第七章合金鋼2課件

1、l對(duì)結(jié)構(gòu)鋼的性能要求為：對(duì)結(jié)構(gòu)鋼的性能要求為：l使用性能使用性能以強(qiáng)韌性為主。以強(qiáng)韌性為主。l工藝性能工藝性能以可焊性、淬透以可焊性、淬透性為主。性為主。l合金結(jié)構(gòu)鋼除少量為中高合金結(jié)構(gòu)鋼除少量為中高合金鋼外，都是低合金鋼合金鋼外，都是低合金鋼. .銅陵長(zhǎng)江公路大橋銅陵長(zhǎng)江公路大橋l1、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.l2、性能：、性能：可焊性、塑可焊性、塑性好。性好。l3、熱處理：、熱處理：不進(jìn)行專(zhuān)不進(jìn)行專(zhuān)門(mén)熱處理，熱軋空冷態(tài)門(mén)熱處理，熱軋空冷態(tài)下使用。下使用。l4、使用狀態(tài)下組織：、使用狀態(tài)下組織：F+P一、碳素結(jié)構(gòu)鋼一、碳素結(jié)構(gòu)鋼l5、用途、用途l

2、常以熱軋板、帶、棒及型常以熱軋板、帶、棒及型鋼使用，用量約占鋼材總鋼使用，用量約占鋼材總量的量的70%。l用于建筑結(jié)構(gòu)，適合焊接用于建筑結(jié)構(gòu)，適合焊接、鉚接、栓接等。鉚接、栓接等。螺紋鋼螺紋鋼l1、性能要求、性能要求l 高強(qiáng)度及足夠韌性。高強(qiáng)度及足夠韌性。l 良好的焊接性能。良好的焊接性能。 l 良好的耐蝕性及低良好的耐蝕性及低 的韌脆轉(zhuǎn)變溫度。的韌脆轉(zhuǎn)變溫度。l2、成分特點(diǎn)、成分特點(diǎn)l 低碳：低碳：0.2%C.l 合金元素：合金元素：主要是主要是Mn，還有少量，還有少量V、Ti、Nb等。等。二、低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼二、低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼l3、熱處理、熱處理：大多數(shù)大多數(shù)熱軋空冷后使用熱軋空冷后

3、使用。少數(shù)可用正火少數(shù)可用正火+高溫高溫回火處理?；鼗鹛幚怼4、使用狀態(tài)下組織、使用狀態(tài)下組織：F+P低合金高強(qiáng)鋼合金元素細(xì)化晶粒作用低合金高強(qiáng)鋼合金元素細(xì)化晶粒作用l Mn的作用的作用是強(qiáng)化鐵素體；增加珠光體的量。是強(qiáng)化鐵素體；增加珠光體的量。l V、Ti、Nb等等起細(xì)化晶粒和彌散強(qiáng)化作用。起細(xì)化晶粒和彌散強(qiáng)化作用。 l 另外加另外加Cu、P可提高耐蝕性；加可提高耐蝕性；加RE可提高韌性、可提高韌性、疲勞極限，降低冷脆轉(zhuǎn)變溫度。疲勞極限，降低冷脆轉(zhuǎn)變溫度。l5、用途：、用途：lQ345鋼鋼(16Mn)綜合性能綜合性能好，用于船舶、橋梁、好，用于船舶、橋梁、車(chē)輛等大型鋼結(jié)構(gòu)。車(chē)輛等大型鋼結(jié)構(gòu)

4、。lQ390鋼含鋼含V、Ti、Nb，強(qiáng)度高，用于中等壓力強(qiáng)度高，用于中等壓力的壓力容器。的壓力容器。lQ460鋼含鋼含Mo、B，正火，正火組織為貝氏體，強(qiáng)度高組織為貝氏體，強(qiáng)度高,用于石化中溫高壓容器用于石化中溫高壓容器.南京長(zhǎng)江大橋南京長(zhǎng)江大橋l制造滲碳零件的鋼種。制造滲碳零件的鋼種。 l1、性能要求、性能要求l 表面具有高硬度、表面具有高硬度、高耐磨性，心部具有足高耐磨性，心部具有足夠的韌性和強(qiáng)度，即表夠的韌性和強(qiáng)度，即表硬里韌硬里韌。 l 良好的熱處理性能良好的熱處理性能,如淬透性和滲碳能力。如淬透性和滲碳能力。三、滲碳鋼三、滲碳鋼滲碳爐滲碳爐l2、成分特點(diǎn)、成分特點(diǎn)l 低碳：低碳：0.

