第5章.常用工程材料

1、1Mechanical Engineering Materials23第一節(jié)第一節(jié) 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼4 1、按化學(xué)成分分類、按化學(xué)成分分類 分為碳素鋼（包括低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼）和分為碳素鋼（包括低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼）和合金鋼（包括低合金鋼、中合金鋼、高合金鋼）。合金鋼（包括低合金鋼、中合金鋼、高合金鋼）。2、按質(zhì)量分類、按質(zhì)量分類 按鋼中有害雜質(zhì)按鋼中有害雜質(zhì)P、S含量課分為普通質(zhì)量鋼、優(yōu)含量課分為普通質(zhì)量鋼、優(yōu)質(zhì)鋼、高級優(yōu)質(zhì)鋼、特級優(yōu)質(zhì)鋼。質(zhì)鋼、高級優(yōu)質(zhì)鋼、特級優(yōu)質(zhì)鋼。3、按冶煉方法分類、按冶煉方法分類 按爐別分為平爐鋼、轉(zhuǎn)爐鋼、電爐鋼。按爐別分為平爐鋼、轉(zhuǎn)爐鋼、電爐鋼。 按脫氧程度分

2、：按脫氧程度分：u沸騰鋼沸騰鋼u鎮(zhèn)靜鋼鎮(zhèn)靜鋼u半鎮(zhèn)靜鋼半鎮(zhèn)靜鋼u特殊鎮(zhèn)靜鋼特殊鎮(zhèn)靜鋼第一節(jié)第一節(jié) 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼54、按金相組織分類、按金相組織分類按退火組織科分為：亞共析鋼、共析鋼、過共析鋼；按退火組織科分為：亞共析鋼、共析鋼、過共析鋼；按正火組織分為：珠光體鋼、貝氏體鋼、馬氏體鋼、鐵素按正火組織分為：珠光體鋼、貝氏體鋼、馬氏體鋼、鐵素體鋼、奧氏體鋼和萊氏鋼。體鋼、奧氏體鋼和萊氏鋼。5、按用途分、按用途分類類可可分為結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼、特殊性能鋼；分為結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼、特殊性能鋼；結(jié)構(gòu)鋼科分為工程用鋼和機器用鋼；結(jié)構(gòu)鋼科分為工程用鋼和機器用鋼；工具鋼可分為刃具鋼、量具鋼、模具鋼；工具鋼可分為刃具

3、鋼、量具鋼、模具鋼；特殊性能鋼科分為不銹鋼、耐熱鋼、磁鋼等。特殊性能鋼科分為不銹鋼、耐熱鋼、磁鋼等。第一節(jié)第一節(jié) 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼6 碳素鋼在工業(yè)用鋼占據(jù)重要地位，他是各種機器零件和碳素鋼在工業(yè)用鋼占據(jù)重要地位，他是各種機器零件和結(jié)構(gòu)的主要材料。結(jié)構(gòu)的主要材料。 1 1、碳素鋼的成分及其影響、碳素鋼的成分及其影響 碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于2.11%,2.11%,并且含有少量的錳、硅、硫、并且含有少量的錳、硅、硫、磷等雜質(zhì)元素的鐵碳合金稱為碳素鋼，簡稱碳鋼。其中，硅磷等雜質(zhì)元素的鐵碳合金稱為碳素鋼，簡稱碳鋼。其中，硅和錳是有益元素，而硫和磷是有害元素。和錳是有益元素，而硫和磷是有害元素。

4、 第一節(jié)第一節(jié) 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼 MnMn和和SiSi S S和和P P N N、H H、O O 由于有害元素直接影響鋼的性能，應(yīng)對其含量進行嚴(yán)由于有害元素直接影響鋼的性能，應(yīng)對其含量進行嚴(yán)格限制。格限制。7 2 2、碳鋼的分類、牌號、性能和用途、碳鋼的分類、牌號、性能和用途 根據(jù)鋼中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同可分為：低碳鋼根據(jù)鋼中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同可分為：低碳鋼、 中碳鋼和高中碳鋼和高碳鋼三類。碳鋼三類。低碳鋼：碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于或等于低碳鋼：碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于或等于0.25%；中碳鋼：碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為中碳鋼：碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.250.60%；高碳鋼：碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于高碳鋼：碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于0.60%。 根據(jù)

5、鋼的用途不同可分為：碳素結(jié)構(gòu)鋼、碳素工具鋼和碳根據(jù)鋼的用途不同可分為：碳素結(jié)構(gòu)鋼、碳素工具鋼和碳素鑄鋼三類。素鑄鋼三類。 碳素結(jié)構(gòu)鋼：碳素結(jié)構(gòu)鋼：主要用于制造工程結(jié)構(gòu)和各種機械零件。主要用于制造工程結(jié)構(gòu)和各種機械零件。 碳素工具鋼：碳素工具鋼：主要用于制造各種刃具、模具和量具。主要用于制造各種刃具、模具和量具。 碳素鑄鋼：碳素鑄鋼：主要用于制作形狀復(fù)雜、難以用鍛壓等方法主要用于制作形狀復(fù)雜、難以用鍛壓等方法成形的鑄鋼件。成形的鑄鋼件。 第一節(jié)第一節(jié) 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼8（2)2)碳鋼的牌號、性能及用途碳鋼的牌號、性能及用途 普通碳素結(jié)構(gòu)鋼：普通碳素結(jié)構(gòu)鋼：碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號由代表鋼材屈服點的碳素結(jié)

6、構(gòu)鋼的牌號由代表鋼材屈服點的字母、屈服點數(shù)值、質(zhì)量等級符號、脫氧方法符號四部分按字母、屈服點數(shù)值、質(zhì)量等級符號、脫氧方法符號四部分按順序組成。其中質(zhì)量等級共有四級，分別用順序組成。其中質(zhì)量等級共有四級，分別用A、B、C、D表表示。示?！癋”表示沸騰鋼；表示沸騰鋼；“b”表示半鎮(zhèn)靜鋼；表示半鎮(zhèn)靜鋼；“Z”表示鎮(zhèn)靜表示鎮(zhèn)靜鋼；鋼；“TZ”表示特殊鎮(zhèn)靜鋼，在鋼號中表示特殊鎮(zhèn)靜鋼，在鋼號中“Z”和和“TZ”符號可符號可省略。例如：省略。例如：Q235-AF，牌號中，牌號中“Q”代表屈服點代表屈服點“屈屈”字字的漢語拼音首位字母，的漢語拼音首位字母，“235”表示屈服點表示屈服點S235MPa，“A”表

