第06章金屬材料之1鋼20091109

第六章金屬材料基礎(chǔ)知識合金結(jié)構(gòu)鋼合金工具鋼特殊性能鋼鑄鐵有色金屬及合金第一節(jié)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。碳素鋼是指含碳量低于2.11%的鐵碳合金。合金鋼是指為了提高鋼的性能，在碳鋼基礎(chǔ)上有意加入一定量合金元素所獲得的鐵基合金。

1.

鋼中的雜質(zhì)1、Mn:0.8%時為雜質(zhì),是有益元素。作用為：①強(qiáng)化鐵素體；②消除硫的有害作用。一、雜質(zhì)元素對性能的影響鋼中的雜質(zhì)一般是指Mn、Si、P、S。是由原料帶入或脫氧殘留的元素。①強(qiáng)化鐵素體；②增加鋼液流動性。3、S：是有害元素。常以FeS形式存在。易與Fe在晶界上形成低熔點共晶(985℃)，熱加工時(1150~1200℃)，由于其熔化而導(dǎo)致開裂，稱熱脆性.鋼中的硫應(yīng)控制在0.045%以下.2、Si：0.4%時為雜質(zhì)，是有益元素。作用為：

Mn可消除硫的有害作用,FeS+Mn→Fe+MnS，MnS熔點高(1620℃)。4、P：也是有害元素。能全部溶入鐵素體中，使鋼在常溫下硬度提高，塑性、韌性急劇下降，稱冷脆性。P一般控制在0.045%以下.第一節(jié)鋼的分類及編號一、鋼的分類1、按化學(xué)成分分

中碳鋼0.25~0.6%C高碳鋼

0.6%C低碳鋼

0.25%C低合金鋼合金元素總量5%中合金鋼合金元素總量5~10%高合金鋼合金元素總量10%碳素鋼合金鋼鋼類碳素鋼合金鋼P(yáng)SPS普通質(zhì)量鋼≤0.045≤0.045≤0.045≤0.045優(yōu)質(zhì)鋼≤0.035≤0.035≤0.035≤0.035高級優(yōu)質(zhì)鋼≤0.030≤0.030≤0.025≤0.025特級優(yōu)質(zhì)鋼≤0.025≤0.020≤0.025≤0.0152、按質(zhì)量分鋼的質(zhì)量是以磷、硫的含量來劃分的。分普通質(zhì)量鋼、優(yōu)質(zhì)鋼、高級優(yōu)質(zhì)鋼和特級優(yōu)質(zhì)鋼.根據(jù)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，各質(zhì)量等級鋼的磷、硫含量如下：3、按用途分

工程用鋼

建筑、橋梁、船舶、車輛滲碳鋼調(diào)質(zhì)鋼彈簧鋼滾動軸承鋼耐磨鋼機(jī)器用鋼結(jié)構(gòu)鋼刃具鋼模具鋼量具鋼工具鋼不銹鋼耐熱鋼耐磨鋼特殊性能鋼擠壓模具齒輪刀具二、鋼的編號我國鋼材的編號是采用漢語拼音字母、化學(xué)元素符號和阿拉伯?dāng)?shù)字相結(jié)合的方法。采用漢語拼音字母表示鋼產(chǎn)品的名稱、用途、特性和工藝方法時，一般從代表鋼產(chǎn)品名稱的漢字的漢語拼音中選取第一個字母.1、碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金高強(qiáng)度鋼Q+最低屈服強(qiáng)度值+質(zhì)量等級符號+脫氧方法符號Q表示“屈服強(qiáng)度”；屈服強(qiáng)度值單位是MPa；質(zhì)量等級符號為A、B、C、D、E。由A到E，其P、S含量依次下降，質(zhì)量提高。脫氧方法符號:沸騰鋼—F；鎮(zhèn)靜鋼—Z；半鎮(zhèn)靜鋼—b；特殊鎮(zhèn)靜鋼—TZ。如碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號表示為Q235AF、Q235BZ。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，其牌號中沒有表示脫氧方法的符號。如Q345C。*說明：通常情況下，屈服強(qiáng)度值小300MPa時為碳素結(jié)構(gòu)鋼，大于300MPa時為低合金高強(qiáng)度鋼。2、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號用兩位數(shù)字表示。這兩位數(shù)字表示鋼平均含碳量的萬分之幾。如45鋼—平均含碳量為萬分之四十五(即0.45%)的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。說明：（1）含Mn量為0.7~1.0%時，在兩位數(shù)字后加元素符號“Mn”，如40Mn

