第4章 合金鋼

1、第第4 4章章 合金鋼合金鋼本本章章要要點(diǎn)點(diǎn)一、了解合金元素在鋼中的作用；一、了解合金元素在鋼中的作用；二、知道合金鋼的分類及牌號；二、知道合金鋼的分類及牌號；三、熟悉常用合金鋼的性能特點(diǎn)及三、熟悉常用合金鋼的性能特點(diǎn)及應(yīng)用。應(yīng)用。第第4 4章章 合金鋼合金鋼在冶煉碳鋼時(shí)有目的地加入一種或幾種合金元素所在冶煉碳鋼時(shí)有目的地加入一種或幾種合金元素所得到的特定性能的鋼，稱為得到的特定性能的鋼，稱為合金鋼合金鋼。 概念概念價(jià)格低，但力學(xué)性能低，淬透性低，回火抗力差，不價(jià)格低，但力學(xué)性能低，淬透性低，回火抗力差，不能滿足特殊性能要求（如耐熱、耐低溫、耐蝕等）。能滿足特殊性能要求（如耐熱、耐低溫、耐蝕等

2、）。碳鋼的特點(diǎn)碳鋼的特點(diǎn)力學(xué)性能高；熱處理淬透性和回火穩(wěn)定性好；耐熱性、力學(xué)性能高；熱處理淬透性和回火穩(wěn)定性好；耐熱性、耐低溫性、耐腐蝕性、高磁性、無磁性、高耐磨性好。耐低溫性、耐腐蝕性、高磁性、無磁性、高耐磨性好。合金鋼的特點(diǎn)合金鋼的特點(diǎn)第第4 4章章 合金鋼合金鋼錳錳(Mn(Mn) )、硅、硅(Si(Si) )、鉻、鉻(Cr)(Cr)、鎳、鎳(Ni)(Ni)、鉬（、鉬（MoMo）、鎢）、鎢(W)(W)、釩釩(V)(V)、鈦、鈦(Ti)(Ti)、鋁、鋁(Al)(Al)、硼（、硼（B B）、稀土（）、稀土（ReRe）等。）等。常用合金元素常用合金元素一、一、合金元素在鋼中的作用合金元素在鋼中的

3、作用1.1.合金元素在鋼中的存在形式合金元素在鋼中的存在形式與鐵作用形成固溶體；與鐵作用形成固溶體；溶于滲碳體中形成合金滲碳溶于滲碳體中形成合金滲碳體；體；與碳作用形成特殊碳化物。與碳作用形成特殊碳化物。第第4 4章章 合金鋼合金鋼u 合金元素與碳的親合力較弱，大部分形成固溶體，合金元素與碳的親合力較弱，大部分形成固溶體，而少部分形成合金滲碳體，如（而少部分形成合金滲碳體，如（FeFe，MnMn）3 3C C；u合金元素與碳的親合力較強(qiáng)，當(dāng)含量較少時(shí)，主要合金元素與碳的親合力較強(qiáng)，當(dāng)含量較少時(shí)，主要形形成合金滲碳體成合金滲碳體，而含量較高時(shí)，才能形成特殊碳化物；，而含量較高時(shí)，才能形成特殊碳化

4、物；u合金元素與碳的親合力很強(qiáng)，主要以特殊碳化物形式合金元素與碳的親合力很強(qiáng)，主要以特殊碳化物形式存在，如存在，如TiCTiC、NbCNbC、VCVC 等等。第第4 4章章 合金鋼合金鋼2.2.合金元素對鋼性能的影響合金元素對鋼性能的影響產(chǎn)生固溶強(qiáng)化，產(chǎn)生固溶強(qiáng)化，強(qiáng)度、硬度提高，但塑性、韌性強(qiáng)度、硬度提高，但塑性、韌性下降；下降；使?jié)B碳體的硬度和穩(wěn)定性提高；使?jié)B碳體的硬度和穩(wěn)定性提高；隨合金碳化物數(shù)量增多，鋼的硬度增大隨合金碳化物數(shù)量增多，鋼的硬度增大，耐磨性，耐磨性增加，但塑性、韌性下降。增加，但塑性、韌性下降。使合金鋼具有某些特殊性能，如耐熱性、耐低溫使合金鋼具有某些特殊性能，如耐熱性、

5、耐低溫性、耐腐蝕性、高磁性，等等。性、耐腐蝕性、高磁性，等等。第第4 4章章 合金鋼合金鋼3.3.合金元素對鐵碳合金相圖的影響合金元素對鐵碳合金相圖的影響影響影響A A和和F F存在的范圍存在的范圍MnMn、NiNi、CoCo等擴(kuò)大等擴(kuò)大A A區(qū)域，使區(qū)域，使A A3 3線溫度下降線溫度下降, A, Acmcm線溫線溫度上升，如度上升，如1Cr18Ni91Cr18Ni9和和ZGMn13ZGMn13，室溫下單相，室溫下單相A A；CrCr、MoMo、W W、V V、TiTi、SiSi縮小縮小A A區(qū)域，使區(qū)域，使A A3 3線溫度上升線溫度上升, , A Acmcm線溫度下降，如線溫度下降，如1

