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1、第六章第六章 合金鋼(合金鋼(alloy steel)第一節(jié)第一節(jié) 概論概論 合金鋼是在碳素鋼中添加一些合金元素而煉制的一類鋼,以改善碳素鋼的性能。為什么要發(fā)展合金鋼?因為碳鋼不能滿足要求。因為碳鋼不能滿足要求。一、一、碳素鋼的缺陷碳素鋼的缺陷1、綜合機(jī)械性能差綜合機(jī)械性能差 雖然碳素鋼的強(qiáng)度、硬度隨著含碳量的增加雖然碳素鋼的強(qiáng)度、硬度隨著含碳量的增加而提高,但塑性、韌性卻隨之下降,不能在同一而提高,但塑性、韌性卻隨之下降,不能在同一成分中得到配合完善的綜合機(jī)械性能。成分中得到配合完善的綜合機(jī)械性能。2、熱穩(wěn)定性差熱穩(wěn)定性差 碳鋼在使用溫度超過碳鋼在使用溫度超過 200200后,軟化變形,后,
2、軟化變形,機(jī)械性能(強(qiáng)度、韌性)急劇下降,不能用于機(jī)械性能(強(qiáng)度、韌性)急劇下降,不能用于高溫場合。高溫場合。 3、耐腐蝕性差耐腐蝕性差 碳鋼在大多數(shù)介質(zhì)中的耐腐蝕性很差,尤碳鋼在大多數(shù)介質(zhì)中的耐腐蝕性很差,尤其對酸幾乎沒有任何抵御能力。其對酸幾乎沒有任何抵御能力。 珠光體:大量的腐蝕電池珠光體:大量的腐蝕電池4、淬透性差淬透性差 碳鋼不能用于制作大截面尺寸的重要零碳鋼不能用于制作大截面尺寸的重要零件。淬火時,急冷易變形、開裂;緩冷,又件。淬火時,急冷易變形、開裂;緩冷,又淬不上火或淬透層很淺。淬不上火或淬透層很淺。5、不能滿足某些特殊性能要求不能滿足某些特殊性能要求 如:耐低溫、高磁性、無磁
3、性等。如:耐低溫、高磁性、無磁性等。 碳鋼的冷脆性轉(zhuǎn)變溫度較高,碳鋼的冷脆性轉(zhuǎn)變溫度較高,-20 -20 -30-30, 故碳鋼的使用溫度應(yīng)故碳鋼的使用溫度應(yīng)-20-20。 因此因此發(fā)展合金鋼成為必然,二十一世發(fā)展合金鋼成為必然,二十一世紀(jì)結(jié)構(gòu)材料的重要發(fā)展方向之一就是利用紀(jì)結(jié)構(gòu)材料的重要發(fā)展方向之一就是利用新技術(shù)、新工藝改造傳統(tǒng)材料新技術(shù)、新工藝改造傳統(tǒng)材料微合金微合金化高強(qiáng)鋼,低合金超高強(qiáng)鋼?;邚?qiáng)鋼,低合金超高強(qiáng)鋼。二、二、合金元素的作用合金元素的作用1、 合金元素固溶于鐵素體合金元素固溶于鐵素體 合金元素固溶于鐵素體后,會使合金元素固溶于鐵素體后,會使-Fe晶格產(chǎn)生畸變晶格產(chǎn)生畸變固溶
