工程材料工業(yè)用鋼教材

1、l工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼按化學(xué)成分分為碳素鋼和合金鋼兩大類(lèi)。按化學(xué)成分分為碳素鋼和合金鋼兩大類(lèi)。l碳素鋼碳素鋼是指含碳量低于是指含碳量低于2.11%的鐵碳合金。的鐵碳合金。l合金鋼合金鋼是指為了提高鋼是指為了提高鋼的性能，在碳鋼基礎(chǔ)上的性能，在碳鋼基礎(chǔ)上有意加入一定量合金元有意加入一定量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(lèi)一、鋼的分類(lèi)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 510%高合金鋼高合金鋼 合金元素總量合

2、金元素總量 10%碳素鋼碳素鋼合金鋼合金鋼鋼鋼 類(lèi)類(lèi)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0.0450.0450.0450.045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(lái)劃分的。鋼的質(zhì)量是以磷、硫的含量來(lái)劃分的。l分為分為普通質(zhì)量鋼普通質(zhì)量鋼、優(yōu)質(zhì)鋼優(yōu)質(zhì)鋼、高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼和和特級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼特級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼.l根據(jù)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，各質(zhì)量等級(jí)鋼的磷、硫含量如下：根據(jù)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，各質(zhì)量等級(jí)鋼的磷、硫含量如

3、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：沸騰鋼：脫氧不充分，澆注時(shí)脫氧不充分，澆注時(shí)C C與與OO反應(yīng)發(fā)反應(yīng)發(fā)鎮(zhèn)靜鋼：鎮(zhèn)靜鋼：脫氧充分，組織致密，成材率低。脫氧充分，組織致密，成材率低。半鎮(zhèn)靜鋼：半鎮(zhèn)靜鋼：介于前兩者之間。介于前兩者之間。生生沸騰。這種鋼成材率高，但不致密。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特殊鎮(zhèn)靜鋼特殊鎮(zhèn)靜鋼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(guò)共析鋼過(guò)共析鋼 按退火組織分

4、按退火組織分電弧爐煉鋼電弧爐煉鋼工程用鋼工程用鋼 建筑、橋梁、船舶、車(chē)輛建筑、橋梁、船舶、車(chē)輛滲滲 碳碳 鋼鋼調(diào)調(diào) 質(zhì)質(zhì) 鋼鋼彈彈 簧簧 鋼鋼滾動(dòng)軸承鋼滾動(dòng)軸承鋼耐耐 磨磨 鋼鋼機(jī)器用鋼機(jī)器用鋼結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu) 鋼鋼刃具鋼刃具鋼模具鋼模具鋼量具鋼量具鋼工工 具具 鋼鋼不銹鋼不銹鋼耐熱鋼耐熱鋼特特 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)是采用我國(guó)鋼材的編號(hào)是采用漢漢語(yǔ)拼音字母語(yǔ)拼音字母、化學(xué)元素符化學(xué)元素符號(hào)號(hào)和和阿拉伯?dāng)?shù)字阿拉伯?dāng)?shù)字相結(jié)合的相結(jié)合的方法。方法。l采用漢語(yǔ)拼音字母表示鋼采用漢語(yǔ)拼音字母表示鋼產(chǎn)品的名稱(chēng)、用途、特性產(chǎn)品的名稱(chēng)、用途、特性和工藝方法時(shí)

5、，一般從代和工藝方法時(shí)，一般從代表鋼產(chǎn)品名稱(chēng)的漢字的漢表鋼產(chǎn)品名稱(chēng)的漢字的漢語(yǔ)拼音中選取第一個(gè)字母語(yǔ)拼音中選取第一個(gè)字母.名稱(chēng)名稱(chēng)符號(hào)符號(hào)位置位置名稱(chēng)名稱(chēng)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(chē)輛車(chē)軸用鋼車(chē)輛車(chē)軸用鋼LZ頭頭(滾珠滾珠)軸承鋼軸承鋼G頭頭機(jī)車(chē)車(chē)軸用鋼機(jī)車(chē)車(chē)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(chē)大梁用鋼汽車(chē)大梁用鋼

6、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l1、碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金高強(qiáng)度鋼、碳素結(jié)構(gòu)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”；屈服強(qiáng)度值單位是；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如碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號(hào)表示為如碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號(hào)