6、Cr17Ti1Cr17Ti高鉻鐵素體不銹鋼。高鉻鐵素體不銹鋼。使使S S、E E點(diǎn)左移，并使點(diǎn)左移，并使A A1 1線的溫度變化。線的溫度變化。第第4 4章章 合金鋼合金鋼MnMn對奧氏體區(qū)的影響對奧氏體區(qū)的影響CrCr對奧氏體區(qū)的影響對奧氏體區(qū)的影響第第4 4章章 合金鋼合金鋼4.4.合金元素對鋼熱處理的影響合金元素對鋼熱處理的影響 減緩減緩A A化過程（化過程（NiNi、CoCo除外）除外） 合金碳化物熔點(diǎn)高、難分解，阻礙合金碳化物熔點(diǎn)高、難分解，阻礙C C及及MeMe的擴(kuò)散，熱的擴(kuò)散，熱處理時(shí)要提高加熱溫度或延長保溫時(shí)間。處理時(shí)要提高加熱溫度或延長保溫時(shí)間。 影響影響A A晶粒長大晶粒長

7、大l P P、MnMn會(huì)促進(jìn)奧氏體晶粒的長大。會(huì)促進(jìn)奧氏體晶粒的長大。l 大多合金元素形成細(xì)小穩(wěn)定的碳化物分布在晶界上，大多合金元素形成細(xì)小穩(wěn)定的碳化物分布在晶界上，能有效阻止奧氏體晶粒的長大，起到細(xì)化晶粒作用。能有效阻止奧氏體晶粒的長大，起到細(xì)化晶粒作用。對鋼加熱時(shí)奧氏體化的影響對鋼加熱時(shí)奧氏體化的影響第第4 4章章 合金鋼合金鋼除除CoCo外，大多合金元素外，大多合金元素均程度不同地增加過冷奧均程度不同地增加過冷奧氏體的穩(wěn)定性，使氏體的穩(wěn)定性，使C C曲線右移，提高了鋼的淬透性。曲線右移，提高了鋼的淬透性。除除CoCo和和AlAl外，外，大多數(shù)合金元素均會(huì)降低馬氏體點(diǎn)，大多數(shù)合金元素均會(huì)降

8、低馬氏體點(diǎn)，使合金鋼淬火后的殘余奧氏體量增加。使合金鋼淬火后的殘余奧氏體量增加。合金元素還可能使合金元素還可能使C C曲線形狀發(fā)生改變，甚至出現(xiàn)曲線形狀發(fā)生改變，甚至出現(xiàn)兩組兩組C C曲線。曲線。對冷卻時(shí)奧氏體轉(zhuǎn)變的影響對冷卻時(shí)奧氏體轉(zhuǎn)變的影響第第4 4章章 合金鋼合金鋼提高鋼的回火穩(wěn)定性；提高鋼的回火穩(wěn)定性；產(chǎn)生二次硬化：產(chǎn)生二次硬化：MoMo、W W、V V、TiTi等合金元素使鋼在等合金元素使鋼在500500600600回火時(shí)硬度再次升高；回火時(shí)硬度再次升高；產(chǎn)生回火脆性產(chǎn)生回火脆性: : 第一類：第一類： 250250400 400 不可逆不可逆 防止方法：就是避開這一溫度范圍回火。防

9、止方法：就是避開這一溫度范圍回火。 第二類：第二類： 500500600 600 可逆可逆 防止方法：在防止方法：在500500600 600 快速冷卻，加入合金元快速冷卻，加入合金元 素素W W、MoMo。對回火轉(zhuǎn)變的影響對回火轉(zhuǎn)變的影響第第4 4章章 合金鋼合金鋼W W、MoMo、V V 等碳化物在等碳化物在550550時(shí)，使鋼達(dá)到最高硬度，時(shí)，使鋼達(dá)到最高硬度， 產(chǎn)產(chǎn)生二次硬化。生二次硬化。Cr-Ni Cr-Ni 鋼的回火脆性示意圖鋼的回火脆性示意圖第第4 4章章 合金鋼合金鋼二、二、合金鋼的分類及牌號合金鋼的分類及牌號1.1.合金鋼的分類合金鋼的分類 低合金鋼低合金鋼 含合金元素總量含