4、強(qiáng)化固溶強(qiáng)化,使鐵素體強(qiáng),使鐵素體強(qiáng)度提高。度提高。 當(dāng)合金元素配比適當(dāng)時,在提高強(qiáng)度的同當(dāng)合金元素配比適當(dāng)時,在提高強(qiáng)度的同時,并不降低塑性,且有的合金元素(時,并不降低塑性,且有的合金元素(Cr、Ni)含量較低時:含量較低時:Cr2%,Ni10%2、按鋼的金相組織按鋼的金相組織鐵素體鋼鐵素體鋼 Cr17、Cr25、Cr28 奧氏體鋼奧氏體鋼 1Cr18Ni9、0Cr19Ni9、Mn13 馬氏體鋼馬氏體鋼 3Cr13、4Cr13、1Cr11MoV、 1Cr12WmoV 珠光體鋼珠光體鋼 15CrMo、12CrMoV 貝氏體鋼貝氏體鋼 12MoVWBSiRE3、 按鋼中按鋼中S、P雜質(zhì)含量雜質(zhì)
5、含量 a、普通合金鋼、普通合金鋼 S0.050% P0.045% b、優(yōu)質(zhì)合金鋼、優(yōu)質(zhì)合金鋼 S0.035% P0.035% c、高級優(yōu)質(zhì)合金鋼、高級優(yōu)質(zhì)合金鋼 S0.025% P0.025% d、特級優(yōu)質(zhì)合金鋼、特級優(yōu)質(zhì)合金鋼 S0.015% P0.020%4、 按合金組元按合金組元 a、二元合金鋼:、二元合金鋼: Mn 鋼、硅鋼、鉻鋼。鋼、硅鋼、鉻鋼。 b、三元合金鋼、三元合金鋼 CrMn、Si-Cr、Si-Mn、 Cr-Ni c、多元合金鋼、多元合金鋼 Cr-Mn-Ti、Ni-Cr-Mo-V5、 按用途按用途 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:不銹鋼、耐熱鋼、超強(qiáng)鋼
6、特殊性能鋼:不銹鋼、耐熱鋼、超強(qiáng)鋼第二節(jié)第二節(jié)合金結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼 在碳素結(jié)構(gòu)鋼中添加在碳素結(jié)構(gòu)鋼中添加Cr、Ni、Mn、Si、Mo、W、V、Ti 等合金元素,使其具有較高強(qiáng)度、韌等合金元素,使其具有較高強(qiáng)度、韌性、淬透性。性、淬透性。一、合金結(jié)構(gòu)鋼的分類及編號一、合金結(jié)構(gòu)鋼的分類及編號1、分類、分類合金結(jié)構(gòu)鋼分為:合金結(jié)構(gòu)鋼分為:普通低合金鋼普通低合金鋼、易切易切鋼鋼、調(diào)質(zhì)鋼調(diào)質(zhì)鋼、滲碳鋼滲碳鋼、彈簧鋼彈簧鋼、滾動軸承鋼滾動軸承鋼。2、編號、編號數(shù)字?jǐn)?shù)字+化學(xué)元素化學(xué)元素+數(shù)字?jǐn)?shù)字合金元素含量的百分之幾,合金元素含量的百分之幾,1.5%不標(biāo)出不標(biāo)出合金元素合金元素平均含平均含C量的萬分之幾量
7、的萬分之幾如:如:40Cr 表示表示 含含C量:量:0.40% (0.37-0.45%) 含含Cr量:量:0.8-1.1%60Si2Mn 表示表示 含含C量:量:0.57-0.65% 含含Si 量:量:1.5-2.0% 含含Mn 量:量:0.6-0.9% 若為高級優(yōu)質(zhì)鋼,則在鋼號后加若為高級優(yōu)質(zhì)鋼,則在鋼號后加“A” 如:如: 20Cr2Ni4A、45CrNiMoVA二、普通低合金鋼二、普通低合金鋼 合金含量合金含量 3%,其強(qiáng)度顯著高于相同含碳量,其強(qiáng)度顯著高于相同含碳量的碳素鋼(低合金鋼),且具有良好的塑性、韌的碳素鋼(低合金鋼),且具有良好的塑性、韌性、焊接性能,比碳鋼更低的冷脆轉(zhuǎn)變溫度
