8 西華大學(xué),工程材料,期末考試總復(fù)習(xí)工業(yè)用鋼

1、8 8 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼8.1 8.1 碳素鋼碳素鋼8.2 8.2 合金元素在鋼中的作用合金元素在鋼中的作用8.3 8.3 合金結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼8.4 8.4 合金工具鋼合金工具鋼8.5 8.5 特殊性能鋼特殊性能鋼鋼的分類：鋼的分類： 1）按化學(xué)成分分按化學(xué)成分分 中碳鋼中碳鋼 0.250.6%C高碳鋼高碳鋼 0.6%C低碳鋼低碳鋼 0.25%C低合金鋼低合金鋼 合金元素總量合金元素總量 5%中合金鋼中合金鋼 合金元素總量合金元素總量 510%高合金鋼高合金鋼 合金元素總量合金元素總量 10%碳素鋼碳素鋼合金鋼合金鋼2）按質(zhì)量分（）按質(zhì)量分（S、P含量）：普通質(zhì)量鋼；優(yōu)質(zhì)鋼；含量）：普通質(zhì)量

2、鋼；優(yōu)質(zhì)鋼；高級優(yōu)質(zhì)鋼；特級優(yōu)質(zhì)鋼。高級優(yōu)質(zhì)鋼；特級優(yōu)質(zhì)鋼。3）按用途分）按用途分 工程用鋼工程用鋼 建筑、橋梁、船舶、車輛建筑、橋梁、船舶、車輛滲滲 碳碳 鋼鋼調(diào)調(diào) 質(zhì)質(zhì) 鋼鋼彈彈 簧簧 鋼鋼滾動軸承鋼滾動軸承鋼機器用鋼機器用鋼結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu) 鋼鋼刃具鋼刃具鋼模具鋼模具鋼量具鋼量具鋼工工 具具 鋼鋼不銹鋼不銹鋼耐熱鋼耐熱鋼 耐磨鋼耐磨鋼特特 殊殊 性性能能 鋼鋼擠壓模具擠壓模具4）按冶煉方法分）按冶煉方法分平爐鋼平爐鋼轉(zhuǎn)爐鋼轉(zhuǎn)爐鋼電爐鋼電爐鋼 按按 爐爐 別別 分分沸騰鋼：沸騰鋼：脫氧不充分，澆注時脫氧不充分，澆注時C C與與OO反應(yīng)發(fā)反應(yīng)發(fā)鎮(zhèn)靜鋼：鎮(zhèn)靜鋼：脫氧充分，組織致密，成材率低。脫氧充分

3、，組織致密，成材率低。半鎮(zhèn)靜鋼：半鎮(zhèn)靜鋼：介于前兩者之間。介于前兩者之間。生生沸騰。這種鋼成材率高，但不致密。沸騰。這種鋼成材率高，但不致密。按脫氧程度分按脫氧程度分特殊鎮(zhèn)靜鋼特殊鎮(zhèn)靜鋼5）按金相組織分）按金相組織分珠光體鋼珠光體鋼貝氏體鋼貝氏體鋼馬氏體鋼馬氏體鋼鐵素體鋼鐵素體鋼奧氏體鋼奧氏體鋼萊氏體鋼萊氏體鋼 按正火組織分按正火組織分亞共析鋼亞共析鋼共共 析析 鋼鋼過共析鋼過共析鋼 按退火組織分按退火組織分8.1 8.1 碳素鋼碳素鋼1.1.碳素鋼的成分碳素鋼的成分成分成分 w(C) 2.11% 鋼中的雜質(zhì)一般是指鋼中的雜質(zhì)一般是指Mn、Si、P、S等。是由原料帶入或脫氧等。是由原料帶入或脫

4、氧殘留的元素。殘留的元素。 Mn： 0.8%時為雜質(zhì)時為雜質(zhì), 是有益元素。作用為：是有益元素。作用為： 強化鐵素體；強化鐵素體； 消除硫的有害作用。消除硫的有害作用。 Si ： 0.5%時為雜質(zhì)，是有益元素。作用為：時為雜質(zhì)，是有益元素。作用為： 強化鐵素體；強化鐵素體； 增加鋼液流動性。增加鋼液流動性。 S ：是有害元素。導(dǎo)致鋼是有害元素。導(dǎo)致鋼熱脆，熱脆，應(yīng)控制在應(yīng)控制在0.045%以下。以下。P ：也是有害元素。導(dǎo)致鋼也是有害元素。導(dǎo)致鋼冷脆，冷脆，一般控制在一般控制在0.045%以下。以下。O、N、H 強度、塑性、韌性強度、塑性、韌性（1）普通碳素結(jié)構(gòu)鋼）普通碳素結(jié)構(gòu)鋼Q+最低屈服強

5、度值最低屈服強度值+質(zhì)量等級符質(zhì)量等級符號號脫氧方法符號脫氧方法符號Q表示表示“屈服強度屈服強度”；屈服強度值；屈服強度值單位是單位是MPa；質(zhì)量等級符號為質(zhì)量等級符號為A、B、C、D、E。由由A到到E，其，其P、S含量依次下降，含量依次下降，質(zhì)量提高。質(zhì)量提高。脫氧方法符號脫氧方法符號: 沸騰鋼沸騰鋼F；鎮(zhèn)靜；鎮(zhèn)靜鋼鋼Z；半鎮(zhèn)靜鋼；半鎮(zhèn)靜鋼b；特殊鎮(zhèn)靜；特殊鎮(zhèn)靜鋼鋼TZ。如碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號表示為如碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號表示為Q235AF、Q235BZ。2.碳素鋼的牌號及用途碳素鋼的牌號及用途表表 普通碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號和化學(xué)成分普通碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號和化學(xué)成分(GB/T700-1988)(GB/T700-

6、1988)牌號牌號等級等級化學(xué)成分化學(xué)成分脫氧脫氧方法方法w(C)%w( Mn)%w( Si)%w(S )%w( P)%不大于不大于Q1950.06-0.120.25-0.500.300.0500.045F,b,ZQ215A / B0.09-0.150.25-0.550.300.050 / 0.0450.045F,b,Z Q235 A0.14-0.220.30-0.650.300.0500.045F,b,ZB0.12-0.200.30-0.700.300.0450.045F,b,ZC0.180.35-0.800.300.0400.040ZD0.170.35-0.800.300.0350.035

7、TZQ255A / B0.18-0.280.40-0.700.300.050 / 0.0450.045ZQ2750.28-0.380.50-0.800.350.0500.045Z表表 普通碳素結(jié)構(gòu)鋼的機械性能普通碳素結(jié)構(gòu)鋼的機械性能(GB/T700-1988)(GB/T700-1988)牌牌號號等等級級拉拉 伸伸 試試 驗驗沖擊試驗沖擊試驗屈服點屈服點 s ，MPa抗拉抗拉強度強度 b b / /MPa伸長率伸長率 s , , %溫度溫度V V型沖型沖擊功擊功( (縱向縱向) )J鋼材厚度鋼材厚度( (直徑直徑) )，mm鋼材厚度鋼材厚度( (直徑直徑),), mm16406010015015

