第五章工業(yè)用鋼

1、安徽機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院安徽機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 張新建張新建第五章第五章 常用常用工程金屬材料工程金屬材料第五章 常用工程金屬材料第二節(jié)第二節(jié) 合金鋼合金鋼2 2第一節(jié)第一節(jié) 碳鋼碳鋼3 3 1 1第三節(jié)第三節(jié) 鑄鐵鑄鐵3 3 3 3v以鐵為主要元素，碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般在以鐵為主要元素，碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般在2%2%以以下，并含有其他元素的材料稱為下，并含有其他元素的材料稱為鋼鋼. .v碳鋼碳鋼：指碳含量：指碳含量wc2.11%wc10% 10% 2 2、按鋼的金相組織、按鋼的金相組織鐵素體鋼鐵素體鋼 Cr17Cr17、Cr25Cr25、Cr28Cr28。奧氏體鋼奧氏體鋼 1 1Cr18Ni9Cr18Ni

2、9、0Cr19Ni90Cr19Ni9、Mn13Mn13。馬氏體鋼馬氏體鋼 3 3Cr13Cr13、4Cr134Cr13、1Cr11MoV1Cr11MoV、1Cr12WmoV1Cr12WmoV。珠光體鋼珠光體鋼 15 15CrMoCrMo、12CrMoV12CrMoV。貝氏體鋼貝氏體鋼 12 12MoVWBSiREMoVWBSiRE第二節(jié)第二節(jié) 合金鋼合金鋼3 3、按鋼中、按鋼中S S、P P雜質(zhì)含量雜質(zhì)含量v 普通合金鋼普通合金鋼 S0.050% P0.045%S0.050% P0.045%v 優(yōu)質(zhì)合金鋼優(yōu)質(zhì)合金鋼 S0.035% P0.035%S0.035% P0.035%v 高級優(yōu)質(zhì)合金鋼

3、高級優(yōu)質(zhì)合金鋼 S0.025% P0.025%S0.025% P0.025%v 特級優(yōu)質(zhì)合金鋼特級優(yōu)質(zhì)合金鋼 S0.015% P0.020% S0.015% P0.020% 4 4、按合金組元按合金組元v 二元合金鋼二元合金鋼 MnMn鋼、硅鋼、鉻鋼。鋼、硅鋼、鉻鋼。v 三元合金鋼三元合金鋼 CrMnCrMn、Si-CrSi-Cr、Si-MnSi-Mn、Cr-NiCr-Ni。v 多元合金鋼多元合金鋼 Cr-Mn-TiCr-Mn-Ti、Ni-Cr-Mo-VNi-Cr-Mo-V。5 5、按用途按用途v 合金結(jié)構(gòu)鋼，合金工具鋼，特殊性能鋼：不銹鋼、耐熱合金結(jié)構(gòu)鋼，合金工具鋼，特殊性能鋼：不銹鋼、耐熱

4、鋼、超強(qiáng)鋼。鋼、超強(qiáng)鋼。 第二節(jié)第二節(jié) 合金鋼合金鋼（二）合金鋼的編號（二）合金鋼的編號（1 1）合金結(jié)構(gòu)鋼）合金結(jié)構(gòu)鋼 40 Cr40 CrWc=0.40%Wc=0.40%WcrWcr1.5%1.5% G Cr15G Cr15滾動軸承鋼滾動軸承鋼WcrWcr1.5%1.5%第二節(jié)第二節(jié) 合金鋼合金鋼（2 2）合金工具鋼）合金工具鋼W WV V1.5%1.5%9 Mn2 V9 Mn2 VW WMnMn=2%=2%Wc=0.9%Wc=0.9%（含（含C C大于大于1%1%不標(biāo)）不標(biāo)）第二節(jié)第二節(jié) 合金鋼合金鋼WNi=9%WNi=9% 0 Cr19Ni90 Cr19Ni9WCr=19%WCr=19

5、%WcWc0.08%0.08% 00 Cr18Ni1000 Cr18Ni10WcWc0.01%0.01% 000000WcWc0.003%0.003%3 3、特殊性能鋼、特殊性能鋼第二節(jié)第二節(jié) 合金鋼合金鋼4.4.專用鋼的編號專用鋼的編號滾珠軸承鋼：在鋼號前標(biāo)以滾珠軸承鋼：在鋼號前標(biāo)以“G”G”（“滾滾”字漢語拼音首字母）字，其字漢語拼音首字母）字，其后為鉻后為鉻(Cr)+(Cr)+數(shù)字，數(shù)字表示鉻含量數(shù)字，數(shù)字表示鉻含量平均值的千分之幾，如平均值的千分之幾，如“滾鉻滾鉻15”(GCr15)15”(GCr15)。這里應(yīng)注意牌號中鉻。這里應(yīng)注意牌號中鉻元素后面的數(shù)字是表示含鉻量為元素后面的數(shù)字是

6、表示含鉻量為1.5%1.5%，其他元素仍按百分之幾表示。如其他元素仍按百分之幾表示。如GCr15SiMn GCr15SiMn 表示平均含鉻量為表示平均含鉻量為1.5%1.5%，硅、錳含量均小于硅、錳含量均小于1.5% 1.5% 的滾動軸承的滾動軸承鋼。鋼。又如易切鋼：前標(biāo)以又如易切鋼：前標(biāo)以“Y”Y”字，字，Y40Mn Y40Mn 表示平均含碳量為表示平均含碳量為0.4%0.4%，錳含量小于，錳含量小于1.5%1.5%的易切削鋼。的易切削鋼。滾珠滾柱滾珠滾柱第二節(jié)第二節(jié) 合金鋼合金鋼三、合金結(jié)構(gòu)鋼三、合金結(jié)構(gòu)鋼 合金結(jié)構(gòu)鋼：分為低合金結(jié)構(gòu)鋼、合金滲碳鋼、合金調(diào)質(zhì)鋼、合金彈簧鋼和滾動軸承鋼。（一

7、）低合金結(jié)構(gòu)鋼（一）低合金結(jié)構(gòu)鋼v 1.1.性能特點(diǎn)性能特點(diǎn)有較高的強(qiáng)度、良好的塑性、韌性以及焊接工藝性能 v 2.2.化學(xué)成分特點(diǎn)化學(xué)成分特點(diǎn)平均含碳量小于0.2%。主要加入以Mn為主的合金元素 v 3.3.熱處理特點(diǎn)熱處理特點(diǎn)一般在熱軋或正火狀態(tài)下使用 v 4.4.常用鋼種常用鋼種銅陵長江公路大橋銅陵長江公路大橋第二節(jié)第二節(jié) 合金鋼合金鋼（二）滲碳鋼（二）滲碳鋼1 1、對滲碳鋼的性能要求、對滲碳鋼的性能要求: :2 2、對滲碳鋼的含碳量的要求、對滲碳鋼的含碳量的要求: : 低碳低碳3 3、滲碳鋼的熱處理特點(diǎn)、滲碳鋼的熱處理特點(diǎn): :滲碳滲碳表硬里韌表硬里韌淬火淬火 + + 低溫回火低溫回火