（2）

高級優(yōu)質(zhì)鋼在鋼號后加字母A，如20A。3、合金結(jié)構(gòu)鋼兩位數(shù)字（表示平均含碳量的萬分之幾）+合金元素符號+該元素百分含量數(shù)字+……當(dāng)合金元素的平均含量小于1.50%時，只標(biāo)元素符號，不標(biāo)含量；牌號:60Si2Mn

含碳量0.6%含硅量2%含錳量不大于1.5%

4.碳素工具鋼T+數(shù)字T表示“碳素工具鋼”；數(shù)字表示平均含碳量的千分之幾.如T8—其平均含碳量為千分之八(0.8%C)。*說明:碳素工具鋼都是優(yōu)質(zhì)以上質(zhì)量的。高級優(yōu)質(zhì)鋼在鋼號后加“A”，如T8A。絲錐銼刀5合金工具鋼含碳量+合金元素符號+該元素百分含量+……當(dāng)含碳量小于1.00%時，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.5CrMnMo鉻、錳、鉬的平均含量小于1.5%,當(dāng)含碳量大于1.00%時，不標(biāo)含碳量牌號:CrWMn含碳量不小于1.0%,鉻、鎢、錳的平均含量小于1.5%,含碳量0.5%6、鑄鋼ZG+兩位數(shù)字ZG表示“鑄鋼”；其后面第一組數(shù)字為屈服點(Mpa);第二組數(shù)字為抗拉強(qiáng)度(MPa).如ZG200-400表示屈服點為200MPa,抗拉強(qiáng)度為400MPa的鑄鋼.

第二節(jié)合金元素在鋼中作用一.合金元素對鋼的組織和性能的影響

合金元素對鋼中基本相的影響。

合金元素對Fe-Fe3C相圖的影響。

合金元素對鋼的熱處理的影響。（一)合金元素對鋼中基本相的影響1.溶于基體中形成合金F2.與碳作用形成合金碳化物(Fe,Cr)3C。3.單獨(dú)形成特殊碳化物TiC、VC

。1.溶于基體中形成合金F溶于鐵素體,起固溶強(qiáng)化作用。非碳化物形成元素及過剩的碳化物形成元素都溶于鐵素體，形成合金鐵素體。Si、Mn對強(qiáng)度、硬度提高顯著。Cr、Ni在適當(dāng)范圍內(nèi)提高韌性。2.與碳作用形成合金碳化物Fe、Mn、Cr、Mo、W、V、Ti、Nb、Zr弱強(qiáng)

弱碳化物元素:Fe、Mn。

中強(qiáng)碳化物元素:Cr、Mo、W。

強(qiáng)碳化物元素:V、Ti、Nb、Zr。3.單獨(dú)形成特殊碳化物

熔點、硬度、耐磨性最高。

穩(wěn)定性最高。TiC、NbC、VC。（二)合金元素對Fe-Fe3C相圖的影響擴(kuò)大奧氏體區(qū)縮小奧氏體區(qū)改變共晶點和共析點的參數(shù)1.擴(kuò)大奧氏體區(qū)的合金元素Mn、Ni、Co等元素。作用:

使A3線溫度下降,A4線(JN線)溫度上升。Ni、Mn、Co、C、N等是擴(kuò)大奧氏體相區(qū)的元素，使A1、A3線下降，A4線上升。錳對奧氏體相區(qū)的影響

Mn

元素對奧氏體區(qū)的影響2.縮小奧氏體區(qū)的合金元素Cr、Mo、W、V、Ti、Si等元素。作用:

