《工程材料與熱加工基礎(chǔ)》

1、工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 工程材料與熱加工基礎(chǔ) 第五章 工業(yè)用鋼 機(jī)械工程系 金工教研室 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 第七章第七章 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼 鋼的基礎(chǔ)知識(shí)鋼的基礎(chǔ)知識(shí) 結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)鋼 工具鋼工具鋼 特殊性能鋼特殊性能鋼 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 第一節(jié)第一節(jié) 鋼的基礎(chǔ)知識(shí)鋼的基礎(chǔ)知識(shí) 一一. .合金元素對(duì)鋼的組織和性能的影響合金元素對(duì)鋼的組織和性能的影響 雜質(zhì)及合金元素與鐵和碳的作用。雜質(zhì)及合金元素與鐵和碳的作用。 合金元素對(duì)合金元素對(duì)Fe-Fe3C相圖的影響。相圖的影響。 合金元素對(duì)鋼的熱處理的影響。合金元素對(duì)鋼的熱處理的影響。 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 一）雜質(zhì)和氣體的影響一）

2、雜質(zhì)和氣體的影響 Mn 脫氧、去硫脫氧、去硫, ,提高鋼的強(qiáng)度和硬度。提高鋼的強(qiáng)度和硬度。 Si 有很強(qiáng)的固溶強(qiáng)化作用有很強(qiáng)的固溶強(qiáng)化作用, ,能脫氧。能脫氧。 1.有益元素有益元素 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 2.有害元素有害元素: : P 有很強(qiáng)的固溶強(qiáng)化作用有很強(qiáng)的固溶強(qiáng)化作用, ,低溫低溫 韌性差韌性差 ( ( 冷脆冷脆 ) )。 S 能引起鋼在熱加工時(shí)或高溫工作下開(kāi)裂能引起鋼在熱加工時(shí)或高溫工作下開(kāi)裂 ( ( 熱裂熱裂 ) )。 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 3.氣體元素氣體元素: N：鋼中過(guò)飽和鋼中過(guò)飽和N在常溫放置過(guò)程中會(huì)發(fā)生在常溫放置過(guò)程中會(huì)發(fā)生時(shí)時(shí) 效脆化效脆化。加加Ti、V、

3、Al等元素可消除時(shí)效等元素可消除時(shí)效 傾向。傾向。 O：鋼中的氧化物易成為鋼中的氧化物易成為疲勞裂紋源疲勞裂紋源。 H：原子態(tài)的過(guò)飽和氫時(shí)將降低韌性原子態(tài)的過(guò)飽和氫時(shí)將降低韌性, 引起引起氫氫 脆脆。當(dāng)氫在缺陷處以當(dāng)氫在缺陷處以 分子態(tài)析出時(shí)，會(huì)產(chǎn)分子態(tài)析出時(shí)，會(huì)產(chǎn) 生很高內(nèi)壓，形成微生很高內(nèi)壓，形成微 裂紋，其內(nèi)壁為白色，裂紋，其內(nèi)壁為白色， 稱(chēng)稱(chēng)白點(diǎn)白點(diǎn)或或發(fā)裂發(fā)裂。 鋼中白點(diǎn)鋼中白點(diǎn) 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 二二) )合金元素與鐵和碳的作用合金元素與鐵和碳的作用 1.溶于基體中溶于基體中形成合金形成合金 F 或或合金合金 A 。 2.與碳作用形成與碳作用形成合金碳化物合金碳化物(Fe

4、,Cr)3C。 3.單獨(dú)形成單獨(dú)形成特殊碳化物特殊碳化物 TiC、VC 。 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 1.溶于基體中形成合金溶于基體中形成合金F或合金或合金A 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 1.溶于基體中形成合金溶于基體中形成合金F或合金或合金A 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 2.與碳作用形成合金碳化物與碳作用形成合金碳化物 Fe、Mn、Cr、Mo、W、V、Ti、Nb、Zr 弱弱 強(qiáng)強(qiáng) v 弱碳化物元素弱碳化物元素: : Fe、Mn。 v 中強(qiáng)碳化物元素中強(qiáng)碳化物元素: : Cr、Mo、W。 v 強(qiáng)碳化物元素強(qiáng)碳化物元素: : V、Ti、Nb、Zr。 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 碳化物形成元素在

5、周期表中都是碳化物形成元素在周期表中都是 位于位于鐵元素的左邊的過(guò)渡族金屬元素鐵元素的左邊的過(guò)渡族金屬元素, , 它們都有它們都有一個(gè)未填滿(mǎn)的一個(gè)未填滿(mǎn)的d d電子亞層電子亞層, ,當(dāng)當(dāng) 形成碳化物時(shí)形成碳化物時(shí), ,碳原子首先將其價(jià)電子碳原子首先將其價(jià)電子 填入金屬原子未填滿(mǎn)的填入金屬原子未填滿(mǎn)的d d電子亞層電子亞層, ,使使 形成的碳化物具有形成的碳化物具有金屬鍵金屬鍵結(jié)合的性質(zhì)結(jié)合的性質(zhì), , 金屬原子的金屬原子的d d電子亞層愈不滿(mǎn)電子亞層愈不滿(mǎn)( (周期表周期表 中中, ,在鐵左邊離鐵愈遠(yuǎn)在鐵左邊離鐵愈遠(yuǎn)),),則其則其與碳的親與碳的親 和力愈強(qiáng)和力愈強(qiáng), ,形成碳化物的能力愈大形

6、成碳化物的能力愈大, ,愈愈 穩(wěn)定穩(wěn)定, ,而且不易分解。而且不易分解。 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 3.單獨(dú)形成特殊碳化物單獨(dú)形成特殊碳化物 熔點(diǎn)、硬度、耐磨性最高。熔點(diǎn)、硬度、耐磨性最高。 穩(wěn)定性最高穩(wěn)定性最高。 TiC、NbC、VC。 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 三三) )合金元素對(duì)合金元素對(duì)Fe-Fe3C相圖的影響相圖的影響 擴(kuò)大奧氏體區(qū)擴(kuò)大奧氏體區(qū) 縮小奧氏體區(qū)縮小奧氏體區(qū) 改變共晶點(diǎn)和共析點(diǎn)的參數(shù)改變共晶點(diǎn)和共析點(diǎn)的參數(shù) 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 1.擴(kuò)大奧氏體區(qū)的合金元素?cái)U(kuò)大奧氏體區(qū)的合金元素 Mn、Ni、Co等元素。等元素。 作用作用: 使使A3線溫度下降線溫度下降, A4線