7、示質(zhì)量等級為表示質(zhì)量等級為A級，級，“F”表示沸騰鋼表示沸騰鋼(冶煉時脫氧不冶煉時脫氧不完全完全)。第一節(jié)第一節(jié) 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼9 常用鋼及應(yīng)用：常用鋼及應(yīng)用： Q195Q195、Q215Q215、Q235Q235屬低碳鋼，有良好的塑性和焊接性屬低碳鋼，有良好的塑性和焊接性能，并具有一定的強度，通常軋制成型材、板材和焊接鋼能，并具有一定的強度，通常軋制成型材、板材和焊接鋼管等用于橋梁、建筑工程結(jié)構(gòu)，在機械制造中用作受力不管等用于橋梁、建筑工程結(jié)構(gòu)，在機械制造中用作受力不大的零件，如螺釘、螺帽、墊圈、地腳螺釘、法蘭以及不大的零件，如螺釘、螺帽、墊圈、地腳螺釘、法蘭以及不太重要的軸、拉桿等，其中

8、以太重要的軸、拉桿等，其中以Q235Q235應(yīng)用最廣。應(yīng)用最廣。 Q235CQ235C、Q235DQ235D質(zhì)量好，用作重要的焊接結(jié)構(gòu)件。質(zhì)量好，用作重要的焊接結(jié)構(gòu)件。 Q255Q255、Q275Q275強度較高，可用作受力較大的機械零件。強度較高，可用作受力較大的機械零件。碳素結(jié)構(gòu)鋼一般不進行熱處理，以供應(yīng)狀態(tài)直接使用。但碳素結(jié)構(gòu)鋼一般不進行熱處理，以供應(yīng)狀態(tài)直接使用。但也可根據(jù)需要進行熱加工和熱處理。也可根據(jù)需要進行熱加工和熱處理。 第一節(jié)第一節(jié) 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼10 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 其其牌號用兩位數(shù)字表示，表示鋼中平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的牌號用兩位數(shù)字表示，表示鋼中平均碳的質(zhì)量分

9、數(shù)的萬倍數(shù)。例如萬倍數(shù)。例如45鋼，表示鋼中平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為鋼，表示鋼中平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.45%。若鋼中錳的含量較高，則在兩位數(shù)字后面加錳元素的符號若鋼中錳的含量較高，則在兩位數(shù)字后面加錳元素的符號“Mn”。例如。例如65Mn鋼，表示鋼中平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為鋼，表示鋼中平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.65%，含錳量較高，含錳量較高(為為0.9%1.2%)。若為沸騰鋼，在兩位。若為沸騰鋼，在兩位數(shù)字后面加符號數(shù)字后面加符號“F”，例如，例如08F鋼。鋼。 08F08F鋼：鋼：是一種含碳量很低的沸騰鋼，強度很低，塑性是一種含碳量很低的沸騰鋼，強度很低，塑性很好。一般由鋼廠軋成薄鋼板或鋼帶供應(yīng)。主要用于制

10、造很好。一般由鋼廠軋成薄鋼板或鋼帶供應(yīng)。主要用于制造冷沖壓件，如外殼、容器、罩子等。冷沖壓件，如外殼、容器、罩子等。 第一節(jié)第一節(jié) 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼11 1025鋼：鋼：屬低碳鋼，強度、硬度低，塑性、韌性好，屬低碳鋼，強度、硬度低，塑性、韌性好，并具有良好的冷沖壓性能和焊接性能。常用于制造冷沖壓并具有良好的冷沖壓性能和焊接性能。常用于制造冷沖壓件和焊接構(gòu)件，以及受力不大、韌性要求高的機械零件，件和焊接構(gòu)件，以及受力不大、韌性要求高的機械零件，如螺栓、螺釘、螺母、軸套、法蘭盤、焊接容器等。還可如螺栓、螺釘、螺母、軸套、法蘭盤、焊接容器等。還可用作尺寸不大，形狀簡單的滲碳件。用作尺寸不大，形狀簡單

11、的滲碳件。 3055鋼：鋼：屬中碳鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后，具有良好的綜合屬中碳鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后，具有良好的綜合力學(xué)性能，主要用于制造齒輪、連桿、軸類零件等，其中力學(xué)性能，主要用于制造齒輪、連桿、軸類零件等，其中以以45鋼應(yīng)用最廣。鋼應(yīng)用最廣。 6060、6565鋼：鋼：屬高碳鋼，經(jīng)適當(dāng)熱處理后，有較高的強度屬高碳鋼，經(jīng)適當(dāng)熱處理后，有較高的強度和彈性，主要用于制作彈性零件和耐磨零件，如彈簧、彈和彈性，主要用于制作彈性零件和耐磨零件，如彈簧、彈簧墊圈、軋輥等?；蓧|圈、軋輥等。第一節(jié)第一節(jié) 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼12 碳素工具鋼碳素工具鋼 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.65%1.35%。根據(jù)有害雜質(zhì)硫、磷含量。根據(jù)

12、有害雜質(zhì)硫、磷含量的多少不同又分為優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼的多少不同又分為優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼(簡稱為碳素工具鋼簡稱為碳素工具鋼)和高和高級優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼兩類。級優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼兩類。 碳素工具鋼的牌號冠以碳素工具鋼的牌號冠以“碳碳”的漢語拼音字母的漢語拼音字母“T”，后面加數(shù)字表示鋼中平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的千倍數(shù)，如為高后面加數(shù)字表示鋼中平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的千倍數(shù)，如為高級優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼，則在后面再加上級優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼，則在后面再加上“A”。例如。例如T8鋼表示鋼表示平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.8%的優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼。的優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼。T10A鋼表示鋼表示平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.0%的高級

13、優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼。的高級優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼。 第一節(jié)第一節(jié) 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼13 常用鋼及其應(yīng)用：常用鋼及其應(yīng)用： T7、T8鋼適于制造承受一定沖擊而要求韌性較高的鋼適于制造承受一定沖擊而要求韌性較高的工具，如大錘、沖頭、鑿子、木工工具、剪刀等。工具，如大錘、沖頭、鑿子、木工工具、剪刀等。 T9T9、T10T10、T11T11鋼用于制造沖擊較小而要求高硬度和鋼用于制造沖擊較小而要求高硬度和較高耐磨性的工具，如絲錐、板牙、小鉆頭、冷沖模、較高耐磨性的工具，如絲錐、板牙、小鉆頭、冷沖模、手工鋸條等。手工鋸條等。 T12T12、T13T13鋼的硬度和耐磨性很高，韌性較差，用于鋼的硬度和耐磨性很高，韌性較差

14、，用于制造不受沖擊的工具，如銼刀、刮刀、剃刀、量具等。制造不受沖擊的工具，如銼刀、刮刀、剃刀、量具等。第一節(jié)第一節(jié) 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼14 碳素鑄鋼碳素鑄鋼 碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般為碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般為0.150.6%。其牌號用。其牌號用“鑄鋼鑄鋼”兩字兩字漢語拼音的第一個字母漢語拼音的第一個字母“ZG”，后面加兩組數(shù)字表示，第一，后面加兩組數(shù)字表示，第一組表示最小屈服強度值，第二組表示最小抗拉強度值。例如組表示最小屈服強度值，第二組表示最小抗拉強度值。例如，ZG310-570表示最小屈服強度為表示最小屈服強度為310MPa，最小抗拉強度為，最小抗拉強度為570MPa的鑄鋼。的鑄鋼。 ZG200-400

