第四章 合金鋼

第四章合金鋼第一節(jié)合金元素在鋼中的作用合金鋼：含有一定合金元素的碳鋼一、合金元素在鋼中的分布合金元素在鋼中的存在方式：

①

形成固溶體：合金F、合金A、合金M②

形成碳化物：(Fe.M)3C、TiC、WC③形成金屬間化合物：FeSi、FeCr、Ni3Al

④形成非金屬夾雜物：MnS、SiO2⑤以游離態(tài)存在：如Cu、Pb元素

二、合金元素對(duì)組織轉(zhuǎn)變的影響1.能細(xì)化A晶粒Mn在低碳鋼中能細(xì)化A晶粒，在中高碳中能促進(jìn)A晶粒長(zhǎng)大能強(qiáng)烈形成穩(wěn)定碳化物的元素

Ti、V、Nb、Zr對(duì)晶粒長(zhǎng)大的阻礙作用最大，能顯著細(xì)化A晶粒

合金鋼的組織較細(xì)小，強(qiáng)韌性較碳鋼好2.能提高鋼的淬透性除Co之外，其余合金元素都能提高鋼的淬透性

合金鋼淬透性高，工件淬火變形、開(kāi)裂傾向小非碳化物形成元素僅能使鋼的C曲線右移強(qiáng)碳化物形成元素不僅能使鋼的C曲線右移，還能改變鋼的C曲線形狀合金元素對(duì)奧氏體轉(zhuǎn)變圖的影響3.能提高鋼的回火抗力回火抗力（回火穩(wěn)定性）：指淬火鋼在回火過(guò)程中抵抗硬度下降的能力合金元素對(duì)回火的影響4.能產(chǎn)生二次硬化

二次硬化：指淬火鋼在較高溫度回火后出現(xiàn)的硬度再次升高現(xiàn)象含有較多強(qiáng)碳化物形成元素W、V、Ti、Mo、Cr的合金鋼，高溫回火時(shí)會(huì)顯示出明顯的二次硬化效應(yīng)5.能產(chǎn)生回火脆性回火脆性：淬火鋼回火后出現(xiàn)的韌性下降現(xiàn)象鋼的回火脆性示意圖第一類回火脆：指淬火鋼在250～400℃回火后出現(xiàn)的韌性下降現(xiàn)象

第一類回火脆是淬火M和殘余A發(fā)生分解時(shí)，沿著M邊界析出了薄片狀Fe3C，使基體受到割裂，而導(dǎo)致了鋼的脆性增大所致第一類回火脆又稱“不可逆回火脆”唯一的克服辦法就是避免在此溫區(qū)回火第二類回火脆：指淬火鋼在500～650℃回火緩慢冷卻后出現(xiàn)的韌性下降現(xiàn)象

第二類回火脆又稱：“可逆回火脆”第二類回火脆是由于鋼中的P、As、Sn等微量雜質(zhì)元素在回火過(guò)程中沿著晶界發(fā)生了偏聚，而導(dǎo)致了晶粒之間的結(jié)合力降低所造成的W、Mo元素能防止或減輕第二類回火脆防止第二類回火脆的方法：小零件回火后快冷，碳鋼水冷，合金鋼油冷大零件選用含W或含Mo的合金鋼制造

