資料文稿教案總結(jié)

1、復(fù)習(xí)總結(jié)復(fù)習(xí)總結(jié)金屬材料學(xué)金屬材料學(xué)復(fù)習(xí)總結(jié)本課程共本課程共9章章第一部分：第一章第一部分：第一章 序論序論 第二章第二章 鋼的合金化基礎(chǔ)鋼的合金化基礎(chǔ) （合金元素的作用）（合金元素的作用）第二部分：第三第七章第二部分：第三第七章 具體鋼種分析討論具體鋼種分析討論第三部分：鑄鐵和有色金屬第三部分：鑄鐵和有色金屬第一部分o 序論：略序論：略第二章：鋼的合金化基礎(chǔ)第二章：鋼的合金化基礎(chǔ)一、合金元素一、合金元素1.合金元素合金元素 是指特別添加到鋼中為了保證獲得所要求的是指特別添加到鋼中為了保證獲得所要求的組織結(jié)構(gòu)、物理、化學(xué)和機(jī)械性能的化學(xué)元素。組織結(jié)構(gòu)、物理、化學(xué)和機(jī)械性能的化學(xué)元素。（主（主動

2、加入）動加入）2.雜質(zhì)：雜質(zhì)：由冶煉時原材料以及冶煉方法、工藝操作而帶入由冶煉時原材料以及冶煉方法、工藝操作而帶入的化學(xué)元素的化學(xué)元素3. 合金鋼：在化學(xué)成分上有目的的加入合金元素，用以合金鋼：在化學(xué)成分上有目的的加入合金元素，用以保證一定的生產(chǎn)和加工工藝以及力學(xué)性能要求的保證一定的生產(chǎn)和加工工藝以及力學(xué)性能要求的鐵基鐵基合金合金 二、鋼中的合金元素的作用二、鋼中的合金元素的作用1. 鋼中的合金元素的分類鋼中的合金元素的分類（1） 按與按與Fe相互作用分類相互作用分類 奧氏體形成元素奧氏體形成元素 C, N, Cu, Mn, Ni, Co 鐵素體形成元素鐵素體形成元素 Hf, Zr, Ti,

3、Ta, Nb, V, W, Mo, Cr, Si, Al（2） 按與按與C相互作用（親和力大?。┓诸愊嗷プ饔茫ㄓH和力大?。┓诸?非碳化物形成元素非碳化物形成元素 Ni，Cu，Si，Al，P等等 碳化物形成元素碳化物形成元素 Hf，Zr，Ti，Ta，Nb，V， W，Mo， Cr，Mn， Fe （3） 按對奧氏體層錯能的影響分類按對奧氏體層錯能的影響分類提高奧氏體層錯能元素提高奧氏體層錯能元素 Ni，Cu，C等等降低奧氏體層錯能元素降低奧氏體層錯能元素 Mn，Cr，Ru（釕），（釕），Ir（銥）等（銥）等2 2、鋼中合金元素分布（存在形式）、鋼中合金元素分布（存在形式）（1）合金元素在鋼中分布或存

4、在形式有）合金元素在鋼中分布或存在形式有4種種o 形成非金屬相（非金屬夾雜）形成非金屬相（非金屬夾雜）o 溶入固溶體溶入固溶體o 形成強(qiáng)化相（化合物相）形成強(qiáng)化相（化合物相）o 游離態(tài)存在或自由存在游離態(tài)存在或自由存在（2）合金元素在晶界偏聚（或晶界內(nèi)吸附）合金元素在晶界偏聚（或晶界內(nèi)吸附）o 什么叫晶界偏聚？產(chǎn)生的原因？晶界偏聚特點(diǎn)什么叫晶界偏聚？產(chǎn)生的原因？晶界偏聚特點(diǎn)o 如何用晶界偏聚理論解釋鋼的第二類回火脆性？如何用晶界偏聚理論解釋鋼的第二類回火脆性？3.合金元素與合金元素與Fe的相互作用的相互作用o 對對Fe基二元相圖的影響基二元相圖的影響 通過改變通過改變Fe的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變點(diǎn)的同素

5、異構(gòu)轉(zhuǎn)變點(diǎn)A3，A4來改變來改變Fe基元素基元素相圖類型相圖類型（1 1）擴(kuò)大奧氏體）擴(kuò)大奧氏體()()區(qū)又稱區(qū)又稱A形成元素形成元素 形成有限固溶體：形成有限固溶體：C，N， Cu， Zn， Au 形成無限固溶體：形成無限固溶體：Ni， Mn， Co（2 2）縮小奧氏體（）縮小奧氏體（）區(qū)元素又稱）區(qū)元素又稱F F形成元素形成元素 形成有限固溶體：形成有限固溶體：MoMo，WW，TiTi，TaTa，NbNb，ZrZr， HfHf，AlAl，Si Si，BeBe，B B等等 形成無限固溶體：形成無限固溶體：CrCr，V V形成無限固溶體的條件形成無限固溶體的條件o 點(diǎn)陣類型點(diǎn)陣類型o 原子尺寸