15、：有良好的塑性、韌性和焊接性。用于受力：有良好的塑性、韌性和焊接性。用于受力不大、要求韌性好的各種機械零件，如機座、變速箱殼電。不大、要求韌性好的各種機械零件，如機座、變速箱殼電。 第一節(jié)第一節(jié) 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼15 ZG230-450ZG230-450：有一定的強度和較好的塑性、韌性，焊接有一定的強度和較好的塑性、韌性，焊接性良好。用于受力不大、要求韌性好的各種機械零件，如砧性良好。用于受力不大、要求韌性好的各種機械零件，如砧座、外殼、軸承蓋、底板、閥體、犁柱等。座、外殼、軸承蓋、底板、閥體、犁柱等。 ZG270-500ZG270-500：有較高的強度和較好的塑性，鑄造性良好有較高的強度和較

16、好的塑性，鑄造性良好，焊接性尚好，切削性好。用作軋鋼鋼機機架、軸承座、連，焊接性尚好，切削性好。用作軋鋼鋼機機架、軸承座、連桿、箱本、曲軸、缸體等。桿、箱本、曲軸、缸體等。 ZG310-570ZG310-570：強度和切削性良好，塑性、韌性較低。用于強度和切削性良好，塑性、韌性較低。用于載荷較高的零件，如大齒輪、缸體、制動輪、輥子等。載荷較高的零件，如大齒輪、缸體、制動輪、輥子等。 ZG340-640ZG340-640：有高的強度、硬度和耐磨性，切削性好，焊有高的強度、硬度和耐磨性，切削性好，焊接性較差，流動性好，裂紋敏感性大。用作齒輪、棘輪等。接性較差，流動性好，裂紋敏感性大。用作齒輪、棘輪

17、等。第一節(jié)第一節(jié) 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼16a)對鋼中基本相的影響對鋼中基本相的影響第一節(jié)第一節(jié) 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼1.1.溶于鐵素體溶于鐵素體, , 起固溶強化起固溶強化 非碳化物形成元素及過剩的碳非碳化物形成元素及過剩的碳化物形成元素都溶于鐵素體，形成化物形成元素都溶于鐵素體，形成合金鐵素體。合金鐵素體。 Si Si、MnMn對強度、硬度提高顯著。對強度、硬度提高顯著。 Cr Cr、NiNi在適當(dāng)范圍內(nèi)提高韌性。在適當(dāng)范圍內(nèi)提高韌性。合金元素對鐵素體沖擊韌性影響合金元素對鐵素體沖擊韌性影響合金元素對鐵素體硬度影響合金元素對鐵素體硬度影響u形成碳化物起強化作用形成碳化物起強化作用 按其與碳親合力的大

18、小，可分為碳化物形成元素和非碳化物形成元兩大類。常用非碳化物形成元素常用非碳化物形成元素：Ni、Co、Cu、Si、Al、N、B等?；旧隙既苡阼F素體和奧氏體中。常用碳化物形成元素：常用碳化物形成元素：Mn、Cr、Mo、W、V、Nb、Zr、Ti等(按形成的碳化物的穩(wěn)定程度由弱到強的次序排列)。它們都可形成合金滲碳體，如(Fe，Cr)3C等，部分可形成穩(wěn)定性較高的合金碳化物(Cr7C3 Cr23C6等)，而與碳的親合力很強的元素V、Nb、Zr、Ti等，幾乎都形成穩(wěn)定性最高的特殊碳化物（ M02C、W2C、VC 等）。17第一節(jié)第一節(jié) 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼 u提高位錯密度強化作用：提高位錯密度強化作用：

19、18第一節(jié)第一節(jié) 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼擴大奧氏體區(qū)：擴大奧氏體區(qū)： C、N、Co、Ni、Mn、Cu縮小奧氏體區(qū)：縮小奧氏體區(qū)： Cr、Mo、W、V、Ti、Si、Al19第一節(jié)第一節(jié) 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼2 2）對）對E E點和點和S S點位置的影響點位置的影響 所有合金元素均使得ES點左移，即這兩點的含碳量下降，使碳含量比較低的鋼出現(xiàn)過共析組織或共晶組織。對形成對形成A速度的影響速度的影響(由由C來控制來控制) Co、Ni加速擴散加速擴散 Mo、W、V、Ti阻礙擴散阻礙擴散對對A晶粒度的影響晶粒度的影響 P、Mn促進促進 Ti、Nb、V強烈阻礙強烈阻礙(AlN) W、Mo、Cr有一定阻礙作用有一定阻礙

20、作用 Si、Ni、Co、Cu影響不大影響不大1 1）對加熱時奧氏體化的影響）對加熱時奧氏體化的影響20第一節(jié)第一節(jié) 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼等溫轉(zhuǎn)變等溫轉(zhuǎn)變C曲線的位置與形狀：曲線的位置與形狀：非非(弱弱)碳化物形成元素：碳化物形成元素： Ni、 Si、 Mn 、Cu溶入奧氏體、溶入奧氏體、增大穩(wěn)定性，使增大穩(wěn)定性，使C曲線右移、曲線右移、Ms點降低。點降低。碳化物形成元素：碳化物形成元素：V、W、Mo、Cr、Ti不僅使不僅使C曲線右曲線右移，而且分離成兩個移，而且分離成兩個“鼻子鼻子”除了除了Co、Al外，所有元素都外，所有元素都會使得會使得Ms、Mf點下降。點下降。3 3）對過冷奧氏體轉(zhuǎn)變過程的影

21、響）對過冷奧氏體轉(zhuǎn)變過程的影響21第一節(jié)第一節(jié) 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼223 3）對回火轉(zhuǎn)變的影響）對回火轉(zhuǎn)變的影響圖圖5-2 含含0.35%C加入不同加入不同Mo量的鋼對回火硬度的影響量的鋼對回火硬度的影響圖圖5-3 合金鋼回火脆性示意圖合金鋼回火脆性示意圖提高耐回火性：阻礙馬氏體分解及碳化物的析出與聚集。提高耐回火性：阻礙馬氏體分解及碳化物的析出與聚集。產(chǎn)生二次硬化：產(chǎn)生二次硬化：Mo W V Ti在在500600 回火時硬度升高回火時硬度升高回火脆性回火脆性:W、Mo可以防止第二類回火脆性?？梢苑乐沟诙惢鼗鸫嘈?。 第一類：第一類： 250400 不可逆不可逆 第二類：第二類： 500600可