10、合金元素總量5%5% 中合金鋼，含合金元素總量（中合金鋼，含合金元素總量（5 51010）% % 高合金鋼，含合金元素總量高合金鋼，含合金元素總量10%10%按合金元素含量分類按合金元素含量分類第第4 4章章 合金鋼合金鋼可分為錳鋼、硅錳鋼、鉻鋼、鉻鎳鋼、鉻鉬鋼等?？煞譃殄i鋼、硅錳鋼、鉻鋼、鉻鎳鋼、鉻鉬鋼等。 按所含的主要合金元素按所含的主要合金元素 奧氏體鋼；奧氏體鋼； 鐵素體鋼；鐵素體鋼； 珠光體鋼；珠光體鋼； 馬氏體鋼等。馬氏體鋼等。按正火后的組織分類按正火后的組織分類 合金結(jié)構(gòu)鋼；合金結(jié)構(gòu)鋼； 合金工具鋼合金工具鋼 ； 特殊性能鋼特殊性能鋼按用途分類按用途分類第第4 4章章 合金鋼合金

11、鋼合金工具鋼合金鋼不銹鋼耐磨鋼特殊性能鋼合金結(jié)構(gòu)鋼普通低合金鋼滾動(dòng)軸承鋼彈簧鋼合金滲碳鋼合金調(diào)質(zhì)鋼模具鋼刃具鋼量具鋼耐熱鋼第第4 4章章 合金鋼合金鋼2.2.合金鋼的牌號合金鋼的牌號編號原則：編號原則：數(shù)字?jǐn)?shù)字+ +元素符號元素符號+ +數(shù)字?jǐn)?shù)字鋼的平均含碳量，鋼的平均含碳量，結(jié)構(gòu)鋼以萬分之結(jié)構(gòu)鋼以萬分之一一為單位；為單位；工具鋼和特殊性能鋼以工具鋼和特殊性能鋼以千分之一千分之一為單位，若工具鋼的碳含為單位，若工具鋼的碳含量量1 1時(shí)不標(biāo)出時(shí)不標(biāo)出（高速工具鋼無論（高速工具鋼無論含碳量多少，均不標(biāo)出）。含碳量多少，均不標(biāo)出）。合金元素的合金元素的元素符號元素符號表示合金元素的含量，以平均含量表

12、示合金元素的含量，以平均含量的的百分之幾百分之幾表示。當(dāng)含量小于表示。當(dāng)含量小于1.51.5時(shí)，只標(biāo)出元素，不標(biāo)出含量；含時(shí)，只標(biāo)出元素，不標(biāo)出含量；含量量 1.51.5，2.52.5，3.53.5則相則相應(yīng)地以應(yīng)地以2 2，3 3，4 4等表示。等表示。例：例：40Cr 60Si2Mn 9SiCr CrWMn W18Cr4V第第4 4章章 合金鋼合金鋼 特例特例低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼Q 345 AQ 345 A“屈服點(diǎn)屈服點(diǎn)”的首字母的首字母Q Qs s=235MPa=235MPa質(zhì)量等級質(zhì)量等級舊標(biāo)準(zhǔn)遵循編號規(guī)則，新標(biāo)舊標(biāo)準(zhǔn)遵循編號規(guī)則，新標(biāo)準(zhǔn)牌號表示方法與碳素結(jié)構(gòu)準(zhǔn)牌號表示

13、方法與碳素結(jié)構(gòu)鋼相同。鋼相同。高級優(yōu)質(zhì)鋼高級優(yōu)質(zhì)鋼，則在鋼的末尾加，則在鋼的末尾加“A”A”字表明，字表明，例如例如20Cr2Ni4A20Cr2Ni4A等。等。第第4 4章章 合金鋼合金鋼易切削結(jié)構(gòu)鋼易切削結(jié)構(gòu)鋼“易易”的首字母的首字母Y Y碳含量的萬分?jǐn)?shù)碳含量的萬分?jǐn)?shù)Y+Y+數(shù)字?jǐn)?shù)字含錳量較高時(shí)標(biāo)出含錳量較高時(shí)標(biāo)出“MnMn”，如如Y40MnY40Mn“滾滾”的首字母的首字母G G鉻含量的千分?jǐn)?shù)鉻含量的千分?jǐn)?shù)G+CrG+Cr+ +數(shù)字?jǐn)?shù)字+ +（其它元素（其它元素+ +數(shù)字）數(shù)字）表示方法同其它表示方法同其它例如，例如，GCr15SiMnGCr15SiMn表示表示W(wǎng) WCrCr=1.5%=1