三、合金元素對(duì)鋼的性能影響1.能產(chǎn)生固溶強(qiáng)化

強(qiáng)化效果取決以下因素：

①合金元素的原子尺寸大小②合金元素的溶入量多少

③間隙原子能夠產(chǎn)生更顯著的強(qiáng)化效果

2.能產(chǎn)生第二相強(qiáng)化第二相強(qiáng)化：由固溶體以外的相造成的強(qiáng)化

強(qiáng)化效果取決以下因素：①合金K的尺寸大?、诤辖餕的含量高低③合金K的硬度高低

第二相強(qiáng)化是鋼的一種重要強(qiáng)化方法

3.能產(chǎn)生細(xì)晶強(qiáng)化V、Ti、Nb、Zr等元素，能產(chǎn)生顯著的細(xì)晶強(qiáng)化

4.能形成單相組織，提高鋼的耐蝕性擴(kuò)大相區(qū)元素含量較高時(shí)，鋼在室溫下能獲得單相A組織如Mn13鋼，室溫組織由單相A組成縮小相區(qū)元素含量較高時(shí)，鋼在室溫下能獲得單相F組織如0Cr13、1Cr17、1Cr28鋼都是F鋼F鋼和A鋼由于不易形成微電池，所以抵抗電化學(xué)腐蝕的能力比較強(qiáng)5.能形成致密的氧化膜和金屬間化合物，提高鋼的耐蝕性和高溫性能Si、Cr、Al等元素能在鋼的表面形成致密的氧化膜，能在鋼中形成金屬間氧化物，而能提高耐蝕性和高溫性能合金鋼的分類：低合金鋼：合金元素總含量＜

5%中合金鋼：合金元素總含量5%～10%高合金鋼：合金元素總含量＞10%合金鋼：合金結(jié)構(gòu)鋼、合金工具鋼和特殊性能鋼第二節(jié)合金結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)鋼：用于制造機(jī)械零件和工程結(jié)構(gòu)的鋼

合金結(jié)構(gòu)鋼分為：低合金鋼結(jié)構(gòu)鋼、合金滲碳鋼、合金調(diào)質(zhì)鋼等鋼種一、低合金結(jié)構(gòu)鋼用于制造橋梁、車輛、船舶、輸油管道、壓力容器和工程結(jié)構(gòu)1.性能要求①具有較高的屈服強(qiáng)度

300MPa級(jí)→

2Mn350MPa級(jí)→

16Mn

400MPa級(jí)→

16MnNb450MPa級(jí)→

14MnVTiRE500MPa級(jí)→

18MnMoNb650MPa級(jí)→

14CrMnMoVB②具有良好的塑韌性

5﹥21%

Ak縱向﹥80J/cm2

Ak橫向﹥60J/cm2

Tk≈－30℃③具有良好的工藝性能④具有良好的耐蝕性能

2.成分特點(diǎn)含碳量﹤0.2%

所含合金元素：

Mn、Ti、V、Nb、Cu、P、Re等合金元素總含量＜3%Mn：固溶強(qiáng)化FTi、V、Nb：細(xì)化晶粒Cu、P、Re：提高鋼的耐蝕性

3.熱處理工藝熱軋后空冷，室溫組織：F+P

強(qiáng)度級(jí)別：350MPa典型用鋼：16Mn

壓力容器→14CrMnMoVB，調(diào)質(zhì)處理后：ss≥650MPa

16Mn→橋梁

二、合金滲碳鋼1.性能要求

①有一定的韌性和足夠的強(qiáng)度

②有較高的淬透性

2.成分特點(diǎn)

含碳量：0.10～0.25%

加入Cr、Ni、Mn、B的作用：①提高鋼的淬透性②提高滲碳層的強(qiáng)韌性

加入V、Ti、W、Mo的作用：

①防止鋼的過(guò)熱，使工件滲碳后可直接淬火②提高零件表層硬度、耐磨性和接觸疲勞強(qiáng)度合金滲碳鋼的分類：低淬透性合金滲碳鋼→20Cr中淬透性合金滲碳鋼→20CrMnTi

高淬透性合金滲碳鋼→

18Cr2Ni4WA3.熱處理工藝

滲碳+直接淬火+200℃

低溫回火滲碳末期降溫的目的：①減少淬火熱應(yīng)力，防止零件淬火變形②使?jié)B碳層中的A能析出二次Fe3C，以提高鋼的表層硬度、耐磨性和接觸疲勞強(qiáng)度工件經(jīng)滲碳淬火、低溫回火后：

