第七章合金鋼

第七章合金鋼碳鋼的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：價(jià)格低廉，便于獲得，容易加工；通過C%的變化和熱處理，性能可以得到改善缺點(diǎn)：淬透性低，回火抗力差；不能滿足一些特殊性能要求，如耐熱、耐低溫、耐腐蝕等第一節(jié)合金元素在鋼中的作用合金元素：為了獲得一定的組織、性能使其使用性能和工藝性能得以提高，而向鋼中加入的化學(xué)元素。常加入的合金元素有：Mn、Si、Cr、Ni、Mo、W、V、Ti、Al等合金元素在鋼中的存在形式：溶于F、A、M中，以固溶體的形式存在形成強(qiáng)化相，如溶入滲碳體中形成合金滲碳體，或形成特殊的碳化物和金屬間化合物形成非金屬夾雜，如氧化物、氮化物、硫化物以游離態(tài)存在，如Pb、Cu等第一節(jié)合金元素在鋼中的作用加入合金元素不僅可以提高鋼的力學(xué)性能、改善工藝性能，還可以獲得某些特殊的性能。一、合金元素對(duì)鋼中基本相的影響1、溶于鐵素體，起固溶強(qiáng)化作用非碳化物形成元素（如Ni、Si、Al等）及過剩的碳化物形成元素（如Mn）都溶于鐵素體，形成合金鐵素體。第一節(jié)合金元素在鋼中的作用Si、Mn對(duì)強(qiáng)度、硬度提高顯著。Cr、Ni在適當(dāng)范圍內(nèi)提高韌性。對(duì)硬度的影響對(duì)沖擊韌性的影響第一節(jié)合金元素在鋼中的作用2、形成碳化物，起強(qiáng)化相作用合金元素與碳的親和力從大到小的順序?yàn)椋篢i、Zr、Nb、V、W、Mo、Cr、Mn、Fe⑴Ti、Nb、V為強(qiáng)碳化物形成元素，碳化物的穩(wěn)定性、熔點(diǎn)、硬度、耐磨性高，如TiC、VC等。鋼中碳化物第一節(jié)合金元素在鋼中的作用⑵W、Mo、Cr為中碳化物形成元素，碳化物的穩(wěn)定性、熔點(diǎn)、硬度、耐磨性較高，如W2C等。⑶Mn、Fe為弱碳化物形成元素，碳化物的穩(wěn)定性、熔點(diǎn)、硬度、耐磨性較低，如Fe3C等。第一節(jié)合金元素在鋼中的作用二、對(duì)Fe-Fe3C相圖的影響⑴Ni、Mn、Co、C、N等是擴(kuò)大奧氏體相區(qū)的元素，使A3線下降，Acm線上升，S點(diǎn)下降。當(dāng)Mn13%或Ni9%時(shí)，S點(diǎn)降到0℃以下，室溫下為單相奧氏體組織，稱奧氏體鋼。Mn對(duì)奧氏體相區(qū)的影響SE第一節(jié)合金元素在鋼中的作用⑵Cr、Mo、Si、Ti、W、Al等是縮小奧氏體相區(qū)的元素，使A3線上升，S點(diǎn)上升。當(dāng)Cr19%時(shí)，奧氏體相區(qū)消失，室溫下為單相鐵素體組織，稱鐵素體鋼.Cr對(duì)奧氏體相區(qū)的影響SE第一節(jié)合金元素在鋼中的作用⑶所有合金元素均使E點(diǎn)和S點(diǎn)左移，即這兩點(diǎn)的含碳量下降，使碳含量比較低的鋼出現(xiàn)過共析組織（如4Cr13）或共晶組織（如W18Cr4V）。