8、。主性、焊接性能,比碳鋼更低的冷脆轉(zhuǎn)變溫度。主要用于橋梁、鍋爐壓力容器、車輛、船舶、大型要用于橋梁、鍋爐壓力容器、車輛、船舶、大型鋼結(jié)構(gòu)等。鋼結(jié)構(gòu)等。普通低合金鋼一般在熱軋退火或正火狀態(tài)下普通低合金鋼一般在熱軋退火或正火狀態(tài)下使用,不需進(jìn)行熱處理。使用,不需進(jìn)行熱處理。1、成分特點、成分特點 C%0.20%;主強(qiáng)化元素是;主強(qiáng)化元素是Mn1.65%),),A含量增加,且碳化物分布不含量增加,且碳化物分布不 均勻,影響壽命。均勻,影響壽命。 對于大型軸承,在對于大型軸承,在GCr15基礎(chǔ)上加入基礎(chǔ)上加入Si:0.40-0.65%, Mn:0.91.2%,以便進(jìn)一步改善淬透性,提高鋼的,以便進(jìn)一步
9、改善淬透性,提高鋼的 強(qiáng)度和彈性極限而不降低韌性。強(qiáng)度和彈性極限而不降低韌性。 另外,另外,雜質(zhì)含量應(yīng)嚴(yán)格控制:雜質(zhì)含量應(yīng)嚴(yán)格控制:S0.02% P850,會增加殘余,會增加殘余A 的含量,的含量, 且馬氏體為粗片狀,沖擊韌性和疲勞強(qiáng)度急劇下且馬氏體為粗片狀,沖擊韌性和疲勞強(qiáng)度急劇下 降。降?;鼗饻囟龋夯鼗饻囟龋?50160,23h。熱處理后的組織:熱處理后的組織: 極細(xì)的回火馬氏體極細(xì)的回火馬氏體 + 細(xì)粒狀均勻分布的細(xì)粒狀均勻分布的 碳化物碳化物+ A 。 硬度:硬度:HRC6165應(yīng)用舉例:用應(yīng)用舉例:用GCr15制作油泵針閥體。制作油泵針閥體。 針閥與針閥體是內(nèi)燃機(jī)油泵中一對精密配針閥
10、與針閥體是內(nèi)燃機(jī)油泵中一對精密配合件(合件( 偶件偶件 ),閥體固定在汽缸頭上,工作時),閥體固定在汽缸頭上,工作時( 噴油噴油 )針閥頂端與針閥體頂端有強(qiáng)烈摩擦,)針閥頂端與針閥體頂端有強(qiáng)烈摩擦,且閥體端部工作溫度且閥體端部工作溫度 260 左右,閥體與針閥要左右,閥體與針閥要求尺寸穩(wěn)定(精密配合),稍有變形,或引起漏求尺寸穩(wěn)定(精密配合),稍有變形,或引起漏油,或造成卡死。因此,要求針閥體具有較高的油,或造成卡死。因此,要求針閥體具有較高的硬度和耐磨性,高的尺寸穩(wěn)定性。硬度和耐磨性,高的尺寸穩(wěn)定性。熱處理技術(shù)要求:熱處理技術(shù)要求: HRC6264,熱處理變形度,熱處理變形度0.04mm。加