8、(180(180200)200)第二節(jié)第二節(jié) 合金鋼合金鋼鋼號鋼號2020鋼鋼20Cr20Cr鋼鋼20CrMnTi20CrMnTi鋼鋼名稱名稱碳素滲碳鋼碳素滲碳鋼合金滲碳鋼合金滲碳鋼合金滲碳鋼合金滲碳鋼成分成分0.2%C0.2%C0.2%CCr1.5%0.2%CCr1.5%0.2C0.2C、MnMn、CrCr、Ti1.5%Ti1.5%淬火淬火特點(diǎn)特點(diǎn)一次水淬一次水淬變形大變形大一次油淬一次油淬變形小變形小直接油淬直接油淬變形小變形小組織組織表面：表面：M M回回+ +滲碳體顆滲碳體顆粒粒+Ar+Ar；心部：低碳心部：低碳M M回回+F+F，未，未淬透時則為淬透時則為F+SF+S。表面：表面：M

9、 M回回+ +合金碳化合金碳化物顆粒物顆粒+Ar+Ar；心部：低碳心部：低碳M M回回+F+F，未，未淬透時則為淬透時則為F+SF+S。表面：表面：M M回回+ +合金碳合金碳化物顆?；镱w粒+Ar+Ar；心部：低碳心部：低碳M M回回+F +F 或低碳或低碳M M回回性能性能表面：表面：58-62HRC58-62HRC；心部：心部：40-48HRC40-48HRC或或10-10-20HRC20HRC表面：表面：60-65HRC60-65HRC；心部：心部：45-50HRC45-50HRC或或15-15-25HRC25HRC表面：表面：60-65HRC60-65HRC；心部：心部：45-50H

10、RC45-50HRC應(yīng)用應(yīng)用受力不大、簡單形狀、受力不大、簡單形狀、10mm10mm耐磨件耐磨件受力不大、形狀較復(fù)受力不大、形狀較復(fù)雜、雜、20mm20mm耐磨耐磨件件受較大載荷、形狀受較大載荷、形狀復(fù)雜、復(fù)雜、40mm40mm中型耐磨件中型耐磨件4 4、合金滲碳鋼的牌號、合金滲碳鋼的牌號20 Cr Mn Ti 20 Cr Mn Ti 含鈦量含鈦量W WTiTi1.5 %1.5 %含錳量含錳量W WMnMn1.5 %1.5 %含鉻量含鉻量W WCrCr 1.5 % 1.5 % 含碳量含碳量W WC C 0.0.20 %20 %第二節(jié)第二節(jié) 合金鋼合金鋼5 5、典型合金滲碳鋼種介紹、典型合金滲碳

11、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 %15Cr3 %15Cr、20Cr20Cr、20CrV20CrV、20MnV20MnV、20Mn220Mn2。用。用于受力小的耐磨件，如柴油機(jī)的于受力小的耐磨件，如柴油機(jī)的活塞銷、凸輪軸等。活塞銷、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 %4 %左右。左右。20CrMnTi20CrMnTi、 20MnVB20MnVB、 12CrNi312CrNi3。用于中等載荷的耐磨件，如變速箱用于中等載荷的耐磨件，如變速箱齒輪。齒輪。柴油機(jī)凸輪軸柴油機(jī)凸輪軸活塞銷活塞銷( 20C

12、r )( 20Cr )第二節(jié)第二節(jié) 合金鋼合金鋼 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 %4 % 6 %6 %。18Cr2NiWA18Cr2NiWA、 20Cr2Ni420Cr2Ni4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20CrMnTi 20CrMnTi 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藝路線：工藝路線： 下料下料鍛造鍛造正火正火齒形加工齒形加工滲碳滲碳預(yù)冷淬火預(yù)冷淬火低溫回火低溫回火噴丸噴丸精磨精磨第二節(jié)第二節(jié) 合金鋼合金鋼（三）調(diào)質(zhì)鋼（三）調(diào)質(zhì)鋼1 1、對調(diào)質(zhì)鋼的

13、性能要求、對調(diào)質(zhì)鋼的性能要求: :既強(qiáng)又韌既強(qiáng)又韌2 2、對調(diào)質(zhì)鋼的含碳量的要求、對調(diào)質(zhì)鋼的含碳量的要求: :中碳中碳(0.3% (0.3% 0.5%)0.5%)3 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( 500( 500650 )650 )第二節(jié)第二節(jié) 合金鋼合金鋼鋼號鋼號4545鋼鋼40Cr40Cr鋼鋼35CrMo35CrMo鋼鋼名稱名稱碳素調(diào)質(zhì)鋼碳素調(diào)質(zhì)鋼合金調(diào)質(zhì)鋼合金調(diào)質(zhì)鋼合金調(diào)質(zhì)鋼合金調(diào)質(zhì)鋼成分成分0.45%C0.45%C0.40%C0.40%C、Cr1.5%Cr1.5%35%C35%CMoMo、Cr1.5%Cr1.5%淬火特點(diǎn)淬火特點(diǎn)水

14、淬、變形大水淬、變形大油淬、變形小油淬、變形小油淬、變形小油淬、變形小組織組織S S回或回或F+SF+SS S回或回或F+SF+SS S回回性能性能25-35HRC 25-35HRC 或或10-20HRC10-20HRC25-35HRC 25-35HRC 或或15-20HRC15-20HRC25-35HRC25-35HRC應(yīng)用應(yīng)用受力不大、簡單受力不大、簡單形狀、形狀、20mm20mm小零件小零件受力不大、形狀較受力不大、形狀較復(fù)雜、復(fù)雜、40mm40mm中小型零件中小型零件受較大載荷、形受較大載荷、形狀復(fù)雜、狀復(fù)雜、80mm80mm大中大中型零件型零件4 4、合金調(diào)質(zhì)鋼的牌號、合金調(diào)質(zhì)鋼的牌

15、號淬透性鋼號主 要 成 分, %淬火回火CMnSiCr低450.420.500.500.800.170.37830840水580640空40Cr0.370.450.500.80Cr 0.81.10850油500 水，油中高35CrMo0.320.400.400.70Cr 0.81.10850油550 水，油38CrMoAlA0.350.42Al 0.71.1Cr 1.351.65940水，油640水，油40CrMnMo0.370.450.901.20Cr 0.91.20850油600 水，油機(jī)械性能 bMPasMPaaKU2J6003553940MnB0.370.441.101.400.200

16、.40850油500 水，油9807854798078547980835639808357198078563第二節(jié)第二節(jié) 合金鋼合金鋼5 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 %3 %。 40Cr40Cr、40MnB40MnB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 %4 %左右。左右。38CrSi38CrSi、35CrMo35CrMo 等。等。圓圓錐錐齒齒輪輪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。第二節(jié)第二節(jié) 合金鋼合金鋼6 6、應(yīng)用舉例、應(yīng)用舉例

17、40 40CrMoCrMo 汽缸螺栓性能要求：汽缸螺栓性能要求： b b900N/mm900N/mm2 2 s s700N/mm700N/mm2 2 HBHB300300341341 1212 、 KU KU 80J/cm80J/cm2 2制作工藝過程：制作工藝過程： 下料下料鍛造鍛造正火正火粗加工粗加工調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)精加工精加工噴丸噴丸第二節(jié)第二節(jié) 合金鋼合金鋼（四）（四）彈簧鋼彈簧鋼大型熱卷彈簧大型熱卷彈簧汽車板簧汽車板簧火車螺旋彈簧第二節(jié)第二節(jié) 合金鋼合金鋼 1 1、對彈簧鋼的性能要求、對彈簧鋼的性能要求: :（1 1）高的）高的S S、-1-1和和s s/b b；（；（2 2）一定的）一定的