8、0164060100150150不小于不小于不小于不小于不小于不小于Q195195315-39033Q215A/B215195175165335-41031292726/20/27Q235A/BC/D235215195185375-46026242221/200/-20/27Q255A/B255235215205410-51024222019/20/27Q275275255235225490-61020181615GB/T700-1988 GB/T700-1988 標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn) GB700-79 GB700-79 標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)成分和力學(xué)性能均須保證化學(xué)成分和力學(xué)性能均須保證 A A 類鋼類鋼 保證

9、力學(xué)性能，保證力學(xué)性能， B B 類鋼類鋼 保證化學(xué)成分，保證化學(xué)成分， C C 類鋼類鋼 保證化學(xué)成分及力學(xué)性能。保證化學(xué)成分及力學(xué)性能。Q195 Q195 A1A1；B1B1Q215Q215 A2A2；C2C2Q235 Q235 A3A3；C3C3Q255 Q255 A4A4；C4C4Q275Q275 C5C5普通碳素結(jié)構(gòu)鋼新、老標(biāo)準(zhǔn)鋼號對照普通碳素結(jié)構(gòu)鋼新、老標(biāo)準(zhǔn)鋼號對照用途：鋼板、鋼筋、型鋼等，作橋梁、建筑等構(gòu)件。用途：鋼板、鋼筋、型鋼等，作橋梁、建筑等構(gòu)件。 熱處理：不進行專門的熱處理，熱處理：不進行專門的熱處理，熱軋空冷（正火態(tài)）態(tài)下使用熱軋空冷（正火態(tài)）態(tài)下使用。 使用狀態(tài)組織：

10、使用狀態(tài)組織：SF成分：成分：0.4%C, P、S量及非金屬夾雜較多。量及非金屬夾雜較多。性能：可焊性、塑性好。性能：可焊性、塑性好。（2）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼）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。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。如如 45 鋼，鋼，含含C量為量為 45 / 10000 = 0.45 % 。 表表 優(yōu)質(zhì)碳素鋼的化學(xué)成分和性能優(yōu)質(zhì)碳素鋼的化學(xué)成分和性能鋼號鋼號化學(xué)成分，化學(xué)成分，% s ，MPaCMnSiSP08F10203540455060650.05-0.110.07-0.130.17-0.230.32-0.390.3

11、7-0.440.42-0.500.47-0.550.57-0.650.62-0.700.25-0.500.35-0.650.35-0.650.50-0.800.50-0.800.50-0.800.50-0.800.50-0.800.50-0.800.030.17-0.370.17-0.370.17-0.370.17-0.370.17-0.370.17-0.370.17-0.370.17-0.370.0350.0350.0350.0350.0350.0350.0350.0350.0350.0350.0350.0350.0350.0350.0350.0350.0350.03517520524531

12、5335355375400420( (摘自摘自GB/T699-1999)GB/T699-1999)較重要的零件，如齒輪、軸、連桿、彈簧等。較重要的零件，如齒輪、軸、連桿、彈簧等。 08F鋼：塑性好，可制造冷沖壓零件。最終熱處理：熱軋空冷（正火態(tài)），鋼：塑性好，可制造冷沖壓零件。最終熱處理：熱軋空冷（正火態(tài)），最終組織：最終組織：SF。 10、20鋼：為碳素滲碳鋼。最終熱處理：滲碳淬火低溫回火。最終組鋼：為碳素滲碳鋼。最終熱處理：滲碳淬火低溫回火。最終組織：表面為回火織：表面為回火M粒狀粒狀CmA，心部為回火，心部為回火MF（淬透）或（淬透）或TF（完（完全未淬透）。全未淬透）。 3550鋼：為

13、碳素調(diào)質(zhì)鋼。最終熱處理：調(diào)質(zhì)。最終組織：回火鋼：為碳素調(diào)質(zhì)鋼。最終熱處理：調(diào)質(zhì)。最終組織：回火S。 60、65鋼：為碳素彈簧鋼。最終熱處理：淬火中溫回火。最終組織：回鋼：為碳素彈簧鋼。最終熱處理：淬火中溫回火。最終組織：回火火T。（3）碳素工具鋼）碳素工具鋼牌號牌號 :T +12位數(shù)字（位數(shù)字（A）。）。T表示表示“碳素工具鋼碳素工具鋼” ，數(shù)字表示平均含碳，數(shù)字表示平均含碳量的千分之一，量的千分之一，A表示高級優(yōu)質(zhì)（碳素工具鋼無普通鋼）表示高級優(yōu)質(zhì)（碳素工具鋼無普通鋼）。如。如T8其平均含其平均含碳量為千分之八碳量為千分之八(0.8%C)。鋼號鋼號C, %Mn, %Si, %S, %P, %

14、退火后退火后HBS, 水冷淬火水冷淬火溫度，溫度，T7T8T8MnT9T10MnT10T12T130.65-0.740.75-0.840.80-0.900.85-0.940.95-1.040.95-1.041.15-1.241.25-1.350.400.400.40-0.600.400.40-0.600.400.400.400.350.350.350.350.35 0.35 0.350.350.0300.0300.0300.0300.0300.0300.0300.0300.0350.0350.0350.0350.0350.0350.0350.03518718718719219207207217

15、800-820780-800780-800760-780760-780760-780760-780760-780表碳素工具鋼的化學(xué)成分和性能表碳素工具鋼的化學(xué)成分和性能( (摘自摘自GB/T1298-1986)GB/T1298-1986) 成分特點：成分特點：高碳高碳(0.651.35%C)，隨含碳量提高，碳化物量增加，耐磨性，隨含碳量提高，碳化物量增加，耐磨性提高，但韌性下降。提高，但韌性下降。 預(yù)備熱處理：正火球化退火預(yù)備熱處理：正火球化退火 球化退火目的：球化退火目的： 降低硬度降低硬度, 便于加便于加工工; 為淬火作組織準(zhǔn)備。為淬火作組織準(zhǔn)備。 最終熱處理：淬火最終熱處理：淬火 + 低

16、溫回火低溫回火 使用狀態(tài)組織：回火使用狀態(tài)組織：回火M 粒狀粒狀Fe3C + A 由于碳素鋼熱硬性、淬透性差由于碳素鋼熱硬性、淬透性差，只用于制造小尺寸的手工工具和低速刃，只用于制造小尺寸的手工工具和低速刃具。具。lT7T8：制造承受沖擊的工具，如木工：制造承受沖擊的工具，如木工工具：沖子、鑿子、錘子等。工具：沖子、鑿子、錘子等。lT9T11：制造承受較小沖擊的工具，如：制造承受較小沖擊的工具，如鉆頭、絲錐、鋸條、車刀等。鉆頭、絲錐、鋸條、車刀等。lT12T13：制造不受沖擊的耐磨工具，：制造不受沖擊的耐磨工具，如銼刀、刮刀等刃具及量規(guī)、樣套等量具。如銼刀、刮刀等刃具及量規(guī)、樣套等量具。球狀珠