11、工工藝路線:加工工藝路線: 下料下料(冷拉圓鋼冷拉圓鋼)粗加工粗加工去應(yīng)力退火去應(yīng)力退火 半精加工半精加工淬火,冷處理淬火,冷處理,低溫回火低溫回火,時效時效精精 加工加工時效時效拋光拋光成品。成品。 去應(yīng)力退火在去應(yīng)力退火在 400 以下進(jìn)行,以消除粗加以下進(jìn)行,以消除粗加工過程中產(chǎn)生的加工應(yīng)力,為減小變形創(chuàng)造條件;工過程中產(chǎn)生的加工應(yīng)力,為減小變形創(chuàng)造條件; 采用硝鹽浴淬火(減小零件表面與心端溫差),采用硝鹽浴淬火(減小零件表面與心端溫差),減小變形。減小變形。 冷處理:(干冰冷處理:(干冰+酒精),降低殘余奧氏體含酒精),降低殘余奧氏體含量,穩(wěn)定尺寸。量,穩(wěn)定尺寸。 170低溫回火,降低
12、淬火及冷處理過程產(chǎn)生低溫回火,降低淬火及冷處理過程產(chǎn)生的應(yīng)力,穩(wěn)定組織。的應(yīng)力,穩(wěn)定組織。 第一次時效在回火后進(jìn)行,以進(jìn)一步降低應(yīng)力,第一次時效在回火后進(jìn)行,以進(jìn)一步降低應(yīng)力,穩(wěn)定組織。穩(wěn)定組織。 第二次時效在精磨后進(jìn)行,以消除精磨過程中第二次時效在精磨后進(jìn)行,以消除精磨過程中產(chǎn)生的應(yīng)力,穩(wěn)定尺寸。產(chǎn)生的應(yīng)力,穩(wěn)定尺寸。840-860硝鹽分級淬火180空冷-601701301302h6h6h1h時間溫度第三節(jié)第三節(jié)合金工具鋼合金工具鋼用于制造刃具、模具、量具的鋼,稱用于制造刃具、模具、量具的鋼,稱為工具鋼。為工具鋼。一、一、工具鋼的分類及表示方法工具鋼的分類及表示方法1、分類分類刃具鋼刃具鋼水
13、淬鋼水淬鋼按用途分按用途分模具鋼模具鋼淬火介質(zhì)淬火介質(zhì)油淬鋼油淬鋼量具鋼量具鋼空硬鋼空硬鋼2、表示方法表示方法數(shù)字?jǐn)?shù)字+符號符號+數(shù)字?jǐn)?shù)字合金含量合金含量合金元素合金元素碳含量碳含量含碳量:平均含含碳量:平均含C量大于或等于量大于或等于1.0%,不標(biāo)出不標(biāo)出。平均含平均含C量量1.0%,以千分之幾標(biāo)出,以千分之幾標(biāo)出。(高速鋼例外,無論高速鋼例外,無論1.0%還是還是10%,因制成刀具可以高速切削而得名。,因制成刀具可以高速切削而得名。主要合金元素:主要合金元素:W:作用是形成堅硬耐磨的高熔點合金碳化物:作用是形成堅硬耐磨的高熔點合金碳化物 (FeW)3C、Fe4W2C,一小部分,一小部分W溶
14、于馬氏溶于馬氏 體,從而提高馬氏體組織的回火穩(wěn)定性,故體,從而提高馬氏體組織的回火穩(wěn)定性,故 鎢合金高速鋼在鎢合金高速鋼在600高溫下,仍有很高的硬高溫下,仍有很高的硬 度?;鼗饡r析出度?;鼗饡r析出W2C,產(chǎn)生,產(chǎn)生“二次硬化二次硬化”。C:一方面與:一方面與W、Cr、V等形成足夠數(shù)量的碳化等形成足夠數(shù)量的碳化 物,又要有一定數(shù)量的碳溶入高溫奧氏體,物,又要有一定數(shù)量的碳溶入高溫奧氏體, 使淬火后使淬火后M 具有一定的過飽和程度,以保證具有一定的過飽和程度,以保證 高硬度、高耐磨性。過高,高硬度、高耐磨性。過高,碳化物數(shù)量增加碳化物數(shù)量增加, 不均勻性增大不均勻性增大,脆性大脆性大,工藝性變壞