表層組織：細(xì)針狀高碳M回+粒狀Fe3C+少量殘余A

硬度：58～64HRC

心部組織：低碳M回+F（或T）

硬度：35～45HRC

典型用鋼：20CrMnTi

典型用途：汽車、拖拉機(jī)變速齒輪三、合金調(diào)質(zhì)鋼合金調(diào)質(zhì)鋼：經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后使用的中碳合金結(jié)構(gòu)鋼1.性能要求具有優(yōu)良的綜合機(jī)械性能

（指鋼的強(qiáng)度和塑韌性能夠達(dá)到較佳的配合）2.成分特點(diǎn)含碳量：0.25～0.50%合金元素：Cr、Mn、Si、Ni、B、V、Mo、W

Cr、Mn、Si、Ni

：提高淬透性、固溶強(qiáng)化FV、Mo、W

：提高回火穩(wěn)定性、細(xì)化晶粒Mo、W：防止或減輕鋼的第二類回火脆B

：提高鋼的淬透性

熱處理：淬火+高溫回火室溫組織：S回鋼的力學(xué)性能平均值：ss

＞

800MPaδ＞

10%Ak＞50J/cm2典型用鋼：40Cr、35CrMo、38CrMoAlA40Cr淬油，

最大淬透直徑：30～40mm

35CrMo淬油，最大淬透直徑：40～60mm

38CrMoAlA淬油，最大淬透直徑：60～100mm

40Cr：制作齒輪、軸、曲軸、連桿螺栓等零件35CrMo：制造截面尺寸較大、負(fù)荷較重的軸、主軸和齒輪等零件

38CrMoAlA：制造鏜床的鏜桿、蝸桿、車床和磨床的主軸等零件曲軸：調(diào)質(zhì)后，軸頸需進(jìn)行感應(yīng)淬火強(qiáng)化機(jī)床主軸:調(diào)質(zhì)后,表面需進(jìn)行滲氮處理滲氮：向工件表面滲入氮原子的過(guò)程優(yōu)點(diǎn)：①工件能獲得比滲碳更高的表層硬度、耐磨

性、疲勞強(qiáng)度和紅硬性顯微硬度：1000～1100HV（69～72

HRC）

紅硬性：鋼在高溫下能夠保持高硬度的能力對(duì)高溫下工作的零件，紅硬性是很重要的性能指標(biāo)②滲氮溫度低，工件滲N后隨爐冷卻，變形小缺點(diǎn)：①工藝時(shí)間太長(zhǎng)

②氮化層脆性較大，不能承受過(guò)高的接觸應(yīng)力

和沖擊載荷用途：機(jī)床主軸、柴油機(jī)曲軸等要求疲勞強(qiáng)度高、耐磨性能好的零件

在500～560℃

2NH3→2【N】+3H2

彌散強(qiáng)化：合金化合物呈彌散分布造成的強(qiáng)化

滲氮用鋼：38CrMoAlA、35CrMo等通過(guò)形成AlN、CrN、Mo2N等氮化物能產(chǎn)生顯著的彌散強(qiáng)化滲氮件的制造工藝路線：鍛造→退火（或正火）→粗加工→調(diào)質(zhì)→半精加工→去應(yīng)力退火→粗磨→滲氮→精磨（或研磨）→成品有時(shí)可用低碳鋼淬火、低溫回火來(lái)代替合金調(diào)質(zhì)鋼制造一些強(qiáng)韌性要求較高的重要零件

四、合金彈簧鋼

熱軋鋼：用于制作大型彈簧

產(chǎn)品形態(tài)：圓鋼、方鋼和扁鋼圓鋼和方鋼用于制造螺旋彈簧扁鋼用于制造板式彈簧冷拉鋼：用于制作小型彈簧產(chǎn)品形態(tài)：冷拉鋼絲、冷軋鋼帶冷拉鋼絲用于制造小型螺旋彈簧冷軋鋼帶用于制造各種彈簧片彈簧通常是在交變應(yīng)力作用下工作的，常見(jiàn)的破壞形式是疲勞斷裂