6、原子尺寸o 電子層結(jié)構(gòu)（電化學(xué)因素）電子層結(jié)構(gòu)（電化學(xué)因素）（2）對FeFe3C相圖的影響o 所有合金元素均使所有合金元素均使S點(diǎn)左移點(diǎn)左移o 對臨界溫度影響：對臨界溫度影響： 擴(kuò)大擴(kuò)大A相區(qū)元素降低臨界點(diǎn)相區(qū)元素降低臨界點(diǎn)A1，A3； 縮小縮小A相區(qū)的元素升高臨界點(diǎn)相區(qū)的元素升高臨界點(diǎn)A1，A3。4.合金元素與合金元素與C的相互作用的相互作用（1）按親和力分兩類）按親和力分兩類 碳化物形成元素碳化物形成元素 Hf，Zr，Ti，Ta，Nb，V（強(qiáng)）（強(qiáng)） W，Mo，Cr（中強(qiáng)）（中強(qiáng)） Mn，F(xiàn)e（弱）（弱） 非碳化物形成元素非碳化物形成元素 Ni，Cu，Si，Al，Co，P，S等等（2）形成

7、的碳化物及穩(wěn)定性形成的碳化物及穩(wěn)定性穩(wěn)定性排序：穩(wěn)定性排序： M3C，M7C3，M23C6，M6C，M2C，MC （ 弱弱 強(qiáng)強(qiáng) ）三、鋼的強(qiáng)化方法或機(jī)制三、鋼的強(qiáng)化方法或機(jī)制o 提高鋼的強(qiáng)度，只要設(shè)法阻礙位錯運(yùn)動即可提高鋼的強(qiáng)度，只要設(shè)法阻礙位錯運(yùn)動即可o 強(qiáng)化方法強(qiáng)化方法 固溶強(qiáng)化固溶強(qiáng)化 晶界強(qiáng)化晶界強(qiáng)化 第二相強(qiáng)化第二相強(qiáng)化 位錯強(qiáng)化位錯強(qiáng)化四、金屬材料的斷裂類型o 韌性斷裂韌性斷裂o 脆性斷裂脆性斷裂 解理斷裂解理斷裂 沿晶斷裂沿晶斷裂五、合金元素對鋼相變的影響五、合金元素對鋼相變的影響1、合金元素對鋼加熱轉(zhuǎn)變的影響（、合金元素對鋼加熱轉(zhuǎn)變的影響（A化的影響）化的影響）（1）合金元素

8、對鋼）合金元素對鋼A化的影響化的影響鋼加熱轉(zhuǎn)變包括鋼加熱轉(zhuǎn)變包括A形成，碳化物溶解及形成，碳化物溶解及A晶粒長大過程晶粒長大過程?？偟膩碇v，合金元素的加入，使合金鋼的總的來講，合金元素的加入，使合金鋼的A化溫度和化溫度和時間比碳鋼溫度高，時間比碳鋼長。這是因為合金鋼時間比碳鋼溫度高，時間比碳鋼長。這是因為合金鋼加熱時，合金元素本身擴(kuò)散慢，另外鋼中還有一部分加熱時，合金元素本身擴(kuò)散慢，另外鋼中還有一部分合金碳化物要溶解，溫度高于合金碳化物要溶解，溫度高于Fe3C。此外，鋼中若。此外，鋼中若含有碳化物形成元素時，碳化物形成元素還降低碳在含有碳化物形成元素時，碳化物形成元素還降低碳在A中的擴(kuò)散速度。

9、這些因素都降低中的擴(kuò)散速度。這些因素都降低A化速度。化速度。（2）合金元素對）合金元素對A晶粒長大的影響晶粒長大的影響 2.合金元素對過冷合金元素對過冷A分解的影響分解的影響（1）對過冷）對過冷A穩(wěn)定性的影響（對等溫分解穩(wěn)定性的影響（對等溫分解C曲線曲線影響）影響）非碳化物形成元素非碳化物形成元素Ni，Si，Cu等加入鋼中，仍等加入鋼中，仍保持碳鋼保持碳鋼C曲線形狀，但使曲線形狀，但使C曲線右移；曲線右移；碳化物形成元素碳化物形成元素Cr，Mo，W，V不僅改不僅改變變C曲線的位置，使之右移，而且改變其曲線的位置，使之右移，而且改變其形狀，出現(xiàn)兩個鼻溫，使珠光體和貝氏形狀，出現(xiàn)兩個鼻溫，使珠光體