14、.5%，W WC C1%1%，W WSiSi和和W WMnMn均均1.5%1.5%。 滾滾 動(dòng)動(dòng) 軸軸 承承 鋼鋼第第4 4章章 合金鋼合金鋼高錳耐磨鋼高錳耐磨鋼“鑄鋼鑄鋼”的首字母的首字母ZGZG含錳量的百分?jǐn)?shù)含錳量的百分?jǐn)?shù)ZG+MnZG+Mn+ +數(shù)字?jǐn)?shù)字- -數(shù)字?jǐn)?shù)字序號序號例如，例如，ZGMn13-1ZGMn13-1表示表示W(wǎng)Mn =13%=13%，序號為，序號為1 1的的高錳耐磨鋼。高錳耐磨鋼。不銹鋼和耐熱鋼不銹鋼和耐熱鋼表示方法表示方法遵循編號規(guī)則遵循編號規(guī)則，只是當(dāng)，只是當(dāng)W WC C0.03%0.03%或或W WC C0.08%0.08%時(shí)，其牌號前的數(shù)字分別用時(shí)，其牌號前的數(shù)

15、字分別用“00”00”或或“0”0”代替。代替。例：例：3Cr133Cr13；00Cr17Ni14Mo200Cr17Ni14Mo2。第第4 4章章 合金鋼合金鋼三、三、常用合金鋼常用合金鋼1.1.低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼成分特點(diǎn)：成分特點(diǎn)：低碳（低碳（WcWc0.20%0.20%）、低合金（一般合金）、低合金（一般合金元素總量元素總量 W WMeMe3% 3% ），主加元素），主加元素MnMn。熱處理：熱軋退火（或正火）狀態(tài)下使用。熱處理：熱軋退火（或正火）狀態(tài)下使用。組織：大量的鐵素體組織：大量的鐵素體+ +少量珠光體。少量珠光體。性能特點(diǎn)：性能特點(diǎn)：強(qiáng)度高，塑性、韌性好，焊接性

16、好、冷強(qiáng)度高，塑性、韌性好，焊接性好、冷成形性好、耐蝕性好、成本低等。成形性好、耐蝕性好、成本低等。第第4 4章章 合金鋼合金鋼用途：橋梁、船舶、車輛、鍋爐、用途：橋梁、船舶、車輛、鍋爐、高壓容器、大型鋼結(jié)構(gòu)等。高壓容器、大型鋼結(jié)構(gòu)等。東風(fēng)號遠(yuǎn)洋輪船東風(fēng)號遠(yuǎn)洋輪船Q345Q345南京長江大橋南京長江大橋Q345Q345高壓容器高壓容器uQ345Q345鋼鋼(16Mn)(16Mn)綜合性能好，用于船綜合性能好，用于船舶、橋梁、車輛等大型鋼結(jié)構(gòu)。舶、橋梁、車輛等大型鋼結(jié)構(gòu)。uQ390Q390鋼含鋼含V V、TiTi、NbNb，強(qiáng)度高，用于，強(qiáng)度高，用于中等壓力的容器。中等壓力的容器。uQ460Q4

17、60鋼含鋼含MoMo、B B，正火組織為，正火組織為B B，強(qiáng)，強(qiáng)度高，用于石化中溫高壓容器。度高，用于石化中溫高壓容器。第第4 4章章 合金鋼合金鋼2.2.合金調(diào)質(zhì)鋼合金調(diào)質(zhì)鋼成分特點(diǎn)：成分特點(diǎn)：中碳（中碳（WcWc=0.25=0.250.50%0.50%），），MnMn、CrCr、NiNi、B B、SiSi用來提高淬透性，用來提高淬透性，MoMo、W W可抑制第二類回火脆性，可抑制第二類回火脆性，TiTi、V V細(xì)化晶粒。細(xì)化晶粒。熱處理：熱處理：調(diào)質(zhì)，即淬火高溫回火；要求耐磨性，調(diào)質(zhì)，即淬火高溫回火；要求耐磨性，可在調(diào)質(zhì)后進(jìn)行表面淬火可在調(diào)質(zhì)后進(jìn)行表面淬火+ +低溫回火或進(jìn)行專門的化低溫

18、回火或進(jìn)行專門的化學(xué)熱處理，如氮化等。學(xué)熱處理，如氮化等。組織：回火索氏體。組織：回火索氏體。第第4 4章章 合金鋼合金鋼性能特點(diǎn)：性能特點(diǎn)：良好的綜合力學(xué)性能，良好的綜合力學(xué)性能，即具有高的強(qiáng)度即具有高的強(qiáng)度和良好的塑性、韌性。和良好的塑性、韌性。用途：制造受力復(fù)雜（交變應(yīng)力、沖擊載荷等）的用途：制造受力復(fù)雜（交變應(yīng)力、沖擊載荷等）的重要零件，如齒輪、發(fā)動(dòng)機(jī)連桿、曲軸、機(jī)床主軸等。重要零件，如齒輪、發(fā)動(dòng)機(jī)連桿、曲軸、機(jī)床主軸等。柴油機(jī)凸輪軸柴油機(jī)凸輪軸曲軸曲軸連桿連桿齒輪齒輪第第4 4章章 合金鋼合金鋼3.3.合金滲碳鋼合金滲碳鋼成分特點(diǎn)：成分特點(diǎn)：低碳（低碳（WcWc=0.10=0.100