使A3線溫度上升,A4線溫度下降。

Cr

元素對奧氏體區(qū)的影響3.改變共晶點和共析點參數(shù)幾乎所有的合金元素。作用:使S點和E點的成分向左移。使A1線的溫度變化。（三)合金元素對鋼的熱處理的影響加熱時對奧氏體形成的影響對過冷奧氏體轉(zhuǎn)變的影響對回火轉(zhuǎn)變的影響1.合金元素對加熱時奧氏體形成的影響除Mn

元素外,所有合金元素的加入,均使奧氏體的形成速度減慢。強(qiáng)碳化物形成元素能強(qiáng)烈的阻止奧氏體晶粒長大(Ti、V、Zr、Nb等)。非碳化物形成元素能輕微的阻止奧氏體晶粒長大(Si、Ni、Cu、Co等)。2.合金元素對過冷奧氏體轉(zhuǎn)變的影響

除Co元素外,所有的合金元素均使鋼的TTT曲線向右移。降低鋼的臨界冷卻速度。提高鋼的淬透性。

除Co、Al元素外,所有的合金元素都使馬氏體轉(zhuǎn)變溫度下降。

提高鋼的淬透性,常用的元素有:Cr、Mn、Mo、Si、Ni、B等。3.合金元素對回火轉(zhuǎn)變的影響回火抗力的增加

(temperresistance)二次硬化的產(chǎn)生

(secondaryhardening)產(chǎn)生回火脆性

(temperbrittleness)淬火碳鋼回火時的硬度變化⑴提高耐回火性：淬火鋼在回火過程中抵抗硬度下降的能力稱耐回火性。合金元素能阻礙馬氏體分解及碳化物的析出與聚集，并使其轉(zhuǎn)變移向更高的溫度，所以，與碳鋼相比，淬火后的合金鋼回火時，其硬度降低過程將變緩，因而具有較高的耐回火性。對于同一回火溫度，當(dāng)回火硬度相同時，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。⑵產(chǎn)生二次硬化含高W、Mo、Cr、V鋼淬火后在500~600℃回火時，其硬度不僅不下降，反而升高的現(xiàn)象稱二次硬化。產(chǎn)生的原因:含上述合金元素較多的合金鋼,在該溫度范圍內(nèi)回火時,將析出細(xì)小、彌散的特殊碳化物,如Mo2C、W2C、VC等,這類碳化物硬度很高,在高溫下非常穩(wěn)定,難以聚集長大,能有效阻礙位錯運(yùn)動,具有高溫強(qiáng)度。高速鋼第三節(jié)結(jié)構(gòu)鋼

普通低結(jié)構(gòu)鋼優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼對結(jié)構(gòu)鋼的性能要求為：使用性能以強(qiáng)韌性為主。工藝性能以可焊性、淬透性為主。合金結(jié)構(gòu)鋼除少量為中高合金鋼外，都是低合金鋼.銅陵長江公路大橋1、成分：<0.4%C,P、S量及非金屬夾雜較多.2、性能：可焊性、塑性好。3、熱處理：不進(jìn)行專門熱處理，熱軋空冷態(tài)下使用。4、使用狀態(tài)下組織：F+P一、普通結(jié)構(gòu)鋼螺紋鋼圓鋼5、用途常以熱軋板、帶、棒及型鋼使用，用量約占鋼材總量的70%。用于建筑結(jié)構(gòu)，適合焊接、鉚接、栓接等。熱軋鋼板螺紋鋼黃河小浪底樞紐工程1、性能要求⑴高強(qiáng)度及足夠韌性。⑵良好的焊接性能。⑶良好的耐蝕性及低的韌脆轉(zhuǎn)變溫度。2、成分特點⑴低碳：≤0.2%C.⑵合金元素：主要是Mn，還有少量V、Ti、Nb等。二、低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼3、熱處理：大多數(shù)熱軋空冷后使用。少數(shù)可用正火+高溫回火處理。4、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①M(fèi)n的作用是強(qiáng)化鐵素體；增加珠光體的量。②V、Ti、Nb等起細(xì)化晶粒和彌散強(qiáng)化作用。③另外加Cu、P可提高耐蝕性。Q460鋼含Mo、B，正火組織為B，強(qiáng)度高，用于石化中溫高壓容器。壓力容器南京長江大橋