22、逆可逆(Cr Mn Ni)第一節(jié)第一節(jié) 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼 (1)(1)鑄造性能鑄造性能 許多元素如Cr、Mo、V、Ti、A1等，在鋼中形成高熔點碳化物或氧化物，增大鋼液粘度，降低其流動性，使鑄造性能惡化。(2)(2)塑性加工性能塑性加工性能 塑性加工分熱加工和冷加工。合金元素溶入固溶體中，或在鋼中形成碳化物(如Cr、Mo、W、V等)，都使鋼的熱變形抗力提高和熱塑性明顯下降，而容易鍛裂?？偟恼f，合金鋼的鍛造性能比碳鋼差得多。合金元素溶于固溶體中時都提高鋼的冷加工硬化率，使鋼變硬、變脆，易開裂，或難以繼續(xù)成形。(3)(3)焊接性能焊接性能 大多數(shù)合金元素都對焊接性能不利。合金元素含量愈高，焊接性能

23、愈差。但鋼中含有少量鈦和釩，因形成穩(wěn)定的碳化物，使晶粒細(xì)化并降低淬透性，可改善鋼的焊接性能。23(4)(4)切削性能切削性能 一般，合金鋼的切削性能比碳鋼差。原因有：合金鋼中的碳化物較耐磨，耐熱鋼具有較高的高溫硬度，奧氏體鋼有較強的加工硬化能力等等。為了提高鋼的切削性能，可在鋼中特意加入一些改善切削性能的合金元素如硫、鉛和磷等，于是形成了一類專用的易切削鋼。 (5)(5)熱處理工藝性能熱處理工藝性能 合金鋼的淬透性高使淬火操作變得比較容易，并且減少工件變形和開裂的傾向。氧化脫碳傾向最強烈的是含硅鋼，其次是含鎳鋼和含鉬鋼。錳、硅會增大鋼的過熱敏感性。24按用途分類，可分為：合金結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼

24、用于各種工程結(jié)構(gòu)和機器零件。合金工具鋼合金工具鋼 用于各種工具、刃具、模具和量具等。特殊性能鋼特殊性能鋼 具有特殊物理、化學(xué)或力學(xué)性能的不銹鋼、耐熱鋼、耐磨鋼和電工鋼等。1.1.按用途分類按用途分類n2.2.按合金元素含量分類按合金元素含量分類低合金鋼 合金元素的總含量在5%以下。中合金鋼 合金元素的總含量在5%10%之間。高合金鋼 合金元素的總含量在10%以上。25第一節(jié)第一節(jié) 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼3.3.按金相組織分類按金相組織分類4.4.其他分類方法其他分類方法按平衡組織或退火組織分類，可以分為亞共析鋼、共析鋼、過共析鋼和萊氏體鋼。按正火組織分類，可以分為珠光體鋼、貝氏體鋼、馬氏體和奧氏體鋼

25、。按工藝特點可分為鑄鋼、滲碳鋼、易切削鋼等；按所含主要合金元素，分鉻鋼、鉻鎳鋼、錳鋼等；按質(zhì)量可以分為普通質(zhì)量鋼、優(yōu)質(zhì)鋼和高級質(zhì)量鋼，其區(qū)別主要在于鋼中所含有害雜質(zhì)（S、P）的多少。26第一節(jié)第一節(jié) 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼u合金結(jié)構(gòu)鋼的牌號表示方法合金結(jié)構(gòu)鋼的牌號表示方法 兩位數(shù)字合金元素符號數(shù)字兩位數(shù)字合金元素符號數(shù)字 兩位數(shù)字鋼中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的萬倍值兩位數(shù)字鋼中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的萬倍值 合金元素符號所含的具體元素符號合金元素符號所含的具體元素符號 數(shù)字鋼中合金元素符號平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)的百倍值，平均數(shù)字鋼中合金元素符號平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)的百倍值，平均含量少于含量少于1.5%時不標(biāo)數(shù)，平均含量為時不標(biāo)數(shù)，平均含量

26、為1.5-2.49%、2.5-3.49%.時，相應(yīng)地標(biāo)以時，相應(yīng)地標(biāo)以2、3.。 例子：例子：60Si2Mn 、 40CrNiMoA：特例：特例：GCr15（鋼中合金元素符號平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)的千倍值）（鋼中合金元素符號平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)的千倍值）27第一節(jié)第一節(jié) 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼28u合金工具鋼的牌號表示方法合金工具鋼的牌號表示方法u特殊性能鋼的牌號表示方法特殊性能鋼的牌號表示方法 一位數(shù)字合金元素符號數(shù)字一位數(shù)字合金元素符號數(shù)字 一位數(shù)字鋼中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的千倍值一位數(shù)字鋼中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的千倍值 其余同合金結(jié)構(gòu)鋼其余同合金結(jié)構(gòu)鋼 例：例：SiCrCrWMn（不標(biāo)出）（不標(biāo)出） 特例W18Cr4V.C牌號

27、的表示方法同合金工具鋼2Cr13特例：當(dāng)C的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.03或0.08時，分別用00或0表示其碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。如:00Cr17Ni4Mo2, 0Cr19Ni9第一節(jié)第一節(jié) 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼n（1 1）. .合金工程用鋼合金工程用鋼1）工程用鋼用來制造各種大型金屬結(jié)構(gòu)件如橋梁、船舶和壓力容器。工程用鋼用來制造各種大型金屬結(jié)構(gòu)件如橋梁、船舶和壓力容器。對工程用鋼可分為對使用性能和工藝性能的要求。對工程用鋼可分為對使用性能和工藝性能的要求。2 2）工程用鋼的合金化。低碳鋼具有良好的冷變形性和焊接性能，一般工程用鋼的合金化。低碳鋼具有良好的冷變形性和焊接性能，一般是工程用鋼的主要材料。隨著大型和特殊

28、結(jié)構(gòu)增多，要求在保持良好工是工程用鋼的主要材料。隨著大型和特殊結(jié)構(gòu)增多，要求在保持良好工藝性能基礎(chǔ)上，更高強度和塑韌性，更輕質(zhì)量，更高可靠性及節(jié)約鋼材。藝性能基礎(chǔ)上，更高強度和塑韌性，更輕質(zhì)量，更高可靠性及節(jié)約鋼材。29第一節(jié)第一節(jié) 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼n（2 2）. .機器零件用鋼機器零件用鋼 根據(jù)用途和熱處理工藝不同，可以分為：調(diào)質(zhì)鋼、滲碳鋼、彈簧鋼、根據(jù)用途和熱處理工藝不同，可以分為：調(diào)質(zhì)鋼、滲碳鋼、彈簧鋼、軸承鋼、低碳馬氏體鋼、貝氏體鋼、超高強度鋼、耐磨鋼、易切鋼。軸承鋼、低碳馬氏體鋼、貝氏體鋼、超高強度鋼、耐磨鋼、易切鋼。 a a、用途、用途 合金滲碳鋼主要用于合金滲碳鋼主要用于制造汽車