SSEE第一節(jié)合金元素在鋼中的作用三、對(duì)鋼熱處理的影響1、對(duì)奧氏體化的影響⑴對(duì)奧氏體形成速度的影響：除Ni、Co外，都減緩?qiáng)W氏體化過程。⑵對(duì)奧氏體晶粒長大傾向的影響碳、氮化物形成元素阻礙奧氏體晶粒長大。Mn、P促進(jìn)長大。第一節(jié)合金元素在鋼中的作用2、對(duì)過冷奧氏體轉(zhuǎn)變的影響⑴對(duì)C曲線和淬透性的影響：除Co外，凡溶入奧氏體的合金元素均使C曲線右移，淬透性提高。常用提高淬透性的元素為Mn、Si、Cr、Ni、B。⑵對(duì)Ms、Mf點(diǎn)的影響：除Co、Al外，所有元素都使Ms、Mf點(diǎn)下降。合金元素對(duì)鋼淬透性的影響第一節(jié)合金元素在鋼中的作用3、對(duì)回火轉(zhuǎn)變的影響⑴提高回火穩(wěn)定性回火穩(wěn)定性：淬火鋼在回火過程中組織分解和轉(zhuǎn)變快慢的程度。合金元素能阻礙馬氏體分解及碳化物的析出與聚集。當(dāng)回火硬度相同時(shí)，合金鋼比同含碳量碳鋼回火溫度高。如果同溫度回火，合金鋼硬度比碳鋼高。Mo含量對(duì)0.35%含碳量的碳素鋼回火硬度的影響第一節(jié)合金元素在鋼中的作用⑵產(chǎn)生二次硬化含高W、Mo、Cr、V鋼淬火后回火時(shí)，由于析出細(xì)小彌散的特殊碳化物及回火冷卻時(shí)A’轉(zhuǎn)變?yōu)镸回，使硬度不僅不下降，反而升高的現(xiàn)象稱二次硬化。高速鋼第一節(jié)合金元素在鋼中的作用⑶防止第二類回火脆性第一類回火脆性：淬火鋼在300℃左右回火時(shí)會(huì)產(chǎn)生回火脆性。第二類回火脆性：合金鋼淬火后400~550℃或更高溫度回火后緩冷產(chǎn)生的脆性。加W、Mo可防止第二類回火脆性。第二節(jié)低合金鋼和合金鋼的分類與編號(hào)鋼按化學(xué)成分分為非合金鋼、低合金鋼、合金鋼三大類按用途分：結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼、不銹鋼、耐熱鋼按合金元素分：鉻鋼、錳鋼、鉻鎳鋼、硅錳鋼等按正火后組織分：珠光體鋼、馬氏體鋼、奧氏體鋼等低合金鋼普通質(zhì)量低合金鋼優(yōu)質(zhì)低合金鋼特殊質(zhì)量低合金鋼合金鋼優(yōu)質(zhì)合金鋼特殊質(zhì)量合金鋼按質(zhì)量分第二節(jié)低合金鋼和合金鋼的分類與編號(hào)1、合金結(jié)構(gòu)鋼比碳素鋼有更好的力學(xué)性能，特別是熱處理性能優(yōu)良，因此便于制造尺寸較大、形狀復(fù)雜或要求淬火變形小的零件。牌號(hào)：數(shù)字+元素符號(hào)+數(shù)字合金元素的平均含量的百分?jǐn)?shù)，小于1.5％時(shí)，不標(biāo)數(shù)字鋼的平均含碳量的萬分?jǐn)?shù)例：12CrNi3：0.12%C、Cr＜1.5%、3%Ni 40Cr、60Si2Mn第二節(jié)低合金鋼和合金鋼的分類與編號(hào)2、合金工具鋼主要用來制造刃具，模具，和量具。牌號(hào)：數(shù)字+元素符號(hào)+數(shù)字合金元素的平均含量的百分?jǐn)?shù)，小于1.5％時(shí)，不標(biāo)數(shù)字。用一位數(shù)字表示平均含碳量的千分?jǐn)?shù)，超過1.0％時(shí)不標(biāo)。例9Cr2：0.9％C、2%Cr