Q345鋼(16Mn)綜合性能好，用于船舶、橋梁、車輛等大型鋼結(jié)構(gòu)。

Q390鋼含V、Ti、Nb，強(qiáng)度高，用于中等壓力的容器。萬噸遠(yuǎn)洋輪優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼滲碳鋼c含量0.15-0.25調(diào)質(zhì)鋼c含量0.25-0.55

彈簧鋼c含量0.45-0.85滾動軸承鋼c含量0.95-1.15制造滲碳零件的鋼種。1、性能要求⑴表面具有高硬度、高耐磨性，心部具有足夠的韌性和強(qiáng)度，即表硬里韌。⑵良好的熱處理性能,如淬透性和滲碳能力。三、滲碳鋼滲碳爐滲碳件—傳動齒輪2、成分特點⑴低碳：0.1~0.25%C⑵合金元素作用：①提高淬透性：

Cr、Mn、Ni、Si②細(xì)化晶粒：

Cr、Ti、Nb

、V③防止出現(xiàn)第二類回火脆性：

W、Mo滲碳件高精密獨(dú)立導(dǎo)柱滲碳淬火后的表層組織3、熱處理特點滲碳件的加工工藝路線為：下料→鍛造→正火→機(jī)加工→滲碳→淬火+低溫回火正火目的為調(diào)整硬度，便于切削加工。淬火溫度一般為Ac1+30-50℃。4、使用狀態(tài)下組織心部：M回+F表層：M回+顆粒狀碳化物+A’(少量)；4.滲碳鋼牌號20

Mn2

TiA等級:高級優(yōu)質(zhì)含鈦量WTi≤1.5%含錳量WMn

2%含碳量WC20%005.典型滲碳鋼種介紹

低淬透性滲碳鋼：合金元素總量＜3%，典型鋼種：

15Cr、20Cr、20Mn2。用于受力小的耐磨件，如柴油機(jī)的活塞銷、凸輪軸等。中淬透性滲碳鋼合金元素總量在4%左右。典型鋼種：20CrMn、20CrMnTi、

20Mn2TiB。用于中等載荷的耐磨件，如變速箱齒輪。柴油機(jī)凸輪軸活塞銷(20Cr)高淬透性滲碳鋼合金元素總量在4%～6%。典型鋼種：18Cr2NiWA、

20Cr2Ni4A等。用于大載荷的耐磨件，如柴油機(jī)曲軸。

柴油機(jī)曲軸20CrMnTi鋼制造齒輪的熱處理工藝曲線調(diào)質(zhì)件（螺桿）調(diào)質(zhì)后使用的鋼種。1、性能要求⑴良好的綜合力學(xué)性能.⑵良好的淬透性。四、調(diào)質(zhì)鋼2、成分特點⑴中碳：0.3~0.5%C⑵合金元素作用：①提高淬透性:Mn、Si、Cr、Ni、B②強(qiáng)化鐵素體:Mn、Si、Cr、Ni③細(xì)化晶粒:Ti、V④防止第二類回火脆性:W、Mo

調(diào)質(zhì)件（冷卻輪）破碎機(jī)主軸3、熱處理及組織特點調(diào)質(zhì)件的加工工藝路線為：下料→鍛造→退火→粗加工→調(diào)質(zhì)→精加工→裝配調(diào)質(zhì)目的：獲得良好綜合力學(xué)性能使用狀態(tài)下的組織為：S回為提高表面耐磨性，調(diào)質(zhì)后可進(jìn)行表面淬火或氮化。回火索氏體調(diào)質(zhì)處理車間(表面淬火+低溫回火)→裝配①為表面淬火作組織準(zhǔn)備；②獲得最終心部組織.表面：