29、、拖拉制造汽車、拖拉機中的變速齒輪機中的變速齒輪，內(nèi)燃機上的內(nèi)燃機上的凸輪軸、凸輪軸、活塞銷活塞銷等及其零件。這類零件在工作等及其零件。這類零件在工作中中遭受強烈的摩擦磨損，同時又承受遭受強烈的摩擦磨損，同時又承受較大的交變載荷，特別是沖擊載荷。較大的交變載荷，特別是沖擊載荷。 b b、性能要求、性能要求：表面滲碳層硬度高、表面滲碳層硬度高、心部具有高的韌性和足夠高的強度、心部具有高的韌性和足夠高的強度、良好的熱處理工藝性能，淬透性和良好的熱處理工藝性能，淬透性和滲碳能力。滲碳能力。滲碳爐滲碳爐30C C、成分特點、成分特點 低碳：低碳：0.10.25%C 合金元素作用：合金元素作用： 提高淬

30、透性：提高淬透性： Cr、Mn、Ni、B 強化鐵素體：強化鐵素體： Cr、Mn、Ni 細(xì)化晶粒：細(xì)化晶粒： W、Mo、Ti、V 滲碳件滲碳件高精密獨立高精密獨立導(dǎo)柱導(dǎo)柱31滲碳淬火后的表滲碳淬火后的表層組織層組織d.d.熱處理特點熱處理特點滲碳件的加工工藝路線為：滲碳件的加工工藝路線為：下料下料鍛造鍛造正火正火機加工機加工滲碳滲碳淬火淬火+低溫回火低溫回火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。淬火溫度淬火溫度一般為一般為 Ac1+30-50。 4.4.使用狀態(tài)下組織使用狀態(tài)下組織心部：心部：M回回+F表層：表層：M回回+顆粒狀碳化物顆粒狀碳化物+A(少量少量)；3

31、2e.e.常用鋼號及用途常用鋼號及用途低淬透性鋼低淬透性鋼：20、20Cr。柴油機凸輪軸柴油機凸輪軸用于受力小的耐磨用于受力小的耐磨件，如柴油機的活件，如柴油機的活塞銷、凸輪軸等。塞銷、凸輪軸等。3334中淬透性鋼：中淬透性鋼：20CrMnTi。 用于中等載荷的耐磨件，如用于中等載荷的耐磨件，如變速箱齒輪。變速箱齒輪。高淬透性鋼：高淬透性鋼：18Cr2Ni4WA。用于大載荷的耐磨件，如柴油用于大載荷的耐磨件，如柴油機曲軸。機曲軸。 增壓柴油機增壓柴油機曲軸曲軸（摘自（摘自GB/T3077-1999）（滲（滲C: 930，回火：回火：200 ）主主 要要 化化 學(xué)學(xué) 成成 分分, %預(yù)備處理預(yù)備

32、處理淬火淬火, CMnCr，Ni0.170.240.170.240.500.801.301.600.701.00880 800水水, 油油880水水, 油油0.170.230.170.230.901.200.801.100.901.201.001.30 850 油油880 870 油油鋼號鋼號20Cr20MnV20CrMn20CrMnTi淬淬透透性性低低中中高高18Cr2Ni4WA20Cr2Ni4A0.130.190.170.23W0.81.20.300.601.351.654.04.51.251.653.253.75950 850空空 880 780油油機械性能機械性能bMPasMPa835

33、7855405909301080735835118011808351080aKU2J475547557863n滲碳鋼的牌號滲碳鋼的牌號3536調(diào)質(zhì)后使用的鋼種。廣泛用于制調(diào)質(zhì)后使用的鋼種。廣泛用于制造汽車、拖拉機、機床等機器上造汽車、拖拉機、機床等機器上各種重要零件，如齒輪、連桿、各種重要零件，如齒輪、連桿、螺栓等。螺栓等。 1 1. .性能要求性能要求 良好的綜合力學(xué)性能良好的綜合力學(xué)性能. 良好的淬透性。良好的淬透性。調(diào)質(zhì)件（螺桿）調(diào)質(zhì)件（螺桿）372 2. .成分特點成分特點 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

34、強化鐵素體強化鐵素體: Mn、Si、Cr、Ni 細(xì)化晶粒細(xì)化晶粒: Ti、V 防止第二類回火脆性防止第二類回火脆性: W、Mo 調(diào)質(zhì)件（冷卻輪）調(diào)質(zhì)件（冷卻輪）破碎機主軸破碎機主軸383 3. .熱處理及組織特點熱處理及組織特點調(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加工粗加工調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)精加工精加工裝配裝配調(diào)質(zhì)目的：獲得良好綜合力學(xué)性能調(diào)質(zhì)目的：獲得良好綜合力學(xué)性能使用狀態(tài)下的組織為：使用狀態(tài)下的組織為：S回回 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)后可進行進行表面淬火或氮化表面淬火或氮化。回火索氏體回火索氏體調(diào)質(zhì)處理車間調(diào)質(zhì)處理車間39柴油機凸輪軸柴

35、油機凸輪軸4 4. .常用鋼號及用途常用鋼號及用途低淬透性鋼：低淬透性鋼： D0油油60mm, 常用常用40CrNiMo, 用于制造大截面重用于制造大截面重載荷零件，如曲軸等。載荷零件，如曲軸等。 單缸汽車曲軸單缸汽車曲軸40n調(diào)質(zhì)鋼的牌號調(diào)質(zhì)鋼的牌號（摘自（摘自GB/T30771999）淬淬透透性性鋼號鋼號主主 要要 成成 分分, , %淬火淬火回火回火CMnSiCr低低450.420.500.500.800.170.37830840水水580640空空40Cr0.370.450.500.80Cr 0.81.10850油油500 水，油水，油中中高高35CrMo0.320.400.400.7

36、0Cr 0.81.10850油油550 水，油水，油38CrMoAlA0.350.42Al 0.71.1Cr 1.351.65940水，油水，油640水，油水，油40CrMnMo0.370.450.901.20Cr 0.91.20850油油600 水，油水，油機械性能機械性能 bMPasMPaaKU2J 6003553940MnB0.370.441.101.400.200.40850油油500 水，油水，油980785479807854798083563980835719807856341可以分為低合金超高強度鋼、馬氏體時效硬化鋼和沉淀硬化可以分為低合金超高強度鋼、馬氏體時效硬化鋼和沉淀硬化不