10、和貝氏體轉(zhuǎn)變區(qū)分開；體轉(zhuǎn)變區(qū)分開； Co，Al使使C曲線左移曲線左移（2）對珠光體轉(zhuǎn)變的影響）對珠光體轉(zhuǎn)變的影響對對P轉(zhuǎn)變速度的影響轉(zhuǎn)變速度的影響 除除Co，Al以外，均使以外，均使P轉(zhuǎn)變曲線右移，即推遲轉(zhuǎn)變曲線右移，即推遲P轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變對珠光體轉(zhuǎn)變溫度區(qū)的影響對珠光體轉(zhuǎn)變溫度區(qū)的影響 1）凡是擴(kuò)大）凡是擴(kuò)大相區(qū)的元素降低相區(qū)的元素降低A1，使，使P轉(zhuǎn)變溫區(qū)向較轉(zhuǎn)變溫區(qū)向較低溫度低溫度 2）凡是縮?。┓彩强s小相區(qū)的元素，提高相區(qū)的元素，提高A1使使P轉(zhuǎn)變溫度升高轉(zhuǎn)變溫度升高對珠光體轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的碳化物類型的影響對珠光體轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的碳化物類型的影響 1）碳鋼的珠光體轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的碳化物為）碳鋼的珠光體轉(zhuǎn)變產(chǎn)物

11、的碳化物為Fe3C 2）非碳化物形成元素對鋼的碳化物類型無影響非碳化物形成元素對鋼的碳化物類型無影響 3）對珠光體轉(zhuǎn)變產(chǎn)物（碳化物類型）的影響）對珠光體轉(zhuǎn)變產(chǎn)物（碳化物類型）的影響 強(qiáng)碳化物形成元素，將形成強(qiáng)碳化物形成元素，將形成MC 中強(qiáng)碳化物形成元素中強(qiáng)碳化物形成元素 高溫區(qū)高溫區(qū)形成形成M23C6或或M3C 低溫區(qū)低溫區(qū)，主要為，主要為Fe3C（3）對貝氏體轉(zhuǎn)變影響）對貝氏體轉(zhuǎn)變影響（4）對馬氏體轉(zhuǎn)變影響）對馬氏體轉(zhuǎn)變影響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）對馬氏體的分解的影響）對馬氏體的分解的影響 1） 合金元素對低溫合金元素對低溫M分解影響不大。分解

12、影響不大。 2）中溫和高溫下回火的）中溫和高溫下回火的M分解影響分為三個方面分解影響分為三個方面 碳化物形成元素碳化物形成元素Cr，Mo，W，V，Nb等將強(qiáng)烈推等將強(qiáng)烈推遲遲M的分解；的分解； 非碳化物形成元素非碳化物形成元素Ni，Co，Cu等影響較??；等影響較?。?Si雖為非碳化物形成元素，但能有效推遲雖為非碳化物形成元素，但能有效推遲M的分解。的分解。 原因是原因是Si能抑制能抑制碳化物長大，延遲碳化物長大，延遲碳化物向碳化物向Fe3C轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變。變。（2）對殘余奧氏體分解的影響對殘余奧氏體分解的影響o 合金元素一般都能提高殘余合金元素一般都能提高殘余A的穩(wěn)定性，即的穩(wěn)定性，即加熱到更高溫度殘

13、余加熱到更高溫度殘余A才分解才分解（3）對回火過程中碳化物形成、聚集和長大的影響對回火過程中碳化物形成、聚集和長大的影響o 強(qiáng)碳化物形成元素強(qiáng)碳化物形成元素Ti，V，W，Mo在在500600時彌散析出碳化物，有二次時彌散析出碳化物，有二次硬化作用。硬化作用。o 強(qiáng)碳化物形成元素阻礙碳化物的聚集長大強(qiáng)碳化物形成元素阻礙碳化物的聚集長大（4） 合金元素對合金元素對相的回復(fù)和再結(jié)晶的影響相的回復(fù)和再結(jié)晶的影響o 合金元素一般均延緩合金元素一般均延緩相的回復(fù)和再結(jié)晶，相的回復(fù)和再結(jié)晶，碳化物形成元素更為顯著。碳化物形成元素更為顯著。六、合金元素對鋼熱處理工藝性能的影響六、合金元素對鋼熱處理工藝性能的影

14、響1.對貝氏體淬透性的影響對貝氏體淬透性的影響 為獲得貝氏體，希望加入合金元素后，為獲得貝氏體，希望加入合金元素后，P轉(zhuǎn)變區(qū)顯著右移，轉(zhuǎn)變區(qū)顯著右移，但對貝氏體轉(zhuǎn)變區(qū)影響不大。但對貝氏體轉(zhuǎn)變區(qū)影響不大。（1）Mo 0.3%即可即可（2）微量的微量的B能夠強(qiáng)烈阻止多邊形鐵素體析出，而對貝氏能夠強(qiáng)烈阻止多邊形鐵素體析出，而對貝氏體轉(zhuǎn)變影響不大的元素。體轉(zhuǎn)變影響不大的元素。（3）低碳）低碳 從含碳量角度，合金鋼中較低（低碳），過冷奧氏體從含碳量角度，合金鋼中較低（低碳），過冷奧氏體最大轉(zhuǎn)變速度在貝氏體區(qū)，容易得到貝氏體，最大轉(zhuǎn)變速度在貝氏體區(qū)，容易得到貝氏體，例如例如0.15%C-0.5%Mo-B(