7、溫度上升線溫度上升。 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 Mn 元素對(duì)奧氏體區(qū)的影響元素對(duì)奧氏體區(qū)的影響 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 2.縮小奧氏體區(qū)的合金元素縮小奧氏體區(qū)的合金元素 Cr、Mo、W、V、Ti、Si 等元素。等元素。 作用作用: : 使使A3線溫度上升線溫度上升, A4線溫度下降線溫度下降。 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 Cr 元素對(duì)奧氏體區(qū)的影響元素對(duì)奧氏體區(qū)的影響 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 3.改變共晶點(diǎn)和共析點(diǎn)參數(shù)的元素改變共晶點(diǎn)和共析點(diǎn)參數(shù)的元素 v幾乎所有的合金元素。幾乎所有的合金元素。 v作用作用: : 使使S點(diǎn)和點(diǎn)和E點(diǎn)的點(diǎn)的成分向左移成分向左移。 使使A1線線的的溫度變

8、化溫度變化。 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 合金元素對(duì)合金元素對(duì) S 點(diǎn)成分的影響點(diǎn)成分的影響 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 合金元素對(duì)合金元素對(duì)A1線線的影響的影響 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 四四) )合金元素對(duì)鋼的熱處理的影響合金元素對(duì)鋼的熱處理的影響 加熱時(shí)對(duì)加熱時(shí)對(duì)奧氏體形成奧氏體形成的影響的影響 對(duì)對(duì)過(guò)冷奧氏體轉(zhuǎn)變過(guò)冷奧氏體轉(zhuǎn)變的影響的影響 對(duì)對(duì)回火轉(zhuǎn)變回火轉(zhuǎn)變的影響的影響 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 1.合金元素對(duì)加熱時(shí)奧氏體形成的影響合金元素對(duì)加熱時(shí)奧氏體形成的影響 除除Mn 元素外元素外, ,所有合金元素的加所有合金元素的加 入入, ,均使奧氏體的形成速度減慢。均使奧氏體的形成速

9、度減慢。 強(qiáng)碳化物形成元素強(qiáng)碳化物形成元素能強(qiáng)烈的阻止奧能強(qiáng)烈的阻止奧 氏體晶粒長(zhǎng)大氏體晶粒長(zhǎng)大( Ti、V、Zr、Nb 等等)。 非碳化物形成元素非碳化物形成元素能輕微的阻止奧能輕微的阻止奧 氏體晶粒長(zhǎng)大氏體晶粒長(zhǎng)大( Si、Ni、Cu、Co 等等)。 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 2.合金元素對(duì)過(guò)冷奧氏體轉(zhuǎn)變的影響合金元素對(duì)過(guò)冷奧氏體轉(zhuǎn)變的影響 v 除除 Co 元素外元素外, 所有的合金元素均使所有的合金元素均使 鋼的鋼的 TTT 曲線向右移。曲線向右移。 v 除除 Co、Al 元素外元素外, 所有的合金元素所有的合金元素 都使都使馬氏體轉(zhuǎn)變溫度馬氏體轉(zhuǎn)變溫度下降。下降。 v 提高鋼的淬透性

10、提高鋼的淬透性, 常用的元素有常用的元素有: Cr、Mn、Mo、Si、Ni、B等。等。 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 3.合金元素對(duì)回火轉(zhuǎn)變的影響合金元素對(duì)回火轉(zhuǎn)變的影響 回火抗力回火抗力的增加的增加 二次硬化二次硬化的產(chǎn)生的產(chǎn)生 產(chǎn)生產(chǎn)生回火脆性回火脆性 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 W、Mo、V 等碳化物在等碳化物在550時(shí)時(shí),使鋼使鋼 達(dá)到最高硬度達(dá)到最高硬度, 產(chǎn)生產(chǎn)生二次硬化二次硬化。 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 Cr-Ni 鋼的回火脆性示意圖鋼的回火脆性示意圖 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 防止第二類(lèi)回火脆性的產(chǎn)生的方法防止第二類(lèi)回火脆性的產(chǎn)生的方法: v在在500600 快速冷卻。快速

11、冷卻。 v加入合金元素加入合金元素W、Mo。 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 二.合金元素在鋼中的作用合金元素在鋼中的作用 1.主加元素主加元素: 對(duì)提高鋼的性能起主要作對(duì)提高鋼的性能起主要作 用。用。 Si、Mn、Cr、Ni、B。 2.輔加元素輔加元素: 配合主加元素進(jìn)一步提高配合主加元素進(jìn)一步提高 鋼的性能鋼的性能,彌補(bǔ)主加元素的彌補(bǔ)主加元素的 不足與缺陷。不足與缺陷。 W、Mo、V、Ti、Nb。 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 三、碳素鋼的編號(hào)及用途三、碳素鋼的編號(hào)及用途 1.碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼: : Q 235 A F 沸騰鋼沸騰鋼 A等級(jí)等級(jí) 235 MPa 屈服強(qiáng)度屈服強(qiáng)度 工程材料與熱

12、加工基礎(chǔ)程曉宇 2.優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 * * 45 - Wc = 45%00 * * 較高錳質(zhì)量分?jǐn)?shù)的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼較高錳質(zhì)量分?jǐn)?shù)的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 45Mn - Wc = 45%00 ; WMn = 0.7%1.0% 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 3.碳素工具鋼碳素工具鋼 T 12 A 高級(jí)優(yōu)質(zhì)高級(jí)優(yōu)質(zhì) Wc = 12%0 碳素工具鋼碳素工具鋼 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 4.鑄造碳鋼鑄造碳鋼 ZG 200 - 400 b 400MPa s 200MPa 鑄鋼鑄鋼 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 第二節(jié)第二節(jié) 合金結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼 ( Alloy Constructional Steel