15、。過低,工藝性變壞。過低, 硬度硬度、耐磨性下降耐磨性下降。V:形成:形成V4C3或或VC ,比鎢碳化物更穩(wěn)定,能顯,比鎢碳化物更穩(wěn)定,能顯 著阻礙奧氏體晶粒長大。著阻礙奧氏體晶粒長大。 V4C3或或VC顆粒非顆粒非 常細(xì)小,分布又十分均勻,對提高鋼常細(xì)小,分布又十分均勻,對提高鋼 的耐的耐 磨性非常有效。磨性非常有效。560回火,也產(chǎn)生回火,也產(chǎn)生“二次硬二次硬 化化”。Cr:提高鋼的淬透性。:提高鋼的淬透性。 Mo:與:與W作用相近,可提高韌性。作用相近,可提高韌性。Co:進(jìn)一步提高紅硬性(阻止碳化物從馬氏體:進(jìn)一步提高紅硬性(阻止碳化物從馬氏體 中析出,抑制中析出,抑制M分解)。分解)。
16、d、硅鉻鋼、硅鉻鋼 9SiCr 具有較高的淬透性和回火穩(wěn)定性,但有脫碳具有較高的淬透性和回火穩(wěn)定性,但有脫碳 現(xiàn)象,加工性能較差?,F(xiàn)象,加工性能較差。e、硬質(zhì)合金、硬質(zhì)合金 將一些難溶的化合物粉末和粘結(jié)劑混合將一些難溶的化合物粉末和粘結(jié)劑混合,加加 壓成型壓成型,再經(jīng)燒結(jié)而成的一種粉末冶金材料再經(jīng)燒結(jié)而成的一種粉末冶金材料。特點:高硬度:特點:高硬度:HRC6981 熱硬性好:熱硬性好:9001000 耐磨性好,切削速度比高速鋼高耐磨性好,切削速度比高速鋼高47倍,倍, 刀具壽命可提高刀具壽命可提高58倍。倍。缺點:脆性大,不能進(jìn)行機(jī)械加工。壓制成一缺點:脆性大,不能進(jìn)行機(jī)械加工。壓制成一 定
17、規(guī)格的刀片,鑲焊在刀體上使用。定規(guī)格的刀片,鑲焊在刀體上使用。a、金屬陶瓷硬質(zhì)合金、金屬陶瓷硬質(zhì)合金 金屬碳化物粉末金屬碳化物粉末WC、TiC,粘結(jié)劑,粘結(jié)劑Co、 Ni混合,加壓成型,燒結(jié)而成(工藝與陶混合,加壓成型,燒結(jié)而成(工藝與陶 瓷相近)。瓷相近)。b、鋼結(jié)硬質(zhì)合金、鋼結(jié)硬質(zhì)合金 以碳化物以碳化物TiC、WC為硬化相,合金鋼為硬化相,合金鋼 (高速鋼、鉻鉬鋼)粉末為粘結(jié)劑混合,(高速鋼、鉻鉬鋼)粉末為粘結(jié)劑混合, 壓制,燒結(jié)而成。壓制,燒結(jié)而成。 鋼結(jié)硬質(zhì)合金經(jīng)退火后,可以進(jìn)行切鋼結(jié)硬質(zhì)合金經(jīng)退火后,可以進(jìn)行切 削加工,淬火、回火后具有相當(dāng)于削加工,淬火、回火后具有相當(dāng)于金屬陶金屬陶