15、0.0040.001)。 （4）中碳）中碳 低碳鋼適當(dāng)提高低碳鋼適當(dāng)提高C含量，再加進(jìn)適量的含量，再加進(jìn)適量的Mn或或Cr，還可，還可以得到中碳貝氏體鋼，這對于發(fā)展貝氏體型大截面用鋼，以得到中碳貝氏體鋼，這對于發(fā)展貝氏體型大截面用鋼，有著較大的實際意義。有著較大的實際意義。2.對馬氏體淬透性的影響對馬氏體淬透性的影響o 提高提高M(jìn)淬透性的五大合金元素淬透性的五大合金元素 Mn、Mo、Cr對增加淬透性的作用最強(qiáng)，對增加淬透性的作用最強(qiáng)，Si與與Ni次之次之3. 對鋼回火脆性影響對鋼回火脆性影響第一類回火脆性第一類回火脆性（ 250400是一種不可逆回火脆性，不可能用熱處是一種不可逆回火脆性，不可

16、能用熱處理和合金化的方法消除，理和合金化的方法消除， Si可推遲到可推遲到350 以上。以上。第二類回火脆性第二類回火脆性（550650） 加入合金元素加入合金元素Mo、W以抑制第二類回火脆性以抑制第二類回火脆性 回火后快冷回火后快冷七.微量元素在鋼中的作用微量元素在鋼中的作用 1.有害影響（有害影響（Pb， Bi， Sb， Sn等元素在等元素在PPM數(shù)量范圍內(nèi)就會對鋼的熱塑性、蠕變強(qiáng)度、焊數(shù)量范圍內(nèi)就會對鋼的熱塑性、蠕變強(qiáng)度、焊接性、耐腐蝕性等產(chǎn)生有害的影響，并且可能接性、耐腐蝕性等產(chǎn)生有害的影響，并且可能導(dǎo)致鋼的不同形式的脆性）；導(dǎo)致鋼的不同形式的脆性）；2.微量元素的有益效應(yīng)微量元素的有

17、益效應(yīng) 凈化作用凈化作用 變質(zhì)作用變質(zhì)作用 控制夾雜物形態(tài)控制夾雜物形態(tài) 微合金化作用微合金化作用第二部分第二部分 具體鋼種具體鋼種o 鋼的分類：鋼的分類：冶煉設(shè)備冶煉設(shè)備 按脫氧程度按脫氧程度按化學(xué)成分分類按化學(xué)成分分類按質(zhì)量分類按質(zhì)量分類按金相分類按金相分類按用途分類按用途分類第三章第三章 工程構(gòu)件用鋼工程構(gòu)件用鋼o 工程構(gòu)件用鋼分為工程構(gòu)件用鋼分為 普碳鋼（碳素構(gòu)件用鋼）普碳鋼（碳素構(gòu)件用鋼） 普低鋼（低合金高強(qiáng)度鋼）普低鋼（低合金高強(qiáng)度鋼） 微合金化低合金高強(qiáng)度鋼微合金化低合金高強(qiáng)度鋼（一）普碳鋼普碳鋼o 用量大，價格低。對性能要求不高的構(gòu)件用量大，價格低。對性能要求不高的構(gòu)件o 供貨

18、狀態(tài)：熱軋供貨，供貨狀態(tài)：熱軋供貨，含碳量含碳量0.2%o 分類（分類（GB7002006）Q195 Q215 Q235 Q255 Q275每種還標(biāo)出質(zhì)量等級，脫氧方法等，如每種還標(biāo)出質(zhì)量等級，脫氧方法等，如 Q235-A.F, Q235-D.Tz, Q235-B.b（二）低合金構(gòu)件用鋼（二）低合金構(gòu)件用鋼 （普低鋼，低合金高強(qiáng)度鋼）（普低鋼，低合金高強(qiáng)度鋼）1.性能要求性能要求（1）力學(xué)性能要求：力學(xué)性能要求： 高的屈服強(qiáng)度，高的高的屈服強(qiáng)度，高的抗拉強(qiáng)度，塑性和韌性，時效敏感性要小抗拉強(qiáng)度，塑性和韌性，時效敏感性要?。?）工藝性能要求：工藝性能要求：良好的冷變形能力，良良好的冷變形能力，良

19、好的焊接性能好的焊接性能（3）耐大氣腐蝕性能耐大氣腐蝕性能（4）經(jīng)濟(jì)性能要求經(jīng)濟(jì)性能要求2.化學(xué)成分及合金化特點(diǎn)（我國）化學(xué)成分及合金化特點(diǎn)（我國）1.低碳低碳(低于低于0.2)，低合金，低合金2.主加元素主加元素Mn，一般低于，一般低于2 （基本上不加（基本上不加Cr，Ni） 固溶強(qiáng)化，細(xì)化晶粒固溶強(qiáng)化，細(xì)化晶粒3.附加元素：附加元素：Al，V，Ti，Nb 細(xì)化晶粒，沉淀強(qiáng)化細(xì)化晶粒，沉淀強(qiáng)化4.加加Cu，P改善耐大氣腐蝕性能改善耐大氣腐蝕性能5.加入微量稀土元素加入微量稀土元素 脫脫S，去氣，凈化材質(zhì)，改變夾雜物形態(tài)與分布。，去氣，凈化材質(zhì)，改變夾雜物形態(tài)與分布。3.鋼號GB1591/T-