13、 ) 普通低合金鋼普通低合金鋼 合金滲碳鋼合金滲碳鋼 合金調(diào)質(zhì)鋼合金調(diào)質(zhì)鋼 彈簧鋼彈簧鋼 滾動(dòng)軸承鋼滾動(dòng)軸承鋼 易切削鋼易切削鋼 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 一一. .普通低合金鋼普通低合金鋼 ( common low alloyed steel ) 1.化學(xué)成分化學(xué)成分: 碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼 + 合金元素合金元素 主加合金元素主加合金元素: Mn 1.8 %以?xún)?nèi)。以?xún)?nèi)。 輔加合金元素輔加合金元素:V、Ti、Nb、B。 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 一一. .普通低合金鋼普通低合金鋼 2.牌號(hào)牌號(hào): Q 345 C 質(zhì)量等級(jí)質(zhì)量等級(jí) 345 MPa 屈服強(qiáng)度屈服強(qiáng)度 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇

14、 一一. .普通低合金鋼普通低合金鋼 Q460鋼含鋼含Mo、B，正火組織，正火組織 為為B，強(qiáng)度高強(qiáng)度高，用于石化中溫，用于石化中溫 高壓容器高壓容器。 壓力容壓力容 器器 南京長(zhǎng)江大南京長(zhǎng)江大 橋橋 Q345鋼鋼(16Mn)綜合性能好綜合性能好， 用于船舶、橋梁、車(chē)輛等大用于船舶、橋梁、車(chē)輛等大 型鋼結(jié)構(gòu)。型鋼結(jié)構(gòu)。 Q390鋼含鋼含V、Ti、Nb，強(qiáng)度強(qiáng)度 高高，用于中等壓力的容器。，用于中等壓力的容器。 萬(wàn)噸遠(yuǎn)洋輪萬(wàn)噸遠(yuǎn)洋輪 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 二二.碳素滲碳鋼及合金滲碳鋼碳素滲碳鋼及合金滲碳鋼 1.對(duì)滲碳鋼的性能要求對(duì)滲碳鋼的性能要求: 2.對(duì)滲碳鋼的含碳量的要求對(duì)滲碳鋼的含碳

15、量的要求: 低低碳碳 3.滲碳鋼的熱處理特點(diǎn)滲碳鋼的熱處理特點(diǎn): 滲碳滲碳 淬火淬火 + 低溫回火低溫回火(180200) 表硬里韌表硬里韌 Wc 0.25 % Wc = 0.150.25 % 合金元素合金元素:Cr、Mn、 Ni、B、V、W、 Mo、Ti等。等。 表層表層:M回回+Fe3C+A殘殘 心部心部:F+P 表層表層:M回回+Cm+A殘殘 心部心部:低碳低碳M回回 +F 碳素滲碳鋼碳素滲碳鋼合金滲碳鋼合金滲碳鋼 化學(xué)成分化學(xué)成分熱處理后的組織熱處理后的組織 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 4.合金滲碳鋼的牌號(hào)合金滲碳鋼的牌號(hào) 20 Mn2 Ti A 等級(jí)等級(jí):高級(jí)優(yōu)質(zhì)高級(jí)優(yōu)質(zhì) 含鈦量含鈦

16、量WTi1.5 % 含錳量含錳量WMn 2 % 含碳量含碳量WC 20 %00 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 5.典型合金滲碳鋼種介紹典型合金滲碳鋼種介紹 低淬透性合金滲碳鋼低淬透性合金滲碳鋼 鋼含合金元素總量鋼含合金元素總量3 % 15Cr、20Cr、20Mn2。用用 于受力小的耐磨件，如柴于受力小的耐磨件，如柴 油機(jī)的活塞銷(xiāo)、凸輪軸等。油機(jī)的活塞銷(xiāo)、凸輪軸等。 中淬透性合金滲碳鋼中淬透性合金滲碳鋼 鋼含合金元素總量在鋼含合金元素總量在4 %左左 右。右。20 CrMn、20CrMnTi、 20Mn2TiB。用于中等載荷。用于中等載荷 的耐磨件，如變速箱齒輪。的耐磨件，如變速箱齒輪。 柴油機(jī)凸

17、輪軸柴油機(jī)凸輪軸 活塞銷(xiāo)活塞銷(xiāo)( 20Cr ) 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 5.典型合金滲碳鋼種介紹典型合金滲碳鋼種介紹 高淬透性合金滲碳鋼高淬透性合金滲碳鋼 鋼含合金元素總量在鋼含合金元素總量在 4 % 6 %。18Cr2NiWA、 20Cr2Ni4A等。用于大載荷等。用于大載荷 的耐磨件，如柴油機(jī)曲軸。的耐磨件，如柴油機(jī)曲軸。 柴油機(jī)曲軸柴油機(jī)曲軸 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 20 CrMnTi 鋼制造齒輪的熱處理工藝曲線鋼制造齒輪的熱處理工藝曲線 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 三三.碳素調(diào)質(zhì)鋼及合金調(diào)質(zhì)鋼碳素調(diào)質(zhì)鋼及合金調(diào)質(zhì)鋼 1.對(duì)調(diào)質(zhì)鋼的性能要求對(duì)調(diào)質(zhì)鋼的性能要求: 既強(qiáng)又韌既強(qiáng)又韌