18、k k；（3 3）淬透性好；（）淬透性好；（4 4）好的環(huán)境穩(wěn)定性。）好的環(huán)境穩(wěn)定性。 2 2、對彈簧鋼含碳量的要求、對彈簧鋼含碳量的要求: :中、高碳中、高碳(0.5% (0.5% 0.7%)0.7%)。 3 3、彈簧鋼的熱處理特點(diǎn)、彈簧鋼的熱處理特點(diǎn): : 冷成型彈簧：冷拔冷成型彈簧：冷拔冷成型冷成型去應(yīng)力退火處去應(yīng)力退火處理（理（250-300250-300）。）。 用于用于10mm1.65%Cr1.65%Cr時時, ,會因會因AA增加增加而使硬度和穩(wěn)定性下降。而使硬度和穩(wěn)定性下降。第二節(jié)第二節(jié) 合金鋼合金鋼3 3 、熱處理和組織特點(diǎn)、熱處理和組織特點(diǎn)v 滾動軸承鋼是過共析鋼。滾動軸承鋼

19、是過共析鋼。v 熱處理：球化退火熱處理：球化退火+ +淬火淬火+ +低溫回火低溫回火v 組織：組織： M M回回+ +顆粒狀碳化物顆粒狀碳化物+A(+A(少少量量) ) 淬火后進(jìn)行冷處理淬火后進(jìn)行冷處理(-60 (-60 -80), -80), 可以減少可以減少AA、穩(wěn)、穩(wěn)定尺寸定尺寸. . 軸承生產(chǎn)車間軸承生產(chǎn)車間第二節(jié)第二節(jié) 合金鋼合金鋼4 4、常用鋼號及用途、常用鋼號及用途滾針軸承滾針軸承滾柱軸承滾柱軸承滾珠軸承滾珠軸承大型軸承大型軸承v 應(yīng)用最廣的是應(yīng)用最廣的是GCr15GCr15，大量用于大中型，大量用于大中型 軸承；軸承；v 大型軸承用大型軸承用GCr15SiMnGCr15SiMn

20、。v 這類鋼還可用于制造模具、量具等這類鋼還可用于制造模具、量具等. .第二節(jié)第二節(jié) 合金鋼合金鋼5 5、滾動軸承鋼的牌號、滾動軸承鋼的牌號G Cr9 Si MnG Cr9 Si Mn 含含MnMn量量W WMnMn1.51.5 % %含含SiSi量量W WSiSi1.5 %1.5 %含含CrCr量量W WCrCr0.9 %0.9 % 滾動軸承鋼滾動軸承鋼6 6、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)加工機(jī)加工淬火淬火 + + 冷處理冷處理 ( ( 60 60 80;1h )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

21、(120 130130；1010 20h)20h)第二節(jié)第二節(jié) 合金鋼合金鋼四、合金工具鋼四、合金工具鋼按用途分為按用途分為: :刃具鋼刃具鋼模具鋼模具鋼量具鋼量具鋼模具模具第二節(jié)第二節(jié) 合金鋼合金鋼 用來制造各種切用來制造各種切削刀具的鋼種。削刀具的鋼種。（一）、刃具鋼（一）、刃具鋼切削加工切削加工第二節(jié)第二節(jié) 合金鋼合金鋼 性能要求性能要求v 1 1、高硬度、高硬度 (HRC60),(HRC60),主主要取決于含碳量。要取決于含碳量。 v 2 2、高耐磨性、高耐磨性 靠高硬度和靠高硬度和析出細(xì)小均勻硬碳化物來達(dá)析出細(xì)小均勻硬碳化物來達(dá)到。到。v 3 3、高熱硬性、高熱硬性 即高溫下保即高溫

22、下保持高硬度的能力。持高硬度的能力。v 4 4、足夠的韌性、足夠的韌性 以防止脆以防止脆斷和崩刃。斷和崩刃。切削加工的基本形切削加工的基本形式式第二節(jié)第二節(jié) 合金鋼合金鋼 碳素工具鋼碳素工具鋼v 共有七個牌號：共有七個牌號：T7T7T13 T13 v 1 1、成分特點(diǎn)：、成分特點(diǎn)：l高碳高碳(0.65-1.35%C)(0.65-1.35%C) 隨含碳量提高，碳化物量隨含碳量提高，碳化物量增加，耐磨性提高，但韌性增加，耐磨性提高，但韌性下降。下降。 碳素工具鋼帶碳素工具鋼帶碳素工具鋼材碳素工具鋼材料料第二節(jié)第二節(jié) 合金鋼合金鋼 2 2、熱處理及組織、熱處理及組織v 熱處理：熱處理：正火正火+ +

23、球化退火球化退火+ +淬火淬火+ +低溫回火低溫回火 球化退火目的：球化退火目的：v 降低硬度降低硬度, , 便于加工便于加工; ;v 為淬火作組織準(zhǔn)備。為淬火作組織準(zhǔn)備。 v 使用狀態(tài)下的組織：使用狀態(tài)下的組織： M M回回+ +顆粒狀碳化物顆粒狀碳化物+A(+A(少少量量) ) 球狀珠光體球狀珠光體T12鋼正常淬火組織鋼正常淬火組織第二節(jié)第二節(jié) 合金鋼合金鋼 3 3、用途、用途v 由于碳工鋼熱硬性、淬透性差，只用于制造小尺寸的由于碳工鋼熱硬性、淬透性差，只用于制造小尺寸的手工工具和低速刃具。手工工具和低速刃具。 v T7-T9T7-T9：制造承受沖擊的工具，如木工工具：沖子、鑿：制造承受沖

24、擊的工具，如木工工具：沖子、鑿子、錘子等。子、錘子等。木工鑿木工鑿木工鉆木工鉆第二節(jié)第二節(jié) 合金鋼合金鋼vT10-T11T10-T11：制造低速切削工具，如鉆頭、絲錐、：制造低速切削工具，如鉆頭、絲錐、車刀等。車刀等。vT12-T13T12-T13：制造耐磨工具，如銼刀、鋸條等。：制造耐磨工具，如銼刀、鋸條等。絲錐絲錐銼刀銼刀手鋸條手鋸條鉆頭鉆頭第二節(jié)第二節(jié) 合金鋼合金鋼 1 1、成分特點(diǎn)：、成分特點(diǎn)：v 高碳：高碳：0.75-1.5%C0.75-1.5%Cv 合金元素作用合金元素作用v 提高淬透性提高淬透性: Cr: Cr、MnMn、Si Si v 提高耐回火性：提高耐回火性：SiSiv 提

25、高耐磨性、細(xì)化晶粒提高耐磨性、細(xì)化晶粒: : W W、V V 低合金工具鋼低合金工具鋼由碳素工具鋼基礎(chǔ)上加入少量合金元素由碳素工具鋼基礎(chǔ)上加入少量合金元素(3-5)(3-5)形成。形成。 低合金工具鋼制品低合金工具鋼制品第二節(jié)第二節(jié) 合金鋼合金鋼 2 2、熱處理及組織、熱處理及組織v 同碳素工具鋼，只是淬火介質(zhì)同碳素工具鋼，只是淬火介質(zhì)為油為油( (碳素工具鋼為水碳素工具鋼為水) )。v 使用狀態(tài)下的組織為：使用狀態(tài)下的組織為： M M回回+ +顆粒狀碳化物顆粒狀碳化物+A(+A(少量少量) ) 3 3、常用鋼號及用途、常用鋼號及用途v 應(yīng)用最多的是應(yīng)用最多的是9SiCr9SiCr。用于制。用