1.性能要求①

具有高的彈性極限②具有高的疲勞極限

③對(duì)冷拉鋼，在冷卷成型前要有一定的塑性變形能力2.成分特點(diǎn)碳素彈簧鋼的含碳量：0.6～0.7%合金彈簧鋼的含碳量：0.45～0.70%加入Si、Mn、Cr、W、Mo、V、Nb的作用：①提高鋼的淬透性

②

通過(guò)產(chǎn)生固溶強(qiáng)化、細(xì)晶強(qiáng)化和提高鋼的回火抗力來(lái)提高鋼的ss

、屈強(qiáng)比和疲勞強(qiáng)度

ss

越高，屈強(qiáng)比ss/sb

越高，鋼的se越高熱處理：淬火+中溫回火

鋼的組織：T回，硬度：43～48HRC

板簧熱處理后進(jìn)行噴丸，能提高鋼的σ-1

典型用鋼：60Si2Mn典型用途：汽車板簧

五、滾動(dòng)軸承鋼滾動(dòng)軸承是由內(nèi)外套圈、滾動(dòng)體（滾珠、滾柱）和保護(hù)器所組成作用：對(duì)軸進(jìn)行準(zhǔn)確定位，支撐軸的轉(zhuǎn)動(dòng)1.性能要求①要具有高硬度和高耐磨性②要具有高的接觸疲勞強(qiáng)度③要具有一定的韌性和耐蝕性

2.成份特點(diǎn)含碳量：0.95～1.10%

Cr含量：0.35～1.95%：作用：提高鋼的淬透性和回火穩(wěn)定性，通過(guò)形成彌散分布的合金滲碳體，提高鋼的耐磨性和接觸疲勞強(qiáng)度球化退火：780～800℃保溫2～4小時(shí)爐冷至650℃空冷最終熱處理：800～820℃加熱淬火150～160℃回火回火組織：細(xì)針狀M回

+細(xì)粒狀K+少量殘余A硬度：62～66HRC典型牌號(hào)：GCr15

典型用途：滾動(dòng)軸承也可用于冷沖模、量具、及機(jī)床的絲杠等第三節(jié)合金工具鋼按用途分類：可分為刃具鋼、模具鋼及量具鋼一、刃具鋼1.性能要求①具有高硬度

②具有高耐磨性③具有高的紅硬性④具有足夠的韌性

2.刃具用鋼⑴碳素工具鋼含碳﹥0.65%的高碳鋼

鋼種：T7、T8、T9、T10、T11、T12、T13

預(yù)先熱處理：球化退火最終熱處理：淬火+（160～180℃）回火回火組織：高碳回火M+未溶Fe3C+少量殘余A硬度：60HRC以上優(yōu)點(diǎn)：價(jià)格低

缺點(diǎn)：

①紅硬性差，只能在250℃以下使用②淬透性低，易產(chǎn)生淬火變形和開(kāi)裂用途：手用刃具、量具、性能要求不高的模具三棱刮刀板牙絲攻⑵高碳低合金工具鋼①成份特點(diǎn)含碳量：0.85～1.1%，合金元素總含量﹤5%加入Cr、Mn、Si的作用：提高淬透性、產(chǎn)生固溶強(qiáng)化、提高回火抗力

加入W和V的作用：

形成高硬度的特殊K，提高鋼的硬度、耐磨性和紅硬性，細(xì)化鋼的組織，改善鋼的韌性典型鋼種：9SiCr、CrWMn預(yù)先熱處理：球化退火最終熱處理：淬火+低溫回火（140－200℃）回火組織：高碳M回

+細(xì)粒狀K+少量殘余A

硬度：60～65HRC優(yōu)點(diǎn)：①淬透性高

油淬最大淬透直徑為35～

40㎜②

回火抗力高、耐磨性能好、切削速度較高

用途：低中速切削刃具，如鉆頭、板牙、絲攻等承受中等負(fù)荷的冷成型模具及量具。如冷沖模、卡尺等鉆頭卡尺熱處理特點(diǎn)：①刃具入爐前需在650℃進(jìn)行預(yù)熱，以降低刃具加熱時(shí)的變形、開(kāi)裂傾向②刃具淬火后需進(jìn)行冷處理，以減少鋼中的殘余A量?；鼗鸷笮柽M(jìn)行時(shí)效處理，使M能進(jìn)一步析出K而趨于穩(wěn)定，并進(jìn)一步消除刃具中的內(nèi)應(yīng)力