17、光體球狀珠光體T12鋼正常淬火組織鋼正常淬火組織8.2 8.2 合金元素在鋼中的作用合金元素在鋼中的作用1.1.合金元素與鐵、碳的相互作用合金元素與鐵、碳的相互作用 合金元素在鋼中的存在形態(tài)合金元素在鋼中的存在形態(tài):溶入鐵素體，奧氏體和馬氏體中，以固溶體的溶質(zhì)形式存在。溶入鐵素體，奧氏體和馬氏體中，以固溶體的溶質(zhì)形式存在。（有利）（有利） 形成強化相，形成碳化物或金屬間化合物。（有利）形成強化相，形成碳化物或金屬間化合物。（有利） 形成非金屬夾雜物，如氧化物（形成非金屬夾雜物，如氧化物（SiO2等）、氮化物和硫化等）、氮化物和硫化物（物（MnS、FeS等）。（有害、盡量減少）等）。（有害、盡量

18、減少） 以游離態(tài)存在，如以游離態(tài)存在，如C以石墨狀態(tài)存在。（一般也有害）以石墨狀態(tài)存在。（一般也有害） 元素以哪種形式存在，取決于元素的種類、含量、冶煉方法及元素以哪種形式存在，取決于元素的種類、含量、冶煉方法及熱處理工藝等。熱處理工藝等。（1）溶于鐵中）溶于鐵中 產(chǎn)生固溶強化。產(chǎn)生固溶強化。 合金元素可以改變鐵的同素異晶轉(zhuǎn)變溫度合金元素可以改變鐵的同素異晶轉(zhuǎn)變溫度A3（ ）和）和A4（ ），從而使），從而使“Fe-Me”二二元相圖出現(xiàn)擴大元相圖出現(xiàn)擴大相區(qū)和縮小相區(qū)和縮小相區(qū)兩個大類型，相區(qū)兩個大類型，每個大類再分為兩小類，合金元素也可依此類每個大類再分為兩小類，合金元素也可依此類型分為奧氏

19、體形成元素和鐵素體形成元素兩大型分為奧氏體形成元素和鐵素體形成元素兩大類。類。奧氏體穩(wěn)定化元素奧氏體穩(wěn)定化元素它們使它們使A3點降低，點降低，A4點升高，在較寬的成分范圍內(nèi)，促點升高，在較寬的成分范圍內(nèi)，促使奧氏體形成，即擴大了使奧氏體形成，即擴大了相區(qū)，這類合金元素都有能與相區(qū)，這類合金元素都有能與- Fe形成固溶體，依擴大形成固溶體，依擴大相區(qū)的程度可分為兩小類。相區(qū)的程度可分為兩小類。a、無限擴大、無限擴大相區(qū)的元素：有錳、鎳、鈷等。它們與相區(qū)的元素：有錳、鎳、鈷等。它們與- Fe形成無限固溶體與形成無限固溶體與- Fe形成有限固溶體。當(dāng)合金元素超過形成有限固溶體。當(dāng)合金元素超過某一限量

20、后，可在室溫得到穩(wěn)定的某一限量后，可在室溫得到穩(wěn)定的相。相。b、有限擴大、有限擴大相區(qū)的元素，有碳、氮、銅、鋅、金、它相區(qū)的元素，有碳、氮、銅、鋅、金、它們與們與- Fe形成有限的固溶體，與形成有限的固溶體，與- Fe形成更加有限的固溶體。形成更加有限的固溶體。 鐵素體穩(wěn)定化元素鐵素體穩(wěn)定化元素它們使它們使A3點升高，點升高，A4點降低，在較寬的成分范圍內(nèi)，促點降低，在較寬的成分范圍內(nèi)，促進鐵素體形成，依縮小進鐵素體形成，依縮小相區(qū)的程度又分為兩小類。相區(qū)的程度又分為兩小類。a、封閉、封閉相區(qū)，無限擴大相區(qū)，無限擴大a相區(qū)的元素：有相區(qū)的元素：有Cr、V（與（與- Fe無限互溶）銅、鎢、鈦、硅

21、、鋁、磷、鈹（與無限互溶）銅、鎢、鈦、硅、鋁、磷、鈹（與- Fe有限互有限互溶），使溶），使相區(qū)縮小到一個很小的面積，形成由相區(qū)縮小到一個很小的面積，形成由+兩相區(qū)封兩相區(qū)封閉的閉的相圈。相圈。b、縮小、縮小相區(qū)的元素，有硼、鈮、鉭、鋯等，這類元素相區(qū)的元素，有硼、鈮、鉭、鋯等，這類元素與與- Fe和和- Fe均形成有限固溶體，使均形成有限固溶體，使相區(qū)縮小，但并未完相區(qū)縮小，但并未完全封閉。全封閉。（2）形成碳化物）形成碳化物合金元素與碳鋼的相互作用主要在于是否易于形成合金元素與碳鋼的相互作用主要在于是否易于形成碳化物，或者形成碳化物傾向性的大小，碳化物，或者形成碳化物傾向性的大小，碳化物是

22、鋼中碳化物是鋼中最重要的強化相最重要的強化相，對于決定鋼的組織和性能具有極其重，對于決定鋼的組織和性能具有極其重要的意義。要的意義。合金元素按照與合金元素按照與C的相互作用，可分為兩大類：的相互作用，可分為兩大類：（1）非碳化物形成元素：包括）非碳化物形成元素：包括Ni，Co、Al、Cu、Si、N、P、S等。它們不能與碳相互作用而形成碳化物，等。它們不能與碳相互作用而形成碳化物，但可溶入但可溶入Fe中形成固溶體，或者形成金屬間化合物等中形成固溶體，或者形成金屬間化合物等其它化合物，其中硅反而能起促進碳化物化解（石墨化）其它化合物，其中硅反而能起促進碳化物化解（石墨化）的作用。的作用。（2）碳化

23、物形成元素：）碳化物形成元素：Fe、Mn、Cr、W、Mo、V、Er、Wb、Ti、Ta等。它們均可與碳作用在鋼中形等。它們均可與碳作用在鋼中形成成C化物，它們均屬于元素周期表中的過渡族元素。化物，它們均屬于元素周期表中的過渡族元素。按照按照C化物形成元素所形成的碳化物穩(wěn)定程度由強到弱排序化物形成元素所形成的碳化物穩(wěn)定程度由強到弱排序為：為：Zr，Ti，Nb，V，W，Mo，Cr，Mn，F(xiàn)eZr，Ti，Nb，V強碳化物形成元素。碳化物的穩(wěn)定性、強碳化物形成元素。碳化物的穩(wěn)定性、熔點、硬度、耐磨性高，如熔點、硬度、耐磨性高，如TiC、VC等。等。 W，Mo，Cr中等強度碳化物形成元素。中等強度碳化物形