26、于制造形狀復(fù)雜、要求變形小的低造形狀復(fù)雜、要求變形小的低速刃具，如絲錐、板牙等速刃具，如絲錐、板牙等. . 絲錐絲錐板牙板牙低合金工具鋼扳手低合金工具鋼扳手第二節(jié)第二節(jié) 合金鋼合金鋼應(yīng)用舉例：應(yīng)用舉例：1、用、用9SiCr鋼制造圓板牙鋼制造圓板牙 要求：碳化物分布均勻，防止崩刃；熱處理變要求：碳化物分布均勻，防止崩刃；熱處理變 形?。?biāo)準(zhǔn)件）；良好的耐磨性，硬度形小（標(biāo)準(zhǔn)件）；良好的耐磨性，硬度 HRC60-63 下料下料球化退火球化退火機(jī)械加工機(jī)械加工淬火，低溫回火淬火，低溫回火磨平面磨平面拋槽，開口拋槽，開口成品成品板牙板牙800810700720500出爐空冷出爐空冷溫度，溫度，時間，時

27、間，h2468爐冷爐冷9SiCr球化退火工藝球化退火工藝溫度溫度時間時間6006508508701602001902003045min6090min減少高溫停留時間，防止脫碳減少高溫停留時間，防止脫碳硝鹽浴分級淬火硝鹽浴分級淬火低溫回火低溫回火1 1、性能特點(diǎn)、性能特點(diǎn): : 高熱硬性高熱硬性(600)(600)、高淬透性、高淬透性 2 2、成分特點(diǎn)、成分特點(diǎn)v 高碳高碳: 0.70-1.5%C : 0.70-1.5%C v 合金元素作用合金元素作用v 提高淬透性：提高淬透性：CrCrv 提高熱硬性、耐磨提高熱硬性、耐磨性性: W: W、MoMo、V V 高速鋼（俗稱風(fēng)鋼）高速鋼（俗稱風(fēng)鋼）

28、制造高速切削刃具用鋼。制造高速切削刃具用鋼。高速鋼冷軋鋼帶高速鋼冷軋鋼帶高速鋼形材高速鋼形材第二節(jié)第二節(jié) 合金鋼合金鋼3 3、加工與熱處理、加工與熱處理W18Cr4VW18Cr4V鋼的鑄態(tài)組織鋼的鑄態(tài)組織l加工工藝路線：下料加工工藝路線：下料鍛造鍛造退火退火機(jī)加工機(jī)加工淬火淬火回火回火磨削磨削v 高速鋼是萊氏體高速鋼是萊氏體鋼，其鑄態(tài)組織鋼，其鑄態(tài)組織為亞共晶組織，為亞共晶組織，由由魚骨狀萊氏體魚骨狀萊氏體與樹枝狀與樹枝狀M+TM+T組成組成，脆性大且無法熱脆性大且無法熱處理改善。處理改善。第二節(jié)第二節(jié) 合金鋼合金鋼 退火目的：退火目的：v 降低硬度，便于切降低硬度，便于切加工；加工；v 為淬

29、火作組織準(zhǔn)備。為淬火作組織準(zhǔn)備。v 退火后組織：退火后組織： S+S+顆粒狀碳化物顆粒狀碳化物 鍛造目的：鍛造目的：打碎粗大的魚骨狀碳化物，使其均勻分打碎粗大的魚骨狀碳化物，使其均勻分布于基體中。布于基體中。W18Cr4VW18Cr4V鋼的退火組織鋼的退火組織第二節(jié)第二節(jié) 合金鋼合金鋼W18Cr4VW18Cr4V鋼的淬火組織鋼的淬火組織 淬火目的淬火目的: : 獲得高合金元獲得高合金元素含量的馬氏素含量的馬氏體。因此淬火體。因此淬火溫度高溫度高(1200)(1200)。v淬火后組織：淬火后組織：v M+M+未溶碳化未溶碳化物物(10%)+A (10%)+A (20%)(20%)第二節(jié)第二節(jié) 合

30、金鋼合金鋼 析出析出W W、MoMo、V V的碳化物，產(chǎn)生二次硬化。的碳化物，產(chǎn)生二次硬化。 碳及合金元素含量下降，碳及合金元素含量下降，MsMs點(diǎn)上升，回火冷卻時，點(diǎn)上升，回火冷卻時，AA轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)樽優(yōu)镸 M。v 每次回火加熱都使前一次的淬火馬氏體回火。每次回火加熱都使前一次的淬火馬氏體回火。 回火目的：回火目的：主要主要為減少為減少AA。消除內(nèi)應(yīng)。消除內(nèi)應(yīng)力、穩(wěn)定組織。力、穩(wěn)定組織。l常用常用560560三次回火三次回火. .l回火時的組織變化：回火時的組織變化： 高速鋼硬度與回火溫度關(guān)系高速鋼硬度與回火溫度關(guān)系第二節(jié)第二節(jié) 合金鋼合金鋼W18Cr4V鋼熱處理工藝示意圖鋼熱處理工藝示意圖第二

31、節(jié)第二節(jié) 合金鋼合金鋼W18Cr4VW18Cr4V鋼淬火、回火后的組織鋼淬火、回火后的組織 4 4、使用狀態(tài)下組織、使用狀態(tài)下組織 M M回回+ +顆粒狀碳化物顆粒狀碳化物+A+A（少量）（少量）第二節(jié)第二節(jié) 合金鋼合金鋼不同狀態(tài)下不同狀態(tài)下W18Cr4VW18Cr4V的組織的組織鑄態(tài)鑄態(tài)淬火回火態(tài)淬火回火態(tài)淬火態(tài)淬火態(tài)退火態(tài)退火態(tài)第二節(jié)第二節(jié) 合金鋼合金鋼 5 5、常用鋼號及用途、常用鋼號及用途v 常用鋼號為常用鋼號為W18Cr4V(18-4-1)W18Cr4V(18-4-1)和和W6Mo5Cr4V2(6-5-4-2)W6Mo5Cr4V2(6-5-4-2)。v 用于高速切削刃具，如車刀、用于

32、高速切削刃具，如車刀、 刨刀、銑刀、鉆頭等。刨刀、銑刀、鉆頭等。車刀車刀銑刀銑刀高速鋼銑刀高速鋼銑刀鉆頭鉆頭第二節(jié)第二節(jié) 合金鋼合金鋼（二）、模具鋼（二）、模具鋼汽車沖壓模具汽車沖壓模具v 用以制造冷熱模具的鋼種. v 一）一） 冷作模具鋼冷作模具鋼v 制造金屬冷成型模具鋼種制造金屬冷成型模具鋼種. . 1 1、性能要求、性能要求v 高硬度和耐磨性。高硬度和耐磨性。 v 足夠的強(qiáng)度和韌性。足夠的強(qiáng)度和韌性。v 良好的工藝性能良好的工藝性能（淬透性、切削加工性等）第二節(jié)第二節(jié) 合金鋼合金鋼 2 2、常用鋼種、常用鋼種v 小尺寸、形狀簡單、受小尺寸、形狀簡單、受力不大的模具力不大的模具, , 可用

33、碳素工具可用碳素工具鋼和低合金工具鋼制造。鋼和低合金工具鋼制造。v 截面、受力大的冷模具截面、受力大的冷模具 用用Cr12Cr12型冷作模具鋼制造型冷作模具鋼制造. .l 成分特點(diǎn)：高碳成分特點(diǎn)：高碳(1.4-2.3%C)(1.4-2.3%C)；高鉻；高鉻(11.5-13%Cr)(11.5-13%Cr)l合金元素作用：合金元素作用： Cr Cr 提高淬透性；提高淬透性； MoMo、V V 提高耐磨性，細(xì)化晶粒。提高耐磨性，細(xì)化晶粒。 Cr12Cr12鋼鋼第二節(jié)第二節(jié) 合金鋼合金鋼v 加工及熱處理：加工及熱處理：Cr12Cr12型模具鋼也是萊氏體鋼，需進(jìn)型模具鋼也是萊氏體鋼，需進(jìn)行鍛造、退火行鍛