時(shí)效：指熱力學(xué)上處于不穩(wěn)定狀態(tài)的過(guò)飽和固溶體，在室溫下放置時(shí)或在較低溫度下加熱時(shí)，自發(fā)析出第二相的現(xiàn)象

⑶高速鋼1.性能特點(diǎn)具有高硬度、高耐磨性、高紅硬性600℃時(shí)，鋼的硬度能保持在60HRC以上2.成分特點(diǎn)

含碳量：0.7～1.5%，合金元素總含量﹥15%加入W、V元素的作用：①通過(guò)提高鋼的回火抗力和二次硬化能力來(lái)提高鋼的紅硬性②細(xì)化晶粒、改善鋼的韌性

Cr：提高鋼的淬透性、抗氧化脫碳能力和耐腐蝕能力3.鑄態(tài)組織中含有Ld

使用前需經(jīng)過(guò)反復(fù)鐓粗和拔長(zhǎng)（三鐓三拔）預(yù)先熱處理：球化退火最終熱處理：淬火+三次高溫回火（550～570℃）工藝特點(diǎn)：a.兩次預(yù)熱b.淬火溫度高（1200～1300℃）c.淬火組織中含有大量殘余A

淬火組織：M+細(xì)粒狀K+大量殘余Ad.三次回火回火組織：M回+粒狀K+少量殘余A硬度：63～

66HRC典型鋼種：W18Cr4V

用途：高速切削刀具

二、硬質(zhì)合金粉來(lái)冶金法：將金屬粉末和金屬化合物粉末壓制成型后，通過(guò)高溫?zé)Y(jié)來(lái)制造高熔點(diǎn)金屬和金屬化合物的生產(chǎn)方法

硬質(zhì)合金：用粉末冶金法生產(chǎn)出來(lái)的具有金屬性質(zhì)的高熔點(diǎn)、高硬度材料

基體：由WC、TiC

等碳化物組成粘接劑：Co、Ni、Mo元素鎢鈷類硬質(zhì)合金生產(chǎn)工序：在WC粉末中摻入鈷粉后進(jìn)行濕磨→經(jīng)過(guò)濾、干燥和過(guò)篩后，得到分布混勻和細(xì)化的混合粉→在混合粉中摻膠后→壓制成型→高溫?zé)Y(jié)→產(chǎn)品硬質(zhì)合金：可看作是具有金屬性質(zhì)的陶瓷

金屬陶瓷：由金屬與陶瓷組成的復(fù)合材料性能特點(diǎn)：1.具有高硬度、高耐磨性、高紅硬性硬度:82－93HRA在1000～1100℃時(shí)，硬度:73～76HRA耐磨性：比高速鋼高15～20倍2.抗彎強(qiáng)度低、脆性大、導(dǎo)熱性差

加工方法：切削加工：采用電火花來(lái)進(jìn)行磨削加工：采用專用砂輪來(lái)進(jìn)行用途：切削刃具或制作模具、量具的易磨損面

三、模具鋼冷作模具：用于常溫金屬變形的模具熱作模具：用于熱態(tài)金屬變形的模具（一）冷作模具鋼1.性能要求①要有高硬度

②要有高耐磨性③要有足夠的強(qiáng)度和韌性④要有較高的淬透性

2.常用鋼種：

Cr12、Cr12MoV含碳量：1.45～2.3%，Cr：11.50～13.50%，Mo、V﹤1%

Cr：提高鋼的淬透性、回火穩(wěn)定性，通過(guò)析出Cr7C3化合物產(chǎn)生二次硬化Mo：提高鋼的淬透性和細(xì)化晶粒

V：細(xì)化晶粒，形成VC化合物提高鋼的耐磨性3.工藝特點(diǎn)①需反復(fù)鍛造，消除K的不均勻性才能投入使用

②鍛造后需進(jìn)行球化退火，為鋼的切削加工和后續(xù)淬火作組織準(zhǔn)備球化退火溫度：850－870℃鋼經(jīng)淬火回火后，硬度：60～64HRC主要用于冷沖模、冷鐓模等（二）