CrWMn：C≥1.0％，Cr、W、Mn＜1.5%第二節(jié)低合金鋼和合金鋼的分類與編號(hào)3、特殊性能鋼：不銹鋼、耐熱鋼、耐磨鋼等常用的不銹鋼牌號(hào)是2Cr13、1Cr18Ni9、0Cr18Ni11Ti牌號(hào)：起首數(shù)字表示含碳量的千分之幾，“0”表示C＜0.10%，“00”表示C≤0.03%；合金元素后數(shù)字表示百分含量。例9Cr18：0.9%C、18%Cr0Cr17Mn13Mo2V：C＜0.1%、17%Cr、13%Mn、2%Mo、V＜1.5%G滾動(dòng)軸承鋼、H焊條鋼、Y易切削鋼、C磁鋼、GH高溫合金第三節(jié)低合金鋼一、低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼1、性能特點(diǎn)高強(qiáng)度及足夠韌性良好的焊接性能良好的耐蝕性及低的韌脆轉(zhuǎn)變溫度2、成分特點(diǎn)⑴低碳：≤0.2%C（韌性、焊接性、冷成形性的要求）⑵合金元素：主要是Mn、Si，還有少量V、Ti、Nb等第三節(jié)低合金鋼3、熱處理：大多數(shù)熱軋空冷后使用4、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①M(fèi)n、Si的作用是固溶強(qiáng)化鐵素體②V、Ti、Nb等起細(xì)化晶粒和彌散強(qiáng)化作用③另外加Cu、P可提高耐蝕性；加RE可提高韌性、疲勞極限，降低冷脆轉(zhuǎn)變溫度。第三節(jié)低合金鋼5、用途：Q345鋼(16Mn)綜合性能好，用于船舶、橋梁、車輛等大型鋼結(jié)構(gòu)。Q390鋼含V、Ti、Nb，強(qiáng)度高，用于中等壓力的壓力容器。Q460鋼含Mo、B，正火組織為貝氏體，強(qiáng)度高,用于石化中溫高壓容器.南京長江大橋第三節(jié)低合金鋼二、易切削結(jié)構(gòu)鋼含S、P、Mn等合金元素，或加入微量Pb、Ca的鋼能顯著改善切削加工性能，稱為易切鋼。主要用于成批大量生產(chǎn)的螺栓、螺母、螺釘?shù)葮?biāo)準(zhǔn)件牌號(hào)：Y+數(shù)字+（合金元素）主要加入的合金元素?cái)?shù)字表示平均含碳量的萬分?jǐn)?shù)常用的牌號(hào)：Y12、Y12Pb、Y15、Y40Mn等第三節(jié)低合金鋼三、低合金耐候鋼含少量的Cu、Cr、P、Mo、Ti、Nb、V等，使鋼表面產(chǎn)生致密的氧化膜，具有良好的耐大氣腐蝕的能力?？捎糜谵r(nóng)業(yè)機(jī)械、運(yùn)輸機(jī)械、起重機(jī)械、塔架等常用牌號(hào)：09CuP、09CuPCrNi第四節(jié)合金結(jié)構(gòu)鋼一、合金滲碳鋼制造滲碳零件的鋼種1、性能特點(diǎn)⑴表面具有高硬度、高耐磨性，心部具有足夠的韌性和強(qiáng)度，即表硬里韌。⑵良好的熱處理性能，如淬透性和滲碳能力。滲碳件—傳動(dòng)齒輪第四節(jié)合金結(jié)構(gòu)鋼2、成分特點(diǎn)⑴低碳：0.1~0.25%C（保證低溫回火后有足夠的韌性）⑵合金元素作用提高淬透性：

Cr、Mn、Ni、B細(xì)化晶粒：

W、Mo、Ti、V

（減小鋼的過熱敏感性）滲碳件高精密獨(dú)立導(dǎo)柱第四節(jié)合金結(jié)構(gòu)鋼3、熱處理特點(diǎn)滲碳件的加工工藝路線為：下料→鍛造→正火→機(jī)加工→滲碳→淬火+低溫回火①正火目的為調(diào)整硬度，便于切削加工。