24、成元素。碳化物的穩(wěn)定碳化物的穩(wěn)定性、熔點、硬度、耐磨性較高，如性、熔點、硬度、耐磨性較高，如W2C等。等。Mn，F(xiàn)e弱碳化物形成元素（但弱碳化物形成元素（但Mn極易溶入極易溶入Fe3C中，無中，無獨立碳化物出現(xiàn)）。獨立碳化物出現(xiàn)）。碳化物的穩(wěn)定性、熔點、硬度、耐磨性較低，碳化物的穩(wěn)定性、熔點、硬度、耐磨性較低，如如Fe3C等。等。碳化物的特性：碳化物的特性：（1）硬度高比相應(yīng)的純金屬高出數(shù)十倍上百倍。）硬度高比相應(yīng)的純金屬高出數(shù)十倍上百倍。（2）熔點高：特別是）熔點高：特別是MeX型和型和Me2X型碳化物，熔點約型碳化物，熔點約3000左右。左右。碳化物硬高愈高，熔點愈高，穩(wěn)定性愈強，碳化物的

25、穩(wěn)定性碳化物硬高愈高，熔點愈高，穩(wěn)定性愈強，碳化物的穩(wěn)定性由弱到強的順序是：由弱到強的順序是：Fe3C，M23C6，M6C，M2C，MC2.2.合金元素對合金元素對Fe - FeFe - Fe3 3C C相圖的影響相圖的影響Fe - Fe3C相圖是對碳素鋼進行熱處理時選擇相圖是對碳素鋼進行熱處理時選擇加熱溫度的依據(jù)。合金鋼實質(zhì)上是三元或多元合加熱溫度的依據(jù)。合金鋼實質(zhì)上是三元或多元合金，應(yīng)建立三元或多元合金相圖，作為研究合金金，應(yīng)建立三元或多元合金相圖，作為研究合金鋼中相和組織轉(zhuǎn)變的基礎(chǔ)，但是三元合金相圖，鋼中相和組織轉(zhuǎn)變的基礎(chǔ)，但是三元合金相圖，尤其是多元合金相圖研究得很少。實際上，仍以尤其

26、是多元合金相圖研究得很少。實際上，仍以“Fe C”二元合金相圖為基礎(chǔ)，考慮合金元素二元合金相圖為基礎(chǔ)，考慮合金元素對對Fe - Fe3C相圖的影響。相圖的影響。（1）對奧氏體相區(qū)的影響）對奧氏體相區(qū)的影響 1）奧氏體形成元素（）奧氏體形成元素（Mn、Ni、Co）：隨其含量的增加，）：隨其含量的增加，使使A1、A3點下降，點下降，A4點上升。點上升。當(dāng)當(dāng)Mn 13%或或Ni 9%時，時，S點點降到降到0以下，室溫下為單相以下，室溫下為單相奧氏體組織，稱奧氏體鋼。奧氏體組織，稱奧氏體鋼。 2）鐵素體形成元素（）鐵素體形成元素（Cr、W、Mo、V、Ti、Si等）：隨等）：隨其含量的增加，其含量的增加

27、，使使A1、A3點上點上升，升，A4點下降。當(dāng)點下降。當(dāng)Cr 13%時，時，奧氏體相區(qū)消失，室溫下為單奧氏體相區(qū)消失，室溫下為單相鐵素體組織，稱鐵素體鋼。相鐵素體組織，稱鐵素體鋼。（2）對）對Fe - FeFe - Fe3 3C C相圖相圖臨界點（臨界點（S和和E點）的影響點）的影響1）對共析點碳濃度的影響）對共析點碳濃度的影響 所有合金元素均使所有合金元素均使S點左移，這意味著共析點的碳濃度移向低點左移，這意味著共析點的碳濃度移向低碳方向，使共析體中的含碳量降低，即合金鋼中含碳量不到碳方向，使共析體中的含碳量降低，即合金鋼中含碳量不到0.77%，就屬于過共析鋼，而有，就屬于過共析鋼，而有Fe

28、3C析出，例如析出，例如Wc=0.4%的的4Cr13鋼已不是亞共析鋼，而是過共析鋼了。鋼已不是亞共析鋼，而是過共析鋼了。 共析體中的含碳量降低還表明，合金鋼加熱至略高于共析體中的含碳量降低還表明，合金鋼加熱至略高于Ac1點時，點時，所得到的奧氏體中的含碳量總比碳鋼低。所得到的奧氏體中的含碳量總比碳鋼低。2）對共晶產(chǎn)物碳濃度的影響：）對共晶產(chǎn)物碳濃度的影響： 所有的合金元素也均使所有的合金元素也均使E點左移，這意味著出現(xiàn)共晶產(chǎn)物一萊點左移，這意味著出現(xiàn)共晶產(chǎn)物一萊氏體的含碳量從氏體的含碳量從2.11% 向低碳方向移動，合金鋼中含碳量不到向低碳方向移動，合金鋼中含碳量不到2%，就會出現(xiàn)共晶萊氏體。

29、，就會出現(xiàn)共晶萊氏體。 例如：高速鋼和鉻模具鋼的鑄態(tài)組織中，就出現(xiàn)了合金萊氏例如：高速鋼和鉻模具鋼的鑄態(tài)組織中，就出現(xiàn)了合金萊氏體，體，W18Cr4V的的Wc=0.7%-0.8%。3.3.合金元素對鋼熱處理的影響合金元素對鋼熱處理的影響 合金元素對鋼熱處理的影響主要表現(xiàn)在對加熱、冷卻和回火過程中相變的合金元素對鋼熱處理的影響主要表現(xiàn)在對加熱、冷卻和回火過程中相變的影響。影響。（1）合金元素對加熱時組織轉(zhuǎn)變的影響）合金元素對加熱時組織轉(zhuǎn)變的影響 合金元素將影響合金元素將影響加熱時奧氏體的形成速度和奧氏體晶粒的大小加熱時奧氏體的形成速度和奧氏體晶粒的大小。 1）對奧氏體形成速度的影響）對奧氏體形成

30、速度的影響 碳化物形成元素，形成難溶于碳化物形成元素，形成難溶于A的合金碳化物，阻礙碳的擴散，減慢的合金碳化物，阻礙碳的擴散，減慢A形形成速度；非碳化物形成元素成速度；非碳化物形成元素Ni，Co增大碳的擴散速度，增大奧氏體形成速度。增大碳的擴散速度，增大奧氏體形成速度。 2）對奧氏體晶粒大小的影響）對奧氏體晶粒大小的影響 大多數(shù)合金元素都有阻止大多數(shù)合金元素都有阻止A晶粒長大的作用（這也是鋼中加入合金元素的晶粒長大的作用（這也是鋼中加入合金元素的一個主要目的），碳化物形成元素的作用最明顯，故在同樣的加熱條件下，一個主要目的），碳化物形成元素的作用最明顯，故在同樣的加熱條件下，合金鋼的組織較細，