熱作模具鋼性能要求：

1.要有較高的高溫機(jī)械性能2.要有良好的耐熱疲勞性能

3.要有高的淬透性4.要有良好的導(dǎo)熱性

常用鋼種：5GrNiMo、5GrMnMo

含碳：0.5～0.6%，屬中碳低合金工具鋼

熱處理：淬火

+500～600℃回火組織：T回

硬度：40～48HRC

500℃時(shí)，

sb：900MPa

5GrNiMo用于制造形狀復(fù)雜、沖擊負(fù)荷較重、強(qiáng)度和韌性要求較高的大型熱鍛模5GrMnMo用于制造受力較輕的中小型熱鍛模

（三）量具鋼量具鋼：卡尺、千分尺等量具用鋼性能要求：①

要有高的尺寸穩(wěn)定性②

要有高硬度、高耐磨性③

要有足夠的韌性成份特點(diǎn)：

含碳量：0.9～1.5%Cr、W、Mn：能提高鋼的淬透性，減小量具的淬火變形，能形成合金K提高量具的耐磨性常用鋼種：T10～T12、CrWMn、GCr15最終熱處理：淬火+冷處理+低溫回火淬火回火后，硬度：60～65HRC冷處理：減少鋼中A殘，提高量具尺寸穩(wěn)定性回火后進(jìn)行時(shí)效，時(shí)效溫度：120-～130℃

第四節(jié)特殊性能鋼一、不銹鋼不銹鋼：在自然環(huán)境中或在一定工業(yè)介質(zhì)中具有優(yōu)良耐蝕性的鋼

（一）合金元素在不銹鋼中的作用

①能提高鋼的電極電位

②能在鋼的表面形成致密的氧化膜

③

能使鋼在室溫下獲得單相組織

④能在A晶粒內(nèi)優(yōu)先析出穩(wěn)定的碳化物，防

止鋼的晶間腐蝕Cr﹥12%時(shí)，能顯著提高鋼的電極電位，能在鋼的表面形成致密的Cr2O3

氧化膜，﹥17%時(shí)，能使鋼獲得穩(wěn)定的單相F組織Ni是擴(kuò)大r相區(qū)元素，當(dāng)含量﹥9%時(shí)，能使鋼獲得穩(wěn)定的單相A組織，能提高鋼的抗電化學(xué)腐蝕能力Ti是強(qiáng)K形成元素，能防止Cr23C6化合物的沿晶界析出，能降低鋼的晶間腐蝕傾向Al、Si:能在鋼的表面形成致密的Al2O3、SiO2氧化膜，能提高鋼的抗氧化能力C含量越高，鋼的耐蝕性越低，晶間腐蝕傾向越大（二）常用不銹鋼不銹鋼：M型不銹鋼、F型不銹鋼、A型不銹鋼、A—F型不銹鋼、沉淀硬化型不銹鋼1.M型不銹鋼含碳量：0.1～1.0%Cr：12～18%常用鋼種：1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr131Cr13、2Cr13可作為結(jié)構(gòu)鋼使用3Cr13、4Cr13可作為工具鋼使用1Cr13、2Cr13：淬火溫度為980～1050℃回火溫度：650～700℃使用狀態(tài)：S回典型應(yīng)用：汽輪機(jī)葉片3Cr13、4Cr13：淬火溫度為1000～1050℃回火溫度：200～220℃組織：M回