5、10.25%Cl 合金元素作用：合金元素作用： l 提高淬透性：提高淬透性： Cr、Mn、Ni、B l 強(qiáng)化鐵素體：強(qiáng)化鐵素體： Cr、Mn、Ni l 細(xì)化晶粒：細(xì)化晶粒： W、Mo、Ti、V 滲碳件滲碳件高精密獨(dú)高精密獨(dú)立導(dǎo)柱立導(dǎo)柱滲碳淬火后的表層組織滲碳淬火后的表層組織l3、熱處理特點(diǎn)、熱處理特點(diǎn)l滲碳件的加工工藝路線為：下料滲碳件的加工工藝路線為：下料鍛造鍛造正火正火機(jī)加工機(jī)加工滲碳滲碳淬火淬火+低溫回火低溫回火l正火目的正火目的為調(diào)整硬度，便于切削加工。為調(diào)整硬度，便于切削加工。l淬火溫度淬火溫度一般為一般為 Ac1+30-50。 l4、使用狀態(tài)下組織、使用狀態(tài)下組織l心部：心部：M回

6、回+Fl表層：表層：M回回+顆粒狀碳化物顆粒狀碳化物+A(少量少量)；l5、常用鋼號(hào)及用途、常用鋼號(hào)及用途l低淬透性鋼：低淬透性鋼：20、20Cr。柴油機(jī)凸輪軸柴油機(jī)凸輪軸用于受力小的耐用于受力小的耐磨件，如柴油機(jī)磨件，如柴油機(jī)的活塞銷(xiāo)、凸輪的活塞銷(xiāo)、凸輪軸等。軸等。l中淬透性鋼：中淬透性鋼：20CrMnTi。用用于中等載荷的于中等載荷的耐磨件，如變耐磨件，如變速箱齒輪。速箱齒輪。l高淬透性鋼：高淬透性鋼：18Cr2Ni4WA.用于大載荷的用于大載荷的耐磨件，如柴耐磨件，如柴油機(jī)曲軸。油機(jī)曲軸。 增壓柴油機(jī)曲軸增壓柴油機(jī)曲軸調(diào)質(zhì)件（螺桿）調(diào)質(zhì)件（螺桿）l調(diào)質(zhì)后使用的鋼種。調(diào)質(zhì)后使用的鋼種。 l

7、1、性能要求、性能要求l 良好的綜合力學(xué)性能良好的綜合力學(xué)性能.l 良好的淬透性。良好的淬透性。四、調(diào)質(zhì)鋼四、調(diào)質(zhì)鋼l2、成分特點(diǎn)、成分特點(diǎn)l 中碳：中碳：0.30.5%Cl 合金元素作用：合金元素作用：l 提高淬透性提高淬透性: Mn、Si、Cr、Ni、Bl 強(qiáng)化鐵素體強(qiáng)化鐵素體: Mn、Si、Cr、Nil 細(xì)化晶粒細(xì)化晶粒: Ti、Vl 防止第二類(lèi)回火脆性防止第二類(lèi)回火脆性: W、Mo 調(diào)質(zhì)件（冷卻輪）調(diào)質(zhì)件（冷卻輪）破碎機(jī)主軸破碎機(jī)主軸l調(diào)質(zhì)件的加工工藝路線為：下料調(diào)質(zhì)件的加工工藝路線為：下料鍛造鍛造退火退火粗粗加工加工調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)精加工精加工裝配裝配l調(diào)質(zhì)目的：獲得良好綜合力學(xué)性能調(diào)質(zhì)目的

