)件建筑構(gòu)件鋼橋梁鋼橋梁合金鋼合金鋼在碳素鋼的基礎(chǔ)上，為改善鋼的性能，在冶煉時(shí)特意加入一種或數(shù)種在碳素鋼的基礎(chǔ)上，為改善鋼的性能，在冶煉時(shí)特意加入一種或數(shù)種合金元素的鋼。合金元素的鋼。錳（錳（MnMn）: :提高鋼的淬透性、降低鋼的淬火溫度。提高鋼的淬透性、降低鋼的淬火溫度。鎢（鎢（W W）：提高鋼的硬度、耐磨性、熱硬性、熱）：提高鋼的硬度、耐磨性、熱硬性、熱強(qiáng)性。強(qiáng)性。鈦（鈦（TiTi）: :提高耐熱鋼的抗氧化性和熱強(qiáng)性，有提高耐熱鋼的抗氧化性和熱強(qiáng)性，有利于提高不銹鋼的防腐作用。利于提高不銹鋼的防腐作用。不銹鋼

2、不銹鋼鎳（鎳（NiNi）: :提高鋼的淬透性和強(qiáng)度，又能保持良提高鋼的淬透性和強(qiáng)度，又能保持良好的塑性和韌性。好的塑性和韌性。稀缺的資源稀缺的資源硅（硅（SiSi）：顯著提高鋼的彈性極限，屈服點(diǎn)和）：顯著提高鋼的彈性極限，屈服點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度?？估瓘?qiáng)度。彈簧鋼彈簧鋼合金鋼的分類合金鋼的分類合金鋼的分類合金鋼的分類合 金 工 具 鋼合 金 鋼不 銹 鋼耐 磨 鋼特 殊 性 能 鋼合 金 結(jié) 構(gòu) 鋼普 通 低 合 金 鋼滾 動(dòng) 軸 承 鋼彈 簧 鋼合 金 滲 碳 鋼合 金 調(diào) 質(zhì) 鋼模 具 鋼刃 具 鋼量 具 鋼耐 熱 鋼合金鋼分類編號(hào)原則鋼種舉例合金結(jié)構(gòu)鋼低合金高強(qiáng)鋼Q表示屈服點(diǎn)的字母，用最低屈服強(qiáng)

3、度數(shù)值表示Q345C滲碳鋼數(shù)字表示含碳量的萬分?jǐn)?shù)，化學(xué)元素符號(hào)表示主加元素，后面的數(shù)字表示所加元素的百分?jǐn)?shù)20CrMnTi調(diào)質(zhì)鋼40Cr彈簧鋼60Si2Mn滾動(dòng)軸承鋼G表示滾動(dòng)軸承鋼，數(shù)字表示含鉻量的千分?jǐn)?shù)GCr15合金工具鋼刃具鋼數(shù)字表示含碳量的千分?jǐn)?shù)，化學(xué)元素符號(hào)表示主加元素，后面的數(shù)字表示所加元素的百分?jǐn)?shù)W18Cr4V模具鋼Cr12量具鋼9SiCr特殊性能鋼不銹鋼數(shù)字表示含碳量的千分?jǐn)?shù)，化學(xué)元素符號(hào)表示主加元素，后面的數(shù)字表示所加元素的百分?jǐn)?shù)1Cr17耐熱鋼1Cr11MoV耐磨鋼ZGMn131 1、低合金結(jié)構(gòu)鋼、低合金結(jié)構(gòu)鋼2 2、機(jī)械制造用鋼、機(jī)械制造用鋼廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、交通運(yùn)輸、

4、石油化工及工程建筑等行業(yè)。廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、交通運(yùn)輸、石油化工及工程建筑等行業(yè)。n成分：成分：Wc0.2%Wc0.2%，Me%3%Me%3%，主加元素，主加元素MnMnn用途：橋梁、船舶、車輛、鍋爐、高壓容器、輸油用途：橋梁、船舶、車輛、鍋爐、高壓容器、輸油輸氣管道、大型鋼結(jié)構(gòu)等。輸氣管道、大型鋼結(jié)構(gòu)等。n性能：較高的強(qiáng)度、屈強(qiáng)比、塑、韌性（性能：較高的強(qiáng)度、屈強(qiáng)比、塑、韌性（MeMe） 良好的焊接性和冷塑性加工性（低碳）良好的焊接性和冷塑性加工性（低碳） 含有耐大氣和海水腐蝕的元素（含有耐大氣和海水腐蝕的元素（CuCu、P P） Q345 Q345鋼鋼(16Mn)(16Mn)綜合性能好，用