37、銹鋼。以下主要介紹低合金超高強度鋼。不銹鋼。以下主要介紹低合金超高強度鋼。1.成分特點：成分特點：含碳量中等、含有含碳量中等、含有Mn、Si、Cr、Ni等合金元素可提高淬等合金元素可提高淬透性和回火穩(wěn)定性，使固溶體（馬氏體或下貝氏體）明顯強化，透性和回火穩(wěn)定性，使固溶體（馬氏體或下貝氏體）明顯強化，Ni可以可以降低臨界溫度及增加韌性，降低臨界溫度及增加韌性，Mo、V可以細(xì)化晶粒，亦可改善鋼的強韌性?？梢约?xì)化晶粒，亦可改善鋼的強韌性。2、熱處理特點：最終熱處理、熱處理特點：最終熱處理為淬火為淬火+低溫回火低溫回火。依靠馬氏體強化達到超高強度；也可以進行等溫淬火并回火，依靠馬氏體強化達到超高強度；

38、也可以進行等溫淬火并回火，依靠馬氏體和下貝氏體組織的共同強化來達到強度要求。依靠馬氏體和下貝氏體組織的共同強化來達到強度要求。典型鋼號：典型鋼號：30CrMnSiNi2A42制造彈簧或類似性能零件的鋼種。制造彈簧或類似性能零件的鋼種。1 1. .性能要求性能要求彈簧是利用彈性變形儲存能量或彈簧是利用彈性變形儲存能量或緩和沖擊的零件。緩和沖擊的零件。 高的高的s，s/b； 高的高的-1；足夠的韌性足夠的韌性 高的淬透性高的淬透性。 足夠的塑性和韌性足夠的塑性和韌性432 2. .成分特點成分特點 中高碳：中高碳：碳素彈簧鋼為碳素彈簧鋼為0.60.85%C合金彈簧鋼為合金彈簧鋼為0.450.7%C

39、 合金元素作用：合金元素作用： 提高淬透性、強化鐵素體：提高淬透性、強化鐵素體：Mn、Si、Cr 提高提高 s/ b：Si 細(xì)化晶粒：細(xì)化晶粒：V 防止脫碳、提高回火穩(wěn)定防止脫碳、提高回火穩(wěn)定性及耐熱性：性及耐熱性：Mo、W、V汽車彈簧汽車彈簧44 熱成型彈簧：熱成型彈簧： 加工路線：加工路線：下料下料加熱壓彎或卷繞加熱壓彎或卷繞淬火淬火中溫回火中溫回火噴丸（噴丸（重要零件重要零件）。）。 使用狀態(tài)下的組織：使用狀態(tài)下的組織：T回回 噴丸噴丸可可強化表面并提高彈簧表面質(zhì)量，顯著改善疲勞性能。強化表面并提高彈簧表面質(zhì)量，顯著改善疲勞性能。 用于用于大截面彈簧大截面彈簧(10mm) 如汽車、拖拉機

40、、火車的板簧和螺旋彈簧。如汽車、拖拉機、火車的板簧和螺旋彈簧。 汽車板簧汽車板簧火車螺旋彈簧火車螺旋彈簧45（2）冷成形彈簧）冷成形彈簧 截面尺寸截面尺寸10mm的各種小型彈簧可采用冷成形的各種小型彈簧可采用冷成形(如冷卷、冷軋如冷卷、冷軋)，如儀表中的螺旋彈簧、發(fā)條及彈簧片等。如儀表中的螺旋彈簧、發(fā)條及彈簧片等。 這類彈簧在成形前先進行這類彈簧在成形前先進行冷拉（冷軋）、淬火中溫回火或鉛浴等冷拉（冷軋）、淬火中溫回火或鉛浴等溫淬火后冷拉（軋）溫淬火后冷拉（軋）冷卷螺旋壓縮彈簧冷卷螺旋壓縮彈簧 強化；然后再進行冷成形加工，此強化；然后再進行冷成形加工，此過程中將進一步強化金屬，但也過程中將進一

41、步強化金屬，但也產(chǎn)產(chǎn)生了較大的內(nèi)應(yīng)力和脆性，故在其生了較大的內(nèi)應(yīng)力和脆性，故在其后應(yīng)進行低溫去應(yīng)力退火后應(yīng)進行低溫去應(yīng)力退火（一般（一般200400）。）。46474 4. .彈簧的表面質(zhì)量彈簧的表面質(zhì)量彈簧的表面質(zhì)量對其壽命彈簧的表面質(zhì)量對其壽命影響很大。影響很大。提高表面質(zhì)量的方法提高表面質(zhì)量的方法: 防止表面脫碳；防止表面脫碳；l 避免表面缺陷；避免表面缺陷； l 進行進行噴丸處理噴丸處理，使表，使表 面面產(chǎn)生壓應(yīng)力產(chǎn)生壓應(yīng)力。 板簧噴丸處理示意圖板簧噴丸處理示意圖48Si、Mn彈簧鋼彈簧鋼，如，如65Mn、60Si2Mn，用于制造較大截面用于制造較大截面彈簧。彈簧。 Cr、V彈簧鋼彈簧

42、鋼，如，如50CrV，用于大截面、大載荷、耐熱的用于大截面、大載荷、耐熱的彈簧。彈簧。 大型熱卷彈簧大型熱卷彈簧汽車板簧汽車板簧n彈簧鋼彈簧鋼鋼號鋼號主主 要要 成成 分分, , %淬火淬火 油油 回回火火機械性能機械性能 CMnSi, CrbMPasMPa10%akkJ/m2650.620.700.500.800.170.37840油油50010008009450850.820.900.500.800.170.37820油油48011501000660065Mn0.620.700.901.200.170.37830油油5401000800880060Si2Mn0.560.640.600.90

43、1.502.00870油油48013001200580050CrVA0.460.540.500.80Cr 0.81.10850油油500130011505 9800（摘自（摘自GB/T12221985）4950用于制造用于制造軸承套軸承套和和滾動體滾動體的專用鋼的專用鋼種。種。1 1. .性能要求性能要求軸承工作時軸承工作時, 承受接觸應(yīng)力承受接觸應(yīng)力(達達30003500MPa)、周期性交變載荷周期性交變載荷(頻率達數(shù)萬次頻率達數(shù)萬次/分分)和摩擦。和摩擦。 高而均勻的硬度和耐磨性。高而均勻的硬度和耐磨性。 高的高的 b和接觸疲勞強度。和接觸疲勞強度。 足夠的韌性、淬透性和耐蝕性。足夠的韌性

44、、淬透性和耐蝕性。圓柱滾圓柱滾子軸承子軸承自動調(diào)自動調(diào)心球軸承心球軸承512 2. .成分特點成分特點 高碳：高碳：0.951.10%C 合金元素：合金元素：以以Cr為主為主,加加入入Mn、Si。Cr、Mn、Si的主要作用是的主要作用是提高淬透性提高淬透性推力球軸承推力球軸承滾針滾針軸承軸承l(wèi)適量適量Cr還還提高耐磨性提高耐磨性（形成合金滲（形成合金滲碳體）和碳體）和耐蝕性耐蝕性。l當(dāng)當(dāng)1.65%Cr時時,會因會因A增加而使硬增加而使硬度和穩(wěn)定性下降。度和穩(wěn)定性下降。3 3 . .熱處理和組織特點熱處理和組織特點滾動軸承鋼是滾動軸承鋼是過共析鋼過共析鋼。 熱處理：熱處理： 球化退火球化退火+淬