+碳化物硬度：51～56HRC典型應(yīng)用：手術(shù)刀等醫(yī)療器械2.F型不銹鋼含碳量﹤0.15%，Cr:12～30%優(yōu)點(diǎn)：①抵抗電化學(xué)腐蝕和高溫氧化腐蝕的能力強(qiáng)②具有良好的焊接性能缺點(diǎn)：①鋼的強(qiáng)度偏低②鋼的脆性較大用途：硝酸、磷酸等工業(yè)中的耐酸結(jié)構(gòu)常用鋼號(hào)：0Cr13、1Cr17、1Cr28

3.A型不銹鋼含碳量﹤0.12%Cr：17～25%，Ni：8～29%典型鋼種：0Cr18Ni9、1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti①具有優(yōu)良的耐蝕性能

②具有很好的塑性、低溫韌性、加工硬化能力和焊接性能應(yīng)用領(lǐng)域：硝酸、磷酸、稀硫酸、尿素等工業(yè)退火組織：A+碳化物固溶處理：固溶處理后：ss：250MPa，

sb：600MPa經(jīng)40%冷變形后：ss

：1000MPa

sb：1200MPa～1400MPa

將鋼加熱至1050～1150℃保溫，使K全部溶入A，再將鋼快冷至室溫，使K來(lái)不及析出而能獲得單相A組織的工藝過(guò)程常用鋼種：1Cr18Ni9Ti

要求記?。汉辖鹪卦诓讳P鋼中的作用

1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13的用途二、低溫鋼性能要求：

1.具有高的低溫韌性和低的韌脆轉(zhuǎn)變溫度

2.具有良好的焊接性能3.

具有良好的塑性4.具有良好的耐蝕性

1Cr18Ni9Ti的最低使用溫度為－269℃，是一種性能很好的低溫鋼常用低溫鋼：16MnDR和1Ni9

等三、耐磨鋼耐磨鋼：指含碳為0.9～1.3%，含錳為11～14%，含硅為0.3～0.8%的高錳鑄鋼鋼號(hào)：ZGMn13

經(jīng)1060～1100℃加熱淬水獲得單相A后：

ss=250～400MPa

sb=800～1000MPa

δ=40～50%

Ak=20～30J/cm2HB=180～220經(jīng)冷變形后（表層硬度為450～600HB）,能得到高耐磨的表面層

①

ZGMn13僅限于做鑄件使用②在無(wú)高速?zèng)_擊和高壓力作用時(shí)，ZGMn13的耐磨性并不優(yōu)越典型用途：挖掘機(jī)鏟斗、碎石機(jī)襯板及坦克、挖掘機(jī)、拖拉機(jī)的履帶板

四、耐熱鋼1.性能要求①

具有高的抗氧化能力②具有高的高溫強(qiáng)度，以能抵抗工件在高溫

下的蠕變變形和斷裂③具有良好的組織穩(wěn)定性，以能保證強(qiáng)化機(jī)

制的有效性④

具有高的熱傳導(dǎo)性和低的熱膨脹性提高抗氧化能力的途徑：

在鋼的表面上形成致密的氧化膜2.鋼的熱強(qiáng)性鋼的蠕變：鋼在恒定高溫和恒定應(yīng)力長(zhǎng)期作用下所發(fā)生的塑性變形現(xiàn)象室溫下不能運(yùn)動(dòng)的位錯(cuò)，在高溫下可借著熱激活而運(yùn)動(dòng)，鋼便能產(chǎn)生蠕變變形

第一階段：是減速蠕變階段第二階段：是恒速蠕變階段

第三階段：是加速蠕變階段

回復(fù)軟化：蠕變過(guò)程種產(chǎn)生的加工硬化能夠被消除的

現(xiàn)象位錯(cuò)攀移：位錯(cuò)沿著垂直于滑移面的方向發(fā)生的運(yùn)動(dòng)

第一階段：加工硬化導(dǎo)致位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)阻力增大所致第二階段：加工硬化和回復(fù)軟化達(dá)到平衡所致第三階段：回復(fù)軟化占主導(dǎo)地位所致蠕變極限：指試樣在一定溫度下、在規(guī)定時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生一定蠕變變形量時(shí)所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力