18、2.對(duì)調(diào)質(zhì)鋼的含碳量的要求對(duì)調(diào)質(zhì)鋼的含碳量的要求:中碳中碳 3.調(diào)質(zhì)鋼的熱處理特點(diǎn)調(diào)質(zhì)鋼的熱處理特點(diǎn): 淬火淬火 + 高溫回火高溫回火( 500650 ) Wc = 0.250.6 % Wc = 0.250.5 % 合金元素合金元素: Cr、Mn、 Ni、B、Si、V、 W、Mo、Ti等。等。 表層表層: S回回 碳素調(diào)質(zhì)鋼碳素調(diào)質(zhì)鋼 合金調(diào)質(zhì)鋼合金調(diào)質(zhì)鋼 化學(xué)成分化學(xué)成分熱處理后的組織熱處理后的組織 心部心部: P + F 表層表層: S回回 心部心部: S回回 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 4.合金調(diào)質(zhì)鋼的牌號(hào)合金調(diào)質(zhì)鋼的牌號(hào) 40Cr 40Mn 40MnB 35CrMo 38 Cr Mo

19、Al A 25Cr2Ni4WA 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 5.典型合金調(diào)質(zhì)鋼種介紹典型合金調(diào)質(zhì)鋼種介紹 低淬透性調(diào)質(zhì)鋼低淬透性調(diào)質(zhì)鋼 鋼含合金元素總量鋼含合金元素總量3 %。 40Cr、40MnB等。等。 中淬透性調(diào)質(zhì)鋼中淬透性調(diào)質(zhì)鋼 鋼含合金元素總量在鋼含合金元素總量在4 % 左右。左右。 38 CrSi、35 CrMo 等。等。 圓圓 錐錐 齒齒 輪輪 柴油機(jī)凸輪軸柴油機(jī)凸輪軸 常用于制造較小的齒輪、常用于制造較小的齒輪、 軸、螺栓等零件。軸、螺栓等零件。 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 5.典型合金調(diào)質(zhì)鋼種介紹典型合金調(diào)質(zhì)鋼種介紹 高淬透性調(diào)質(zhì)鋼高淬透性調(diào)質(zhì)鋼 鋼含合金元素總量在鋼含合金元

20、素總量在4 % 10 %。 制造大截面重載荷零件，如制造大截面重載荷零件，如 曲軸等用高淬透性的零件等曲軸等用高淬透性的零件等 。 38 Cr Mo Al A、40 Cr Mn Mo、 25 Cr2 Ni4 W A等。等。 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 40Cr鋼制造連桿螺栓的熱處理工藝曲線鋼制造連桿螺栓的熱處理工藝曲線 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 四四. .碳素彈簧鋼及合金彈簧鋼碳素彈簧鋼及合金彈簧鋼 1.對(duì)彈簧鋼的性能要求對(duì)彈簧鋼的性能要求: 高的高的e、高的、高的s/ b、高的、高的-1、良好的韌。、良好的韌。 2.對(duì)彈簧鋼含碳量的要求對(duì)彈簧鋼含碳量的要求: 中、高碳。中、高碳。 3.熱成

21、型彈簧鋼的熱處理特點(diǎn)熱成型彈簧鋼的熱處理特點(diǎn): 淬火淬火 + 中溫回火中溫回火( 450550 ) 碳素彈簧鋼碳素彈簧鋼合金彈簧鋼合金彈簧鋼 化學(xué)成分化學(xué)成分熱處理后的組織熱處理后的組織 Wc = 0.60.9 %Wc = 0.50.7 % 合金元素合金元素: Si、Mn、 Cr、V、W、Mo等。等。 T回回 制造尺寸小于制造尺寸小于 815mm的的 小型彈簧。小型彈簧。 T回回 制造尺寸在制造尺寸在2025 mm左右的彈簧。左右的彈簧。 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 4.合金彈簧鋼的牌號(hào)合金彈簧鋼的牌號(hào) 65 65 Mn 55 Si 2 Mn 60 Si 2 Mn 50 Cr V A 50 C

22、r Mn A 55 Si Mn Mo V Nb 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 5.冷成形彈簧生產(chǎn)工藝特點(diǎn)冷成形彈簧生產(chǎn)工藝特點(diǎn) 用于生產(chǎn)尺寸小于用于生產(chǎn)尺寸小于815mm的小型彈簧的小型彈簧,常用彈常用彈 簧鋼絲簧鋼絲(片片)冷繞成形冷繞成形,其制造方法有其制造方法有: v T組織冷成型組織冷成型+200300去應(yīng)力去應(yīng)力 退火。退火。60、75、85、65 Mn。 v T回組織冷成型回組織冷成型+去應(yīng)力退火。去應(yīng)力退火。 v 退火組織冷成型退火組織冷成型+淬火淬火+中溫回火。中溫回火。 55Si2Mn、60Si2MnA、50CrVA。 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 汽車(chē)板簧汽車(chē)板簧 大型熱卷彈簧

23、大型熱卷彈簧 熱卷大彈簧熱卷大彈簧 簧彈絲簧彈絲 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 五五.滾動(dòng)軸承鋼滾動(dòng)軸承鋼 ( bearing steel ) 1.性能要求性能要求:v高的硬度強(qiáng)度和耐磨性高的硬度強(qiáng)度和耐磨性; v高的接觸疲勞強(qiáng)度高的接觸疲勞強(qiáng)度; v足夠的韌性和耐蝕性足夠的韌性和耐蝕性; v高的純凈度高的純凈度; 滾珠軸滾珠軸 承承 滾針軸承滾針軸承滾柱軸承滾柱軸承 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 五五.滾動(dòng)軸承鋼滾動(dòng)軸承鋼 ( bearing steel ) 2.化學(xué)成分特點(diǎn)化學(xué)成分特點(diǎn): 高碳高碳, Wc = 0.91.1%。 主加主加Cr, 0.41.65 % 輔加輔加Si、Mn。 優(yōu)質(zhì)鋼材