①②②直接淬火一次淬火二次淬火（先高溫后低溫）第四節(jié)合金結(jié)構(gòu)鋼4、使用狀態(tài)下組織表層：M回+顆粒狀碳化物+A’(少量)含碳量：0.8~1.05%

硬度：58~62HRC心部：M回（淬透）硬度：40~48HRCT+少量M回+少量F（多數(shù)）

硬度：25~40HRC滲碳淬火后的表層組織第四節(jié)合金結(jié)構(gòu)鋼5、常用鋼號(hào)及用途低淬透性合金滲碳鋼：20Cr、15Mn2、20MnV柴油機(jī)凸輪軸活塞銷(20Cr)用于受力較小、截面尺寸不大的耐磨件，如柴油機(jī)的活塞銷、凸輪軸等。第四節(jié)合金結(jié)構(gòu)鋼中淬透性鋼：20CrMnTi。用于中等載荷的耐磨件，如變速箱齒輪。高淬透性鋼：18Cr2Ni4WA。用于大載荷的耐磨件，如柴油機(jī)曲軸。增壓柴油機(jī)曲軸汽車變速箱齒輪第四節(jié)合金結(jié)構(gòu)鋼調(diào)質(zhì)件(螺桿)調(diào)質(zhì)后使用的鋼種。1、性能特點(diǎn)⑴良好的綜合力學(xué)性能.⑵良好的淬透性。二、合金調(diào)質(zhì)鋼第四節(jié)合金結(jié)構(gòu)鋼2、成分特點(diǎn)⑴中碳：0.3~0.5%C（含C量低，調(diào)質(zhì)后強(qiáng)度硬度不足；含C量高，塑性韌性降低）⑵合金元素作用：提高淬透性：Mn、Si、Cr、Ni、B細(xì)化A晶粒：Ti、V提高回火穩(wěn)定性：Si、W、Mo、V、Cr防止第二類回火脆性：W、Mo第四節(jié)合金結(jié)構(gòu)鋼3、熱處理及組織特點(diǎn)調(diào)質(zhì)件的加工工藝路線為：下料→鍛造→退火→粗加工→調(diào)質(zhì)→精加工→裝配調(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：S回調(diào)質(zhì)處理車間回火索氏體第四節(jié)合金結(jié)構(gòu)鋼柴油機(jī)凸輪軸4、常用鋼號(hào)及用途低淬透性鋼：

Dc油<30~40mm，常用40Cr,用于制造較小的齒輪、軸、螺栓等。中淬透性鋼：

Dc油≈40~60mm，常用40CrNi，用于制造大中型零件。第四節(jié)合金結(jié)構(gòu)鋼高淬透性鋼：Dc油>60mm,常用40CrNiMo,用于制造大截面重載荷零件，如曲軸等。合金結(jié)構(gòu)鋼曲軸單缸汽車曲軸第四節(jié)合金結(jié)構(gòu)鋼制造彈簧或類似性能零件的鋼種。1、性能要求彈簧是利用彈性變形儲(chǔ)存能量或緩和沖擊的零件。⑴高的σs、σs/σb；高的σ-1；足夠的韌性⑵高的淬透性三、合金彈簧鋼第四節(jié)合金結(jié)構(gòu)鋼2、成分特點(diǎn)⑴中高碳：碳素彈簧鋼為0.6~0.9%C合金彈簧鋼為0.45~0.7%C⑵合金元素作用：提高淬透性、強(qiáng)化鐵素體、提高回火穩(wěn)定性：Mn、Si、Cr提高s/b：Si細(xì)化晶粒：V、Nb汽車彈簧彈簧絲第四節(jié)合金結(jié)構(gòu)鋼3、熱處理及組織特點(diǎn)⑴冷成型彈簧：用于φ<8mm彈簧冷拔→冷成型→定型處理(200~300℃去應(yīng)力退火)