M回；心部：S回柴油機(jī)凸輪軸4、常用鋼號及用途低淬透性鋼：

D0油<30~40mm,常用45、40Cr,用于制造較小的齒輪、軸、螺栓等。中淬透性鋼：

D0油≈40~60mm，常用40CrNi，用于制造大中型零件。高淬透性鋼：D0油>60mm,常用40CrNiMo,用于制造大截面重載荷零件，如曲軸等。合金結(jié)構(gòu)鋼曲軸單缸汽車曲軸40Cr鋼制造連桿螺栓的熱處理工藝曲線制造彈簧或類似性能零件的鋼種。1、性能要求彈簧是利用彈性變形儲存能量或緩和沖擊的零件。⑴高的σs，σs/σb；高的σ-1；足夠的韌性⑵高的淬透性。五、彈簧鋼2、成分特點⑴中高碳：碳素彈簧鋼為0.6~0.9%C合金彈簧鋼為0.45~0.7%C⑵合金元素作用：①提高淬透性、強(qiáng)化鐵素體：Mn、Si、Cr②

提高s/b：Si③

細(xì)化晶粒：V汽車彈簧彈簧絲3、熱處理及組織特點⑴冷成型彈簧：冷拔→冷成型→定型處理(250~300℃)。用于<φ10mm彈簧。⑵熱成型彈簧：熱成型→淬火+中溫回火使用狀態(tài)下的組織：T回用于大截面彈簧(>φ10mm)汽車板簧淬火線冷卷螺旋壓縮彈簧4、常用鋼號及用途Si、Mn彈簧鋼，如65Mn、60Si2Mn，用于制造較大截面彈簧。Cr、V彈簧鋼，如50CrV，50CrMnA，55SiMnMoVNb用于大截面、大載荷、耐熱的彈簧。大型熱卷彈簧汽車板簧五.滾動軸承鋼(bearingsteel)1.性能要求:高的硬度強(qiáng)度和耐磨性;高的接觸疲勞強(qiáng)度;足夠的韌性和耐蝕性;高的純凈度;滾珠軸承滾針軸承滾柱軸承2、成分特點⑴高碳：0.95~1.10%C⑵合金元素：以Cr為主,加入Mn、Si。Cr、Mn、Si的主要作用是提高淬透性推力球軸承滾針軸承Cr還提高耐磨性（形成合金滲碳體）和耐蝕性。當(dāng)>1.65%Cr時,會因A’增加而使硬度和穩(wěn)定性下降。3、熱處理和組織特點滾動軸承鋼是過共析鋼。⑴熱處理：球化退火+淬火+低溫回火⑵組織：

M回+顆粒狀碳化物+A’(少量)淬火后進(jìn)行冷處理(-60~-80℃),可以減少A’、穩(wěn)定尺寸.軸承生產(chǎn)車間滾針軸承滾柱軸承滾珠軸承大型軸承4、常用鋼號及用途應(yīng)用最廣的是GCr15，大量用于大中型軸承；大型軸承用GCr15SiMn。這類鋼還可用于制造模具、量具等.向心球軸承5.滾動軸承鋼的牌號GCr9

Si

Mn

含Mn量WMn≤1.5%含Si量WSi≤1.5%

含Cr量WCr≈0.9%

滾動軸承鋼6.鉻軸承鋼制造軸承的工藝路線根據(jù)其用途特點工具鋼的分類分類原則第四節(jié)工具鋼刃具鋼模具鋼量具鋼模具刃具量具根據(jù)其化學(xué)成分特點工具鋼的分類分類原則碳素工具鋼低合金工具鋼高合金工具鋼中合金工具鋼工具鋼性能要求:1、高硬度(≥HRC60),主要取決于含碳量。2、高耐磨性靠高硬度和析出細(xì)小均勻硬碳化物來達(dá)到。3、高熱硬性即高溫下保持高硬度的能力。4、足夠的韌性以防止脆斷和崩刃。切削加工的基本形式刃具鋼用來制造各種切削刀具的鋼種。切削加工一.碳素刃具鋼共有七個牌號：T7~T131、成分特點：高碳(0.65~1.35%C)