20、2008Q295：09MnV，09MnNb，09Mn2，12MnQ345：18Nb，09MnCuPTi，10MnSiCu，12MnV, 14MnNb， 16Mn，16MnReQ390：10MnPNbRe，15MnV，15MnTi，16MnNbQ420：14MnVTiRe，15MnVNQ460： 在其他鋼號中添加在其他鋼號中添加0.7Cr和和0.7NiQ500Q550Q620Q6904.使用狀態(tài)使用狀態(tài)o 一般熱軋狀態(tài)供貨一般熱軋狀態(tài)供貨o 使用組織：使用組織：FP 特殊要求正火高溫回火特殊要求正火高溫回火5.用途用途 工程構(gòu)件工程構(gòu)件（三）發(fā)展微合金化低合金高強(qiáng)度鋼1. 化學(xué)成分及強(qiáng)化特點(diǎn)（1

21、）盡量降低碳含量）盡量降低碳含量 （2）添加細(xì)化晶粒和沉淀強(qiáng)化元素）添加細(xì)化晶粒和沉淀強(qiáng)化元素 Al，V，Ti，Nb形成穩(wěn)定的化合物，一方面細(xì)形成穩(wěn)定的化合物，一方面細(xì)化晶粒，又可以產(chǎn)生沉淀強(qiáng)化化晶粒，又可以產(chǎn)生沉淀強(qiáng)化。（3）控制軋制和控制冷卻）控制軋制和控制冷卻2.控制軋制的工藝方法控制軋制的工藝方法（1）在高溫下，再結(jié)晶區(qū)變形；）在高溫下，再結(jié)晶區(qū)變形；（2）在緊鄰）在緊鄰Ar3以上的低溫?zé)o結(jié)晶區(qū)變形；以上的低溫?zé)o結(jié)晶區(qū)變形； （3）在）在AF兩相區(qū)變形兩相區(qū)變形3. 控制軋制與常規(guī)熱軋差別控制軋制與常規(guī)熱軋差別 常規(guī)軋制：常規(guī)軋制：在在晶界上形核晶界上形核 控制軋制：控制軋制： 在在晶

22、界，晶內(nèi)形核，得到細(xì)晶粒晶界，晶內(nèi)形核，得到細(xì)晶粒和亞結(jié)構(gòu)組織，強(qiáng)韌性更好和亞結(jié)構(gòu)組織，強(qiáng)韌性更好 第四章第四章 機(jī)器零件用鋼機(jī)器零件用鋼主要介紹主要介紹o 滲碳鋼滲碳鋼o 調(diào)質(zhì)鋼調(diào)質(zhì)鋼o 彈簧鋼彈簧鋼o 滾動軸承鋼滾動軸承鋼（一）滲碳鋼滲碳鋼 經(jīng)滲碳，熱處理使經(jīng)滲碳，熱處理使零件表面零件表面層具有高強(qiáng)度、高層具有高強(qiáng)度、高耐磨性；耐磨性；心部心部具有適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度和較好的韌性。具有適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度和較好的韌性。1.化學(xué)成分及合金元素作用化學(xué)成分及合金元素作用 （1） 低碳低碳 一一般在般在0.12% 0.25% （2）常用的合金元素常用的合金元素 Cr、Mn、Ni、Mo 、B提高淬透性提高淬透性 Ti

23、、V、Nb等細(xì)化晶粒。等細(xì)化晶粒。2.牌號o 15，20，20Cr，20CrMnTi， 20MnVB，20Mn2B，20CrMn， 20CrMnMo，12Cr2Ni4，20Cr2Ni4, 18Cr2Ni4WA3.熱處理工藝o 滲碳后滲碳后降溫直接淬火低溫回火降溫直接淬火低溫回火 o 滲碳后滲碳后一次淬火低溫回火，一次淬火低溫回火，o 滲碳后滲碳后二次淬火低溫回火，二次淬火低溫回火，o 滲碳后滲碳后多次高溫回火淬火低溫回多次高溫回火淬火低溫回火火 或或滲碳后滲碳后空冷并直接冷處理低溫回空冷并直接冷處理低溫回火火 （高淬透性滲碳鋼）（高淬透性滲碳鋼） 4.使用狀態(tài)組織使用狀態(tài)組織o 表面表面 回火