7、表示為Q235AF、Q235BZ。l低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼都是鎮(zhèn)靜鋼或特殊鎮(zhèn)靜鋼，都是鎮(zhèn)靜鋼或特殊鎮(zhèn)靜鋼，其其牌號(hào)中沒(méi)有表示脫氧方法的符號(hào)。如牌號(hào)中沒(méi)有表示脫氧方法的符號(hào)。如Q345C。l根據(jù)需要，低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)也可以采用根據(jù)需要，低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)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(wàn)分之幾）和兩位阿拉伯?dāng)?shù)字（表示平均含碳量的萬(wàn)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*說(shuō)明：說(shuō)明：通常情況下，通常情況下，屈服強(qiáng)度值小屈服強(qiáng)度值小300MPa時(shí)為碳素結(jié)構(gòu)鋼，大時(shí)為碳素結(jié)構(gòu)鋼，大于于300MPa時(shí)為低合金時(shí)為低合金高強(qiáng)度鋼

8、。高強(qiáng)度鋼。齒輪加工齒輪加工方鋼方鋼l2、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)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)字表示鋼平均含碳量的萬(wàn)分之幾。這兩位數(shù)字表示鋼平均含碳量的萬(wàn)分之幾。l如如45鋼鋼平均含碳量為萬(wàn)分之四十五（即平均含碳量為萬(wàn)分之四十五（即0.45%）的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。鋼帶鋼帶l*說(shuō)明：說(shuō)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

9、母號(hào)后加字母A，如，如20A。鋼管鋼管l3、合金結(jié)構(gòu)鋼和合金彈簧鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼和合金彈簧鋼l兩位數(shù)字（表示平均含碳量的萬(wàn)分之幾）兩位數(shù)字（表示平均含碳量的萬(wàn)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)的合金元時(shí)，在相應(yīng)的合金元素符號(hào)后標(biāo)素符號(hào)后標(biāo)2、3、4、5 等數(shù)字。等數(shù)字。如如20CrNi3。l高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼高級(jí)優(yōu)

10、質(zhì)鋼在牌號(hào)后加字母在牌號(hào)后加字母A，如，如60Si2MnA。l特級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼特級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼在牌號(hào)后加字母在牌號(hào)后加字母E，如，如30CrMnSiE。 不銹鋼制管板式換熱器不銹鋼制管板式換熱器所有合所有合金鋼的金鋼的合金元合金元素量標(biāo)素量標(biāo)法相同法相同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*說(shuō)明：說(shuō)明：碳素工具鋼都是優(yōu)質(zhì)以上碳素工具鋼都是優(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

11、，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1.00%時(shí)，時(shí)，含碳量用一位數(shù)字標(biāo)明，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)，時(shí)，不標(biāo)含碳量。不標(biāo)含碳量。* 高速鋼高速鋼不標(biāo)含碳量，如不標(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

12、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“滾滾動(dòng)軸承鋼動(dòng)軸承鋼”。* 鉻含量以千分之一為單位鉻含量以千分之一為單位.l如如“GCr15”的平均含鉻量的平均含鉻量為為1.5%。l滲碳軸承鋼滲碳軸承鋼牌號(hào)的表示方法牌號(hào)的表示方法與合金結(jié)構(gòu)鋼相同，僅在牌與合金結(jié)構(gòu)鋼相同，僅在牌號(hào)頭部加字母號(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%

13、時(shí)，時(shí)，用兩用兩位數(shù)字表示位數(shù)字表示，如，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)，時(shí)，用一位數(shù)字表示用一位數(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)，時(shí)，以以“0”表示表示，如，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)時(shí)（超低碳超低碳），），以以“03”表示表示，如，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

14、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)注同結(jié)構(gòu)鋼。如珠光體耐熱鋼含碳量的標(biāo)注同結(jié)構(gòu)鋼。如15CrMol注：注：舊標(biāo)準(zhǔn)含碳量表示方法為：舊標(biāo)準(zhǔn)含碳量表示方法為：l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.l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(wàn)分之幾量的萬(wàn)分