31、性能較高。合金鋼的組織較細，性能較高。合金元素對奧氏體晶粒長大的影響可歸納為：強烈阻止晶粒長大的元素：強烈阻止晶粒長大的元素：V、Ti、Nb、Zr、Al（少量）；（少量）；中等阻礙晶粒長大的元素：中等阻礙晶粒長大的元素：W、Mo、Cr；對晶粒長大影響不大的元素：對晶粒長大影響不大的元素：Si、Ni、Cu；促進促進A晶粒長大的元素：晶粒長大的元素：Mn、P、B、N。（2）合金元素對過冷奧氏體分解轉(zhuǎn)變的影響）合金元素對過冷奧氏體分解轉(zhuǎn)變的影響 除除Co外，凡外，凡溶入奧氏體溶入奧氏體（否則未溶碳化物或夾雜物將起非均質(zhì)晶核的作否則未溶碳化物或夾雜物將起非均質(zhì)晶核的作用，促進過冷奧氏體轉(zhuǎn)變，使用，促進

32、過冷奧氏體轉(zhuǎn)變，使C曲線左移）曲線左移）的合金元素均增大過冷的合金元素均增大過冷A的穩(wěn)定性，的穩(wěn)定性，使使C曲線右移，推遲曲線右移，推遲P類型的轉(zhuǎn)變，即提高鋼的淬透性（鋼中加入合金元素的類型的轉(zhuǎn)變，即提高鋼的淬透性（鋼中加入合金元素的主要目的之一）。主要目的之一）。 對對C曲線的影響（曲線的影響（TTT圖，等溫轉(zhuǎn)變圖）圖，等溫轉(zhuǎn)變圖） 1）非碳化物形成元素，只改變）非碳化物形成元素，只改變C曲線的位置，不改變曲線的位置，不改變C曲線的形狀。曲線的形狀。 2）碳化物形成元素，既改變）碳化物形成元素，既改變C曲線的位置，也改變曲線的位置，也改變C曲線的形狀。使珠光曲線的形狀。使珠光體轉(zhuǎn)變和貝氏體轉(zhuǎn)

33、變分開。體轉(zhuǎn)變和貝氏體轉(zhuǎn)變分開。對馬氏體轉(zhuǎn)變的影響對馬氏體轉(zhuǎn)變的影響 除除Co，Al外外 ，大多數(shù)固溶于奧氏體的合金元素均使，大多數(shù)固溶于奧氏體的合金元素均使MS和和Mf點降低，按其影響程度由強到弱排序為：點降低，按其影響程度由強到弱排序為： C，Mn，Cr，Ni，Mo，W，Si 意義：意義：Ms點越低，淬火鋼中馬氏體的轉(zhuǎn)變量越少，殘余奧氏點越低，淬火鋼中馬氏體的轉(zhuǎn)變量越少，殘余奧氏體數(shù)量越多，體數(shù)量越多，相同含碳量下，合金鋼中的殘余奧氏體比碳鋼多。相同含碳量下，合金鋼中的殘余奧氏體比碳鋼多。殘余奧氏體過多，鋼的硬度下降。減少殘余奧氏體的方法：殘余奧氏體過多，鋼的硬度下降。減少殘余奧氏體的方法

34、：冷冷處理（冷至處理（冷至Mf點以下）或多次回火。點以下）或多次回火。（3）合金元素對淬火鋼回火轉(zhuǎn)變的影響）合金元素對淬火鋼回火轉(zhuǎn)變的影響 1)提高提高回火穩(wěn)定性回火穩(wěn)定性：淬火鋼在回火過程中抵抗硬度下降的能力。淬火鋼在回火過程中抵抗硬度下降的能力。 合金元素能阻礙馬氏體分解及碳化物的析出與聚集。合金元素能阻礙馬氏體分解及碳化物的析出與聚集。含碳化含碳化物形成元素的合金鋼，在相同溫度回火，硬度下降較慢，即具物形成元素的合金鋼，在相同溫度回火，硬度下降較慢，即具有較高的回火硬度；保持相同的硬度，此類合金鋼需在較高溫有較高的回火硬度；保持相同的硬度，此類合金鋼需在較高溫度下回火，內(nèi)應(yīng)力消除較徹底，

35、其塑、韌性較碳鋼高。度下回火，內(nèi)應(yīng)力消除較徹底，其塑、韌性較碳鋼高。 提高回火穩(wěn)定性作用較強的元素：提高回火穩(wěn)定性作用較強的元素：V、Si、Mo、W、Ni、Mn等。等。 2)二次硬化二次硬化：鋼在回火時出現(xiàn)硬度回升的現(xiàn)象。：鋼在回火時出現(xiàn)硬度回升的現(xiàn)象。 原因原因1：特殊碳化物的析出：含有較多強碳化物形成元素的鋼，：特殊碳化物的析出：含有較多強碳化物形成元素的鋼，在在500600回火時，從回火時，從M中析出了高度彌散分布的特殊碳化物，中析出了高度彌散分布的特殊碳化物，如如WC、W2C、VC等，實質(zhì)是彌散硬化；等，實質(zhì)是彌散硬化； 原因原因2：殘余：殘余A的轉(zhuǎn)變：隨特殊碳化物的析出，殘余的轉(zhuǎn)變：

36、隨特殊碳化物的析出，殘余A中碳和中碳和合金元素的濃度降低，提高了合金元素的濃度降低，提高了Ms點，隨后冷卻時部分轉(zhuǎn)變?yōu)辄c，隨后冷卻時部分轉(zhuǎn)變?yōu)镸。 產(chǎn)生二次硬化作用顯著的元素：產(chǎn)生二次硬化作用顯著的元素：W、Mo、V。 3)增大回火脆性：增大回火脆性： 第一類回火脆性（低溫回火脆性第一類回火脆性（低溫回火脆性/不可逆回火脆性）：不可逆回火脆性）：250400產(chǎn)生。回火時應(yīng)避開這一溫度范圍。產(chǎn)生。回火時應(yīng)避開這一溫度范圍。 第二類回火脆性（高溫回火脆性第二類回火脆性（高溫回火脆性/可逆回火脆性）：可逆回火脆性）：450600回火后緩冷產(chǎn)生?；鼗鸷缶徖洚a(chǎn)生?；鼗鸷罂炖洳怀霈F(xiàn)?；鼗鸷罂炖洳怀霈F(xiàn)。 原

37、因：原因：Si、Mn、Ni、Cr等促進等促進P、Sn、Te等雜質(zhì)元素在原等雜質(zhì)元素在原A晶界偏聚，使鋼在晶界偏聚，使鋼在450600范圍回火后緩冷時出現(xiàn)高溫回火范圍回火后緩冷時出現(xiàn)高溫回火脆性。脆性。 防止和減輕措施：小件快冷；大截面零件，加防止和減輕措施：小件快冷；大截面零件，加W、Mo等合金等合金元素（元素（W、Mo、Ti等能阻礙雜質(zhì)元素擴散，削弱它們在晶界處等能阻礙雜質(zhì)元素擴散，削弱它們在晶界處的偏聚，減輕回火脆性）。的偏聚，減輕回火脆性）。4.4.合金元素對鋼的機械性能的影響合金元素對鋼的機械性能的影響（1）鋼的強化機制：）鋼的強化機制：位錯運動的阻力增大，金屬的強度提高。有位錯運動的