34、造、退火, , 目的同高速鋼目的同高速鋼. .l 常用鋼號為常用鋼號為Cr12Cr12和和Cr12MoVCr12MoV。用于制造冷。用于制造冷沖模、擠壓模等。沖模、擠壓模等。l最終熱處理為最終熱處理為: : 淬火淬火+ +低溫回火低溫回火l使用狀態(tài)下的組織使用狀態(tài)下的組織: M: M回回+ +顆粒狀碳顆粒狀碳化物化物+A(+A(少量少量) )汽車外板冷沖模汽車外板冷沖模沖壓模具沖壓模具第二節(jié)第二節(jié) 合金鋼合金鋼 二）二） 熱作模具鋼熱作模具鋼v 制造使加熱金屬或液態(tài)金制造使加熱金屬或液態(tài)金屬成型模具鋼種屬成型模具鋼種. . 1 1、性能要求、性能要求v 高溫下良好的高溫下良好的 綜合力學(xué)性能。

35、綜合力學(xué)性能。v 抗熱疲勞性能。抗熱疲勞性能。 v 高的淬透性和良好的高的淬透性和良好的導(dǎo)熱性。導(dǎo)熱性。熱模鍛曲軸毛坯熱模鍛曲軸毛坯第二節(jié)第二節(jié) 合金鋼合金鋼熱鐓模熱鐓模凸緣模凸緣模v2 2、常用鋼種、常用鋼種v 熱鍛模鋼熱鍛模鋼 5CrNiMo5CrNiMo、5CrMnMo5CrMnMov 前者用于大型熱鍛模，后前者用于大型熱鍛模，后者用于中小型熱鍛模者用于中小型熱鍛模. .v 成分特點(diǎn)、合金元素作用成分特點(diǎn)、合金元素作用及熱處理同調(diào)質(zhì)鋼。及熱處理同調(diào)質(zhì)鋼。v 使用狀態(tài)下的組織使用狀態(tài)下的組織: : S S回回第二節(jié)第二節(jié) 合金鋼合金鋼v 壓鑄模鋼壓鑄模鋼v 典型鋼號是典型鋼號是3Cr2W8

36、V3Cr2W8V, , 為過共析鋼為過共析鋼. .v 中碳中碳(0.3-0.4%C), (0.3-0.4%C), 合金元素作用合金元素作用 同高速鋼。同高速鋼。W W、CrCr提高抗熱疲勞性能提高抗熱疲勞性能. .v 淬火淬火+ +回火后組織：回火后組織： M M回回+ +顆粒狀碳化物顆粒狀碳化物+A(+A(少量少量) )型板壓鑄模型板壓鑄模壓鑄工藝壓鑄工藝壓鑄模具壓鑄模具第二節(jié)第二節(jié) 合金鋼合金鋼汽車缸壓鑄模汽車缸壓鑄模第二節(jié)第二節(jié) 合金鋼合金鋼（三）、量具鋼（三）、量具鋼 制造各種量具用鋼。如制造各種量具用鋼。如千分尺、卡尺、塊規(guī)、千分尺、卡尺、塊規(guī)、塞規(guī)塞規(guī)等。等?？ǔ呖ǔ呷?guī)塞規(guī)千分尺

37、千分尺第二節(jié)第二節(jié) 合金鋼合金鋼 1 1、性能要求、性能要求 量具在使用過程中與被測零量具在使用過程中與被測零件接觸，承受摩擦和沖擊。件接觸，承受摩擦和沖擊。v 高硬度和耐磨性。高硬度和耐磨性。v 高的尺寸穩(wěn)定性。高的尺寸穩(wěn)定性。v 足夠的韌性。足夠的韌性。漸開線花鍵環(huán)規(guī)、漸開線花鍵環(huán)規(guī)、塞規(guī)塞規(guī)矩形花鍵矩形花鍵環(huán)規(guī)、塞環(huán)規(guī)、塞規(guī)規(guī)光面量規(guī)光面量規(guī)第二節(jié)第二節(jié) 合金鋼合金鋼2 2、量具用鋼、量具用鋼v 低碳鋼滲碳、低碳鋼滲碳、中碳鋼表面淬火中碳鋼表面淬火v 碳素工具鋼、碳素工具鋼、低合金工具鋼兩者低合金工具鋼兩者用于尺寸小、形狀用于尺寸小、形狀簡單、精度要求不簡單、精度要求不高的量具。高的量具

38、。 滾動軸承鋼、冷作模具鋼。用于制造精密量具滾動軸承鋼、冷作模具鋼。用于制造精密量具. . 不銹鋼用于制造接觸腐蝕介質(zhì)的量具。不銹鋼用于制造接觸腐蝕介質(zhì)的量具。 量塊量塊電電子卡尺子卡尺第二節(jié)第二節(jié) 合金鋼合金鋼 3 3、量具鋼的熱處理特點(diǎn)、量具鋼的熱處理特點(diǎn)v 淬火前預(yù)備熱處理采用球化退火或調(diào)質(zhì)處理。淬火前預(yù)備熱處理采用球化退火或調(diào)質(zhì)處理。l 下限溫度淬火及冷處理。目的下限溫度淬火及冷處理。目的是減少是減少AA。l 長時間低溫時效，以消除內(nèi)應(yīng)長時間低溫時效，以消除內(nèi)應(yīng)力，降低馬氏體的正方度。力，降低馬氏體的正方度。量規(guī)量規(guī)第二節(jié)第二節(jié) 合金鋼合金鋼五、五、 特殊性能鋼特殊性能鋼 指指具有特殊

39、物理、具有特殊物理、化學(xué)性能的鋼?；瘜W(xué)性能的鋼。本節(jié)只介紹不銹本節(jié)只介紹不銹鋼、耐熱鋼和耐鋼、耐熱鋼和耐磨鋼。磨鋼。第二節(jié)第二節(jié) 合金鋼合金鋼（一）、不銹鋼（一）、不銹鋼化工管化工管道的腐道的腐蝕蝕裂解管裂解管內(nèi)壁的內(nèi)壁的高溫腐高溫腐蝕減薄蝕減薄v 化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕是指金屬在非電解質(zhì)中的腐蝕。是指金屬在非電解質(zhì)中的腐蝕。v 電化學(xué)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。與作用的腐蝕。 在腐蝕介質(zhì)中具有耐蝕在腐蝕介質(zhì)中具有耐蝕性能的鋼。性能的鋼。 1 1、金屬的腐蝕、金屬的腐蝕l金屬的腐蝕分金屬的腐蝕分化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐

40、蝕和電化學(xué)腐蝕。 第二節(jié)第二節(jié) 合金鋼合金鋼v 不同組織、成分、應(yīng)力區(qū)域之間都可構(gòu)成微電池。不同組織、成分、應(yīng)力區(qū)域之間都可構(gòu)成微電池。第二節(jié)第二節(jié) 合金鋼合金鋼 防止電化學(xué)腐蝕的措施：防止電化學(xué)腐蝕的措施：v 獲得均勻的單相組織。獲得均勻的單相組織。v 提高合金的電極電位。提高合金的電極電位。v 使表面形成致密的鈍化膜。使表面形成致密的鈍化膜。l工業(yè)發(fā)達(dá)國家每年金屬腐蝕造成工業(yè)發(fā)達(dá)國家每年金屬腐蝕造成的直接經(jīng)濟(jì)損失占的直接經(jīng)濟(jì)損失占GNPGNP的的4%4%左右。左右。中國每年腐蝕的損失至少到中國每年腐蝕的損失至少到400400億元以上億元以上. .ZnZnZnZnZn-CuZn-Cu原電池示