24、優(yōu)質(zhì)鋼材。 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 五五.滾動(dòng)軸承鋼滾動(dòng)軸承鋼 ( bearing steel ) 3.熱處理特點(diǎn)熱處理特點(diǎn): 球化退火球化退火+ 淬火淬火+ 低溫回火低溫回火 極細(xì)回火馬氏體極細(xì)回火馬氏體+ +細(xì)粒狀碳化物細(xì)粒狀碳化物+ +少量殘余奧氏體少量殘余奧氏體 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 4.滾動(dòng)軸承鋼的牌號(hào)滾動(dòng)軸承鋼的牌號(hào) G Cr9 Si Mn 含含Mn量量WMn1.5 % 含含Si量量WSi1.5 % 含含Cr量量WCr 0.9 % 滾動(dòng)軸承鋼滾動(dòng)軸承鋼 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 5.鉻軸承鋼制造軸承的工藝路線鉻軸承鋼制造軸承的工藝路線 鍛造鍛造 球化退火球化退火 機(jī)加工

25、機(jī)加工 淬火淬火 + 冷處理冷處理 ( 60 80;1h ) 低溫回火低溫回火 磨削加工磨削加工 穩(wěn)定化處理穩(wěn)定化處理 ( 120 130；5 10h ) 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 六六.易切削鋼易切削鋼( fee cutting steel ) 2.性能要求性能要求:降低切削力和切削熱降低切削力和切削熱,減少刀具減少刀具 磨損磨損,延長(zhǎng)刀具壽命延長(zhǎng)刀具壽命,改屑性能改屑性能, 提高切削速度。提高切削速度。 3.化學(xué)成分特點(diǎn)化學(xué)成分特點(diǎn): 1.用途用途: 適用于高速切削和在自動(dòng)加工機(jī)適用于高速切削和在自動(dòng)加工機(jī) 床上加工的材料。床上加工的材料。 S:Ws = 0.080.3% Pb:WPb=

26、0.150.25% Ca:微量微量 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 4.易切削鋼的牌號(hào)易切削鋼的牌號(hào) Y 40 Mn 含含錳量錳量WMn 1.5 % 含碳量含碳量WC 0.4 % 易切削鋼易切削鋼 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 5.易切削鋼的熱處理工藝特點(diǎn)易切削鋼的熱處理工藝特點(diǎn) 低碳易切削鋼低碳易切削鋼 ( Y12、Y15、Y20 ) 滲碳滲碳或或淬火淬火成成低碳馬氏體低碳馬氏體。 中碳易切削鋼中碳易切削鋼 ( Y40 ) 調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)及及表面淬火表面淬火。 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 第三節(jié)第三節(jié) 合金工具鋼合金工具鋼 合金刃具鋼合金刃具鋼 ( alloy cutting steel ) 合金模具鋼

27、合金模具鋼 ( alloy die steel ) 合金量具鋼合金量具鋼( alloy measuring steel ) 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 量量 具具 刃刃 具具 模模 具具 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 一一.碳素刃具鋼碳素刃具鋼 1.性能要求性能要求:高硬度、高耐磨性高硬度、高耐磨性,有一有一 定的強(qiáng)度和韌性。定的強(qiáng)度和韌性。 2.化學(xué)成分特點(diǎn)化學(xué)成分特點(diǎn):高碳。高碳。 3.熱處理特點(diǎn)熱處理特點(diǎn):淬火淬火 + 低溫回火低溫回火 4.組織組織: M回回 + Fe3C + A殘殘 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 5.用途用途:用于低速、低溫用于低速、低溫(200）、）、 低沖擊、硬度在低

28、沖擊、硬度在HRC62左右的左右的 刃具。刃具。 一一.碳素刃具鋼碳素刃具鋼 銼銼 刀刀 手手 錘錘 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 二二.合金刃具鋼合金刃具鋼 種類(lèi)種類(lèi) : 低合金刃具鋼低合金刃具鋼 ; 高速鋼。高速鋼。 牌號(hào)牌號(hào) : 合金元素及含量合金元素及含量 千分之幾的含碳量千分之幾的含碳量 9 Si Cr W18 Cr4 V 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 1.低合金刃具鋼低合金刃具鋼 1.性能要求性能要求:高硬度、高耐磨性、有一高硬度、高耐磨性、有一 定的紅硬性、強(qiáng)度和韌性定的紅硬性、強(qiáng)度和韌性, 工作溫度不超過(guò)工作溫度不超過(guò)300。 2.化學(xué)成分特點(diǎn)化學(xué)成分特點(diǎn):*高碳高碳 *加入加入C

29、r、Mn、Si、 W、V 等合金元素。等合金元素。 3.熱處理特點(diǎn)熱處理特點(diǎn): 球化退火球化退火 淬火淬火 + 低溫回火低溫回火 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 9 SiCr 鋼板牙熱處理工藝曲線鋼板牙熱處理工藝曲線 板板 牙牙 2.高速鋼高速鋼 ( high speed steel ) (1) 性能要求性能要求: 高硬度、高耐磨性、高的紅硬性高硬度、高耐磨性、高的紅硬性(600 時(shí)時(shí),HRC63以上以上) 、有一定的強(qiáng)度和韌性。、有一定的強(qiáng)度和韌性。 高速鋼高速鋼 - 鋒鋼、風(fēng)鋼鋒鋼、風(fēng)鋼 ; 18 4 1 鋼鋼 車(chē)刀車(chē)刀銑刀銑刀鉆頭鉆頭 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 (2) 化學(xué)成分特點(diǎn)化學(xué)成分

30、特點(diǎn): v高碳高碳 0.71.5%: v鎢鎢 18%: v鉬鉬 5%: v鉻鉻 4%: v釩釩1.5%: 保證高硬度保證高硬度 退火狀態(tài)下形成退火狀態(tài)下形成M6C碳化物碳化物, 在在560左右回火時(shí)左右回火時(shí), 彌散析彌散析 出出W2C, 造成二次硬化造成二次硬化, 提高提高 鋼的紅硬性鋼的紅硬性。 1%Mo的作用等同于的作用等同于2%W。 形成形成Cr23C6碳化物碳化物;提高鋼的提高鋼的 淬透性淬透性。 形成形成VC, 硬度極高硬度極高, 提高鋼的提高鋼的 硬度和耐磨性硬度和耐磨性, 產(chǎn)生二次硬化。產(chǎn)生二次硬化。 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 (3) W18Cr4V鋼的生產(chǎn)工藝及熱處理特點(diǎn)鋼