8、：獲得良好綜合力學(xué)性能l使用狀態(tài)下的組織為：使用狀態(tài)下的組織為：S回回l為提高表面耐磨性，調(diào)質(zhì)后可為提高表面耐磨性，調(diào)質(zhì)后可進(jìn)行表面淬火或氮化。進(jìn)行表面淬火或氮化。回火索氏體回火索氏體調(diào)質(zhì)處理車(chē)間調(diào)質(zhì)處理車(chē)間(表面淬火表面淬火+低溫回火低溫回火)裝配裝配為表面淬火作組織準(zhǔn)備；為表面淬火作組織準(zhǔn)備；獲得最終心部組織獲得最終心部組織.表面：表面： M回回；心部：心部：S回回柴油機(jī)凸輪軸柴油機(jī)凸輪軸l4、常用鋼號(hào)及用途、常用鋼號(hào)及用途l低淬透性鋼：低淬透性鋼： D0油油60mm, 常常用用40CrNiMo, 用于制造大截用于制造大截面重載荷零件，如曲軸等。面重載荷零件，如曲軸等。 單缸汽車(chē)曲軸單缸汽

9、車(chē)曲軸l是指在沖擊載荷作用下是指在沖擊載荷作用下發(fā)生沖擊硬化的發(fā)生沖擊硬化的高錳鋼高錳鋼.l只有只有ZGMn13一個(gè)鋼號(hào)一個(gè)鋼號(hào).l1、成分特點(diǎn)、成分特點(diǎn)l 高碳高碳：1.01.3%C 以保持高耐磨性。以保持高耐磨性。l 高錳高錳：1114%Mn 以保證形成奧氏體組織以保證形成奧氏體組織.五、五、高錳鋼鑄件高錳鋼鑄件高錳鋼高錳鋼l2、熱處理及組織、熱處理及組織l鑄態(tài)組織為鑄態(tài)組織為奧氏體奧氏體+碳化物碳化物, 性能硬而脆性能硬而脆.l熱處理采用水韌處熱處理采用水韌處理。理。即將鋼加熱到即將鋼加熱到1100，使碳化物，使碳化物溶入奧氏體，并進(jìn)溶入奧氏體，并進(jìn)行水淬。行水淬。l室溫組織為過(guò)飽和室溫

10、組織為過(guò)飽和單相奧氏體。單相奧氏體。高錳鋼水韌處理組織高錳鋼水韌處理組織澆鑄高錳鋼件澆鑄高錳鋼件l3、使用及用途、使用及用途l水韌處理后，韌性高，硬度低水韌處理后，韌性高，硬度低.使用時(shí)必須伴隨著壓力和沖擊使用時(shí)必須伴隨著壓力和沖擊作用作用。l在壓力及沖擊作用下，表面奧在壓力及沖擊作用下，表面奧氏體迅速氏體迅速加工硬化加工硬化，形成馬氏形成馬氏體體并并析出碳化物析出碳化物，使表面硬度使表面硬度提高到提高到HB500550，獲得高耐，獲得高耐磨性。而心部仍為奧氏體組織磨性。而心部仍為奧氏體組織,具有高耐沖擊能力。具有高耐沖擊能力。顎式破碎機(jī)顎式破碎機(jī)挖掘機(jī)挖掘機(jī)l高錳鋼廣泛用于既要求耐磨又高錳鋼

11、廣泛用于既要求耐磨又要求耐沖擊的零件。要求耐沖擊的零件。如拖拉機(jī)如拖拉機(jī)的履帶板、球磨機(jī)襯板、破碎的履帶板、球磨機(jī)襯板、破碎機(jī)牙板、挖機(jī)牙板、挖掘機(jī)鏟齒和掘機(jī)鏟齒和鐵路轍岔等鐵路轍岔等. 球磨機(jī)襯板球磨機(jī)襯板挖掘機(jī)鏟齒挖掘機(jī)鏟齒鐵路轍岔鐵路轍岔破碎機(jī)牙板破碎機(jī)牙板鋼鋼 號(hào)號(hào)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ZG

12、Mn13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(dòng)軸承鋼滾動(dòng)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

13、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

14、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l用來(lái)制造各用來(lái)制造各種切削刀具種切削刀具的鋼種。的鋼種。一、刃具鋼一、刃具鋼切削加工切削加工l 性能要求性能要求l1、高硬度高硬度 (HRC60),主主要取決于含碳量。要取決于含碳量。 l2、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(lái)析出細(xì)小均勻硬碳化物來(lái)達(dá)到。達(dá)到。l3、高熱硬性高熱硬性 即高溫下保即高溫下保持高硬度的能力。持高硬度的能力。l4、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。切削加工的基本形式切削加工的基本形式一、刃具鋼