18、 瓷硬度合金瓷硬度合金的高硬度、高耐磨性。的高硬度、高耐磨性。三、模具鋼三、模具鋼1、冷作模具鋼冷作模具鋼冷沖模、冷鐓模、拉絲模、滾絲模等,用于冷沖模、冷鐓模、拉絲模、滾絲模等,用于制作冷加工模具。制作冷加工模具。a、 工作中承受很大的壓力,彎曲力,沖擊力,工作中承受很大的壓力,彎曲力,沖擊力, 摩擦力。摩擦力。 損壞形式:磨損、斷裂、變形超差。損壞形式:磨損、斷裂、變形超差。b、對冷作模具鋼的要求:高硬度、對冷作模具鋼的要求:高硬度HRC5862,高,高 耐磨性,足夠的強(qiáng)度與韌性,熱處理變形小。耐磨性,足夠的強(qiáng)度與韌性,熱處理變形小。c、常用鋼號:、常用鋼號: 9SiCr、9Mn2V、Cr1
19、2MoV、Cr6WV、 W18Cr4V。2、熱作模具鋼、熱作模具鋼熱鍛模、熱擠壓模、熱鐓模熱鍛模、熱擠壓模、熱鐓模a、載荷特點:沖擊、擠壓、強(qiáng)烈摩擦、熱疲勞。、載荷特點:沖擊、擠壓、強(qiáng)烈摩擦、熱疲勞。b、對熱作模具鋼的性能要求:高強(qiáng)度、高耐磨、對熱作模具鋼的性能要求:高強(qiáng)度、高耐磨性、高的抗熱疲勞能力、高的回火穩(wěn)定性、性、高的抗熱疲勞能力、高的回火穩(wěn)定性、良好的導(dǎo)熱性。良好的導(dǎo)熱性。c、常用鋼號:、常用鋼號:5CrMnMo、5CrNiMo、6SiMnV、 6SiMnV。3、壓鑄模具鋼、壓鑄模具鋼壓鑄是將熔化的金屬或塑料,依靠壓力壓鑄是將熔化的金屬或塑料,依靠壓力注入模腔而直接成型的工藝方法。注
20、入模腔而直接成型的工藝方法。對壓鑄模具鋼的要求:對壓鑄模具鋼的要求:高的高溫強(qiáng)度,熱穩(wěn)定性好,耐熱疲勞,高的高溫強(qiáng)度,熱穩(wěn)定性好,耐熱疲勞,導(dǎo)熱性好,表面能經(jīng)受液體金屬或塑料的沖刷導(dǎo)熱性好,表面能經(jīng)受液體金屬或塑料的沖刷磨損、腐蝕。磨損、腐蝕。3Cr2W8V、4Cr8W2、3W4CrSiV、3W2CrSiV,用于有色金屬的壓鑄模具。用于有色金屬的壓鑄模具。Cr2、5CrMnMo、CrWMn 、38CrMoAl,用于塑料模具。用于塑料模具。四、量具鋼四、量具鋼1、對量具鋼的要求、對量具鋼的要求a、高硬度(、高硬度(HRC62),高耐磨性,防止因磨),高耐磨性,防止因磨 損造成的尺寸偏差。損造成的
21、尺寸偏差。b、熱處理變形小,組織穩(wěn)定(尺寸穩(wěn)定)。、熱處理變形小,組織穩(wěn)定(尺寸穩(wěn)定)。c、良好的加工工藝性,表面粗糙度低于、良好的加工工藝性,表面粗糙度低于0.5。2、 常用量具鋼常用量具鋼 高精度量具鋼:高精度量具鋼: CrMn 、CrWMn、GCr15、9Mn2V、 MnCrWV 一般量具鋼:一般量具鋼:9SiCr、60Mn、65Mn第四節(jié)第四節(jié)特殊性能鋼特殊性能鋼特殊性能鋼是指具有特殊性能鋼是指具有特殊性能特殊性能和和特殊特殊用途用途的鋼種。的鋼種。包括:不銹鋼、耐熱鋼、耐磨鋼、超高包括:不銹鋼、耐熱鋼、耐磨鋼、超高強(qiáng)度鋼、磁鋼等。強(qiáng)度鋼、磁鋼等。一、不銹鋼一、不銹鋼 金屬腐蝕是一種普