隨含碳量提高，碳化物量增加，耐磨性提高，但韌性下降。

碳素工具鋼帶碳素工具鋼材料2、熱處理及組織⑴熱處理：球化退火+淬火+低溫回火球化退火目的：①降低硬度,便于加工;②為淬火作組織準(zhǔn)備。⑵使用狀態(tài)下的組織：

M回+顆粒狀碳化物+A’(少量)

球狀珠光體T12鋼正常淬火組織3、用途由于碳鋼熱硬性、淬透性差，只用于制造小尺寸的手工工具和低速刃具。T7~T9：制造承受沖擊的工具，如木工工具：沖子、鑿子、錘子等。木工鑿手錘木工鉆T10~T11：制造低速切削工具，如鉆頭、絲錐、車刀等。T12~T13：制造耐磨工具，如銼刀、鋸條等。絲錐銼刀手鋸條鉆頭二.合金刃具鋼(alloycuttingsteel)種類:低合金刃具鋼;高速鋼。牌號:合金元素及含量千分之幾的含碳量

CrWMn9

SiCr

W18Cr4V1.低合金刃具鋼（1）性能要求:高硬度、高耐磨性、有一定的紅硬性、強(qiáng)度和韌性,工作溫度不超過300℃。（2）化學(xué)成分特點:*高碳0.75~1.5%C*加入Cr、Mn、Si、

W、V等合金元素。（3）熱處理特點:球化退火淬火+低溫回火

（4）常用鋼號及用途典型鋼號：9SiCr，CrWMn，GCr15等應(yīng)用最多的是9SiCr。用于制造形狀復(fù)雜、要求變形小的低速刃具，如絲錐、板牙等.

絲錐板牙低合金工具鋼扳手

9SiCr鋼板牙熱處理工藝曲線板牙球化退火淬火+低溫回火

2.高速鋼（俗稱：鋒鋼、風(fēng)鋼）

(1)性能要求:高硬度、高耐磨性、高的紅硬性(600℃時,HRC63以上)、有一定的強(qiáng)度和韌性。代表鋼種：W18Cr4V(18-4-1鋼),W6Mo5Cr4V2(6-5-4-2)車刀銑刀鉆頭(2)化學(xué)成分特點:高碳0.7～1.5%:鎢18%:鉬5%:鉻4%:釩1.5%:

保證高硬度退火狀態(tài)下形成M6C碳化物,在560℃左右回火時,彌散析出W2C,造成二次硬化,提高鋼的紅硬性。1%Mo的作用等同于2%W。形成Cr23C6碳化物;提高鋼的淬透性。形成VC,硬度極高,

提高鋼的硬度和耐磨性,

產(chǎn)生二次硬化。鎢、鉬的作用:保證高的熱硬性鉻、釩的作用:保證高的熱硬性和耐磨性（3）高速鋼加工與熱處理的特點加工工藝路線：下料→鍛造→退火→機(jī)加工→淬火→回火→磨削高速鋼是萊氏體鋼，由魚骨狀萊氏體與樹枝狀M+T組成，脆性大且無法熱處理改善。W18Cr4V鑄造組織130W18Cr4V鋼的鑄態(tài)組織W18Cr4V鑄態(tài)組織420鍛造:魚骨狀碳化物不能用熱處理來消除,只能依靠反復(fù)多次鍛打來擊碎。W18Cr4V鍛造組織210

⑵退火目的：降低硬度，便于切削加工；為淬火作組織準(zhǔn)備。退火后的組織：

S+顆粒狀碳化物⑴鍛造目的：打碎粗大的魚骨狀共晶碳化物，使其均勻地分布于基體中。⑶淬火目的:獲得高合金元素含量的馬氏體。因此淬火溫度高(>1200℃)。淬火后組織：