15、一、刃具鋼l 碳素工具鋼碳素工具鋼l共有七個(gè)牌號(hào)：共有七個(gè)牌號(hào)：T7T13 l1、成分特點(diǎn)：、成分特點(diǎn)：l高碳高碳(0.651.35%C) 隨含碳量提高，碳化物隨含碳量提高，碳化物量增加，耐磨性提高，量增加，耐磨性提高，但韌性下降。但韌性下降。 碳素工具鋼帶碳素工具鋼帶碳素工具鋼材料碳素工具鋼材料l2、熱處理及組織、熱處理及組織l 熱處理：熱處理：正火正火+球化球化退火退火+淬火淬火+低溫回火低溫回火l球化退火目的：球化退火目的：l 降低硬度降低硬度, 便于加工便于加工;l 為淬火作組織準(zhǔn)備。為淬火作組織準(zhǔn)備。 l 使用狀態(tài)下的組織：使用狀態(tài)下的組織： M回回+顆粒狀碳化物顆粒狀碳化物+A(少

16、量少量) 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l3、用途、用途l由于碳工鋼熱硬性、淬透性差，只用于制造小尺寸由于碳工鋼熱硬性、淬透性差，只用于制造小尺寸的手工工具和低速刃具。的手工工具和低速刃具。 lT7T9：制造承受沖擊的工具，如木工工具：沖子、制造承受沖擊的工具，如木工工具：沖子、鑿子、錘子等。鑿子、錘子等。木工鑿木工鑿木工鉆木工鉆lT10T11：制造低速切削工具，如鉆頭、絲錐、車(chē)：制造低速切削工具，如鉆頭、絲錐、車(chē)刀等。刀等。lT12T13：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l1、成分特點(diǎn)：、成分特點(diǎn)：l 高

17、碳：高碳：0.751.5%Cl 合金元素作用合金元素作用l 提高淬透性提高淬透性: Cr、Mn、Si l 提高耐回火性提高耐回火性：Sil 提高耐磨性、細(xì)化晶粒提高耐磨性、細(xì)化晶粒: W、V l 低合金工具鋼低合金工具鋼l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(35)形成。形成。 低合金工具鋼制品低合金工具鋼制品l2、熱處理及組織、熱處理及組織l同碳素工具鋼，只是淬火介同碳素工具鋼，只是淬火介質(zhì)為油質(zhì)為油(碳素工具鋼為水碳素工具鋼為水)。l使用狀態(tài)下的組織為：使用狀態(tài)下的組織為： M回回+顆粒狀碳化物顆粒狀碳化物+A(少量少量) l3、常用鋼號(hào)及用途、常用鋼號(hào)及用

18、途l應(yīng)用最多的是應(yīng)用最多的是9SiCr。用于制用于制造形狀復(fù)雜、要求變形小的造形狀復(fù)雜、要求變形小的低速刃具，如絲錐、板牙等低速刃具，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l1、性能特點(diǎn)性能特點(diǎn): 高熱硬性高熱硬性(600)、高淬透性高淬透性 l2、成分特點(diǎn)成分特點(diǎn)l 高碳高碳: 0.701.5%C l 合金元素作用合金元素作用l 提高淬透性：提高淬透性：Crl 提高熱硬性提高熱硬性、耐磨性耐磨性: W、Mo、V l 高速鋼高速鋼（俗稱(chēng)鋒鋼）（俗稱(chēng)鋒鋼） l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W18Cr4V鋼的

19、鑄態(tài)組織鋼的鑄態(tài)組織l3、加工與熱處理、加工與熱處理l加工工藝路線：加工工藝路線：下料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l高速鋼是萊高速鋼是萊氏體氏體鋼鋼，其鑄態(tài)組織，其鑄態(tài)組織為亞共晶組織，為亞共晶組織，由由魚(yú)骨狀萊氏體魚(yú)骨狀萊氏體與與M+T組成，組成，脆脆性大且無(wú)法熱處性大且無(wú)法熱處理改善。理改善。l 退火目的：退火目的：l降低硬度，便于降低硬度，便于切加工；切加工；l為淬火作組織準(zhǔn)為淬火作組織準(zhǔn)備。備。l退火后組織：退火后組織： S+顆粒狀碳化物顆粒狀碳化物l 鍛造目的：鍛造目的：打碎粗大的魚(yú)骨狀碳化物，使其均打碎粗大的魚(yú)骨狀碳化物，使其均勻分布于基體中。勻分布于基