15、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第二節(jié)第二節(jié)鋼中的雜質(zhì)及合金元素鋼中的雜質(zhì)及合金元素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 強(qiáng)化鐵素體；強(qiáng)化鐵素體；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)一般是指鋼中的雜質(zhì)一般是指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。l 強(qiáng)化鐵素體；強(qiáng)化鐵素體； l 增加鋼液流動(dòng)性。增加鋼液流動(dòng)性。 l3、S：是有害元素。：是有害元素。l常常以以FeS形式存在。易與形式存在。易與Fe在晶在晶界上

16、形成低熔點(diǎn)共晶界上形成低熔點(diǎn)共晶(985)，熱加工時(shí)熱加工時(shí)(11501200)，由于其，由于其熔化而導(dǎo)致開(kāi)裂，稱(chēng)熔化而導(dǎo)致開(kāi)裂，稱(chēng)熱脆性熱脆性.l鋼中的硫應(yīng)控制在鋼中的硫應(yīng)控制在0.045%以下以下.l2、Si： 0.5%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： 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(1600)。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，鋼在常溫下硬度提高，塑塑性、韌性急劇下降性

17、、韌性急劇下降，稱(chēng)，稱(chēng)冷冷脆性脆性。lP一般控制在一般控制在0.045%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(guò)飽和解度很低，鋼中過(guò)飽和N在常在常溫放置過(guò)程中以溫放置過(guò)程中以FeN、Fe4N形形式析出使鋼變脆式析出使鋼變脆, 稱(chēng)稱(chēng)時(shí)效脆化時(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形氧在鋼中以氧化物的形式存在，其與

18、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，引起中以原子態(tài)溶解時(shí)，降低韌性，引起氫脆氫脆。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，形成微裂紋，其內(nèi)壁為白色，稱(chēng)形成微裂紋，其內(nèi)壁為白色，稱(chēng)白點(diǎn)白點(diǎn)或或發(fā)裂發(fā)裂。l 對(duì)鋼中基本相的影響對(duì)鋼中基本相的影響l1、溶于鐵素體、溶于鐵素體, 起固溶強(qiáng)起固溶強(qiáng)化作用化作用l非碳化物形成元素及過(guò)剩非碳化

19、物形成元素及過(guò)剩的碳化物形成元素都溶于的碳化物形成元素都溶于鐵素體，形成合金鐵素體鐵素體，形成合金鐵素體.lSi、Mn對(duì)強(qiáng)度、硬度提高對(duì)強(qiáng)度、硬度提高顯著。顯著。Cr、Ni在適當(dāng)范圍在適當(dāng)范圍內(nèi)提高韌性。內(nèi)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、形成碳化物，起強(qiáng)化相作用、形成碳化物，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?Ti、Zr、Nb、V、W、Mo、Cr、Mn、Fe。l Ti、Nb、V為強(qiáng)碳化物為強(qiáng)碳化物形成元素，碳形成元素，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

20、、耐磨性高，如耐磨性高，如TiC、VC等。等。 l W、Mo、Cr為中碳化物形成元素，碳化物的穩(wěn)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，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。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)大奧氏體相等是擴(kuò)大奧氏體相區(qū)的元素，使區(qū)的元素，使A1、A3點(diǎn)下降，點(diǎn)下降，A4點(diǎn)上升。點(diǎn)上升。l當(dāng)當(dāng)Mn 13%或或N

21、i 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(chēng)奧氏體鋼。為單相奧氏體組織，稱(chēng)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等是縮等是縮小奧氏體相區(qū)的元小奧氏體相區(qū)的元素，使素，使A1、A3點(diǎn)上點(diǎn)上升，升，A4點(diǎn)下降。點(diǎn)下降。l當(dāng)當(dāng)Cr 13%時(shí)，奧時(shí)，奧氏體相區(qū)消失，室氏體相區(qū)消失，室溫下為單相鐵素體溫下為單相鐵素體組織，稱(chēng)鐵素體鋼組織，稱(chēng)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，點(diǎn)左移，即這兩點(diǎn)的含碳即這兩點(diǎn)的含

22、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)過(guò)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(guò)程的對(duì)鋼中相變過(guò)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)奧氏體形成速度對(duì)奧氏體形成速度的影響：的影響：除除Ni、Co外，外，都減緩?qiáng)W氏體化過(guò)程。都減緩?qiáng)W氏體化過(guò)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。lMn、P促進(jìn)長(zhǎng)大。促進(jìn)長(zhǎng)大。 l2、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l對(duì)對(duì)C曲線和淬透性的影