41、意圖原電池示意圖珠光體腐蝕示意圖珠光體腐蝕示意圖電解液電解液第二節(jié)第二節(jié) 合金鋼合金鋼(1)(1)、低碳：碳高，則降低耐蝕性。、低碳：碳高，則降低耐蝕性。(2)(2)、CrCr：是提高耐蝕性的主要元素：是提高耐蝕性的主要元素v 形成穩(wěn)定致密的形成穩(wěn)定致密的CrCr2 2O O3 3氧化膜氧化膜. .v Cr Cr含量大于含量大于13%13%時，形成單相鐵時，形成單相鐵素體組織。素體組織。v 提高基體電極電位提高基體電極電位(3)(3)、NiNi：獲得單相奧氏體組織。：獲得單相奧氏體組織。 (4)(4)、MoMo：耐有機(jī)酸腐蝕。：耐有機(jī)酸腐蝕。(5)(5)、Ti, Nb: Ti, Nb: 防止奧

42、氏體鋼晶間腐蝕防止奧氏體鋼晶間腐蝕. .2 2、不銹鋼中合金元素的作用、不銹鋼中合金元素的作用第二節(jié)第二節(jié) 合金鋼合金鋼 晶間腐蝕晶間腐蝕是沿晶粒周界發(fā)生腐蝕的現(xiàn)象，危害很大是沿晶粒周界發(fā)生腐蝕的現(xiàn)象，危害很大. .v 它是由于它是由于CrCr2323C C6 6析出于晶界，使晶界附近析出于晶界，使晶界附近CrCr含量降到含量降到12%12%以下，在介質(zhì)以下，在介質(zhì)v 加加 TiTi、NbNb則先于則先于CrCr與與C C形成不易溶于奧氏體的碳化物形成不易溶于奧氏體的碳化物, , 避免晶界貧避免晶界貧CrCr。 晶間腐蝕晶間腐蝕第二節(jié)第二節(jié) 合金鋼合金鋼晶間腐晶間腐蝕破壞蝕破壞304304不銹

43、鋼不銹鋼消火栓消火栓齒輪架齒輪架第二節(jié)第二節(jié) 合金鋼合金鋼3 3、常用不銹鋼、常用不銹鋼 (1) (1) 、馬氏體不銹鋼、馬氏體不銹鋼v 主要是主要是Cr13Cr13型不銹鋼型不銹鋼 鋼號為鋼號為1Cr13-4Cr131Cr13-4Cr13v 隨含碳量提高，強(qiáng)度、隨含碳量提高，強(qiáng)度、硬度提高，耐蝕性下降硬度提高，耐蝕性下降. .v 1Cr131Cr13、2Cr132Cr13v 熱處理熱處理: : 淬火淬火+ +高溫回火高溫回火v 使用狀態(tài)下的組織使用狀態(tài)下的組織: S: S回回不銹鋼棒不銹鋼棒第二節(jié)第二節(jié) 合金鋼合金鋼v 1Cr131Cr13、2Cr132Cr13具有耐具有耐大氣、蒸汽腐蝕能力

44、大氣、蒸汽腐蝕能力及良好的綜合力學(xué)性及良好的綜合力學(xué)性能。能。用于要求塑韌性較用于要求塑韌性較高的耐蝕件，如汽高的耐蝕件，如汽輪機(jī)葉片等輪機(jī)葉片等. .汽輪機(jī)葉片汽輪機(jī)葉片透平轉(zhuǎn)輪透平轉(zhuǎn)輪第二節(jié)第二節(jié) 合金鋼合金鋼 3Cr133Cr13、4Cr134Cr13v 熱處理：淬火熱處理：淬火+ +低溫回火。低溫回火。v 使用狀態(tài)下的組織：使用狀態(tài)下的組織：M M回回。v 具有較高強(qiáng)度、硬度。具有較高強(qiáng)度、硬度。v 用于要求耐蝕、耐磨件，醫(yī)用于要求耐蝕、耐磨件，醫(yī)療器械、量具等療器械、量具等。醫(yī)療器械醫(yī)療器械不銹鋼刀不銹鋼刀第二節(jié)第二節(jié) 合金鋼合金鋼1Cr171Cr17削片刀削片刀v 典型鋼號如典型鋼

45、號如0Cr130Cr13、1Cr171Cr17等。等。 v 成分：高鉻低碳成分：高鉻低碳l無無相變，不能進(jìn)相變，不能進(jìn)行熱處理強(qiáng)化。行熱處理強(qiáng)化。l 組織：單相鐵素體組織：單相鐵素體(2)(2)、鐵素體不銹鋼、鐵素體不銹鋼第二節(jié)第二節(jié) 合金鋼合金鋼鋼中鋼中相相v 性能特點(diǎn)性能特點(diǎn)v 耐酸蝕，抗氧化能力強(qiáng)，塑性好。但有脆化傾向：耐酸蝕，抗氧化能力強(qiáng)，塑性好。但有脆化傾向：v 475475脆化：加熱到脆化：加熱到450-550450-550停留，產(chǎn)生脆化停留，產(chǎn)生脆化. . 再加熱到再加熱到600600快快冷可消除。冷可消除。l 相脆化：相脆化： 在在600- 800600- 800長長期加熱時，

46、析出硬期加熱時，析出硬而脆的而脆的 相。相。第二節(jié)第二節(jié) 合金鋼合金鋼用途用途v 廣泛用于硝酸和氮肥廣泛用于硝酸和氮肥工業(yè)的耐蝕件。工業(yè)的耐蝕件。硝酸生產(chǎn)裝置硝酸生產(chǎn)裝置鐵素體不鐵素體不銹鋼制品銹鋼制品第二節(jié)第二節(jié) 合金鋼合金鋼（3 3）、奧氏體不銹鋼）、奧氏體不銹鋼v 主要是主要是18-818-8（18Cr-8Ni18Cr-8Ni）型不銹鋼。）型不銹鋼。 v 性能特點(diǎn)：具有良好的耐蝕性，冷熱加工性及性能特點(diǎn)：具有良好的耐蝕性，冷熱加工性及l(fā)可焊性。高的塑韌性可焊性。高的塑韌性, ,無無磁性。磁性。 l 熱處理：熱處理：采用采用固溶處固溶處理理。即加熱到。即加熱到11001100使使碳化物溶解

47、后水冷。碳化物溶解后水冷。l組織為單相奧氏體組織為單相奧氏體。不銹鋼不銹鋼帶帶第二節(jié)第二節(jié) 合金鋼合金鋼 常用鋼種常用鋼種v 為為1Cr18Ni91Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti1Cr18Ni9Tiv 廣泛用于化工設(shè)備及管道廣泛用于化工設(shè)備及管道. .反應(yīng)釜反應(yīng)釜(316L)大型化工儲罐大型化工儲罐(304)熱交換器熱交換器(316L)第二節(jié)第二節(jié) 合金鋼合金鋼 應(yīng)力腐蝕應(yīng)力腐蝕v 奧氏體不銹鋼易發(fā)生應(yīng)力腐蝕。即在特定合金奧氏體不銹鋼易發(fā)生應(yīng)力腐蝕。即在特定合金- -環(huán)境體系中，環(huán)境體系中，應(yīng)力與腐蝕共同作用引起的破壞。應(yīng)力腐蝕易在含應(yīng)力與腐蝕共同作用引起的破壞。應(yīng)力腐蝕易在含ClCl的