蠕變極限用符號(hào)σTδ/t表示

σ

600

0.1/1000=100MPa

蠕變極限越高，金屬抵抗高溫塑性變形的能力就越強(qiáng)，在相同工作條件下，允許施加的應(yīng)力越大持久強(qiáng)度σTt：指試樣在一定溫度下、在規(guī)定時(shí)間內(nèi)發(fā)生斷裂時(shí)所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力值

σ7001000=300MPa

材料的持久強(qiáng)度越高，在相同工作條件下，允許施加的應(yīng)力越大3.提高高溫強(qiáng)度的途徑①通過(guò)固溶強(qiáng)化來(lái)提高原子間的結(jié)合力和增大位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)阻力

固溶強(qiáng)化是提高鋼的蠕變抗力的有效途徑②在耐熱鋼中加入適量V、Ti、Nb、Al元素，在鋼中形成TiC、VC等特殊K和Ni3Ti、Ni3Al等金屬間化合物，能有效提高鋼的高溫強(qiáng)度4.常用耐熱鋼耐熱鋼分為：P鋼、M鋼、F鋼、A鋼和沉淀硬化型耐熱鋼P(yáng)鋼的常用牌號(hào)：12CrMo主要用于制作鍋爐鋼管

熱處理工藝：900℃淬火，650℃回火M鋼的常用牌號(hào)：1Cr11MoV使用狀態(tài)的組織：S回

用途：制造汽輪機(jī)葉片，燃汽輪機(jī)葉片，又被叫做葉片鋼五.高溫合金鐵基高溫合金：使用溫度﹤850℃鈷基高溫合金：使用溫度﹤950℃鎳基高溫合金：使用溫度：1100℃鎳基高溫合金

的特點(diǎn)：組成：Cr、Ni二元合金

室溫組織：奧氏體典型成分：Cr20Ni80

性能特點(diǎn)：抗氧化能力很強(qiáng)，高溫強(qiáng)度高沿晶斷口材料：18-8鋼材料：2Cr17

第六章

有色金屬及其合金黑色金屬：指鐵、鉻、錳金屬有色金屬：指除鐵、鉻、錳之外的其它金屬

1.輕金屬：比重＜3.5g/cm3的有色金屬

如鋁、鎂、鈹?shù)?.重金屬：比重＞3.5g/cm3的有色金屬

如銅、鎳、鈷、鉛、鋅等3.貴金屬：指比較貴重或可制造貨幣的有色

金屬，如金、銀、鉑等（鉑又稱為白金）4.稀有金屬：指相對(duì)稀缺或產(chǎn)量較少的有色

金屬，如鈦、鎢、鉬等5.放射性金屬：指具有天然放射性的金屬

如鈾、鐳等第三節(jié)鈦及鈦合金設(shè)計(jì)年代飛機(jī)類型 鈦合金用量 鋁合金用量1976年 F16戰(zhàn)斗機(jī) 3% 64%1978年 F18戰(zhàn)斗機(jī) 13% 49%1988年 B-2運(yùn)輸機(jī) 26% 19%1989年 F22戰(zhàn)斗機(jī) 41% 20%鈦合金是制造戰(zhàn)斗機(jī)、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體，人造衛(wèi)星外殼、宇宙飛船船艙的重要結(jié)構(gòu)材料，也是制造化工設(shè)備，船舶零件的優(yōu)良材料

一、純鈦的基本特性1.比重：4.5g/cm3，熔點(diǎn)：1668℃

2.具有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變

882℃以上為體心立方晶格的β相

882℃以下為密排六方晶格的α相3.純化能力很強(qiáng)，耐蝕性很高，耐蝕性遠(yuǎn)優(yōu)于奧氏體不銹鋼4.強(qiáng)度不高，sb：

220－260MPa

塑性很好，δ：50－60%