24、馬氏體碳化物少量殘余奧氏體回火馬氏體碳化物少量殘余奧氏體o 心部心部 回火馬氏體回火馬氏體（二）調(diào)質(zhì)鋼（淬火高溫回火，綜合力學(xué)性能）（二）調(diào)質(zhì)鋼（淬火高溫回火，綜合力學(xué)性能）1.化學(xué)成分 中碳：中碳：0.30.5%C 合金元素作用合金元素作用： 提高淬透性提高淬透性: Mn、Si、Cr、Ni、B 固溶強(qiáng)化固溶強(qiáng)化: Mn、Si、Ni 細(xì)化晶粒細(xì)化晶粒: Ti、V、W、Mo 防止第二類回火脆性防止第二類回火脆性: W、Mo 2.牌號 45，40MnVB，40Cr，35CrMo，40CrMn，30CrMnSi，40CrNi，38CrMoAl，40CrMnMo，3.熱處理及性能熱處理及性能 淬火高溫

25、回火淬火高溫回火 回火索氏體回火索氏體 ，綜合力學(xué)性能，綜合力學(xué)性能4.使用狀態(tài)使用狀態(tài) 回火索氏體回火索氏體5.低碳馬氏體鋼低碳馬氏體鋼o解決調(diào)制鋼強(qiáng)韌性矛盾而發(fā)展起來的解決調(diào)制鋼強(qiáng)韌性矛盾而發(fā)展起來的（1）調(diào)質(zhì)鋼熱處理后性能的缺點(diǎn)）調(diào)質(zhì)鋼熱處理后性能的缺點(diǎn) 1）淬火高溫回火（）淬火高溫回火（S回回） 塑性，韌性的提高犧牲了強(qiáng)度塑性，韌性的提高犧牲了強(qiáng)度 2）淬火低溫回火（）淬火低溫回火（M回回） 強(qiáng)度的提高犧牲了韌性強(qiáng)度的提高犧牲了韌性 （2）低碳馬氏體鋼）低碳馬氏體鋼 低碳馬氏體鋼是低碳（合金）鋼，淬火后獲得組織為：低碳馬氏體鋼是低碳（合金）鋼，淬火后獲得組織為： M板板板條間相界板條間

26、相界A薄膜板條內(nèi)部自回火或低溫回火析出的薄膜板條內(nèi)部自回火或低溫回火析出的均勻分布的細(xì)小碳化物均勻分布的細(xì)小碳化物這種組織實現(xiàn)了鋼的強(qiáng)度、塑性和韌性的最佳配合，這種組織實現(xiàn)了鋼的強(qiáng)度、塑性和韌性的最佳配合，比調(diào)質(zhì)鋼熱處理后具有更優(yōu)越的綜合力學(xué)性能比調(diào)質(zhì)鋼熱處理后具有更優(yōu)越的綜合力學(xué)性能 15MnVB，20CrMnTi，20SiMn2MoVA，18Cr2Ni4WA （三）彈簧鋼（三）彈簧鋼o 冷成型彈簧，小型彈簧冷成型彈簧，小型彈簧o 熱成型彈簧，大型彈簧熱成型彈簧，大型彈簧1.化學(xué)成分特點(diǎn) 碳素彈簧鋼，含碳量：碳素彈簧鋼，含碳量：0.6-0.9，接近共析點(diǎn)；，接近共析點(diǎn)；合金彈簧鋼合金彈簧鋼

27、含碳量：含碳量：0.45-0.7。 主加合金元素主加合金元素：Si（明顯提高彈性極限），（明顯提高彈性極限），Mn 附加合金元素附加合金元素：Cr，Mo，W，V等等 主要作用主要作用 （1）提高淬透性）提高淬透性 （2）強(qiáng)化鐵素體）強(qiáng)化鐵素體 （3）提高回火穩(wěn)定性）提高回火穩(wěn)定性2.主要牌號o 65鋼，鋼， 65Mn，60Si2Mn，50CrVA，60CrMnBA3.熱處理熱處理o 淬火中溫回火淬火中溫回火o 回火屈氏體回火屈氏體4.表面質(zhì)量表面質(zhì)量要求較高，熱處理后一般進(jìn)行噴丸處理要求較高，熱處理后一般進(jìn)行噴丸處理（四）滾動軸承鋼（四）滾動軸承鋼1.化學(xué)成分（1） 高碳高碳 0.95-1.1

28、5 保證硬度保證硬度（2） Cr：0.4-1.65，最常用，提高淬透，最常用，提高淬透性，形成合金滲碳體（性，形成合金滲碳體（Fe，Cr）3C，提高，提高耐磨性和接觸疲勞抗力，提高耐蝕性耐磨性和接觸疲勞抗力，提高耐蝕性 Si，Mn：提高淬透性提高淬透性 Si還可以提高回火穩(wěn)定性還可以提高回火穩(wěn)定性2.牌號牌號GCr15，GCr9SiMn，GCr15SiMn3.熱處理熱處理球化退火，淬火低溫回火球化退火，淬火低溫回火回火馬氏體碳化物少量殘余回火馬氏體碳化物少量殘余A 碳素工具鋼碳素工具鋼 刃具用鋼刃具用鋼 低合金工具鋼低合金工具鋼 高速工具鋼高速工具鋼分類分類 冷作模具鋼冷作模具鋼 模具用鋼模具