48、的介質(zhì)中發(fā)生，裂紋為樹枝狀。介質(zhì)中發(fā)生，裂紋為樹枝狀。 發(fā)生應(yīng)力腐蝕奧氏發(fā)生應(yīng)力腐蝕奧氏體不銹鋼管道內(nèi)壁體不銹鋼管道內(nèi)壁應(yīng)力腐蝕裂紋應(yīng)力腐蝕裂紋第二節(jié)第二節(jié) 合金鋼合金鋼 1 1 、性能要求、性能要求v （1 1）、高的抗氧化性：）、高的抗氧化性：v 指鋼在高溫下對氧化指鋼在高溫下對氧化作用的抗力。作用的抗力。v 鋼中加入鋼中加入CrCr、SiSi、AlAl可形成致密穩(wěn)定的氧可形成致密穩(wěn)定的氧化膜，阻礙氧進(jìn)一步化膜，阻礙氧進(jìn)一步擴(kuò)散，提高抗氧化性。擴(kuò)散，提高抗氧化性。氣輪機(jī)葉片氣輪機(jī)葉片（二）、耐熱鋼（二）、耐熱鋼第二節(jié)第二節(jié) 合金鋼合金鋼飛機(jī)發(fā)動機(jī)飛機(jī)發(fā)動機(jī)過熱器過熱器 (2)(2)、高的熱

49、強(qiáng)性、高的熱強(qiáng)性v 熱強(qiáng)性是指金屬在熱強(qiáng)性是指金屬在高溫下的強(qiáng)度高溫下的強(qiáng)度. .v 指標(biāo)為蠕變強(qiáng)度和指標(biāo)為蠕變強(qiáng)度和持久強(qiáng)度。持久強(qiáng)度。v 蠕變指金屬在高溫蠕變指金屬在高溫低于低于s s的應(yīng)力下所的應(yīng)力下所發(fā)生的極其緩慢的發(fā)生的極其緩慢的塑性變形塑性變形. .第二節(jié)第二節(jié) 合金鋼合金鋼 提高高溫強(qiáng)度的途徑提高高溫強(qiáng)度的途徑: : v 固溶強(qiáng)化；固溶強(qiáng)化； v 析出強(qiáng)化；析出強(qiáng)化；v 晶界強(qiáng)化晶界強(qiáng)化( (加入加入B B、ZrZr等降低晶界能量等降低晶界能量) )高溫合金中的高溫合金中的 析出相析出相高溫合金中的彎曲晶界高溫合金中的彎曲晶界裂紋中止于晶界顆粒狀析出物裂紋中止于晶界顆粒狀析出物第

50、二節(jié)第二節(jié) 合金鋼合金鋼渦輪機(jī)機(jī)殼渦輪機(jī)機(jī)殼鋼制法蘭鋼制法蘭 2 2、常用耐熱鋼、常用耐熱鋼v （1 1）、珠光體耐熱鋼）、珠光體耐熱鋼v 常用鋼號為常用鋼號為15CrMo15CrMo、12Cr1MoV12Cr1MoV，是低合金鋼。，是低合金鋼。 v 合金元素作用：合金元素作用： v CrCr提高抗氧化性；提高抗氧化性；v MoMo提高熱強(qiáng)性提高熱強(qiáng)性; ;v V V彌散強(qiáng)化。彌散強(qiáng)化。第二節(jié)第二節(jié) 合金鋼合金鋼 熱處理：熱處理： 正火正火+ +高溫回火高溫回火 組織組織: F+P : F+P l 用途：用途：600600以以下的鍋爐零件下的鍋爐零件, ,壓壓力容器，熱交換器力容器，熱交換器等

51、。等。 煙管式鍋爐煙管式鍋爐鍋爐管鍋爐管第二節(jié)第二節(jié) 合金鋼合金鋼(2)(2)、馬氏體耐熱鋼、馬氏體耐熱鋼v 常用鋼號為常用鋼號為1Cr131Cr13、 1Cr11MoV1Cr11MoV、4Cr9Si24Cr9Si2 合金元素作用：合金元素作用：v CrCr、SiSi提高抗氧化性提高抗氧化性; ; v MoMo提高熱強(qiáng)性提高熱強(qiáng)性; ;v V V彌散強(qiáng)化。彌散強(qiáng)化。熱處理：調(diào)質(zhì)。熱處理：調(diào)質(zhì)。組織：組織： S S回回。汽輪機(jī)葉片汽輪機(jī)葉片第二節(jié)第二節(jié) 合金鋼合金鋼v 用途：用途：1Cr131Cr13、1Cr11MoV1Cr11MoV用于用于550550以下汽輪機(jī)葉片；以下汽輪機(jī)葉片；v 4Cr

52、9Si24Cr9Si2是汽車閥門用鋼。是汽車閥門用鋼。汽車閥門汽車閥門鍋爐安全泄壓閥鍋爐安全泄壓閥(2Cr13)第二節(jié)第二節(jié) 合金鋼合金鋼過熱器管排過熱器管排過熱器集箱過熱器集箱(3)(3)、奧氏體耐熱鋼、奧氏體耐熱鋼最典型鋼號是最典型鋼號是1Cr18Ni9Ti1Cr18Ni9Ti。v CrCr的作用是提高抗氧化性；的作用是提高抗氧化性； v NiNi的作用是獲得單相奧氏體的作用是獲得單相奧氏體; ;v TiTi的作用是彌散強(qiáng)化。的作用是彌散強(qiáng)化。v 熱處理熱處理采用固溶處理采用固溶處理v 組織組織為單相為單相A A。v 主要用于主要用于過熱器管道等。過熱器管道等。 第二節(jié)第二節(jié) 合金鋼合金鋼

53、( (三三) )、耐磨鋼、耐磨鋼( wear-resistant steel )( wear-resistant steel )1 1、定義、定義: :在強(qiáng)烈沖擊載荷作用下發(fā)生沖擊形變硬化在強(qiáng)烈沖擊載荷作用下發(fā)生沖擊形變硬化的高錳鋼。的高錳鋼。球磨機(jī)球磨機(jī)挖掘機(jī)挖掘機(jī)顎式破碎機(jī)顎式破碎機(jī)2 2、性能要求、性能要求: :高硬度、耐磨性、韌性。高硬度、耐磨性、韌性。第二節(jié)第二節(jié) 合金鋼合金鋼3 3、化學(xué)成分特點(diǎn)、化學(xué)成分特點(diǎn): :高碳高碳 Wc = 1Wc = 11.3 %1.3 %高錳高錳 WMn = 11WMn = 1114 % 14 % 4 4、熱處理特點(diǎn)、熱處理特點(diǎn): :水韌處理。水韌處理