38、阻力增大，金屬的強度提高。有4種機制種機制. 固溶強化：溶質(zhì)原子集聚在位錯線周圍，對位錯有固溶強化：溶質(zhì)原子集聚在位錯線周圍，對位錯有“釘扎釘扎”作用，使位錯運動的阻力增大。作用，使位錯運動的阻力增大。 細晶強化（界面強化）：晶界、亞晶界、相界面等都細晶強化（界面強化）：晶界、亞晶界、相界面等都能阻礙位錯的運動，使位錯運動的阻力增大。能阻礙位錯的運動，使位錯運動的阻力增大。 第二相強化（彌散強化、析出強化）：位錯運動遇到第二相強化（彌散強化、析出強化）：位錯運動遇到微小的第二相顆粒時，必須繞過或切過它們，而使位錯微小的第二相顆粒時，必須繞過或切過它們，而使位錯運動的阻力增大。運動的阻力增大。

39、位錯強化（加工強化）：位錯密度增加，位錯運動遇位錯強化（加工強化）：位錯密度增加，位錯運動遇到其它位錯時，要發(fā)生相互交割，產(chǎn)生位錯割階、固定到其它位錯時，要發(fā)生相互交割，產(chǎn)生位錯割階、固定位錯等，使位錯繼續(xù)運動的阻力增大。位錯等，使位錯繼續(xù)運動的阻力增大。（2）合金強化）合金強化Fe單晶單晶s=28MPa，F(xiàn)e多晶多晶s=140MPa，低碳鋼低碳鋼s=180340MPa，b=320600MPa，普通低合金鋼普通低合金鋼b1600MPa，高合金結(jié)構(gòu)鋼高合金結(jié)構(gòu)鋼 b=25003000MPa。合金化提高強度的機制：合金化提高強度的機制：對基體（鐵素體）：固溶強化、細晶強化；對基體（鐵素體）：固溶強

40、化、細晶強化；對第二相：析出強化對第二相：析出強化(顆粒狀顆粒狀)，細晶強化，細晶強化(層片狀層片狀).對鐵素體固溶強化作用明顯的元素：對鐵素體固溶強化作用明顯的元素：C、N、Si、Mn、Cr、Ni、Mo。但固溶強化效果越大，塑、韌性下降越多，但固溶強化效果越大，塑、韌性下降越多，溶質(zhì)原子的濃溶質(zhì)原子的濃度應(yīng)控制，度應(yīng)控制，“少量多元少量多元”比比“單元大量單元大量”效果好效果好.對鐵素體細晶強化作用明顯的元素：對鐵素體細晶強化作用明顯的元素：Al、Nb、V、Ti等，形成難溶細小的第二相質(zhì)點，阻礙等，形成難溶細小的第二相質(zhì)點，阻礙A晶晶界移動，可細化界移動，可細化F晶粒。晶粒。正火、反復(fù)快速正

41、火、反復(fù)快速A化及控制軋制等方法也可細化化及控制軋制等方法也可細化F晶粒晶粒.對鋼的析出強化作用明顯的元素：對鋼的析出強化作用明顯的元素：V、Ti、W、Mo、Nb等：在淬火回火時析出彌散分布的特殊等：在淬火回火時析出彌散分布的特殊碳化物質(zhì)點，使鋼的強度明顯提高。碳化物質(zhì)點，使鋼的強度明顯提高。對第二相細晶強化作用明顯的元素：對第二相細晶強化作用明顯的元素：Cr、Mn、Mo、W、V等，增加過冷等，增加過冷A穩(wěn)定性，使穩(wěn)定性，使C曲線右移，曲線右移，在同樣冷卻條件下，可得細片狀在同樣冷卻條件下，可得細片狀P，達到強化目的。，達到強化目的。對退火狀態(tài)下的鋼：合金元素可細化鐵素體和珠光對退火狀態(tài)下的鋼

42、：合金元素可細化鐵素體和珠光體，但作用不明顯。體，但作用不明顯。對正火狀態(tài)下的鋼：合金元素可細化鐵素體和珠光對正火狀態(tài)下的鋼：合金元素可細化鐵素體和珠光體，但作用明顯增強。體，但作用明顯增強。對淬火、回火狀態(tài)下的鋼：對淬火、回火狀態(tài)下的鋼：4種強化機制均有作用，種強化機制均有作用，強度明顯提高。強度明顯提高。淬火形成淬火形成M時，位錯密度增高；時，位錯密度增高；M形成時，產(chǎn)生了相當(dāng)于晶粒細化的作用；形成時，產(chǎn)生了相當(dāng)于晶粒細化的作用；M中的合金元素也有固溶強化作用；中的合金元素也有固溶強化作用；回火析出的碳化物有析出強化作用?；鼗鹞龀龅奶蓟镉形龀鰪娀饔?。5.5.合金元素對鋼的工藝性能的影響

43、合金元素對鋼的工藝性能的影響 （1）對鑄造性能的影響）對鑄造性能的影響Cr、Mo、V、Ti、Al等在鋼中形成高熔點等在鋼中形成高熔點碳化物或氧化物質(zhì)點，增大鋼的粘度，降低碳化物或氧化物質(zhì)點，增大鋼的粘度，降低流動性，使流動性，使鑄造性能惡化鑄造性能惡化。（2）對塑性加工性能的影響）對塑性加工性能的影響熱加工：合金元素溶入固溶體中，或在鋼中形成碳化物（熱加工：合金元素溶入固溶體中，或在鋼中形成碳化物（Cr、W、Mo），都使鋼的熱變形抗力提高，熱塑性明顯下降。若碳），都使鋼的熱變形抗力提高，熱塑性明顯下降。若碳化物彌散分布，對塑性影響不大（化物彌散分布，對塑性影響不大（Nb、Ti、V）。）。合金元

44、素一般降低鋼的導(dǎo)熱性和使鋼的淬透性提高，增加鋼合金元素一般降低鋼的導(dǎo)熱性和使鋼的淬透性提高，增加鋼熱加工時的開裂傾向。熱加工時的開裂傾向?？偟恼f來，總的說來，合金鋼的熱加工工藝性能比碳鋼要差得多，熱加合金鋼的熱加工工藝性能比碳鋼要差得多，熱加工時加熱和冷卻都要緩慢進行。工時加熱和冷卻都要緩慢進行。冷加工：冷加工：合金元素溶入固溶體中，都提高鋼的冷加工硬化率，合金元素溶入固溶體中，都提高鋼的冷加工硬化率，使鋼變硬、變脆，易開裂或難于繼續(xù)變形。使鋼變硬、變脆，易開裂或難于繼續(xù)變形。碳含量的增高，使鋼的延伸性能變壞，所以，碳含量的增高，使鋼的延伸性能變壞，所以，冷沖壓鋼都是冷沖壓鋼都是低碳鋼低碳鋼。