⑵熱成型彈簧：用于大截面彈簧(φ≥8mm)熱成型→淬火+中溫回火使用狀態(tài)下的組織：T回汽車板簧淬火線冷卷螺旋壓縮彈簧第四節(jié)合金結(jié)構(gòu)鋼5、常用鋼號(hào)及用途Si、Mn彈簧鋼，如60Si2Mn，用于制造較大截面彈簧。Cr、V彈簧鋼，如50CrV，用于大截面、大載荷、耐熱的彈簧。

大型熱卷彈簧汽車板簧第四節(jié)合金結(jié)構(gòu)鋼四、高碳鉻軸承鋼用于制造軸承套和滾動(dòng)體的專用鋼種。1、性能要求圓柱滾子軸承自動(dòng)調(diào)心球軸承軸承工作時(shí)，承受接觸應(yīng)力(達(dá)3000~3500MPa)、周期性交變載荷(頻率達(dá)數(shù)萬次/分)和摩擦。⑴高而均勻的硬度和耐磨性⑵高的b和接觸疲勞強(qiáng)度⑶足夠的韌性、淬透性和耐蝕性第四節(jié)合金結(jié)構(gòu)鋼2、成分特點(diǎn)⑴高碳：0.95~1.10%C⑵合金元素：以Cr為主，加入Mn、Si。Cr、Mn、Si的主要作用是提高淬透性推力球軸承滾針軸承Cr還提高耐磨性（形成合金滲碳體）和耐蝕性。當(dāng)>1.65%Cr時(shí)，會(huì)因A’增加而使硬度和穩(wěn)定性下降。第四節(jié)合金結(jié)構(gòu)鋼3、熱處理和組織特點(diǎn)滾動(dòng)軸承鋼是過共析鋼⑴熱處理：球化退火+淬火+低溫回火⑵組織：

M回+顆粒狀碳化物+A’(少量)淬火后進(jìn)行冷處理(-60~-80℃)，可以減少A’，穩(wěn)定尺寸.軸承生產(chǎn)車間第四節(jié)合金結(jié)構(gòu)鋼滾針軸承滾柱軸承滾珠軸承大型軸承4、常用鋼號(hào)及用途應(yīng)用最廣的是GCr15，大量用于中小型軸承；大型軸承用GCr15SiMn。這類鋼還可用于制造模具、量具等.第四節(jié)合金結(jié)構(gòu)鋼五、高錳耐磨鋼是指在沖擊載荷作用下發(fā)生沖擊硬化的高錳鋼。只有ZGMn13一個(gè)鋼號(hào)1、成分特點(diǎn)⑴高碳：1.0~1.3%C