23、響：曲線和淬透性的影響：除除Co外，凡溶入奧氏外，凡溶入奧氏體的合金元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,所有元素都所有元素都 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：提高耐回火性：淬淬火鋼在回火過(guò)程中抵火鋼在回火過(guò)程中抵抗硬度下降的能力稱(chēng)抗硬度下降的能力稱(chēng)耐回火性耐回火性。l合金

24、元素能阻礙馬氏合金元素能阻礙馬氏體分解及碳化物的析體分解及碳化物的析出與聚集。出與聚集。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。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回火冷卻時(shí)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，反而升高的現(xiàn)象稱(chēng)升高的現(xiàn)象稱(chēng)二次硬化二次硬化。 l 防止第二類(lèi)回火脆性防止第二類(lèi)回火脆性l加加W、Mo可防止

25、第二類(lèi)可防止第二類(lèi)回火脆性。回火脆性。高速鋼高速鋼l對(duì)結(jié)構(gòu)鋼的性能要求為：對(duì)結(jié)構(gòu)鋼的性能要求為：l使用性能使用性能以強(qiáng)韌性為主。以強(qiáng)韌性為主。l工藝性能工藝性能以可焊性、淬透以可焊性、淬透性為主。性為主。l合金結(jié)構(gòu)鋼除少量為中高合金結(jié)構(gòu)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：、性能：可焊性、塑可焊性、塑性好。性好。l3、熱處理：、熱處理：不進(jìn)行專(zhuān)不進(jìn)行專(zhuān)門(mén)熱處理，熱軋空冷態(tài)門(mén)熱處理，熱軋空冷態(tài)下使用。下使用。l4、使用狀態(tài)下組織：、使用狀態(tài)下組織：F

26、+P一、碳素結(jié)構(gòu)鋼一、碳素結(jié)構(gòu)鋼l5、用途、用途l常以熱軋板、帶、棒及型常以熱軋板、帶、棒及型鋼使用，用量約占鋼材總鋼使用，用量約占鋼材總量的量的70%。l用于建筑結(jié)構(gòu)，適合焊接用于建筑結(jié)構(gòu)，適合焊接、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 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：合金元素：主要主要是是Mn，還有少量，還有少量V、Ti、Nb等。等。二、低合金高強(qiáng)度

27、結(jié)構(gòu)鋼二、低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼l3、熱處理、熱處理：大多數(shù)大多數(shù)熱軋空冷后使用熱軋空冷后使用。少數(shù)可用正火少數(shù)可用正火+高溫高溫回火處理?；鼗鹛幚怼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)化晶粒作用低合金高強(qiáng)鋼合金元素細(xì)化晶粒作用l Mn的作用的作用是強(qiáng)化鐵素體；增加珠光體的量。是強(qiáng)化鐵素體；增加珠光體的量。l V、Ti、Nb等等起細(xì)化晶粒和彌散強(qiáng)化作用。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可提高韌性、可提高韌性、疲勞極限，降低冷脆轉(zhuǎn)變溫度。疲勞極限，降低冷脆轉(zhuǎn)變溫度。l5、用途：、用途：lQ345鋼鋼(16Mn)綜合

28、性能綜合性能好，用于船舶、橋梁、好，用于船舶、橋梁、車(chē)輛等大型鋼結(jié)構(gòu)。車(chē)輛等大型鋼結(jié)構(gòu)。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 表面具有高硬度、表面具有高硬度、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 良好的熱處理性能良好的熱處理性能,如淬透性和滲碳能力。如淬透性和

29、滲碳能力。三、滲碳鋼三、滲碳鋼滲碳爐滲碳爐l2、成分特點(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： Cr、Mn、Ni、B l 強(qiáng)化鐵素體：強(qiáng)化鐵素體： Cr、Mn、Ni l 細(xì)化晶粒：細(xì)化晶粒： W、Mo、Ti、V 滲碳件滲碳件高精密獨(dú)高精密獨(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、熱處理特點(diǎn)、熱處理特點(diǎn)l滲碳件的加工工藝路線為：下料滲碳件的加工工藝路線為：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正火目的正火目的為調(diào)整硬度，便于切削加工。為調(diào)整硬度，便于切削加工。l淬火溫度淬火溫度一般