31、的生產(chǎn)工藝及熱處理特點(diǎn) 鑄造鑄造 鍛造鍛造 球化退火球化退火 機(jī)加工機(jī)加工 淬火淬火+三次三次570回火回火 磨削加工磨削加工 鑄造鑄造:高速鋼屬于高速鋼屬于萊氏體鋼萊氏體鋼,鑄態(tài)組織鑄態(tài)組織 中含有中含有大量呈魚(yú)骨狀分布的粗大量呈魚(yú)骨狀分布的粗 大共晶碳化物大共晶碳化物M6C,鋼的韌性大鋼的韌性大 幅下降。幅下降。 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 W18Cr4V鋼的鑄態(tài)組織鋼的鑄態(tài)組織 W18Cr4V鑄造組織 130 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 W18Cr4V鋼的鑄態(tài)組織鋼的鑄態(tài)組織 W18Cr4V鑄態(tài)組織 420 鍛造鍛造:魚(yú)骨狀碳化物不能用熱處理來(lái)消除魚(yú)骨狀碳化物不能用熱處理來(lái)消除,只能依只

32、能依 靠反復(fù)多次鍛打來(lái)?yè)羲?。靠反?fù)多次鍛打來(lái)?yè)羲椤?W18Cr4V鍛造組織 210 球化退火球化退火:消除應(yīng)力消除應(yīng)力,調(diào)整組織調(diào)整組織,便于機(jī)加工便于機(jī)加工, 為淬火作好組織準(zhǔn)備。為淬火作好組織準(zhǔn)備。 球化退火后的組織球化退火后的組織 : S + 粒狀粒狀 Cm W18Cr4V球化退火組織 420 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 W18Cr4V鋼的熱處理過(guò)程示意圖鋼的熱處理過(guò)程示意圖 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 淬火淬火 : 1280; 淬火后的組織淬火后的組織:M+Cm+A殘殘(2025%) 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 W18Cr4V鋼淬火組織鋼淬火組織 W18Cr4V淬火組織 300 工程材

33、料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 三次三次570回火回火 在在570回火時(shí)回火時(shí) , 產(chǎn)生產(chǎn)生二次硬化。二次硬化。 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 三次三次570回火回火 *淬火后淬火后A殘約殘約2025 %。 *第一次回火后第一次回火后A殘約剩殘約剩1518 %。 *第二次回火后第二次回火后A殘約剩殘約剩35 %。 *第三次回火后第三次回火后A殘約剩殘約剩12 %。 回火后的組織回火后的組織: M回回 + Cm + A殘殘 ( 1 2 % ) 組織硬度組織硬度為為65HRC以上。以上。 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 W18Cr4V淬火淬火+ 一次回火組織一次回火組織 W18Cr4V淬火+一次回火組織105 工

34、程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 W18Cr4V淬火淬火+ 三次回火組織三次回火組織 W18Cr4V淬火+ 三次回火組織 420 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 三三.合金模具鋼合金模具鋼( alloy die steel ) v熱作模鋼熱作模鋼:工作溫度為工作溫度為600以上。以上。 v冷作模鋼冷作模鋼:工作溫度為工作溫度為200300。 一一) 熱作模鋼熱作模鋼 ( hot die steel ) 1.性能要求性能要求: 高的熱硬性、高溫耐磨性高的熱硬性、高溫耐磨性; 高的抗氧化能力高的抗氧化能力; 高的熱強(qiáng)性和足夠高的韌性高的熱強(qiáng)性和足夠高的韌性; 高的熱疲勞抗力高的熱疲勞抗力( 防止龜裂防止龜裂

35、); 高的淬透性和導(dǎo)熱性高的淬透性和導(dǎo)熱性; 2.化學(xué)成分特點(diǎn)化學(xué)成分特點(diǎn): 中碳中碳 0.30.6 %; 合金元素合金元素:Cr、Ni、Mn、 Si、Mo、W、V。 曲軸模具曲軸模具 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 3.熱處理特點(diǎn)熱處理特點(diǎn): *熱鍛模鋼熱鍛模鋼: 5 CrMnMo 熱處理工藝熱處理工藝: 淬火淬火 + 550回火回火 熱處理后的組織熱處理后的組織: S回或回或T回回 溫度 時(shí)間 500 820850 預(yù)冷預(yù)冷 油冷油冷 530550 回火回火 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 3.熱處理特點(diǎn)熱處理特點(diǎn): *熱壓模鋼熱壓模鋼: 3 Cr2W8V 熱處理工藝熱處理工藝: 淬火淬火 + 6

36、00三次回火三次回火 熱處理后的組織熱處理后的組織: M回回 + Cm粒狀粒狀 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 二二) 冷作模鋼冷作模鋼 ( cold die steel ) 1.性能要求性能要求: 高的硬度高的硬度,HRC62; 高的耐磨性高的耐磨性; 足夠高的韌性與疲勞抗力足夠高的韌性與疲勞抗力; 熱處理變形小熱處理變形小; 2.化學(xué)成分特點(diǎn)化學(xué)成分特點(diǎn): 高碳高碳 12 %; 合金元素合金元素:Cr, Mo、W、V。 汽車(chē)沖壓模具汽車(chē)沖壓模具 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 3.熱處理特點(diǎn)熱處理特點(diǎn): *一次硬化法一次硬化法: 淬火淬火 + 低溫回火低溫回火 ( 9501000 ) ( 1501

37、80 ) *二次硬化法二次硬化法: 淬火淬火 + 三次回火三次回火 ( 11001000 ) ( 510520 ) 熱處理后的組織熱處理后的組織: M回回 + Cm + A殘殘 牌號(hào)牌號(hào): Cr12、Cr12MoV 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 四四.合金量具鋼合金量具鋼 1.性能要求性能要求:高的硬度高的硬度, HRC62; 高的耐磨性高的耐磨性; 高的尺寸穩(wěn)定性高的尺寸穩(wěn)定性; 足夠高的心部韌性足夠高的心部韌性; 熱處理變形小熱處理變形小; 尺寸穩(wěn)定尺寸穩(wěn)定; 良好的耐蝕性良好的耐蝕性; 卡卡 尺尺量量 規(guī)規(guī)千分尺千分尺 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 3.熱處理特點(diǎn)熱處理特點(diǎn): 4.熱處理后的