29、用鋼 熱作模具鋼熱作模具鋼 塑料模具鋼塑料模具鋼 量具用鋼量具用鋼第五章第五章 工具用鋼工具用鋼（一）（一） 工具鋼特點(diǎn)工具鋼特點(diǎn)1. 工具鋼性能要求 高硬度，高耐磨性；高硬度，高耐磨性； 高熱穩(wěn)定性，紅硬性；高熱穩(wěn)定性，紅硬性； 足夠的韌性足夠的韌性2. 化學(xué)成分特點(diǎn)化學(xué)成分特點(diǎn) （1）高的碳含量）高的碳含量 0.61.3；（2）合金元素）合金元素 1）加入碳化物形成元素）加入碳化物形成元素 Cr，W，Mo，V 保證高硬度和高耐磨性保證高硬度和高耐磨性 2）加入）加入Mn，Si 減少工具熱處理變形，提高淬透性和回火穩(wěn)定性減少工具熱處理變形，提高淬透性和回火穩(wěn)定性 3）控制）控制S，P含量含量

30、 改善塑性，降低熱處理開裂的可能改善塑性，降低熱處理開裂的可能3.熱處理（1）預(yù)備熱處理：球化退火）預(yù)備熱處理：球化退火（2）淬火溫度：在兩相（）淬火溫度：在兩相（AK）區(qū)）區(qū)目的：碳化物的存在不僅可以阻止奧氏體長大，目的：碳化物的存在不僅可以阻止奧氏體長大，使晶粒細(xì)小，韌性提高；剩余碳化物提高耐磨使晶粒細(xì)小，韌性提高；剩余碳化物提高耐磨性。性。通過調(diào)整加熱溫度可以調(diào)整碳化物數(shù)量來通過調(diào)整加熱溫度可以調(diào)整碳化物數(shù)量來控制鋼的淬透性和殘余奧氏體的數(shù)量?？刂其摰拇阃感院蜌堄鄪W氏體的數(shù)量。（3）低溫回火）低溫回火（二）刃具用鋼（二）刃具用鋼1.碳素工具鋼（1）牌號 T7，T8，T10，T12 碳含量

31、高，硬度高，耐磨性高，韌性低碳含量高，硬度高，耐磨性高，韌性低（2）熱處理）熱處理球化退火，淬火低溫回火球化退火，淬火低溫回火回火馬氏體碳化物少量殘余奧氏體回火馬氏體碳化物少量殘余奧氏體（3）用途）用途 尺寸小，形狀簡單，切削速度低的工具尺寸小，形狀簡單，切削速度低的工具2.低合金工具鋼低合金工具鋼（1）化學(xué)成分）化學(xué)成分高碳，低合金含量高碳，低合金含量（2）主要牌號）主要牌號 9SiCr，CrWMn，Cr2，9Mn2V， GCr15，W等等 Si，Cr，Mn提高淬透性提高淬透性 V細(xì)化晶粒細(xì)化晶粒（3）熱處理：淬火（油淬）低溫回火）熱處理：淬火（油淬）低溫回火（4）用途：大截面工具，形狀復(fù)雜

32、，淬火變形小）用途：大截面工具，形狀復(fù)雜，淬火變形小3.高速鋼高速鋼（1）化學(xué)成分）化學(xué)成分高碳、高合金高碳、高合金Cr，Mo提高淬透性提高淬透性Cr，W，Mo，V提高回火穩(wěn)定性，紅硬性，提高回火穩(wěn)定性，紅硬性，二次硬化二次硬化（2）牌號）牌號 W18Cr4V， W6Mo5Cr4V2（3）淬火）淬火o 要求紅硬性，溫度越高越好，只要不過熱和要求紅硬性，溫度越高越好，只要不過熱和過燒；如要求韌性好，降低淬火溫度過燒；如要求韌性好，降低淬火溫度（4）回火）回火560三次或多次，降低殘余奧氏體含量，二三次或多次，降低殘余奧氏體含量，二次硬化，二次淬火效應(yīng)次硬化，二次淬火效應(yīng) 回火馬氏體碳化物少量殘余

33、回火馬氏體碳化物少量殘余A（三）模具用鋼（三）模具用鋼1.冷作模具鋼冷作模具鋼（1）碳素工具鋼）碳素工具鋼（2）低合金工具鋼）低合金工具鋼（3）高）高Cr中中Cr模具鋼模具鋼 要求更高耐磨性，淬透性，淬火變形小，形狀復(fù)雜用這類鋼要求更高耐磨性，淬透性，淬火變形小，形狀復(fù)雜用這類鋼牌號：高牌號：高CrCr：Cr12，Cr12MoV 中中CrCr：Cr4W2MoV熱處理熱處理Cr12MoV：要求紅硬性，較高溫度淬火多次高溫回火：要求紅硬性，較高溫度淬火多次高溫回火 要求晶粒細(xì)，韌性好：較低溫度淬火低溫要求晶粒細(xì)，韌性好：較低溫度淬火低溫 回火回火（4）基體鋼）基體鋼o 以高速鋼淬火組織中基體為成分