22、遍現(xiàn)象,每年因腐蝕造金屬腐蝕是一種普遍現(xiàn)象,每年因腐蝕造成的金屬損失占金屬產(chǎn)量成的金屬損失占金屬產(chǎn)量 10%,因此提高金屬,因此提高金屬的耐蝕性具有重要意義。的耐蝕性具有重要意義。 在鋼中添加在鋼中添加Cr、Ni等元素,可以提高其等元素,可以提高其電極電位,降低腐蝕速度電極電位,降低腐蝕速度不銹鋼。不銹鋼。1、常用不銹鋼、常用不銹鋼a、 鉻不銹鋼:鉻不銹鋼: 1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13、Cr17、 Cr25、Cr28。 Cr13型不銹鋼隨著含型不銹鋼隨著含C量的增多,耐蝕性降量的增多,耐蝕性降 低。因為,生成的鉻碳化物增多,基體中鉻含量低。因為,生成的鉻碳化物增多,基體中鉻
23、含量 減少;鉻碳化物與基體具有不同的電極電位,隨減少;鉻碳化物與基體具有不同的電極電位,隨 著鉻碳化物的增多,原電池的數(shù)量增多。著鉻碳化物的增多,原電池的數(shù)量增多。b、 鉻鎳不銹鋼:鉻鎳不銹鋼: 0Cr18Ni9、0Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni9Ti、 0Cr19Ni9 0Cr19Ni9這類不銹鋼屬單相奧氏體型,無這類不銹鋼屬單相奧氏體型,無磁性,塑性、韌性、耐蝕性均優(yōu)于磁性,塑性、韌性、耐蝕性均優(yōu)于Cr13型不銹鋼。型不銹鋼。c、其它類型不銹鋼、其它類型不銹鋼 我國我國Cr、Ni礦較少,根據(jù)我國資源條件礦較少,根據(jù)我國資源條件研制成功的兩個鋼種:研制成功的兩個鋼種: 15Al3MoWT
24、i 代替代替Cr13不銹鋼,用于石油裂化裝置。不銹鋼,用于石油裂化裝置。 0Cr10Si2Mo 代替代替1Cr18Ni9Ti,用于尿素、硫銨和硫酸等,用于尿素、硫銨和硫酸等 化工設(shè)備。化工設(shè)備。2、鉻鎳不銹鋼的常用熱處理工藝、鉻鎳不銹鋼的常用熱處理工藝A、固溶處理、固溶處理 奧氏體不銹鋼在加熱后緩冷時,會沿晶界奧氏體不銹鋼在加熱后緩冷時,會沿晶界析出析出(Cr Fe)23C6 ,局部形成貧鉻區(qū),并發(fā),局部形成貧鉻區(qū),并發(fā)生奧氏體向鐵素體轉(zhuǎn)變(多相),造成不銹鋼生奧氏體向鐵素體轉(zhuǎn)變(多相),造成不銹鋼產(chǎn)生晶向腐蝕,為了消除這種現(xiàn)象,常采用固產(chǎn)生晶向腐蝕,為了消除這種現(xiàn)象,常采用固溶處理,以消除貧
25、鉻區(qū)。溶處理,以消除貧鉻區(qū)。固溶處理:固溶處理:加熱到加熱到10501150,使所有碳化物都使所有碳化物都 溶于奧氏體中溶于奧氏體中,然后水淬快冷然后水淬快冷,得到得到 單相奧氏體組織單相奧氏體組織,基體中各處的,基體中各處的Cr含含 量均達(dá)到鈍化成分,從而消除了貧鉻量均達(dá)到鈍化成分,從而消除了貧鉻 區(qū)。區(qū)。B、穩(wěn)定化處理(用于含、穩(wěn)定化處理(用于含Ti、Nb 的奧氏體不銹鋼)的奧氏體不銹鋼)原理:原理: 由于由于C與與Ti、Nb的親和力大于的親和力大于C與與Cr, 故故C與與Ti、Nb形成的碳化物更穩(wěn)定。形成的碳化物更穩(wěn)定。穩(wěn)定化處理穩(wěn)定化處理 加熱溫度高于(加熱溫度高于(Cr Fe)23C