以保持高耐磨性。⑵高錳：11~14%Mn，以保證形成奧氏體組織.高錳鋼Mn對(duì)奧氏體相區(qū)的影響SE第四節(jié)合金結(jié)構(gòu)鋼2、熱處理及組織鑄態(tài)組織為奧氏體+碳化物，性能硬而脆.熱處理采用水韌處理，即將鋼加熱到1100℃，使碳化物溶入奧氏體，并進(jìn)行水淬。室溫組織為過飽和單相奧氏體。高錳鋼水韌處理組織澆鑄高錳鋼件第四節(jié)合金結(jié)構(gòu)鋼3、使用及用途水韌處理后，韌性高，硬度低.使用時(shí)必須伴隨著壓力和沖擊作用，否則不耐磨。在壓力及沖擊作用下，表面奧氏體迅速加工硬化，形成馬氏體并析出碳化物，使表面硬度提高到HB500~550，獲得高耐磨性。而心部仍為奧氏體組織，具有高耐沖擊能力。顎式破碎機(jī)挖掘機(jī)第四節(jié)合金結(jié)構(gòu)鋼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)的履帶板、球磨機(jī)襯板、破碎機(jī)牙板、挖掘機(jī)鏟齒和鐵路轍岔等.履帶球磨機(jī)襯板挖掘機(jī)鏟齒鐵路轍岔破碎機(jī)牙板第五節(jié)合金工具鋼按用途分為：刃具鋼模具鋼量具鋼模具刃具量具第五節(jié)合金工具鋼有碳素工具鋼、低合金刃具鋼、高速鋼、硬質(zhì)合金。一、合金刃具鋼切削加工用來制造各種切削刀具的鋼稱為刃具鋼。第五節(jié)合金工具鋼㈠性能要求1、高硬度(≥HRC60)，主要取決于含碳量。2、高耐磨性靠高硬度和析出細(xì)小均勻硬碳化物來達(dá)到。3、高熱硬性即高溫下保持高硬度的能力。4、足夠的韌性以防止脆斷和崩刃。切削加工的基本形式第五節(jié)合金工具鋼碳素工具鋼（牌號(hào)T7~T13）1、成分特點(diǎn)：高碳（0.65~1.35%C），隨含碳量提高，碳化物量增加，耐磨性提高，但韌性下降。2、熱處理及組織⑴熱處理：正火+球化退火+淬火+低溫回火球化退火目的：①降低硬度，便于加工;②為淬火作組織準(zhǔn)備。第五節(jié)合金工具鋼⑵使用狀態(tài)下的組織：M回+顆粒狀碳化物+A’(少量)

T12鋼正常淬火組織3、用途由于碳素工具鋼熱硬性、淬透性差，變形大，只適用于制造尺寸較小，工作溫度不高，形狀簡(jiǎn)單，不受大的沖擊載荷的手工工具和低速刃具。第五節(jié)合金工具鋼1、成分特點(diǎn)：⑴高碳：0.9~1.1%C⑵合金元素作用提高淬透性:Cr、Mn、Si提高耐回火性：Si提高耐磨性、細(xì)化晶粒：W、V

㈡低合金工具鋼由碳素工具鋼基礎(chǔ)上加入少量合金元素形成

低合金工具鋼制品第五節(jié)合金工具鋼2、熱處理及組織同碳素工具鋼，只是淬火介質(zhì)為油（碳素工具鋼為水）。使用狀態(tài)下的組織為：

M回+顆粒狀碳化物+A’(少量)3、常用鋼號(hào)及用途應(yīng)用最多的是9SiCr。用于制造形狀復(fù)雜、要求變形小的低速刃具，如絲錐、板牙等.

絲錐板牙低合金工具鋼扳手第五節(jié)合金工具鋼1、性能特點(diǎn)：高熱硬性(600℃)、高淬透性2、成分特點(diǎn)⑴高碳：0.70~1.5%C⑵合金元素作用①

提高淬透性：Cr②

提高熱硬性、耐磨性：W、Mo、V㈢高速鋼（俗稱風(fēng)鋼）制造高速切削刃具用鋼高速鋼冷軋鋼帶高速鋼形材第五節(jié)合金工具鋼W18Cr4V鋼的鑄態(tài)組織3、加工與熱處理加工工藝路線：下料→鍛造→退火→機(jī)加工→淬火→回火→磨削高速鋼是萊氏體鋼，其鑄態(tài)組織為亞共晶組織，由魚骨狀萊氏體與樹枝狀M+T組成，脆性大且無法熱處理改善。第五節(jié)合金工具鋼⑵退火目的：降低硬度，便于切加工為淬火作組織準(zhǔn)備退火后組織：

S+顆粒狀碳化物⑴鍛造目的：打碎粗大的魚骨狀碳化物，使其均勻分布于基體中。W18Cr4V鋼的退火組織第五節(jié)合金工具鋼⑶淬火目的：獲得高合金元素含量的馬氏體。因此淬火溫度高（>1200℃）。淬火后組織：