5、綜合性能好，用于船舶、橋梁、車輛等大型鋼結(jié)于船舶、橋梁、車輛等大型鋼結(jié)構(gòu)。構(gòu)。 Q390Q390鋼含鋼含V V、TiTi、NbNb，強(qiáng)度高，強(qiáng)度高，用于中等壓力的容器。用于中等壓力的容器。 Q460Q460鋼含鋼含MoMo、B B，正火組織為，正火組織為B B，強(qiáng)度最高，用于石化中溫高壓容強(qiáng)度最高，用于石化中溫高壓容器。器。東風(fēng)號(hào)遠(yuǎn)洋輪船東風(fēng)號(hào)遠(yuǎn)洋輪船Q345Q345南京長江大橋南京長江大橋Q345Q345高壓容器高壓容器北京鳥巢體育館北京鳥巢體育館 Q460Q4602 2、機(jī)械制造用鋼、機(jī)械制造用鋼用途：主要用于制造各種機(jī)器零件、如軸類、齒輪、彈簧和軸承等。分類： 1 1）合金滲碳鋼）合金滲

6、碳鋼 2 2）合金調(diào)質(zhì)鋼）合金調(diào)質(zhì)鋼 3 3）合金彈簧鋼）合金彈簧鋼1 1）合金滲碳鋼）合金滲碳鋼用途：制造要求高耐磨性、承受高接觸應(yīng)力和沖擊載荷的重要用途：制造要求高耐磨性、承受高接觸應(yīng)力和沖擊載荷的重要零件。零件。 性能：表層高硬度（性能：表層高硬度（58HRC58HRC）和高耐磨性；）和高耐磨性；心部良好強(qiáng)韌性；心部良好強(qiáng)韌性；高的淬透性以保證滲碳件的心部性能，以便于滲碳后直高的淬透性以保證滲碳件的心部性能，以便于滲碳后直接淬火。接淬火。2、合金調(diào)質(zhì)鋼定義采用調(diào)質(zhì)處理，即淬火加高溫回火后使用的合金結(jié)構(gòu)鋼。用途：制造受力復(fù)雜（交變應(yīng)力、沖擊載荷等）的重要零件，如發(fā)用途：制造受力復(fù)雜（交變應(yīng)

7、力、沖擊載荷等）的重要零件，如發(fā)動(dòng)機(jī)連桿、曲軸、機(jī)床主軸等。動(dòng)機(jī)連桿、曲軸、機(jī)床主軸等。性能：具有優(yōu)良的綜合力學(xué)性能，即既強(qiáng)又韌。性能：具有優(yōu)良的綜合力學(xué)性能，即既強(qiáng)又韌。3 3、合金彈簧鋼、合金彈簧鋼成分：中高碳：碳素彈簧鋼0.60.9%C，合金彈簧鋼0.450.70%C，經(jīng)淬火加中溫回火后得到回火托氏體組織，能較好地保證彈簧的性能要求。合金元素 主加元素為Si、Mn等， 汽車板簧火車螺旋彈簧成分高碳：0.95%1.15%C，保證軸承鋼高硬度和高耐磨性；低鉻：0.40%1.65%Cr，增加鋼的淬透性，并形成合金滲碳體(Fe、Cr)3C提高接觸疲勞極限和耐磨性。4 4、滾動(dòng)軸承鋼、滾動(dòng)軸承鋼滾

8、動(dòng)軸承是將運(yùn)轉(zhuǎn)的軸與軸座之間的滑動(dòng)摩擦變?yōu)闈L動(dòng)摩擦，從而減少摩摩擦損失擦損失的一種精密的機(jī)械元件。用途用途：制造各種滾動(dòng)軸承的滾動(dòng)體（滾珠、滾柱）和內(nèi)外套圈的專用鋼種，也可用于制作精密量具、冷沖模、機(jī)床絲桿及油泵油嘴的精密偶件如針閥體、柱塞等耐磨件。性能性能：高的硬度強(qiáng)度硬度強(qiáng)度和耐磨性耐磨性;高的接觸疲勞強(qiáng)度接觸疲勞強(qiáng)度;足夠的韌性和耐蝕性韌性和耐蝕性。 用于制造刃具、模具、量具的鋼，稱為工具鋼。 刃具鋼 模具鋼 量具鋼按用途分按用途分合金工具鋼的分類一、合金刃具鋼性能要求性能要求 高的硬度（高的硬度（606066HRC66HRC）和耐磨性。）和耐磨性。 高的熱硬性，即鋼在高溫下（高的熱硬性

9、，即鋼在高溫下（500500600600）保持高硬）保持高硬度（度（60HRC60HRC左右）的能力，這是高速切削加工刀具必左右）的能力，這是高速切削加工刀具必備的性能。備的性能。1、低合金刃具鋼 成分：成分： 高碳，含高碳，含 0.90.91.5 % C 1.5 % C ，添加，添加SiSi、MnMn、CrCr、等合、等合金元素，提高鋼的淬透性和回火穩(wěn)定性，進(jìn)一步改善刀具的硬金元素，提高鋼的淬透性和回火穩(wěn)定性，進(jìn)一步改善刀具的硬度和耐磨性；強(qiáng)碳化物形成元素度和耐磨性；強(qiáng)碳化物形成元素( (如如WW、V V等等) )所形成的碳化物所形成的碳化物除對(duì)耐磨性有提高作用外，還可提高鋼的熱硬性。除對(duì)耐