54、。5 5、室溫組織、室溫組織: :過飽和單相奧氏體。過飽和單相奧氏體。水韌處理的工藝特征水韌處理的工藝特征鑄態(tài)組織高錳鋼鑄態(tài)組織高錳鋼加熱到加熱到1050105011001100A A水淬水淬A A受到劇烈沖擊或較大壓力受到劇烈沖擊或較大壓力表層表層M MHB500HB500心部心部A AHB220HB220 A + CmA + Cm第二節(jié)第二節(jié) 合金鋼合金鋼高錳鋼鑄態(tài)組織高錳鋼鑄態(tài)組織高錳鋼鑄態(tài)組織高錳鋼鑄態(tài)組織 58 第二節(jié)第二節(jié) 合金鋼合金鋼高錳鋼水韌淬火組織金相圖高錳鋼水韌淬火組織金相圖高錳鋼水韌淬火組織高錳鋼水韌淬火組織 58 第二節(jié)第二節(jié) 合金鋼合金鋼高錳鋼水韌淬火高錳鋼水韌淬火+

55、 +回火組織金相圖回火組織金相圖高錳鋼水韌淬火高錳鋼水韌淬火+回火組織回火組織 105 第二節(jié)第二節(jié) 合金鋼合金鋼5 5、牌號、牌號ZG Mn13 - 1一號鑄造高錳鋼一號鑄造高錳鋼錳含量錳含量W WMn Mn 13%13%鑄鋼鑄鋼第二節(jié)第二節(jié) 合金鋼合金鋼鐵路道岔鐵路道岔履帶履帶球磨機(jī)襯板球磨機(jī)襯板挖挖掘掘機(jī)機(jī)鏟鏟齒齒 高錳鋼廣泛用于既要求耐磨高錳鋼廣泛用于既要求耐磨又要求耐沖擊的零件。如拖拉機(jī)又要求耐沖擊的零件。如拖拉機(jī)的履帶板、球磨機(jī)的襯板、破碎的履帶板、球磨機(jī)的襯板、破碎機(jī)的牙板、挖掘機(jī)的鏟齒、鐵路機(jī)的牙板、挖掘機(jī)的鏟齒、鐵路的道岔、保險箱和防彈鋼板等。的道岔、保險箱和防彈鋼板等。第二

56、節(jié)第二節(jié) 合金鋼合金鋼鋼鋼 號號鋼鋼 種種合金元素的主要作用合金元素的主要作用熱處理特點(diǎn)熱處理特點(diǎn)使用狀態(tài)下組織使用狀態(tài)下組織Q345低合金高強(qiáng)低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼度結(jié)構(gòu)鋼Mn:強(qiáng)化強(qiáng)化F，增加，增加P量，降量，降低冷脆轉(zhuǎn)變溫度低冷脆轉(zhuǎn)變溫度熱軋空冷熱軋空冷F+P65Mn彈簧鋼彈簧鋼Mn:提高淬透性，強(qiáng)化提高淬透性，強(qiáng)化F淬火淬火+中溫回火中溫回火T回回ZGMn13耐磨鋼耐磨鋼Mn:獲得單相獲得單相A組織組織水韌處理水韌處理表表:M+碳化物碳化物 心心:A20Cr滲碳鋼滲碳鋼Cr:提高淬透性，強(qiáng)化提高淬透性，強(qiáng)化F滲碳滲碳+淬火淬火+低低溫回火溫回火表表: M回回+顆粒狀碳化物顆粒狀碳化物+A心

57、心: M回回+F40Cr調(diào)質(zhì)鋼調(diào)質(zhì)鋼Cr:提高淬透性，強(qiáng)化提高淬透性，強(qiáng)化F調(diào)質(zhì)處理調(diào)質(zhì)處理S回回9SiCr低合金工具鋼低合金工具鋼Cr:提高淬透性提高淬透性淬火淬火+低溫回火低溫回火M回回+顆粒狀碳化物顆粒狀碳化物+A (少量少量)GCr15滾動軸承鋼滾動軸承鋼Cr:提高淬透性，耐磨性、提高淬透性，耐磨性、耐蝕性耐蝕性淬火淬火+低溫回火低溫回火M回回+顆粒狀碳化物顆粒狀碳化物+A (少量少量)1Cr13馬氏體不銹鋼馬氏體不銹鋼Cr:提高耐蝕性提高耐蝕性淬火淬火+高溫回火高溫回火S回回5CrNiMo熱作模具鋼熱作模具鋼Cr、Ni:提高淬透性，強(qiáng)化提高淬透性，強(qiáng)化F淬火淬火+高溫回火高溫回火S回

58、回Mo:防止高溫回火脆性防止高溫回火脆性Cr12MoV冷作模具鋼冷作模具鋼Mo:細(xì)化晶粒，提高耐磨性細(xì)化晶粒，提高耐磨性淬火淬火+低溫回火低溫回火M回回+顆粒狀碳化物顆粒狀碳化物+A (少量少量)W18Cr4V高速鋼高速鋼V:提高耐磨性、熱硬性提高耐磨性、熱硬性淬火淬火+低溫回火低溫回火M回回+顆粒狀碳化物顆粒狀碳化物+A (少量少量)1Cr18Ni9Ti不銹鋼不銹鋼Ti:防止晶間腐蝕防止晶間腐蝕固溶處理固溶處理A第三節(jié)第三節(jié) 鑄鐵鑄鐵 鑄鐵是含碳量大于鑄鐵是含碳量大于2.11%2.11%并含有并含有較多硅、錳、硫、磷等元素的多元較多硅、錳、硫、磷等元素的多元鐵基合金。鐵基合金。 鑄鐵具有許多

59、優(yōu)良的性能及生產(chǎn)鑄鐵具有許多優(yōu)良的性能及生產(chǎn)簡便、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，因而是應(yīng)簡便、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，因而是應(yīng)用最廣泛的材料之一。用最廣泛的材料之一。 v例如，機(jī)床床身、例如，機(jī)床床身、內(nèi)燃機(jī)的汽缸體、內(nèi)燃機(jī)的汽缸體、缸套、活塞環(huán)及軸缸套、活塞環(huán)及軸瓦、曲軸等都可用瓦、曲軸等都可用鑄鐵制造鑄鐵制造. .鑄鐵鑄鐵曲軸曲軸內(nèi)燃機(jī)汽缸內(nèi)燃機(jī)汽缸第三節(jié)第三節(jié) 鑄鑄 鐵鐵（一）、鑄鐵的石墨化過程（一）、鑄鐵的石墨化過程v 1 1、Fe-FeFe-Fe3 3C C 和和 Fe-G (Fe-G (石墨石墨) )雙重相圖雙重相圖v FeFe3 3C C是亞穩(wěn)相，在一定條件是亞穩(wěn)相，在一定條件下將發(fā)生分解：下將發(fā)生分

60、解： FeFe3 3C3Fe+CC3Fe+C（石墨）（石墨）共晶白口鑄鐵共晶白口鑄鐵F基體球墨鑄鐵基體球墨鑄鐵一、一、 概述概述第三節(jié)第三節(jié) 鑄鑄 鐵鐵v 石墨是碳的單質(zhì)之一，石墨是碳的單質(zhì)之一，其強(qiáng)度、塑性、韌性其強(qiáng)度、塑性、韌性幾乎為零。幾乎為零。v 鑄鐵中的碳除少量固鑄鐵中的碳除少量固溶于基體中外，主要溶于基體中外，主要以 化 合 態(tài) 的 滲 碳 體以 化 合 態(tài) 的 滲 碳 體(Fe(Fe3 3C)C)和游離態(tài)的石和游離態(tài)的石墨墨(G)(G)兩種形式存在。兩種形式存在。第三節(jié)第三節(jié) 鑄鑄 鐵鐵存在兩個鐵碳相圖：存在兩個鐵碳相圖： Fe-FeFe-Fe3 3C C和和Fe-GFe-G雙重