45、火淬火+低溫回火低溫回火 組織：組織： M回回+顆粒狀碳化物顆粒狀碳化物+A(少量少量)l淬火后進行淬火后進行冷處理冷處理(- -60 - -80), 可以減少可以減少A、穩(wěn)定尺寸。穩(wěn)定尺寸。軸承生產(chǎn)車間軸承生產(chǎn)車間5253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4 4. .常用鋼號及用途常用鋼號及用途應(yīng)用最廣的是應(yīng)用最廣的是GCr15，大量用于大量用于大中型大中型軸承；軸承；大型軸承用大型軸承用GCr15SiMn。這類鋼還可用于制造這類鋼還可用于制造模具、量具等模具、量具等。n常用滾動軸承鋼常用滾動軸承鋼鋼號鋼號主要化學(xué)成分，主要化學(xué)成分，w / %熱處理規(guī)范及性能熱

46、處理規(guī)范及性能CCrSiMn淬火淬火回火回火回火后回火后 HRCHRCGCr40.951.050.350.00.150.300.150.308008201501706266GCr150.951.051.401.650.150.350.250.458208401501606266GCr15SiMn0.951.051.401.650.450.750.951.2582084017020062GMnMoVRE0.951.050.150.401.101.40770810170562GSiMoMnV0.951.100.450.650.751.0578082017520062（摘自（摘自GB/T182542

47、002）5455在沖擊載荷作用下發(fā)生硬化的高錳鋼，在沖擊載荷作用下發(fā)生硬化的高錳鋼，只有只有ZGMn13一個鋼號。一個鋼號。1.成分特點：成分特點：高含碳量；高含錳量。高含碳量；高含錳量。2.熱處理及組織：熱處理及組織：奧氏體奧氏體+ +碳化物。碳化物。熱處理采用水韌處理，顯微組織為過飽熱處理采用水韌處理，顯微組織為過飽和的單相奧氏體。和的單相奧氏體。3.使用及用途使用及用途：表面具有高耐磨性，心表面具有高耐磨性，心部仍為奧氏體組織，具有高耐沖擊性。部仍為奧氏體組織，具有高耐沖擊性。圓柱滾圓柱滾子軸承子軸承自動調(diào)自動調(diào)心球軸承心球軸承n合金工具鋼主要分為：低合金工具鋼、高合金工具鋼和碳合金工具

48、鋼主要分為：低合金工具鋼、高合金工具鋼和碳素工具鋼三類。素工具鋼三類。n（1）低合金工具鋼）低合金工具鋼1.1、用途和性能要求：、用途和性能要求：主要用來制造低速切削刃具（車刀、主要用來制造低速切削刃具（車刀、銑刀、鉆頭等）、冷成型模具以及量具。要求高硬度、高銑刀、鉆頭等）、冷成型模具以及量具。要求高硬度、高耐磨，一定韌性和塑性。耐磨，一定韌性和塑性。2.2、成分特點：、成分特點：0.851.5%C ，合金元素為，合金元素為Mn、Cr、W、V等。等。56n3.3.熱處理及組織熱處理及組織n最終熱處理：最終熱處理：淬淬火火+低溫低溫回火回火。n使用狀態(tài)下的組織為：使用狀態(tài)下的組織為： M回回+顆

49、粒狀碳化物顆粒狀碳化物+A(少量少量) n4.4.常用鋼號及用途常用鋼號及用途n應(yīng)用最多的是應(yīng)用最多的是9SiCr。用于制造用于制造形狀復(fù)雜、要求變形小的低速形狀復(fù)雜、要求變形小的低速刃具，如絲錐、板牙等刃具，如絲錐、板牙等. 絲錐絲錐板牙板牙571）高速鋼）高速鋼1 1. .性能特點性能特點: : 高熱硬性高熱硬性(600)、耐磨性、淬透性耐磨性、淬透性 。2 2. .成分特點成分特點 高碳高碳: 0.701.5%C 合金元素作用合金元素作用 提高淬透性：提高淬透性：Cr 提高熱硬性、耐磨性提高熱硬性、耐磨性: W、Mo、V 等。等。高速鋼冷軋鋼帶高速鋼冷軋鋼帶高速鋼形材高速鋼形材58W18

50、Cr4V鋼的鑄態(tài)組織鋼的鑄態(tài)組織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加工機加工淬火淬火回火回火磨削磨削高速鋼是高速鋼是萊氏體鋼，萊氏體鋼，其鑄態(tài)組織為亞共晶其鑄態(tài)組織為亞共晶組織，組織，由由魚骨狀萊氏魚骨狀萊氏體與樹枝狀體與樹枝狀M+T組組成，脆性大且無法熱成，脆性大且無法熱處理改善。處理改善。59 退火目的：退火目的：降低硬度，便于切降低硬度，便于切加工；加工；為淬火作組織準(zhǔn)備為淬火作組織準(zhǔn)備。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：打碎粗大的魚骨狀碳化物，使其均打碎粗大的魚骨狀碳化物，使其均勻分布于基體中。勻分布于基體中。W18Cr

51、4V鋼的退火組織鋼的退火組織60 淬火目的淬火目的: 獲得高合獲得高合金元素含量的馬氏體金元素含量的馬氏體。因此淬火溫度高因此淬火溫度高(1200)。l淬火后組織：淬火后組織： M+未溶碳化物未溶碳化物(10%)+A (20%)Fe77W18Cr4V1C相圖相圖61 的碳化物，的碳化物，產(chǎn)生二次硬化。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，Ms點上升，回火冷卻時，點上升，回火冷卻時，A轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)镸。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。l 回火目的：回火目的：主要主要為減少為減少A。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

52、用常用560三次回火三次回火。l回火時的組織變化：回火時的組織變化： l 析出析出W、Mo、V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62W18Cr4V鋼熱處理工藝示意圖鋼熱處理工藝示意圖63W18Cr4V鋼淬火、回火后的組織鋼淬火、回火后的組織l4 4. .使用狀態(tài)下組織使用狀態(tài)下組織 M回回+顆粒狀碳化物顆粒狀碳化物+A（少量）少量）6465不同狀態(tài)下不同狀態(tài)下W18Cr4V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)66l5 5. .常用鋼號及用途常用鋼號及用途用于用于高速切削刃具，如車刀、刨刀、銑刀、鉆頭高速切削刃具，如車刀、刨刀、銑刀、鉆頭等。等。車刀車刀