10、磨性有提高作用外，還可提高鋼的熱硬性。 性能：低合金工具鋼的淬透性和綜合力學(xué)性能好，但由于其內(nèi)性能：低合金工具鋼的淬透性和綜合力學(xué)性能好，但由于其內(nèi)的合金元素主要是淬透性元素，而不是含量較多的強(qiáng)碳化物形的合金元素主要是淬透性元素，而不是含量較多的強(qiáng)碳化物形成元素成元素(W(W、MoMo、V V等等) )，故仍不具備熱硬性特點(diǎn)，刀具刃部的，故仍不具備熱硬性特點(diǎn)，刀具刃部的工作溫度一般不超過工作溫度一般不超過250250，否則硬度和耐磨性迅速下降，甚，否則硬度和耐磨性迅速下降，甚至喪失切削能力，因此這類鋼屬于低速切削刃具鋼。至喪失切削能力，因此這類鋼屬于低速切削刃具鋼。 板牙2、高速鋼高速鋼是一種

11、高合金鋼，俗高速鋼是一種高合金鋼，俗稱白鋼、鋒鋼、風(fēng)鋼等。其稱白鋼、鋒鋼、風(fēng)鋼等。其強(qiáng)度、沖擊韌度、工藝性很強(qiáng)度、沖擊韌度、工藝性很好，是制造復(fù)雜形狀刀具的好，是制造復(fù)雜形狀刀具的主要材料。如：成形車刀、主要材料。如：成形車刀、麻花鉆頭、銑刀、齒輪刀具麻花鉆頭、銑刀、齒輪刀具等。高速鋼的耐熱性不高，等。高速鋼的耐熱性不高，約在約在640640左右其硬度下降，左右其硬度下降，不能進(jìn)行高速切削不能進(jìn)行高速切削。二、合金模具鋼（一）冷作模具鋼工作條件與性能要求：在常溫下使金屬材料變形成型的模具用鋼，工作溫度200300；模具承受很大的載荷及摩擦、沖擊作用；冷作模具鋼應(yīng)具有高硬度、高耐磨性、高強(qiáng)度和足

12、夠的韌性；冷作模具對(duì)淬透性、耐磨性尤其是韌性方面的要求更高一些，冷作模具鋼應(yīng)是高碳成分并多在回火馬氏體狀態(tài)下使用。 成分：成分：高碳高碳合金元素：合金元素：Cr， Mo、W、V汽車車門模具汽車車門模具（二）熱作模具鋼工作條件與性能要求：使熱態(tài)金屬成形的模具用鋼。熱鍛模工作部分的溫度會(huì)升高到300400、熱擠壓模可達(dá)500800、甚至近1000，因交替加熱冷卻的溫度循環(huán)產(chǎn)生交變熱應(yīng)力；熱作模具常見的失效形式有變形、磨損、開裂和熱疲勞等，要求模具鋼應(yīng)具有良好的高溫強(qiáng)韌性、高的熱疲勞和熱磨損抗力、一定的抗氧化性和耐蝕性等。汽車曲軸模具汽車曲軸模具 成分成分：中碳：中碳 0.30.30.6 %0.6

13、%；合金元素合金元素:Cr:Cr、NiNi、MnMn、SiSi、MoMo、W W、V V。三、合金量具鋼性能要求：高的硬度和耐磨性、良好的尺寸穩(wěn)定性。性能要求：高的硬度和耐磨性、良好的尺寸穩(wěn)定性。成分：高碳成分：高碳 ；合金元素：；合金元素：CrCr， MnMn、W W。應(yīng)用應(yīng)用 簡單量具簡單量具 T10A T10A、T12A T12A 等。等。 高精度量具高精度量具 GCr15 GCr15、9SiCr9SiCr、CrWMn CrWMn 熱處理：淬火熱處理：淬火 + + 冷處理冷處理 + + 低溫回火低溫回火 + + 時(shí)效處理時(shí)效處理 最終組織最終組織 ： M M回回+ + 合金碳化物合金碳化物千分尺（一）不銹耐酸鋼 金屬腐蝕的種類金屬腐蝕的種類: :化學(xué)腐蝕 金屬表面與周圍介質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕。如金屬高溫時(shí)的氧化，鋼的脫碳 。 電化學(xué)腐蝕金屬材料（合金或不純的金屬）與電解質(zhì)溶液接觸 ，