M+未溶碳化物(~10%)+A’(~20%)W18Cr4V鋼的淬火組織回火時的組織變化：①析出W、Mo、V的碳化物，產(chǎn)生二次硬化。②碳及合金元素含量下降，Ms點上升，回火冷卻時，A’轉(zhuǎn)變?yōu)镸。即所謂的二次淬火。以上合金碳化物的彌散析出和二次淬火均使鋼的硬度明顯上升，產(chǎn)生二次硬化，從而保證了鋼的熱硬性⑷回火目的：主要為減少A’。消除內(nèi)應(yīng)力、穩(wěn)定組織。高速鋼硬度與回火溫度關(guān)系

W18Cr4V鋼的熱處理過程示意圖*淬火后A殘約20～25%。*第一次回火后A殘約剩15～18%。*第二次回火后A殘約剩3～5%。*第三次回火后A殘約剩1～2%?；鼗鸷蟮慕M織:M回+Cm+A殘

(1～2%)組織硬度為HRC65以上。

W18Cr4V淬火+一次回火組織W18Cr4V淬火+一次回火組織105

W18Cr4V淬火+三次回火組織W18Cr4V淬火+三次回火組織420

不同狀態(tài)下W18Cr4V的組織鑄態(tài)淬火回火態(tài)淬火態(tài)退火態(tài)三.合金模具鋼(alloydiesteel)熱作模鋼:工作溫度為600℃以上。冷作模鋼:工作溫度為200～300℃。（一）熱作模鋼(hotdiesteel)1.性能要求:高的熱硬性、高溫耐磨性;高的抗氧化能力;高的熱強(qiáng)性和足夠高的韌性;高的熱疲勞抗力(防止龜裂);高的淬透性和導(dǎo)熱性;2.化學(xué)成分特點:中碳0.3～0.6%;合金元素:Cr、Ni、Mn、

Si、Mo、W、V。曲軸模具3.熱處理特點:*熱鍛模鋼:5CrMnMo

熱處理工藝:淬火+550℃回火熱處理后的組織:S回或T回

溫度時間～500℃820～850℃預(yù)冷油冷530～550℃回火制造各種量具用鋼。如千分尺、卡尺、塊規(guī)、塞規(guī)等。三、量具鋼卡尺塞規(guī)千分尺四.合金量具鋼(alloymeasuringsteel)1.性能要求:高的硬度,HRC62;高的耐磨性;高的尺寸穩(wěn)定性;足夠高的心部韌性;熱處理變形小;尺寸穩(wěn)定;良好的耐蝕性;卡尺量規(guī)千分尺3.熱處理特點:4.熱處理后的組織:

M回

+Cm5.牌號:CrWMn、4Cr13、GCr15、

9SiCr、T12A、60等。2.化學(xué)成分特點:高碳0.9～1.5%;合金元素:Cr,Mn、W。

CrWMn鋼制造塊規(guī)退火后的

熱處理工藝～650℃820～840℃油冷3h-70～-80℃冷處理110～120℃時效處理精磨3h研磨溫度時間140～160℃3h36h第四節(jié)特殊性能鋼

(specialperformancesteel)不銹鋼(stainlesssteel)耐熱鋼(heat–resistantsteel)耐磨鋼(wear–resistantsteel)化工管道的腐蝕裂解管內(nèi)壁的高溫腐蝕減薄化學(xué)腐蝕是指金屬在非電解質(zhì)中的腐蝕。電化學(xué)腐蝕是指金屬在電解質(zhì)溶液中的腐蝕，是有電流參與作用的腐蝕。一、不銹鋼在腐蝕介質(zhì)中具有耐蝕性能的鋼。㈠金屬的腐蝕金屬的腐蝕分化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕。