38、組織熱處理后的組織: M回回 + Cm 淬火淬火 冷處理冷處理 ( - 70 - 80 ) 低溫回火低溫回火 時(shí)效處理時(shí)效處理 ( 120130, 幾十小時(shí)幾十小時(shí) ) 5.牌號(hào)牌號(hào): CrWMn、4Cr13、GCr15、 9SiCr、T12A、60等。等。 2.化學(xué)成分特點(diǎn)化學(xué)成分特點(diǎn): 高碳高碳 0.91.5 %; 合金元素合金元素:Cr, Mn、W。 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 CrWMn鋼制造塊規(guī)退火后的熱處理工藝鋼制造塊規(guī)退火后的熱處理工藝 650 820840 油冷油冷 3h -70-80 冷處理冷處理 140160 3h 110120 36h 時(shí)效處理時(shí)效處理 精磨精磨 3h 研

39、磨研磨 溫度 時(shí)間 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 第四節(jié)第四節(jié) 特殊性能鋼特殊性能鋼 不銹鋼不銹鋼 ( stainless steel ) 耐熱鋼耐熱鋼 ( heat resistant steel ) 耐磨鋼耐磨鋼 ( wear resistant steel ) 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 一一.不銹鋼不銹鋼 ( stainless steel ) 1.定義定義: 在腐蝕介質(zhì)中具有很高的抗腐在腐蝕介質(zhì)中具有很高的抗腐 蝕能力的鋼。蝕能力的鋼。 2.概念概念:*在在空氣空氣中的年腐蝕量為中的年腐蝕量為0.01mm 以?xún)?nèi)的鋼以?xún)?nèi)的鋼, 稱(chēng)為在空氣中使用的稱(chēng)為在空氣中使用的 不銹鋼。不銹鋼。 *在

40、在強(qiáng)酸、強(qiáng)堿強(qiáng)酸、強(qiáng)堿介質(zhì)中的年腐蝕介質(zhì)中的年腐蝕 量為量為0.1mm以?xún)?nèi)的鋼以?xún)?nèi)的鋼,稱(chēng)為在強(qiáng)稱(chēng)為在強(qiáng) 酸、強(qiáng)堿介質(zhì)中使用的不銹鋼。酸、強(qiáng)堿介質(zhì)中使用的不銹鋼。 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 3金屬腐蝕的機(jī)理金屬腐蝕的機(jī)理. 金屬腐蝕的種類(lèi)金屬腐蝕的種類(lèi): 1)化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕: 金屬與介質(zhì)金屬與介質(zhì) ( 干燥氣體和干燥氣體和 非電解質(zhì)溶液非電解質(zhì)溶液 ) 發(fā)生化學(xué)發(fā)生化學(xué) 反應(yīng)而產(chǎn)生的腐蝕。反應(yīng)而產(chǎn)生的腐蝕。 例如例如:高溫氧化、脫碳等。高溫氧化、脫碳等。 2)電化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕:金屬與介質(zhì)金屬與介質(zhì) ( 電解質(zhì)溶電解質(zhì)溶 液液,即酸、堿、鹽溶液即酸、堿、鹽溶液 ) 發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生發(fā)

41、生電化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生 的腐蝕。的腐蝕。 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 電化學(xué)腐蝕過(guò)程示意圖電化學(xué)腐蝕過(guò)程示意圖 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 珠光體電化學(xué)腐蝕示意圖珠光體電化學(xué)腐蝕示意圖 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 4.金屬的防腐措施金屬的防腐措施: 1)覆蓋層保護(hù)覆蓋層保護(hù): 涂漆、電鍍、發(fā)藍(lán)、磷化等工藝。涂漆、電鍍、發(fā)藍(lán)、磷化等工藝。 2)形成氧化層形成氧化層: 加入合金元素加入合金元素Cr、Al、Si 等等, 形成形成Cr2O3、SiO2、Al2O3等氧化膜。等氧化膜。 3)提高金屬的電極電位提高金屬的電極電位: 加入合金元素加入合金元素Cr、Ni、 Si等等,提高金屬基體的電極電位。提高金屬

42、基體的電極電位。 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 4)使鋼在室溫下呈單相組織使鋼在室溫下呈單相組織: 加入合金元素加入合金元素 Mn、Ni、Co等能擴(kuò)大等能擴(kuò)大 區(qū)區(qū),可在室溫獲得可在室溫獲得奧氏體鋼奧氏體鋼。 加入合金元素加入合金元素 Cr、Mo、W、V、Ti、 Si 等能擴(kuò)大等能擴(kuò)大區(qū)區(qū),可在室溫獲得可在室溫獲得鐵素體鐵素體 鋼。鋼。 5)減少與消除鋼中的各種不均勻現(xiàn)象減少與消除鋼中的各種不均勻現(xiàn)象: 偏析、應(yīng)力、組織等。偏析、應(yīng)力、組織等。 6)犧牲陽(yáng)極保護(hù)陰極犧牲陽(yáng)極保護(hù)陰極 : 鑲嵌一些比金屬鑲嵌一些比金屬 或合金基體電極電位更低的金屬塊?；蚝辖鸹w電極電位更低的金屬塊。 工程材料與熱加