19、.25%0.25%），主加），主加CrCr、MnMn、NiNi、B B等，以提高淬透性；輔加等，以提高淬透性；輔加MoMo、W W、V V、TiTi等，以等，以形成穩(wěn)定的合金碳化物，能細(xì)化晶粒，提高耐磨性。形成穩(wěn)定的合金碳化物，能細(xì)化晶粒，提高耐磨性。熱處理：熱處理：滲碳滲碳淬火淬火 + + 低溫回火低溫回火組織：表面滲碳層的組織由組織：表面滲碳層的組織由合金滲碳體與回火合金滲碳體與回火M M及少及少量殘余量殘余A A組成；心部組織與鋼的淬透性及零件截面尺寸組成；心部組織與鋼的淬透性及零件截面尺寸有關(guān)，完全淬透時(shí)為有關(guān)，完全淬透時(shí)為低碳回火低碳回火M M，多數(shù)情況下是，多數(shù)情況下是T T、回、

20、回火火M M和少量和少量F F。第第4 4章章 合金鋼合金鋼性能特點(diǎn)：性能特點(diǎn)：表面具有高的硬度、高的耐磨性和耐疲勞表面具有高的硬度、高的耐磨性和耐疲勞性能，心部具有高的韌性和足夠的強(qiáng)度。性能，心部具有高的韌性和足夠的強(qiáng)度。用途：用途：制造要求高耐磨性、承受高接觸應(yīng)力和沖擊制造要求高耐磨性、承受高接觸應(yīng)力和沖擊載荷的重要零件，如載荷的重要零件，如變速齒輪、凸輪軸、活塞銷等。變速齒輪、凸輪軸、活塞銷等?；钊N活塞銷(20Cr)(20Cr)u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%3%，如，如20Cr20Cr、20MnV20MnV。用于受力小的。用于受力小的耐磨

21、件，如柴油機(jī)的活塞銷、耐磨件，如柴油機(jī)的活塞銷、凸輪軸等。凸輪軸等。第第4 4章章 合金鋼合金鋼變速齒輪變速齒輪u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，如如20CrMnTi20CrMnTi、20Mn2TiB20Mn2TiB。用于中。用于中等載荷的耐磨件，如變速箱齒輪。等載荷的耐磨件，如變速箱齒輪。u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%。如如18Cr2NiWA18Cr2NiWA、20Cr2Ni4A20Cr2Ni4A等。等。用于大載荷的耐磨件，如柴用于大載荷的耐磨件，如柴油機(jī)曲軸。油機(jī)

22、曲軸。柴油機(jī)曲軸柴油機(jī)曲軸第第4 4章章 合金鋼合金鋼4.4.合金彈簧鋼合金彈簧鋼成分特點(diǎn)：成分特點(diǎn)：中高碳（中高碳（WcWc=0.5=0.50.7%0.7%），主加元素為），主加元素為SiSi、MnMn等，以提高鋼的淬透性、細(xì)化晶粒、耐回火性、強(qiáng)化等，以提高鋼的淬透性、細(xì)化晶粒、耐回火性、強(qiáng)化鐵素體、提高彈性和屈強(qiáng)比等。鐵素體、提高彈性和屈強(qiáng)比等。熱處理：熱處理：冷冷成形成形彈簧：彈簧： 淬火淬火+ +中溫回火中溫回火冷成冷成形形去應(yīng)力去應(yīng)力退火；退火； 退火狀態(tài)彈簧鋼絲退火狀態(tài)彈簧鋼絲淬火淬火+ +中溫回火中溫回火 熱熱成形成形彈簧：熱彈簧：熱軋鋼絲或鋼板軋鋼絲或鋼板淬火淬火+ +中溫回火

23、中溫回火 組織：回火托氏體組織：回火托氏體第第4 4章章 合金鋼合金鋼性能特點(diǎn)：具有性能特點(diǎn)：具有高的彈性極限和屈強(qiáng)比、較高的疲高的彈性極限和屈強(qiáng)比、較高的疲勞強(qiáng)度、足夠的塑性和韌性。勞強(qiáng)度、足夠的塑性和韌性。用途：用于制造各種彈簧和彈性元件。用途：用于制造各種彈簧和彈性元件。汽車板簧汽車板簧熱卷大彈簧熱卷大彈簧蝶形彈簧蝶形彈簧第第4 4章章 合金鋼合金鋼5.5.滾動(dòng)軸承鋼滾動(dòng)軸承鋼 成分特點(diǎn)：高碳（成分特點(diǎn)：高碳（WcWc=0.95=0.951.15%1.15%），保證高硬度和），保證高硬度和高耐磨性；加入高耐磨性；加入CrCr、SiSi、MnMn、MoMo、V V等合金元素，提高等合金元素