30、為一般為 Ac1+30-50。 l4、使用狀態(tài)下組織、使用狀態(tài)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：20、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(xiāo)、油機(jī)的活塞銷(xiāo)、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

31、軸增壓柴油機(jī)曲軸調(diào)質(zhì)件（螺桿）調(diào)質(zhì)件（螺桿）l調(diào)質(zhì)后使用的鋼種。調(diào)質(zhì)后使用的鋼種。 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：0.30.5%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(lèi)回火脆性防止第二類(lèi)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調(diào)質(zhì)件的加工工藝路線為：下料調(diào)質(zhì)件的加工工藝路線為：下料鍛造鍛造退

32、火退火粗粗加工加工調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)精加工精加工裝配裝配l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l使用狀態(tài)下的組織為使用狀態(tài)下的組織為：S回回l為提高表面耐磨性，調(diào)質(zhì)后可為提高表面耐磨性，調(diào)質(zhì)后可進(jìn)行表面淬火或氮化。進(jìn)行表面淬火或氮化。回火索氏體回火索氏體調(diào)質(zhì)處理車(chē)間調(diào)質(zhì)處理車(chē)間(表面淬火表面淬火+低溫回火低溫回火)裝配裝配為表面淬火作組織準(zhǔn)備；為表面淬火作組織準(zhǔn)備；獲得最終心部組織獲得最終心部組織.表面：表面： M回回；心部：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： D0油油60mm, 常常用用40CrNiMo, 用于制造

33、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。 單缸汽車(chē)曲軸單缸汽車(chē)曲軸l制造彈簧或類(lèi)似性能零件制造彈簧或類(lèi)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 高的高的s，s/b； 高的高的-1；足夠的韌性足夠的韌性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

34、、Crl 提高提高 s/ b：Sil 細(xì)化晶粒細(xì)化晶粒：V汽車(chē)彈簧汽車(chē)彈簧l3、熱處理及組織特點(diǎn)、熱處理及組織特點(diǎn)l 冷成型彈簧：冷成型彈簧：冷拔冷拔 冷成型冷成型定型處理定型處理(250300)。l用于用于10mm)汽車(chē)板簧淬火線汽車(chē)板簧淬火線冷卷螺旋壓縮彈簧冷卷螺旋壓縮彈簧l彈簧的表面質(zhì)量對(duì)其彈簧的表面質(zhì)量對(duì)其壽命影響很大。壽命影響很大。l提高表面質(zhì)量的方法提高表面質(zhì)量的方法:l 防止表面脫碳；防止表面脫碳；l 避免表面缺陷；避免表面缺陷； l 進(jìn)行噴丸處理，使表進(jìn)行噴丸處理，使表 面產(chǎn)生壓應(yīng)力。面產(chǎn)生壓應(yīng)力。 板簧噴丸處理示意圖板簧噴丸處理示意圖l5、常用鋼號(hào)及用途、常用鋼號(hào)及用途lSi

35、、Mn彈簧鋼彈簧鋼，如，如65Mn、60Si2Mn，用于制造較，用于制造較大截面彈簧。大截面彈簧。 lCr、V彈簧鋼彈簧鋼，如，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(chē)板簧汽車(chē)板簧 載荷載荷(頻率達(dá)數(shù)萬(wàn)次頻率達(dá)數(shù)萬(wàn)次/分分)和摩擦。和摩擦。 l 高而均勻的硬度和耐磨性。高而均勻的硬度和耐磨性。 l 高的高的 b和接觸疲勞強(qiáng)度。和接觸疲勞強(qiáng)度。l 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)體的專(zhuān)用于制造軸承套和滾動(dòng)體的專(zhuān)用鋼種。用鋼種。l1、性能要求、性能要求l軸承工作時(shí)軸承工作時(shí), 承受接觸

36、應(yīng)力承受接觸應(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：合金元素：以以Cr為主為主,加入加入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還提高耐磨性還提高耐磨性（形成合金滲（形成合金滲碳體）碳體）和耐蝕性。和耐蝕性。l當(dāng)當(dāng)1.65%Cr時(shí)時(shí),會(huì)因會(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。l3 、熱處理和組織特點(diǎn)、熱處理和組織特點(diǎn)l滾動(dòng)軸承鋼是過(guò)共析鋼。滾動(dòng)軸承鋼是過(guò)共