43、工基礎(chǔ)程曉宇 5.化學(xué)成分特點(diǎn)化學(xué)成分特點(diǎn): * 低碳低碳:耐蝕性要求愈高耐蝕性要求愈高,碳含量愈低。碳含量愈低。 * 合金元素合金元素:主加主加Cr。 輔加輔加Ni、Mo、Cu、Ti、 Nb、Mn 等。等。 6.常用的不銹鋼常用的不銹鋼: *馬氏體型不銹鋼馬氏體型不銹鋼 *鐵素體型不銹鋼鐵素體型不銹鋼 *奧氏體型不銹鋼奧氏體型不銹鋼 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 1)馬氏體型不銹鋼馬氏體型不銹鋼 - Cr13型鋼型鋼 化學(xué)成分特點(diǎn)化學(xué)成分特點(diǎn): Wc = 0.1 0.4 % WCr = 13 % 熱處理特點(diǎn)熱處理特點(diǎn):正火正火后的組體是后的組體是馬氏體馬氏體。 牌號(hào)牌號(hào): 1Cr134Cr13

44、 用途用途: 醫(yī)療器械醫(yī)療器械 醫(yī)用鑷子醫(yī)用鑷子 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 1Cr13金相組織圖金相組織圖 1Cr13供貨狀態(tài)組織 ( 化染 ) 580 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 2)鐵素體型不銹鋼鐵素體型不銹鋼 化學(xué)成分特點(diǎn)化學(xué)成分特點(diǎn): Wc = 0.1 %左右左右 WCr = 17 % 熱處理特點(diǎn)熱處理特點(diǎn): 不能進(jìn)行熱處理強(qiáng)化不能進(jìn)行熱處理強(qiáng)化。 牌號(hào)牌號(hào): 1Cr17、1Cr17Ti、1Cr28等。等。 用途用途:化工設(shè)備中要求耐蝕性高、塑化工設(shè)備中要求耐蝕性高、塑 性好、強(qiáng)度低的容器、管道等。性好、強(qiáng)度低的容器、管道等。 鐵素體型不銹鋼的用途鐵素體型不銹鋼的用途 硝酸生產(chǎn)裝置硝

45、酸生產(chǎn)裝置 合成氨生產(chǎn)裝置合成氨生產(chǎn)裝置 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 3)奧氏體型不銹鋼奧氏體型不銹鋼-18 8型鋼型鋼 化學(xué)成分特點(diǎn)化學(xué)成分特點(diǎn): Wc = 0.08 0.14 % WCr = 1719 % WNi = 811 % Cu、Ti、Mo等。等。 加工特點(diǎn)加工特點(diǎn):不能進(jìn)行熱處理強(qiáng)化不能進(jìn)行熱處理強(qiáng)化,只能只能 冷塑性變形強(qiáng)化。冷塑性變形強(qiáng)化。 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 熱處理特點(diǎn)熱處理特點(diǎn):固溶處理固溶處理;穩(wěn)定化處理穩(wěn)定化處理; 消除應(yīng)力退火。消除應(yīng)力退火。 牌號(hào)牌號(hào): 0Cr18Ni9、1Cr18Ni9、 0Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni9Ti 用途用途: 化工容器、管

46、道等?；と萜鳌⒐艿赖?。 大型化工儲(chǔ)罐大型化工儲(chǔ)罐(304)(304) 管板換熱器管板換熱器 ( 304 ) 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 1Cr18Ni9Ti固溶處理組織金相圖固溶處理組織金相圖 1Cr18Ni9Ti固溶處理組織 580 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 二二.耐熱鋼耐熱鋼 1.定義定義:在高溫下具有抗氧化性和高溫在高溫下具有抗氧化性和高溫 強(qiáng)度的特殊鋼。強(qiáng)度的特殊鋼。 2.性能要求性能要求 抗氧化性抗氧化性 ( 熱穩(wěn)定性熱穩(wěn)定性 ) 高溫強(qiáng)度高溫強(qiáng)度 ( 熱強(qiáng)性熱強(qiáng)性 ) 蠕變強(qiáng)度蠕變強(qiáng)度 持久強(qiáng)度持久強(qiáng)度 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 3.提高鋼的耐熱性的途徑提高鋼的耐熱性的途徑:

47、 加入合金元素加入合金元素Cr、Si、Al等等,在在 鋼的表面形成穩(wěn)定、致密的氧化膜。鋼的表面形成穩(wěn)定、致密的氧化膜。 4.提高鋼的耐熱性的途徑提高鋼的耐熱性的途徑: 1)固溶強(qiáng)化固溶強(qiáng)化:加入加入W、Mo、 Nb、Ti、 V等元素強(qiáng)化基體等元素強(qiáng)化基體;提高再結(jié)晶溫度。提高再結(jié)晶溫度。 2)彌散強(qiáng)化彌散強(qiáng)化:加入加入Nb、V、Ti等元素形等元素形 成碳化物成碳化物,在晶內(nèi)彌散析出在晶內(nèi)彌散析出,阻礙位錯(cuò)阻礙位錯(cuò) 的滑移的滑移,提高塑變抗力。提高塑變抗力。 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 5.鋼種及鋼種及 用途用途 抗氧化鋼抗氧化鋼 ( 不起皮鋼不起皮鋼 ) : 奧氏體型鋼奧氏體型鋼1Cr18Ni9Ti等等, 工作溫度工作溫度 850。 熱強(qiáng)鋼熱強(qiáng)鋼 珠光體型珠光體型 16Mo， 工作溫度工作溫度 600。 馬氏體型馬氏體型1Cr13， 工作溫度工作溫度 600。 奧氏體型奧氏體型18-8型，型， 工作溫度工作溫度 850。 工程材料與熱加工基礎(chǔ)程曉宇 耐耐 熱熱 鋼鋼 的的 用用 途途 發(fā)動(dòng)機(jī)葉片發(fā)動(dòng)機(jī)葉片 航空發(fā)動(dòng)機(jī)航空發(fā)動(dòng)機(jī) 汽輪機(jī)葉片汽輪機(jī)葉片 汽車(chē)閥門(mén)汽車(chē)閥門(mén) 三三.耐磨鋼耐磨鋼( wear-resistant steel ) 1.定義定義:在強(qiáng)烈沖擊載荷作用下發(fā)生沖擊形變硬化的高錳鋼。在強(qiáng)烈沖擊載荷作用下發(fā)生沖擊形變硬化