34、的鋼種以高速鋼淬火組織中基體為成分的鋼種o 具有高足夠的韌性，克服高速鋼韌性不足具有高足夠的韌性，克服高速鋼韌性不足o 牌號：牌號： 65Nb（6Cr4W3Mo2VNb） 2.熱作模具鋼熱作模具鋼（1）熱鍛模）熱鍛模5CrNiMo ，5CrMnMo淬火高溫回火，回火索氏體淬火高溫回火，回火索氏體（2）熱擠壓模）熱擠壓模W W系系 3Cr2W8V 淬火二次高溫回火，淬火二次高溫回火，CrCr系系 4Cr5MoSiV（H11），）， 4Cr5MoSiV1（H13）足夠的塑性韌性和超高強(qiáng)度）足夠的塑性韌性和超高強(qiáng)度淬火高溫回火淬火高溫回火（3）壓鑄模）壓鑄模 可根據(jù)加工合金熔點(diǎn)選材可根據(jù)加工合金熔點(diǎn)

35、選材第六章第六章 不銹鋼不銹鋼1.金屬的化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕金屬的化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕2. 金屬腐蝕破壞的基本類型金屬腐蝕破壞的基本類型3. 提高不銹鋼耐蝕性途徑提高不銹鋼耐蝕性途徑4.不銹鋼的分類不銹鋼的分類 鐵素體不銹鋼鐵素體不銹鋼 奧氏體不銹鋼奧氏體不銹鋼 馬氏體不銹鋼馬氏體不銹鋼 FA雙相鋼雙相鋼 沉淀硬化不銹鋼沉淀硬化不銹鋼5. F不銹鋼不銹鋼（1）牌號）牌號Cr13型型：0Cr13，0Cr13A，1Cr14S等等Cr17型：型：1Cr17，0Cr17Ti，1Cr17Ti等等Cr25Cr28型型：1Cr25，1Cr25Ti，1Cr28等等（2）F不銹鋼使用過程中的脆性不銹鋼使用過程中

36、的脆性晶粒粗大脆性，晶粒粗大脆性，相脆性，相脆性，475脆性，高溫脆性脆性，高溫脆性6. M不銹鋼（1） Cr13型型：1Cr13，2Cr13，3Cr13， 4Cr13 Cr 17型型 :1Cr17Ni2 Cr18型型：9Cr18 ，9Cr18MoV（2）熱處理）熱處理 1Cr13，2Cr13 淬火高溫回火淬火高溫回火 S回回 3Cr13， 4Cr13 淬火低溫回火淬火低溫回火 M回回KA 1Cr17Ni2 淬火高溫回火淬火高溫回火 S回回 9Cr18 淬火低溫回火淬火低溫回火 M回回KA7. A不銹鋼（1）A不銹鋼在使用過程中的主要問題不銹鋼在使用過程中的主要問題 晶間腐蝕，應(yīng)力腐蝕，點(diǎn)蝕晶

37、間腐蝕，應(yīng)力腐蝕，點(diǎn)蝕（2）A不銹鋼熱處理方法（固溶處理，不銹鋼熱處理方法（固溶處理，消除應(yīng)力處消除應(yīng)力處理，穩(wěn)定化處理理，穩(wěn)定化處理）（3）什么是奧氏體不銹鋼的晶間腐蝕？防止方法）什么是奧氏體不銹鋼的晶間腐蝕？防止方法（4）主要牌號）主要牌號 1Cr18Ni9，0Cr18Ni9，00Cr18Ni10，1Cr18Ni12Mo2Ti等等8.AF節(jié)節(jié)Ni不銹鋼不銹鋼o 以以Mn代代Ni 1Cr18Mn9o MnN代代Ni 0Cr17Mn13Mo2No 節(jié)節(jié)Ni 1Cr18Mn10Ni5Mo3N 1Cr18Mn8Ni5NFAA9.A-M 沉淀硬化不銹鋼具有高塑性韌性和焊接性能具有高塑性韌性和焊接性能成分設(shè)計考慮室溫下是不穩(wěn)定的組織，成分設(shè)計考慮室溫下是不穩(wěn)定的組織，Ms點(diǎn)略低于室溫，利用這種方法處理得到點(diǎn)略低于室溫，利用這種方法處理得到M，通過時效沉淀析出金屬間化合物強(qiáng)化通過時效沉淀析出金屬間化合物強(qiáng)化第七章第七章 耐熱鋼和耐熱合金耐熱鋼和耐熱合金1. 提高耐熱鋼熱強(qiáng)性主要方法及途徑提高耐熱鋼熱強(qiáng)性主要方法及途徑2. 耐熱鋼分類耐熱鋼分類 抗氧化鋼，抗氧化鋼，P耐熱鋼，耐熱鋼，M耐熱鋼，耐熱鋼，A耐熱鋼耐熱鋼3. 抗氧化鋼抗氧化鋼F型：型：Cr13型：型：Cr13Si3，Cr13SiAl， 800-850 Cr18型：型：Cr18Si2，Cr17Al4Si，1000 C