37、析鋼。l 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)l淬火后進(jìn)行冷處理淬火后進(jìn)行冷處理(- -60 - -80), 可以可以減少減少A、穩(wěn)定尺寸、穩(wěn)定尺寸. 軸承生產(chǎn)車(chē)間軸承生產(chǎn)車(chē)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應(yīng)用最廣的是應(yīng)用最廣的是GCr15，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(lèi)鋼還可用于制造模具這類(lèi)鋼還可用于制造模具、量具等量具等.l是指在沖擊載荷作用下是指在沖擊載荷作用下發(fā)生沖

38、擊硬化的發(fā)生沖擊硬化的高錳鋼高錳鋼.l只有只有ZGMn13一個(gè)鋼號(hào)一個(gè)鋼號(hào).l1、成分特點(diǎn)、成分特點(diǎn)l 高碳高碳：1.01.3%C 以保持高耐磨性。以保持高耐磨性。l 高錳高錳：1114%Mn 以保證形成奧氏體組織以保證形成奧氏體組織.七、七、高錳鋼鑄件高錳鋼鑄件高錳鋼高錳鋼l2、熱處理及組織、熱處理及組織l鑄態(tài)組織為鑄態(tài)組織為奧氏體奧氏體+碳化物碳化物, 性能硬而脆性能硬而脆.l熱處理采用水韌處熱處理采用水韌處理。理。即將鋼加熱到即將鋼加熱到1100，使碳化物，使碳化物溶入奧氏體，并進(jìn)溶入奧氏體，并進(jìn)行水淬。行水淬。l室溫組織為過(guò)飽和室溫組織為過(guò)飽和單相奧氏體。單相奧氏體。高錳鋼水韌處理組織

39、高錳鋼水韌處理組織澆鑄高錳鋼件澆鑄高錳鋼件l3、使用及用途、使用及用途l水韌處理后，韌性高，硬度低水韌處理后，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作用。l在壓力及沖擊作用下，表面奧在壓力及沖擊作用下，表面奧氏體迅速氏體迅速加工硬化加工硬化，形成馬氏形成馬氏體體并并析出碳化物析出碳化物，使表面硬度使表面硬度提高提高到到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)l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。要求耐沖擊的零件

40、。如拖拉機(jī)如拖拉機(jī)的履帶板、球磨機(jī)襯板、破碎的履帶板、球磨機(jī)襯板、破碎機(jī)牙板、挖機(jī)牙板、挖掘機(jī)鏟齒和掘機(jī)鏟齒和鐵路轍岔等鐵路轍岔等. 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(lái)制造各用來(lái)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(lái)達(dá)到。物來(lái)達(dá)到。l3、高熱硬性高熱硬性 即高溫下即高溫

41、下保持高硬度的能力。保持高硬度的能力。l4、足夠的韌性足夠的韌性 以防止以防止脆斷和崩刃。脆斷和崩刃。切削加工的基本形式切削加工的基本形式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) 隨含碳量提高，碳化物隨含碳量提高，碳化物量增加，耐磨性提高，量增加，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材料碳素工具鋼材料l2、熱處理及組織、熱處理及組織l 熱處理：熱處理：正火正火+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

42、工;l 為淬火作組織準(zhǔn)備。為淬火作組織準(zhǔn)備。 l 使用狀態(tài)下的組織：使用狀態(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) 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：制造承受沖擊的工具，如木工工具：沖子、制造承受沖擊的工具，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(chē)：制造低速切削工具，如鉆頭、絲錐、車(chē)刀等。刀等。lT12T13：制

43、造耐磨工具，如銼刀、鋸條等制造耐磨工具，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: W、V l 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由碳素工具鋼基礎(chǔ)上加入少量合金元素(35)形成。形成。 低合金工具鋼制品低合金工具鋼制品l2、熱處理及組織、熱處理及組織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

44、使用狀態(tài)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(少量少量) l3、常用鋼號(hào)及用途、常用鋼號(hào)及用途l應(yīng)用最多的是應(yīng)用最多的是9SiCr。用于制用于制造形狀復(fù)雜、要求變形小的造形狀復(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 提高熱硬性提高熱硬性、耐磨性耐磨性: W、Mo、V l 高速鋼高速鋼（俗稱(chēng)風(fēng)鋼）（