24、，提高鋼的淬透性、耐磨性和接觸疲勞強(qiáng)度。鋼的淬透性、耐磨性和接觸疲勞強(qiáng)度。 熱處理：球化退火熱處理：球化退火切削加工切削加工淬火淬火+ +低低溫回火溫回火 組織組織：回火馬氏體細(xì)小碳化物少量回火馬氏體細(xì)小碳化物少量A A殘殘 性能特點(diǎn)：具有性能特點(diǎn)：具有很高的強(qiáng)度、硬度、耐磨性，很高很高的強(qiáng)度、硬度、耐磨性，很高的接觸疲勞強(qiáng)度，一定的韌性和耐潤滑劑腐蝕的能力。的接觸疲勞強(qiáng)度，一定的韌性和耐潤滑劑腐蝕的能力。第第4 4章章 合金鋼合金鋼用途：用途：制造各種滾動(dòng)軸承的元件，如滾珠、滾柱和制造各種滾動(dòng)軸承的元件，如滾珠、滾柱和內(nèi)外套圈等。內(nèi)外套圈等。滾珠軸承滾珠軸承滾針軸承滾針軸承滾柱軸承滾柱軸承第

25、第4 4章章 合金鋼合金鋼6.6.合金工具鋼合金工具鋼 成分特點(diǎn)：高碳（成分特點(diǎn)：高碳（WcWc=0.8=0.81.5%1.5%），保證高硬度和高），保證高硬度和高耐磨性；加入耐磨性；加入CrCr、MnMn、SiSi、W W、V V等合金元素，以提高鋼等合金元素，以提高鋼的淬透性、回火穩(wěn)定性硬度和耐磨性。的淬透性、回火穩(wěn)定性硬度和耐磨性。 熱處理：球化退火熱處理：球化退火切削加工切削加工淬火淬火+ +低低溫回火溫回火 組織組織：回火馬氏體細(xì)小碳化物少量回火馬氏體細(xì)小碳化物少量A A殘殘 低合金刃具鋼低合金刃具鋼刃具鋼、模具鋼、量具鋼刃具鋼、模具鋼、量具鋼第第4 4章章 合金鋼合金鋼性能特點(diǎn)：具

26、有性能特點(diǎn)：具有高的硬度、耐磨性，低的熱硬性，高的硬度、耐磨性，低的熱硬性，足夠的強(qiáng)度和韌性。足夠的強(qiáng)度和韌性。熱硬性熱硬性是指鋼在高溫下保持高硬是指鋼在高溫下保持高硬度的能力度的能力( (亦稱紅硬性亦稱紅硬性) )。用途：用于制造各種低速用途：用于制造各種低速切削的刃具（最高工作溫度切削的刃具（最高工作溫度300300）和一些冷沖模具。）和一些冷沖模具。絲錐絲錐板牙板牙第第4 4章章 合金鋼合金鋼高合金刃具鋼高合金刃具鋼高速鋼高速鋼 成分特點(diǎn)（成分特點(diǎn)（W18Cr4VW18Cr4V）：）：u高碳高碳 0.70.71.6%1.6%：保證高硬度。：保證高硬度。u鎢鎢18%18%：形成碳化物；在：

27、形成碳化物；在560560左右回火時(shí)，彌散析左右回火時(shí)，彌散析出出W W2 2C C，造成二次硬化，提高鋼的紅硬性。，造成二次硬化，提高鋼的紅硬性。u鉬鉬5%5%：1%Mo1%Mo的作用等同于的作用等同于2%W2%W。u鉻鉻4%4%：形成碳化物；提高鋼的淬透性。：形成碳化物；提高鋼的淬透性。u釩釩1.5%1.5%：形成：形成VCVC，硬度極高，提高鋼的硬度和耐磨，硬度極高，提高鋼的硬度和耐磨性，產(chǎn)生二次硬化。性，產(chǎn)生二次硬化。第第4 4章章 合金鋼合金鋼 工藝路線：鑄造工藝路線：鑄造鍛造鍛造球化退火球化退火機(jī)加工機(jī)加工淬火淬火三次三次570570回火回火磨削加工。磨削加工。W18Cr4VW18