45、Si、Cr、V、Cu等降低鋼的深沖性能，等降低鋼的深沖性能，Nb、Ti、Zr和和Re因因能改善碳化物的形態(tài)，從而可提高鋼的沖壓性能。能改善碳化物的形態(tài)，從而可提高鋼的沖壓性能。（3）對焊接性能的影響）對焊接性能的影響焊接性能是指鋼的可焊性和焊接區(qū)的使用性能，焊接性能是指鋼的可焊性和焊接區(qū)的使用性能，主要由焊后開裂的敏感性和焊接區(qū)的硬度來評判。主要由焊后開裂的敏感性和焊接區(qū)的硬度來評判。碳質(zhì)量分數(shù)對鋼的焊接性能影響最大。碳質(zhì)量分數(shù)對鋼的焊接性能影響最大。焊接性能焊接性能好的鋼都是低碳鋼好的鋼都是低碳鋼。合金元素都提高鋼的淬透性，促進脆性組織（馬合金元素都提高鋼的淬透性，促進脆性組織（馬氏體）的形

46、成，使焊接性能變壞。氏體）的形成，使焊接性能變壞。合金元素質(zhì)量分數(shù)合金元素質(zhì)量分數(shù)愈高，焊接性能愈差。愈高，焊接性能愈差。但鋼中含有少量但鋼中含有少量Ti和和V，形成，形成穩(wěn)定的碳化物，使晶粒細化并降低淬透性，可改善鋼穩(wěn)定的碳化物，使晶粒細化并降低淬透性，可改善鋼的焊接性能。的焊接性能。（4）對切削性能的影響）對切削性能的影響切削性能主要表示鋼被切削加工的難易程度和加工切削性能主要表示鋼被切削加工的難易程度和加工表面的質(zhì)量好壞，通常由切削抗力大小、刀具壽命、表面的質(zhì)量好壞，通常由切削抗力大小、刀具壽命、表面光潔度和斷屑性等因素來衡量。表面光潔度和斷屑性等因素來衡量。切削性能與鋼的硬度密切相關(guān)，

47、鋼最適合于切削加切削性能與鋼的硬度密切相關(guān)，鋼最適合于切削加工的硬度范圍為工的硬度范圍為170HB230HB。硬度過低，切削時。硬度過低，切削時易粘刀，易形成刀瘤，加工表面光潔度差；硬度過高，易粘刀，易形成刀瘤，加工表面光潔度差；硬度過高，切削抗力大，刀具易磨損。切削抗力大，刀具易磨損。一般合金鋼的切削性能比碳鋼差一般合金鋼的切削性能比碳鋼差，但適當(dāng)加入，但適當(dāng)加入S、P、Pb等元素可以大大改善鋼的切削性能。等元素可以大大改善鋼的切削性能。（5）對熱處理工藝性能的影響）對熱處理工藝性能的影響熱處理工藝性能反映熱處理的難易程度和熱處理熱處理工藝性能反映熱處理的難易程度和熱處理產(chǎn)生缺陷的傾向。主要

48、包括淬透性、過熱敏感性、回產(chǎn)生缺陷的傾向。主要包括淬透性、過熱敏感性、回火脆化傾向和氧化脫碳傾向等?；鸫嗷瘍A向和氧化脫碳傾向等。合金鋼的淬透性高合金鋼的淬透性高，淬火時可以采用比較緩慢的，淬火時可以采用比較緩慢的冷卻方法，不但操作比較容易，而且可以減少工件的冷卻方法，不但操作比較容易，而且可以減少工件的變形和開裂傾向。變形和開裂傾向。氧化脫碳傾向含氧化脫碳傾向含Si鋼最明顯，其次是含鋼最明顯，其次是含Ni鋼和含鋼和含Mo鋼。加入鋼。加入Mn、Si會增大鋼的過熱敏感性。會增大鋼的過熱敏感性。8.3 8.3 合金結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼分類及編號分類及編號 按用途分類：低合金結(jié)構(gòu)鋼，滲碳鋼，調(diào)質(zhì)鋼，彈按用

49、途分類：低合金結(jié)構(gòu)鋼，滲碳鋼，調(diào)質(zhì)鋼，彈簧鋼，滾動軸承鋼等?；射?，滾動軸承鋼等。編號原則：編號原則： 兩位數(shù)字兩位數(shù)字(0.01%C)+主加合金元素符號主加合金元素符號+該合金元素該合金元素含量含量(1%),合金元素含量合金元素含量1.5%，不標(biāo)含量；高級優(yōu)質(zhì)，不標(biāo)含量；高級優(yōu)質(zhì)鋼，鋼號后加鋼，鋼號后加“A”。例：例：12CrNi3A。 特殊：滾動軸承鋼，特殊：滾動軸承鋼，“G”+Cr+Cr含量含量(0.1%)。滾。滾動軸承鋼均為高級優(yōu)質(zhì)鋼。動軸承鋼均為高級優(yōu)質(zhì)鋼。例：例：GCr15。1.低合金結(jié)構(gòu)鋼低合金結(jié)構(gòu)鋼屬工程構(gòu)件用鋼，較碳素屬工程構(gòu)件用鋼，較碳素結(jié)構(gòu)鋼強度高，又稱低合金高結(jié)構(gòu)鋼強度高

50、，又稱低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼。主要用于制造大強度結(jié)構(gòu)鋼。主要用于制造大型工程構(gòu)件，如：橋梁、船舶、型工程構(gòu)件，如：橋梁、船舶、車輛、鍋爐、輸油輸氣管道等。車輛、鍋爐、輸油輸氣管道等。1）性能要求：高強度和）性能要求：高強度和足夠的韌性；良好的焊接性能足夠的韌性；良好的焊接性能和冷成形性能；良好的耐蝕性和冷成形性能；良好的耐蝕性及低的韌脆轉(zhuǎn)變溫度。及低的韌脆轉(zhuǎn)變溫度。2）成分特點：低碳）成分特點：低碳(0.2%)；主加；主加Mn；輔加；輔加V、Ti、Nb。3）使用狀態(tài)及組織：熱）使用狀態(tài)及組織：熱軋空冷，軋空冷，S+F。4）典型鋼種：）典型鋼種：16Mn，15MnV，15MnNb等。等。鋼號鋼號舊鋼

51、號舊鋼號主主 要要 化化 學(xué)學(xué) 成成 分分，% %機械性能機械性能CMnSi，s ，MPab ，MPa5 ，%Q29509MnNb12Mn0.160.801.500.5529557023Q34516Mn16MnRe0.180.201.001.600.553456302122Q39016MnNb15MnTi0.201.001.600.553906501920Q42014MnVTiRe15MnVN0.201.001.700.554206801819Q46014MnMoV18MnMoNb0.201.001.700.5546072017常用低合金結(jié)構(gòu)鋼的牌號、成分、性能常用低合金結(jié)構(gòu)鋼的牌號、成分、性

