單元三 結(jié)構(gòu)鋼

單元三結(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、碳素結(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；加RE可提高韌性、疲勞極限，降低冷脆轉(zhuǎn)變溫度。5、用途：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，用于中等壓力的壓力容器。Q460鋼含Mo、B，正火組織為貝氏體，強(qiáng)度高,用于石化中溫高壓容器.南京長江大橋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、B②

強(qiáng)化鐵素體：

Cr、Mn、Ni

③

細(xì)化晶粒：

W、Mo、Ti、V

滲碳件高精密獨立導(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)；5、常用鋼號及用途低淬透性鋼：20、20Cr。柴油機(jī)凸輪軸活塞銷(20Cr)用于受力小的耐磨件，如柴油機(jī)的活塞銷、凸輪軸等。中淬透性鋼：20CrMnTi。用于中等載荷的耐磨件，如變速箱齒輪。高淬透性鋼：18Cr2Ni4WA.用于大載荷的耐磨件，如柴油機(jī)曲軸。增壓柴油機(jī)曲軸汽車變速箱齒輪調(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?；鼗鹚魇象w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、彈簧的表面質(zhì)量彈簧的表面質(zhì)量對其壽命影響很大。提高表面質(zhì)量的方法:①

防止表面脫碳；②

避免表面缺陷；

③進(jìn)行噴丸處理，使表面產(chǎn)生壓應(yīng)力。板簧噴丸處理示意圖5、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，用于大截面、大載荷、耐熱的彈簧。大型熱卷彈簧汽車板簧

載荷(頻率達(dá)數(shù)萬次/分)和摩擦。⑴高而均勻的硬度和耐磨性。⑵高的

b和接觸疲勞強(qiáng)度。⑶足夠的韌性、淬透性和耐蝕性.六、滾動軸承鋼用于制造軸承套和滾動體的專用鋼種。1、性能要求軸承工作時,承受接觸應(yīng)力(達(dá)3000~3500MPa)、周期性交變圓柱滾子軸承自動調(diào)心球軸承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.向心球軸承是指在沖擊載荷作用下發(fā)生沖擊硬化的高錳鋼.只有ZGMn13一個鋼號.1、成分特點⑴

高碳：1.0~1.3%C

以保持高耐磨性。⑵高錳：11~14%Mn以保證形成奧氏體組織.七、耐磨鋼高錳鋼鑄件高錳鋼2、熱處理及組織鑄態(tài)組織為奧氏體+碳化物,性能硬而脆.熱處理采用水韌處理。即將鋼加熱到1100℃，使碳化物溶入奧氏體，并進(jìn)行水淬。室溫組織為過飽和單相奧氏體。高錳鋼水韌處理組織澆鑄高錳鋼件3、使用及用途水韌處理后，韌性高，硬度低.使用時必須伴隨著壓力和沖擊作用。在壓力及沖擊作用