28、Cr4V鋼的生產(chǎn)工藝及熱處理特點(diǎn)鋼的生產(chǎn)工藝及熱處理特點(diǎn)u鑄造鑄造: :高速鋼屬于萊氏高速鋼屬于萊氏體鋼體鋼, ,鑄態(tài)組織中含有鑄態(tài)組織中含有大量呈魚骨狀分布的粗大量呈魚骨狀分布的粗大共晶碳化物大共晶碳化物, ,使鋼的使鋼的韌性大幅下降。韌性大幅下降。鑄態(tài)組織鑄態(tài)組織第第4 4章章 合金鋼合金鋼u鍛造：鍛造：魚骨狀碳化物不能用熱處理來消除魚骨狀碳化物不能用熱處理來消除, ,只能依靠只能依靠反復(fù)多次鍛打來擊碎。反復(fù)多次鍛打來擊碎。u球化退火：消除應(yīng)力，降低硬度，便于機(jī)加工，為球化退火：消除應(yīng)力，降低硬度，便于機(jī)加工，為淬火作好組織準(zhǔn)備。淬火作好組織準(zhǔn)備。 退火后的組織退火后的組織 : :S+S+

29、粒狀碳化物粒狀碳化物u淬火淬火 : 1280: 1280； 淬火后的組織：淬火后的組織：M+M+粒狀碳化物粒狀碳化物+A+A殘殘(20(2030%)30%)u三次三次570570回火回火 ：消除：消除A A殘殘；并產(chǎn)生二次硬化；并產(chǎn)生二次硬化 回火后的組織：回火后的組織：回火回火M+M+細(xì)粒狀碳化物細(xì)粒狀碳化物+A+A殘殘(1(12%)2%)第第4 4章章 合金鋼合金鋼W18Cr4VW18Cr4V鋼的熱處理過程示意圖鋼的熱處理過程示意圖第第4 4章章 合金鋼合金鋼性能特點(diǎn)：性能特點(diǎn)：高硬度、高耐磨性、高的紅硬性（高硬度、高耐磨性、高的紅硬性（600600時(shí)，時(shí)，HRC63HRC63以上），有一

30、定的強(qiáng)度和韌性。以上），有一定的強(qiáng)度和韌性。用途：制造高速切削用的車刀、刨刀、鉆頭、銑刀等。用途：制造高速切削用的車刀、刨刀、鉆頭、銑刀等。車刀車刀銑刀銑刀鉆頭鉆頭第第4 4章章 合金鋼合金鋼冷作模具鋼冷作模具鋼 成分特點(diǎn)：高碳（成分特點(diǎn)：高碳（WcWc=1=12%2%），保證高硬度和高耐磨），保證高硬度和高耐磨性；加入性；加入CrCr、MoMo、W W、V V等合金元素提高鋼的淬透性、等合金元素提高鋼的淬透性、耐磨性、耐回火性和熱硬性。耐磨性、耐回火性和熱硬性。 熱處理特點(diǎn)熱處理特點(diǎn)u一次硬化法一次硬化法: :淬火淬火+ +低溫回火低溫回火u二次硬化法二次硬化法: :淬火淬火+ +三次回火三

31、次回火( 510( 510520 )520 )，適用于，適用于在在400400450450溫度下工作的模具。溫度下工作的模具。 組織：回火馬氏體粒狀碳化物組織：回火馬氏體粒狀碳化物A A殘殘 工作溫度工作溫度200200300300第第4 4章章 合金鋼合金鋼性能特點(diǎn)：性能特點(diǎn)：高的硬度、高的耐磨性以及足夠的強(qiáng)度高的硬度、高的耐磨性以及足夠的強(qiáng)度和韌性。和韌性。用途：制造各種冷沖模、冷鐓模、冷擠壓模和拉絲用途：制造各種冷沖模、冷鐓模、冷擠壓模和拉絲模等，常用模等，常用Cr12Cr12型冷作模具鋼。型冷作模具鋼。汽車車門模具汽車車門模具第第4 4章章 合金鋼合金鋼熱作模具鋼熱作模具鋼 成分特點(diǎn)：

32、中碳（成分特點(diǎn)：中碳（WcWc=0.3=0.30.6%0.6%），保證較高的韌性），保證較高的韌性和耐熱疲勞性；加入和耐熱疲勞性；加入CrCr、NiNi、MnMn、MoMo、W W、V V等合金元等合金元素提高鋼的淬透性、耐回火性、耐熱疲勞性和熱硬性。素提高鋼的淬透性、耐回火性、耐熱疲勞性和熱硬性。 熱處理特點(diǎn)：淬火熱處理特點(diǎn)：淬火+ +高溫回火（熱硬性要求高時(shí)可用高溫回火（熱硬性要求高時(shí)可用二次硬化法，即淬火二次硬化法，即淬火+ +三次回火）。三次回火）。 組織：回火索氏體或回火托氏體組織：回火索氏體或回火托氏體 工作溫度工作溫度600600以上以上第第4 4章章 合金鋼合金鋼性能特點(diǎn)：性能