45、俗稱(chēng)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W18Cr4V鋼的鑄態(tài)組織鋼的鑄態(tài)組織l3、加工與熱處理、加工與熱處理l加工工藝路線：加工工藝路線：下料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高速鋼是萊高速鋼是萊氏體氏體鋼鋼，其鑄態(tài)組織，其鑄態(tài)組織為亞共晶組織，為亞共晶組織，由由魚(yú)骨狀萊氏體魚(yú)骨狀萊氏體與樹(shù)枝狀與樹(shù)枝狀M+T組組成，成，脆性大且無(wú)脆性大且無(wú)法熱處理改善。法熱處理改善。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為淬火作組織準(zhǔn)為淬火作組織準(zhǔn)備。備。l退火后組織：退火后組織： S

46、+顆粒狀碳化物顆粒狀碳化物l 鍛造目的：鍛造目的：打碎粗大的魚(yú)骨狀碳化物，使其均打碎粗大的魚(yú)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： 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，的碳化物，產(chǎn)生二次硬化。產(chǎn)生二次硬化。 l 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，回火冷卻點(diǎn)上升，回火冷

47、卻時(shí)，時(shí)，A轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)镸。l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：回火目的：主要主要為減少為減少A。消除內(nèi)應(yīng)。消除內(nèi)應(yīng)力、穩(wěn)定組織。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、使用狀態(tài)下組織、使用狀態(tài)下組織 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)常用鋼號(hào)為

48、為W18Cr4V(18-4-1)和和W6Mo5Cr4V2(6-5-4-2)。l用于高速切削刃具，如用于高速切削刃具，如車(chē)刀車(chē)刀、刨刀刨刀、銑刀銑刀、鉆頭鉆頭等。等。車(chē)刀車(chē)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(chē)沖壓模具汽車(chē)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 良好的工藝性能良好的工藝性能（淬透（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 小尺寸小

49、尺寸、形狀簡(jiǎn)單形狀簡(jiǎn)單、受力受力不大的模具不大的模具, 可用碳素工具可用碳素工具鋼和低合金工具鋼制造。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型冷作模具鋼型冷作模具鋼制造制造.l 成分特點(diǎn)：成分特點(diǎn)：高碳高碳(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。 Cr12鋼鋼l 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、退火行鍛造、退火, 目的同高速鋼目的同高速鋼.l 常用鋼號(hào)常用鋼號(hào)為為Cr1

50、2和和Cr12MoV。用于。用于制造制造冷沖模冷沖模、擠壓擠壓模模等。等。l最終熱處理為最終熱處理為: 淬火淬火+低溫回火低溫回火l使用狀態(tài)下的組織使用狀態(tài)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(chē)外板冷沖模汽車(chē)外板冷沖模沖壓模具沖壓模具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 綜合力學(xué)性能。綜合力學(xué)性能。l 抗熱疲勞性能?？篃崞谛阅堋?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、

51、常用鋼種l 熱鍛模鋼熱鍛模鋼 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理同調(diào)質(zhì)鋼。用及熱處理同調(diào)質(zhì)鋼。l使用狀態(tài)下的組織使用狀態(tài)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(guò)共析鋼為過(guò)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壓鑄模

52、具壓鑄模具l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。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量具在使用過(guò)程中與被測(cè)零量具在使用過(guò)程中與被測(cè)零件接觸，承受摩擦和沖擊。件接觸，承受摩擦和沖擊。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(kāi)線花鍵環(huán)漸開(kāi)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 低碳鋼低碳鋼滲碳、滲碳、 中碳鋼中碳鋼表面淬火表面淬火l 碳素工具鋼、低合碳素工具鋼、低合金工具鋼金工具

53、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。 l 滾動(dòng)軸承鋼、冷作模具鋼滾動(dòng)軸承鋼、冷作模具鋼。用于制造精密量具。用于制造精密量具. l 不銹鋼不銹鋼用于制造接觸腐蝕介質(zhì)的量具。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、量具鋼的熱處理特點(diǎn)、量具鋼的熱處理特點(diǎn)l 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。l 下限溫度淬火及冷處理。目下限溫度淬火及冷處理。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)指指

