第十一章 工業(yè)用鋼

第九章工業(yè)用鋼一.鋼的分類(lèi)按用途分:結(jié)構(gòu)鋼,工具鋼,特殊性能鋼.按化學(xué)成分分:按顯微組織分:按品質(zhì)分:合金鋼:碳鋼的缺點(diǎn):9.1鋼的分類(lèi)和編號(hào)二.鋼的編號(hào)化學(xué)符號(hào)和漢語(yǔ)拼音字母并用化學(xué)元素:國(guó)際化學(xué)符號(hào).產(chǎn)品名稱(chēng)、用途、冶煉、澆鑄方法等：漢語(yǔ)拼音。(一)普通碳素結(jié)構(gòu)鋼(二)優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼(三)碳素工具鋼(四)合金結(jié)構(gòu)鋼(五)合金工具鋼(六)鉻滾動(dòng)軸承鋼(七)不銹鋼和耐熱鋼9.2合金元素在鋼中的作用常用的合金元素:Si,Mn,Cr,Ni,Mo,W,V,Ti,Nb,Zr,Al,Co,B,RE等.另外P,S,N有時(shí)候也可以起到合金元素的作用.一.合金元素的分布溶于F,A,M中,以固溶體的溶質(zhì)形式存在形成強(qiáng)化相.形成非金屬夾雜物.游離狀態(tài)存在.合金鋼具有優(yōu)良性能的原因:合金元素與鐵,合金元素與碳,以及組織合金元素間的相互作用,改變了鋼的內(nèi)部結(jié)構(gòu).存在方式:固溶于原來(lái)的相中,或者形成新相.二.合金元素與鐵和碳的相互作用(一)合金元素與鐵的相互作用無(wú)限擴(kuò)大區(qū).(a)有限擴(kuò)大區(qū).(b)封閉區(qū)、無(wú)限擴(kuò)大區(qū)(c)?？s小區(qū)，但不封閉區(qū)(d)。(二）合金元素與碳的相互作用非碳化物形成元素。碳化物形成元素。F形成元素A形成元素三.合金元素對(duì)相變的影響(一)對(duì)Fe-C相圖的影響對(duì)共析點(diǎn)S,A3,A1線的影響.(二)對(duì)鋼的加熱轉(zhuǎn)變的影響固溶--------延長(zhǎng)A均勻化時(shí)間.化合物-----阻礙A晶粒長(zhǎng)大.(三)對(duì)A冷卻轉(zhuǎn)變的影響(P,B,M)大多數(shù)合金元素使C-曲線右移-----提高A穩(wěn)定性-----提高淬透性(四)對(duì)淬火與回火轉(zhuǎn)變的影響(M分解,殘余A轉(zhuǎn)變,碳化物形成,F回復(fù)再結(jié)晶,回火脆性)四.合金元素對(duì)鋼的強(qiáng)韌性的影響強(qiáng)度韌性通常,強(qiáng)度和韌性是一對(duì)矛盾,提高強(qiáng)度往往降低韌性,反之亦然(一)強(qiáng)化途徑:固溶強(qiáng)化,晶界強(qiáng)化,第二相強(qiáng)化,位錯(cuò)強(qiáng)化.塑性是由位錯(cuò)的滑移造成的,所以強(qiáng)化的途徑就在于增大位錯(cuò)的阻力,從組織上造成位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的障礙.(二)韌化途徑提高微空聚集型斷裂抗力減少第二相提高基體的塑性提高組織的均勻性提高解理斷裂的抗力提高延晶斷裂抗力小結(jié):合金元素的主要作用對(duì)固溶體的影響對(duì)晶體結(jié)構(gòu)影響對(duì)自由能的影響對(duì)擴(kuò)散的影響碳原子擴(kuò)散自擴(kuò)散析出相對(duì)晶界和形核的影響應(yīng)用工作條件特點(diǎn)鋼的性能要求鋼種熱處理工藝組織構(gòu)件用鋼用于大型構(gòu)件:橋梁,屋架等.長(zhǎng)期的靜載荷較高的剛度,不產(chǎn)生塑性變形和斷裂.低碳鋼,低合金鋼.正火.大量P和少量F.機(jī)器零件用鋼機(jī)器零件:齒輪,軸承零件,彈簧等.工作時(shí)承受:拉伸,壓縮,剪切,沖擊,震動(dòng)等.高的強(qiáng)度、塑性和韌性，良好的疲勞強(qiáng)度和耐磨性。優(yōu)質(zhì)鋼和高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼。淬火+回火?；鼗瘃R氏體?；鼗鹚魇象w。工具鋼刃具鋼，模具鋼，量具鋼。高硬度和高耐磨性。優(yōu)質(zhì)鋼和高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼。淬火+回火。回火馬氏體+粒狀碳化物。9.3幾種主要鋼種工程結(jié)構(gòu)用鋼概述：橋梁、船舶、車(chē)輛、鍋爐、容器力學(xué)性能特點(diǎn)1.屈服現(xiàn)象：呂德斯帶、柯氏氣團(tuán)2.硬變實(shí)效和淬火實(shí)效3.冷脆傾向合金元素對(duì)性能的影響1.對(duì)力學(xué)性能:固溶、細(xì)晶、增加P、沉淀強(qiáng)化。2.對(duì)焊接性：碳當(dāng)量(<0.4-0.5%)3.對(duì)大氣腐蝕：銅常用工程用鋼:1.碳素結(jié)構(gòu)鋼：C(0.06-0.38%),P、S含量高，例如：Q195-Q2752.低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼：C（<0.20%）加少量合金元素,主要Mn.例如：Q295-Q460鑄鋼:

應(yīng)用：齒輪

性能要求:高耐磨性、接觸疲勞強(qiáng)度、彎曲疲勞強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度，還要有較高的塑性和韌性。化學(xué)成分：低碳、提高淬透性元素、阻止A晶粒長(zhǎng)大元素等。

熱處理工藝：淬火+低溫回火，獲得高強(qiáng)度的表面和強(qiáng)而韌的心部。

最終組織：滲碳后，表面為高碳鋼，最終組織為回火M和粒狀碳化物，具有高的強(qiáng)度、耐磨性和接觸疲勞強(qiáng)度。心部為低碳鋼，其組織為位錯(cuò)M（全淬透）或部分F（為淬透），具有很高的強(qiáng)度、塑性和韌性。實(shí)例1.滲碳鋼（碳、氮共滲）實(shí)例2.調(diào)質(zhì)鋼

應(yīng)用：軸、連桿等。

性能要求：很高的強(qiáng)度、良好的塑性和韌性。

化學(xué)成分：中碳、低碳、提高淬透性元素、防止第二回火脆性的元素、阻止A晶粒長(zhǎng)大元素等。

熱處理工藝：預(yù)備熱處理（正火或退火），便于切削加工。最終處理（淬火+回火）。

最終組織：回火索氏體或回火馬氏體。實(shí)例3滾動(dòng)軸承鋼

應(yīng)用：滾動(dòng)軸承套圈，滾動(dòng)體。性能要求：很高的硬度和強(qiáng)度、很高的接觸疲勞強(qiáng)度、很高的耐磨性?；瘜W(xué)成分：高碳、Cr(Si,