52、能( (摘自摘自GB/T1591-1994)GB/T1591-1994)應(yīng)用：應(yīng)用： Q345鋼鋼(16Mn)綜合性能好，用于船舶、橋梁、車輛等大型鋼結(jié)構(gòu)。綜合性能好，用于船舶、橋梁、車輛等大型鋼結(jié)構(gòu)。 Q390鋼含鋼含V、Ti、Nb，強度高，用于中等壓力的壓力容器。，強度高，用于中等壓力的壓力容器。 Q460鋼含鋼含Mo、B，正火組織為貝氏體，強度高，正火組織為貝氏體，強度高,用于石化中溫高壓容器。用于石化中溫高壓容器。2.合金滲碳鋼合金滲碳鋼1）用途及性能特點：制造表面硬度高而）用途及性能特點：制造表面硬度高而耐磨，心部韌性好而耐沖擊的零件，耐磨，心部韌性好而耐沖擊的零件，如：變速齒輪，工

53、作中遭受強烈的摩如：變速齒輪，工作中遭受強烈的摩擦磨損，又承受較大的交變載荷，特擦磨損，又承受較大的交變載荷，特別是沖擊載荷。別是沖擊載荷。2）成分特點：）成分特點：低碳低碳(0.10.25%)，保證心部韌性；，保證心部韌性；主加主加Cr、Mn、Ni、B，提高淬透性，提高淬透性，使心部得到低碳使心部得到低碳M，提高心部強韌性；，提高心部強韌性；輔加輔加V、Ti、W、Mo等，形成合金碳等，形成合金碳化物，阻止?jié)B碳時化物，阻止?jié)B碳時A晶粒長大。晶粒長大。3）熱處理工藝：滲碳）熱處理工藝：滲碳+淬火淬火+低溫回火。低溫回火。4）組織：）組織：表層，高碳回火表層，高碳回火M+碳化物碳化物+殘殘A；心部

54、，低碳回火心部，低碳回火MF(淬透淬透)，或，或T+F+回火回火M(部分未淬透部分未淬透)。滲碳爐滲碳爐滲碳淬火后的表層組織滲碳淬火后的表層組織5）典型鋼種：）典型鋼種：低淬透性，低淬透性，20，20Cr；用于受力；用于受力小的耐磨件，如小的耐磨件，如柴油機的活塞銷、柴油機的活塞銷、凸輪軸等。凸輪軸等。柴油機凸輪軸柴油機凸輪軸中淬透性，中淬透性，20CrMnTi；用于中等載荷的耐磨件，用于中等載荷的耐磨件，如變速箱齒輪。如變速箱齒輪。高淬透性，高淬透性，18Cr2Ni4WA；用于大；用于大載荷的耐磨件，如柴油載荷的耐磨件，如柴油機曲軸。機曲軸。增壓柴油機曲軸增壓柴油機曲軸 合金滲碳鋼的鋼號和成

55、分合金滲碳鋼的鋼號和成分類類別別鋼號鋼號主主 要要 化化 學(xué)學(xué) 成成 分分 /%CSiMnCrNiV其它其它低低淬淬透透性性20Mn20.170.240.170.371.401.8020Cr0.180.240.170.370.500.800.701.0020MnV0.170.230.170.371.201.600.070.1220CrV0.170.230.170.370.500.800.801.100.100.20中中淬淬透透性性20CrMn0.170.230.170.370.901.200.901.2020CrMnTi0.170.230.170.370.801.101.001.30Ti:0.

56、040.1020MnTiB0.170.240.170.371.301.60Ti:0.040.10B:0.00050.003520SiMnVB0.170.240.170.371.201.600.070.12B:0.00050.0035高高淬淬透透性性20Cr2Ni40.170.230.170.370.300.601.251.653.253.6520CrNiMo0.170.230.170.370.600.950.400.700.350.7518Cr2Ni4WA0.130.190.170.370.300.600.801.204.004.50W:0.801.20合金滲碳鋼的熱處理、機械性能及用途合金滲

57、碳鋼的熱處理、機械性能及用途類類別別鋼號鋼號熱處理熱處理 /機械性能（不小于）機械性能（不小于）用途用途滲碳滲碳淬火淬火回火回火 s/MPa b/MPa /%/%AK(ak)J(kgfm/cm2)低低淬淬透透性性20Mn2930 770800200590785104047(6)小齒輪、小軸小齒輪、小軸20Cr930800水油水油200540835104047(6)齒輪、小軸齒輪、小軸20MnV930880水油水油200590785104055(7)齒輪、小軸齒輪、小軸20CrV930800水油水油200590835124555(7)齒輪、小軸齒輪、小軸中中淬淬透透性性20CrMn930850油

58、油200735930104547(6)齒輪、軸、齒輪、軸、20CrMnTi930870油油2008351085104555(7)變速箱齒輪變速箱齒輪20MnTiB930860油油2009301100104555(7)變速箱齒輪變速箱齒輪20SiMnVB930900油油2009801175104555(7)變速箱齒輪變速箱齒輪高高淬淬透透性性20Cr2Ni4930780油油20010801175104563(8)大型齒輪、軸大型齒輪、軸20CrNiMo930850油油20078598094047(6)大型齒輪、軸大型齒輪、軸18Cr2Ni4WA930850空空2008351175104578(1

59、0)大型齒輪、軸大型齒輪、軸3.合金調(diào)質(zhì)鋼合金調(diào)質(zhì)鋼1）用途及性能特點：制造要求高強度和）用途及性能特點：制造要求高強度和高韌性的重要零件，如：軸、連桿、高韌性的重要零件，如：軸、連桿、螺栓。要求良好的綜合力學(xué)性能和高螺栓。要求良好的綜合力學(xué)性能和高的淬透性。的淬透性。2）成分特點：）成分特點：中碳中碳(0.250.50%)，保證足夠的強度，保證足夠的強度和適當(dāng)?shù)捻g性；和適當(dāng)?shù)捻g性；主加主加Cr、 Ni、Si、 Mn、B，提高淬透，提高淬透性；性；輔加輔加Mo 、 W等，消除回火脆性，也等，消除回火脆性，也有細化晶粒的作用。有細化晶粒的作用。3）熱處理工藝：調(diào)質(zhì)，即淬火）熱處理工藝：調(diào)質(zhì)，即淬

60、火+高溫回火高溫回火(500600)。為提高表面耐磨性，調(diào)。為提高表面耐磨性，調(diào)質(zhì)后可進行表面淬火或氮化。質(zhì)后可進行表面淬火或氮化。4）調(diào)質(zhì)后組織：回火索氏體。）調(diào)質(zhì)后組織：回火索氏體。 表面淬火后組織：表面：表面淬火后組織：表面： M回回；心部：；心部：S回回調(diào)質(zhì)件（螺桿）調(diào)質(zhì)件（螺桿）5）典型鋼種：）典型鋼種： 低淬透性，低淬透性，D0油油60mm, 常用常用40CrNiMo, 用于制造大截面重載荷用于制造大截面重載荷零件，如曲軸等。零件，如曲軸等。 專用氮化用鋼：專用氮化用鋼：38CrMoAlA，主要用，主要用于受載不大，高精度的零件，如精密于受載不大，高精度的零件，如精密磨床主軸，精密