54、具有特殊物理、具有特殊物理、化學(xué)性能的鋼?；瘜W(xué)性能的鋼。本節(jié)只介紹不銹本節(jié)只介紹不銹鋼和耐熱鋼。鋼和耐熱鋼?；す艿阑す艿赖母g的腐蝕裂解管內(nèi)裂解管內(nèi)壁的高溫壁的高溫腐蝕減薄腐蝕減薄l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。l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金屬的腐蝕分金屬的腐蝕分化學(xué)化學(xué)腐蝕腐蝕和和電化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕。 l不同組織、成分、應(yīng)力區(qū)域之間都可構(gòu)

55、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 提高合金的電極電位。提高合金的電極電位。l 使表面形成致密的鈍化膜使表面形成致密的鈍化膜。l工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家每年金屬腐蝕工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家每年金屬腐蝕造成的直接經(jīng)濟(jì)損失占造成的直接經(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：低碳：碳高，則降低耐蝕性。碳高

56、，則降低耐蝕性。l2、Cr：是提高耐蝕性的主要元素是提高耐蝕性的主要元素l 形成穩(wěn)定致密形成穩(wěn)定致密的的Cr2O3氧化膜氧化膜.l Cr含量大于含量大于13%時(shí)，形成單相時(shí)，形成單相鐵素體組織。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蝕防止奧氏體鋼晶間腐蝕.l晶間腐蝕晶間腐蝕是沿晶粒周界發(fā)生腐蝕的現(xiàn)象，危害很大是沿晶粒周界發(fā)生腐蝕的現(xiàn)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含量降含量

57、降到到12%以下，在介質(zhì)以下，在介質(zhì)l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物, 避免晶界貧避免晶界貧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 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熱處理熱處理: 淬火淬火+高溫回火高溫回火l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l1Cr13、2Cr13具有具有耐大氣耐

58、大氣、蒸汽腐蝕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。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)葉片透平轉(zhuǎn)輪透平轉(zhuǎn)輪l 3Cr13、4Cr13l熱處理：熱處理：淬火淬火+低溫回火。低溫回火。l使用狀態(tài)下的組織：使用狀態(tài)下的組織：M回回。l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)典型鋼號(hào)如如0Cr13、1Cr17等。等。 l 成分：成分：高鉻

59、低碳高鉻低碳l 無(wú)無(wú)相變相變，不能，不能進(jìn)行熱處理強(qiáng)化。進(jìn)行熱處理強(qiáng)化。l 組織組織：?jiǎn)蜗噼F素體單相鐵素體鋼中鋼中相相l(xiāng) 性能特點(diǎn)性能特點(diǎn)l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：l 475脆化：脆化：加熱到加熱到450550停留，產(chǎn)生脆化停留，產(chǎn)生脆化. 再加熱到再加熱到600快冷可消除?？炖淇上?。l 相脆化：相脆化： 在在600 800長(zhǎng)長(zhǎng)期加熱時(shí)，析出期加熱時(shí)，析出硬而脆的硬而脆的 相。相。l 用途用途l廣泛用于硝酸和氮肥工廣泛用于硝酸和氮肥工業(yè)業(yè)的耐蝕件。的耐蝕件。硝酸生產(chǎn)裝置硝酸生產(chǎn)裝置鐵素體不鐵素體不銹鋼制品銹鋼制品l3、奧氏體不銹

60、鋼、奧氏體不銹鋼l主要是主要是18-8（18Cr-8Ni）型不銹鋼。）型不銹鋼。 l 性能特點(diǎn)：性能特點(diǎn)：具有良好的耐蝕性，冷熱加工性及具有良好的耐蝕性，冷熱加工性及l(fā)可焊性。高的塑韌性可焊性。高的塑韌性,無(wú)磁性。無(wú)磁性。 l 熱處理：熱處理：采用采用固固溶處理溶處理。即加熱到。即加熱到1100使碳化物溶解使碳化物溶解后水冷。后水冷。l組織為組織為單相奧氏體單相奧氏體。不銹鋼帶不銹鋼帶l 常用鋼種常用鋼種l為為1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Til廣泛用于化工設(shè)備及管道廣泛用于化工設(shè)備及管道.反應(yīng)釜反應(yīng)釜(316L)大型化工儲(chǔ)罐大型化工儲(chǔ)罐(304)熱交換器熱交換器(316L)l 應(yīng)力腐蝕應(yīng)