防止電化學(xué)腐蝕的措施：①獲得均勻的單相組織。②提高合金的電極電位。③使表面形成致密的鈍化膜.工業(yè)發(fā)達(dá)國家每年金屬腐蝕造成的直接經(jīng)濟(jì)損失占GNP的4%左右。中國每年腐蝕的損失至少達(dá)400億元以上.珠光體腐蝕示意圖電解液Zn-Cu原電池示意圖ZnZn2、晶間腐蝕：是沿晶粒周界發(fā)生腐蝕的現(xiàn)象，危害很大.（主要原因：由于晶界析出Cr23C6，使晶界附近Cr含量降到12%以下，在介質(zhì)作用下發(fā)生強(qiáng)烈腐蝕。改善方法：加Ti、Nb則先于Cr與C形成不易溶于奧氏體的碳化物,避免晶界貧Cr。奧氏體不銹鋼晶界的Cr23C6析出晶間腐蝕晶間腐蝕破壞實例304不銹鋼消火栓齒輪架2）Cr：是提高耐蝕性的主要元素①形成穩(wěn)定致密的Cr2O3氧化膜.②Cr含量大于13%時，形成單相鐵素體組織。③提高基體電極電位3）Ni：獲得單相奧氏體組織。4）Mo：耐有機(jī)酸腐蝕。5）Ti,Nb:防止奧氏體鋼晶間腐蝕.4.化學(xué)成分特點:*低碳:耐蝕性要求愈高,碳含量愈低。*合金元素:主加Cr。

輔加Ni、Mo、Cu、Ti、Nb、Mn等。5.常用的不銹鋼:馬氏體型不銹鋼鐵素體型不銹鋼奧氏體型不銹鋼

*雙相不銹鋼（鐵素體、奧氏體雙相）

*沉墊固溶硬化不銹鋼：0Cr17Ni7A1用于導(dǎo)彈核工業(yè)7、常用不銹鋼（一）馬氏體不銹鋼主要是Cr13型不銹鋼

鋼號為1Cr13~4Cr13隨含碳量提高，強(qiáng)度、硬度提高，耐蝕性下降.⑴1Cr13、2Cr13熱處理:淬火+高溫回火使用狀態(tài)下的組織:S回不銹鋼棒1Cr13、2Cr13具有耐大氣、蒸汽腐蝕能力及良好的綜合力學(xué)性能。用于要求塑韌性較高的耐蝕件，如汽輪機(jī)葉片等.汽輪機(jī)葉片透平轉(zhuǎn)輪⑵3Cr13、4Cr13熱處理：淬火+低溫回火。使用狀態(tài)下的組織：M回。具有較高強(qiáng)度、硬度。用于要求耐蝕、耐磨件，醫(yī)療器械、量具等。醫(yī)療器械不銹鋼刀1Cr17削片刀鐵素體不銹鋼水加熱器（二）鐵素體不銹鋼典型鋼號1Cr17等。⑴成分：高鉻低碳⑶組織：單相鐵素體⑸用途廣泛用于硝酸和氮肥工業(yè)的耐蝕件。合成氨廠硝酸生產(chǎn)裝置鐵素體不銹鋼制品（三）奧氏體不銹鋼主要是18-8（18Cr-8Ni）型不銹鋼。

⑴性能特點：具有良好的耐蝕性，冷熱加工性及可焊性。高的塑韌性，無磁性。⑵熱處理：采用固溶處理。即加熱到1100℃使碳化物溶解后水冷。組織為單相奧氏體。不銹鋼帶⑶常用鋼種為1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti廣泛用于化工設(shè)備及管道.反應(yīng)釜(316L)大型化工儲罐(304)熱交換器(316L)㈠性能要求1、高的抗氧化性：指鋼在高溫下對氧化作用的抗力。鋼中加入Cr、Si、Al可形成致密穩(wěn)定的氧化膜，阻礙氧進(jìn)一步擴(kuò)散，提高抗氧化性。二、耐熱鋼氣輪機(jī)葉片飛機(jī)發(fā)動機(jī)過熱器2、高的熱強(qiáng)性熱強(qiáng)性是指金屬在高溫下的強(qiáng)度.指標(biāo)為蠕變強(qiáng)度和持久強(qiáng)度。渦輪機(jī)機(jī)殼鋼制法