33、特點(diǎn)：具有較高的強(qiáng)度和韌性，良好的導(dǎo)熱性、具有較高的強(qiáng)度和韌性，良好的導(dǎo)熱性、耐熱疲勞性、高的熱硬性和高溫耐磨性。耐熱疲勞性、高的熱硬性和高溫耐磨性。用途：用途：用于制造各種熱鍛模、熱壓模、熱擠壓模和用于制造各種熱鍛模、熱壓模、熱擠壓模和壓鑄模等。壓鑄模等。第第4 4章章 合金鋼合金鋼量具鋼量具鋼 量具沒有專用鋼種。量具沒有專用鋼種。u簡單量具簡單量具 T10 T10、T12AT12A鋼等。鋼等。 u高精度量具高精度量具 低合金刃具鋼，如低合金刃具鋼，如9SiCr9SiCr、CrWMnCrWMn等。等。 熱處理特點(diǎn)：淬火熱處理特點(diǎn)：淬火+ +冷處理冷處理+ +低溫回火低溫回火+ +時(shí)效處理時(shí)效

34、處理 組織：回火馬氏體（組織：回火馬氏體（+ +碳化物）碳化物）性能特點(diǎn)：高的硬度和耐磨性、良好的尺寸穩(wěn)定性。性能特點(diǎn)：高的硬度和耐磨性、良好的尺寸穩(wěn)定性。第第4 4章章 合金鋼合金鋼用途：用途：制造各種測量工具，如千分尺、游標(biāo)卡尺等。制造各種測量工具，如千分尺、游標(biāo)卡尺等?？?尺尺量量 規(guī)規(guī)千分尺千分尺第第4 4章章 合金鋼合金鋼7.7.特殊性能鋼特殊性能鋼不銹鋼不銹鋼具有抵抗大氣或其它介質(zhì)腐蝕的鋼。具有抵抗大氣或其它介質(zhì)腐蝕的鋼。 金屬腐蝕的種類金屬腐蝕的種類: :u化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕 金屬表面與周圍介質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)反金屬表面與周圍介質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕。如高溫氧化，鋼的脫碳。應(yīng)

35、而引起的腐蝕。如高溫氧化，鋼的脫碳。 u電化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕金屬材料與電解質(zhì)溶液接觸，通過金屬材料與電解質(zhì)溶液接觸，通過電極反應(yīng)產(chǎn)生的腐蝕。電極反應(yīng)產(chǎn)生的腐蝕。第第4 4章章 合金鋼合金鋼 成分特點(diǎn)：成分特點(diǎn)：u低碳低碳耐蝕性要求愈高，碳含量愈低。耐蝕性要求愈高，碳含量愈低。u合金元素合金元素主加主加CrCr，輔加，輔加NiNi、MoMo、CuCu、TiTi、MnMn等。等。 金屬的防腐：金屬的防腐：u“多相多相”易腐蝕，易腐蝕，“單相單相”不易腐蝕；不易腐蝕；u兩極若電極電位接近耐腐蝕兩極若電極電位接近耐腐蝕(Cr(Cr、NiNi提高基體電極提高基體電極電位電位) )；u表面致密的氧化膜也耐

36、腐蝕表面致密的氧化膜也耐腐蝕(Al2O3(Al2O3、Cr2O3)Cr2O3)。第第4 4章章 合金鋼合金鋼常用不銹鋼常用不銹鋼馬氏體型不銹鋼：屬鉻不銹鋼馬氏體型不銹鋼：屬鉻不銹鋼 0Cr130Cr132Cr132Cr13 含含C C量低，具有良好的塑、韌性，可進(jìn)行量低，具有良好的塑、韌性，可進(jìn)行深沖、卷邊、焊接等，制造不銹鋼結(jié)構(gòu)件（如汽輪機(jī)葉深沖、卷邊、焊接等，制造不銹鋼結(jié)構(gòu)件（如汽輪機(jī)葉片等）。熱處理工藝為片等）。熱處理工藝為淬火淬火+ +高溫回火高溫回火。 3 Cr133 Cr13、4Cr134Cr13 強(qiáng)度、硬度較高，焊接性差，用于制強(qiáng)度、硬度較高，焊接性差，用于制作耐蝕工件，如醫(yī)療器械、不銹軸承。熱處理工藝為作耐蝕工件，如醫(yī)療器械、不銹軸承。熱處理工藝為淬淬火火+ +低溫回火。低溫回火。 應(yīng)用：應(yīng)用：弱腐蝕介質(zhì)如大氣、海水、淡水、水蒸汽。弱腐蝕介質(zhì)如大氣、海水、淡水、水蒸汽。醫(yī)用鑷子醫(yī)用鑷子第第4 4章章 合金鋼合金鋼鐵素體型不銹鋼：屬鉻不銹鋼鐵素體型不銹鋼：屬鉻不銹鋼 組織為單相鐵素體，不能進(jìn)行熱處理強(qiáng)化，可組織為單相鐵素體，不能進(jìn)行熱處理強(qiáng)化，可冷冷塑性變形