26、6完全溶解的溫完全溶解的溫 度,而低于度,而低于TiC、 NbC 完全溶解的溫度,保溫完全溶解的溫度,保溫 后緩慢冷卻,后緩慢冷卻,TiC、 NbC充分析出,充分析出,C幾乎全部幾乎全部 穩(wěn)定于穩(wěn)定于 TiC、 NbC中,而不再以(中,而不再以(Cr Fe)23C6 的形式析出,以保證基體中的的形式析出,以保證基體中的Cr用于鈍化基體,用于鈍化基體, 不產(chǎn)生貧鉻區(qū)。不產(chǎn)生貧鉻區(qū)。 1Cr18Ni9Ti: 加熱加熱850880,保溫,保溫6h,空冷或爐冷。,空冷或爐冷。C、除應(yīng)力處理、除應(yīng)力處理 經(jīng)過冷加工或焊接的奧氏體不銹鋼,產(chǎn)生經(jīng)過冷加工或焊接的奧氏體不銹鋼,產(chǎn)生殘余應(yīng)力,易引起應(yīng)力腐蝕,故
27、應(yīng)進(jìn)行除應(yīng)力殘余應(yīng)力,易引起應(yīng)力腐蝕,故應(yīng)進(jìn)行除應(yīng)力熱處理。熱處理。 除冷加工殘余應(yīng)力除冷加工殘余應(yīng)力: 加熱加熱300350,保溫,緩冷。,保溫,緩冷。 除焊接應(yīng)力除焊接應(yīng)力: 加熱加熱850,保溫,快冷。,保溫,快冷。二、耐熱鋼二、耐熱鋼 耐熱鋼是指高溫下(耐熱鋼是指高溫下(450以上)不氧化以上)不氧化起皮,并能保持足夠強(qiáng)度的一類鋼。起皮,并能保持足夠強(qiáng)度的一類鋼。這類鋼的特點:這類鋼的特點:具有較高的抗蠕變性能,高溫強(qiáng)度,耐具有較高的抗蠕變性能,高溫強(qiáng)度,耐高溫氣體腐蝕,耐高溫氧化。高溫氣體腐蝕,耐高溫氧化。1、 抗氧化鋼:在鋼中添加抗氧化鋼:在鋼中添加Cr、Si、Al、RE等元等元
28、素,高溫時鋼表面形成一層致密的氧化膜,素,高溫時鋼表面形成一層致密的氧化膜, 具有良好的保護(hù)作用。具有良好的保護(hù)作用。常用鋼號:常用鋼號:3Cr18Mn12Si2N 2Cr20Mn9Ni2Si2N2、 熱強(qiáng)鋼熱強(qiáng)鋼 高溫下具有較高的強(qiáng)度,一定的抗氧化能高溫下具有較高的強(qiáng)度,一定的抗氧化能 力,組織穩(wěn)定的鋼。力,組織穩(wěn)定的鋼。合金元素:合金元素:Cr、Si、Mo、V、W、Ni常用鋼號:常用鋼號: 15CrMo 、12CrMoV (珠光體型珠光體型) 1Cr13 、 2Cr13 、 1Cr11MoV(馬氏體型馬氏體型) 1Cr12WMoV、4Cr9Si2、12MoVWBSiRE, 12Cr2MoWVTiB、12Cr3MoVSiTiB(貝氏體型貝氏體型) 0Cr19Ni9 、 1Cr18Ni9Ti 、4Cr14Ni14W2Mo、 0Cr19Ni13Mo4(奧氏體型奧氏體型)三、耐磨鋼三、耐磨鋼 在沖擊載荷作用下,發(fā)生沖擊硬化的高在沖擊載荷作用下,發(fā)生沖擊硬化的高錳鋼錳鋼Mn13。1、高錳鋼的、高錳鋼的“水韌處理水韌處理”: 將將Mn13加熱到加熱到10001100,保溫一段時,保溫一段時間,使碳化物全部溶入
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