53、銑刀銑刀高速鋼銑刀高速鋼銑刀鋼號鋼號主要化學(xué)成分，主要化學(xué)成分，w，%熱處理及性能熱處理及性能CWVCrMo淬火淬火回火回火回火后回火后HRCW18Cr4V0.700.8017.519.01.001.403.804.4012701285 油油550570三次三次63W6Mo5Cr4V20.800.905.506.751.752.203.804.404.755.5012101230 油油540560三次三次63汽車沖壓模具汽車沖壓模具制造尺寸大、精度和硬度制造尺寸大、精度和硬度高、耐磨性好的金屬冷成高、耐磨性好的金屬冷成型模具鋼種型模具鋼種.l1 1. .性能要求性能要求 高硬度和耐磨性。高硬度

54、和耐磨性。 足夠的強度和韌性。足夠的強度和韌性。 良好的工藝性能良好的工藝性能（淬透（淬透性、切削加工性等）性、切削加工性等）6768l2 2. .常用鋼種常用鋼種 小尺寸、形狀簡單、受力不小尺寸、形狀簡單、受力不大大的模具的模具, 可用可用碳素工具鋼和低碳素工具鋼和低合金工具鋼合金工具鋼制造。制造。 截面、受力大截面、受力大的冷模具用的冷模具用Cr12型型冷作模具鋼制造。冷作模具鋼制造。l 成分特點：成分特點：高碳高碳(1.42.3%C)；高鉻高鉻(11.513%Cr)l合金元素作用：合金元素作用： Cr 提高淬透性；提高淬透性； Mo、V 提高耐磨性，細(xì)化晶粒。提高耐磨性，細(xì)化晶粒。 Cr

55、12鋼鋼 加工及熱處理：加工及熱處理：Cr12型模具鋼型模具鋼也是也是萊氏體鋼萊氏體鋼，需進行鍛造、退，需進行鍛造、退火火, 目的同高速鋼。目的同高速鋼。l 常用鋼號為常用鋼號為Cr12和和Cr12MoV。用于制造用于制造冷沖模、擠壓冷沖模、擠壓模模等等。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回回+顆粒狀碳化物顆粒狀碳化物+A(少量少量)汽車外板冷沖模汽車外板冷沖模69n1.1.用途和性能要求用途和性能要求n用來制作熱作模具，如熱鍛模、壓鑄模、熱擠壓模。又稱用來制作熱作模具，如熱鍛模、壓鑄模、熱擠壓模。又稱(1)較好加工成形性較好加工成

56、形性，易于制造模具。 (2)高溫下良好力學(xué)性能高溫下良好力學(xué)性能(3)高抗冷熱疲勞性能、抗氧化性能和淬透性、優(yōu)良導(dǎo)熱性。高抗冷熱疲勞性能、抗氧化性能和淬透性、優(yōu)良導(dǎo)熱性。n2.2.成分特點：成分特點： 高碳：高碳：0.30.6%C 合金元素作用合金元素作用 提高淬透性提高淬透性: Cr、Mn、Si 抑制回火脆性：抑制回火脆性：W、Mo 提高耐磨性、細(xì)化晶粒提高耐磨性、細(xì)化晶粒: V 7071n用來制作熱作模具，如熱鍛用來制作熱作模具，如熱鍛模、壓鑄模、熱擠壓模。又模、壓鑄模、熱擠壓模。又稱稱l1 1. .性能要求性能要求1)較好加工成形性，易較好加工成形性，易于制造模具。于制造模具。 (2)高

57、溫下良好力學(xué)性能高溫下良好力學(xué)性能(3)高抗冷熱疲勞性能、高抗冷熱疲勞性能、抗氧化性能和淬透性、抗氧化性能和淬透性、優(yōu)良導(dǎo)熱性。優(yōu)良導(dǎo)熱性。熱模鍛曲軸毛坯熱模鍛曲軸毛坯熱鐓模熱鐓模凸緣模凸緣模l2 2. .常用鋼種常用鋼種 熱鍛模鋼熱鍛模鋼 5CrNiMo、5CrMnMo前者用于大型熱鍛模，后者前者用于大型熱鍛模，后者用于中小型熱鍛模用于中小型熱鍛模.成分特點、合金元素作用及成分特點、合金元素作用及熱處理同調(diào)質(zhì)鋼。熱處理同調(diào)質(zhì)鋼。使用狀態(tài)下的組織使用狀態(tài)下的組織: S回回72指具有指具有特殊物理、化學(xué)性能特殊物理、化學(xué)性能的鋼。的鋼。本節(jié)主要介紹本節(jié)主要介紹不銹鋼、不銹鋼、耐熱鋼。耐熱鋼。73

58、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。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。有電流參與作用的腐蝕。在金屬中不同組織、成分、應(yīng)力區(qū)域之間都可以構(gòu)成微電池，形成電化學(xué)在金屬中不同組織、成分、應(yīng)力區(qū)域之間都可以構(gòu)成微電池，形成電化學(xué)腐蝕。金屬的腐蝕主要是電化學(xué)腐腐蝕。金屬的腐蝕主要是電化學(xué)腐蝕蝕l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。l 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

59、化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕。 74防止電化學(xué)腐蝕的措施：防止電化學(xué)腐蝕的措施： 獲得均勻的單相組織。獲得均勻的單相組織。 提高合金的電極電位。提高合金的電極電位。 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)達國家每年金屬腐蝕造成工業(yè)發(fā)達國家每年金屬腐蝕造成的直接經(jīng)濟損失占的直接經(jīng)濟損失占GDP的的4%左左右。中國每年腐蝕的損失至少到右。中國每年腐蝕的損失至少到400億元以上。億元以上。ZnZnZn-Cu原電池示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75761、低碳：、低碳：碳高，則降低耐蝕性。碳高，則降低耐蝕性。2、Cr：是提高耐蝕性的主要元素是提高耐蝕性的主要元

60、素 形成穩(wěn)定致密的形成穩(wěn)定致密的Cr2O3氧化膜。氧化膜。 Cr含量大于含量大于13%時，形成單相鐵素體組織。時，形成單相鐵素體組織。 提高基體電極電位提高基體電極電位3、Ni：獲得單相奧氏體組織，提高耐蝕性；獲得單相奧氏體組織，提高耐蝕性；獲得獲得A-F組織，通過熱處理，提高強度。組織，通過熱處理，提高強度。 4、Mo：耐有機酸腐蝕。耐有機酸腐蝕。5、Ti, Nb: 形成形成C化物，使化物，使Cr保留在基體中，保留在基體中，減輕鋼的晶間腐蝕傾向。減輕鋼的晶間腐蝕傾向。6、Mn、N:部分替代部分替代Ni，獲得獲得A，提高鉻不提高鉻不銹鋼的耐有機酸腐蝕性能。銹鋼的耐有機酸腐蝕性能。77晶間腐蝕晶