M+未溶碳化物(~10%)+A’(~20%)W18Cr4V鋼的淬火組織第五節(jié)合金工具鋼②碳及合金元素含量下降，Ms點(diǎn)上升，回火冷卻時(shí)，A’轉(zhuǎn)變?yōu)镸，A’的量隨回火次數(shù)增加而降低，每次回火加熱都使前一次回火產(chǎn)生的應(yīng)力消除。⑷回火目的：主要為減少A’。消除內(nèi)應(yīng)力、穩(wěn)定組織。常用560℃三次回火回火時(shí)的組織變化：①析出W、Mo、V的碳化物，產(chǎn)生二次硬化。高速鋼硬度與回火溫度關(guān)系第五節(jié)合金工具鋼W18Cr4V鋼淬火回火后的組織4、使用狀態(tài)下組織

M回+顆粒狀碳化物+A’（少量）第五節(jié)合金工具鋼W18Cr4V鋼熱處理工藝示意圖第五節(jié)合金工具鋼不同狀態(tài)下W18Cr4V的組織鑄態(tài)淬火回火態(tài)淬火態(tài)退火態(tài)第五節(jié)合金工具鋼5、常用鋼號(hào)及用途常用鋼號(hào)為W18Cr4V(18-4-1)和W6Mo5Cr4V2(6-5-4-2)用于高速切削刃具，如車刀、刨刀、銑刀、鉆頭等。車刀銑刀高速鋼銑刀第五節(jié)合金工具鋼二、合金模具鋼汽車沖壓模具用以制造冷熱模具的鋼稱為模具鋼。

㈠冷作模具鋼工作條件：因被加工材料在冷態(tài)下變形，模具承受的變形抗力很大；工作時(shí)承受各種不同的應(yīng)力；金屬變形時(shí)，模具工作面與工件之間有強(qiáng)烈的摩擦作用。第五節(jié)合金工具鋼2、常用鋼種⑴小尺寸、形狀簡(jiǎn)單、受力不大的模具，可用碳素工具鋼和低合金工具鋼制造。⑵截面、受力大的冷模具用Cr12型冷作模具鋼制造。Cr12鋼冷沖壓件1、性能要求⑴高硬度和耐磨性⑵足夠的強(qiáng)度和韌性⑶良好的工藝性能（淬透性、切削加工性等）第五節(jié)合金工具鋼②加工及熱處理：Cr12型模具鋼也是萊氏體鋼，需進(jìn)行鍛造、退火，目的同高速鋼③常用鋼號(hào)為Cr12和Cr12MoV。用于制造冷沖模、擠壓模等。使用狀態(tài)下的組織：M回+顆粒狀碳化物+A’(少量)汽車外板冷沖模①成分特點(diǎn)：高碳(1.4~2.3%C)；高鉻(11.5~13%Cr)合金元素作用：

Cr提高淬透性；Mo、V提高耐磨性，細(xì)化晶粒第五節(jié)合金工具鋼㈡熱作模具鋼制造使加熱金屬或液態(tài)金屬成型模具鋼種.1、性能要求⑴高溫下良好的綜合力學(xué)性能。⑵抗熱疲勞性能。⑶高的淬透性和良好的導(dǎo)熱性。曲軸模具熱模鍛曲軸毛坯第五節(jié)合金工具鋼熱鐓模凸緣模2、常用鋼種⑴熱鍛模鋼

5CrNiMo、5CrMnMo前者用于大型熱鍛模，后者用于中小型熱鍛模，因?yàn)?CrNiMo鋼的淬透性和抗熱疲勞性比5CrMnMo好。成分特點(diǎn)、合金元素作用及熱處理同調(diào)質(zhì)鋼。使用狀態(tài)下的組織:S回第五節(jié)合金工具鋼⑵壓鑄模鋼典型鋼號(hào)是3Cr2W8V中碳(0.3~0.4%C)，合金元素作用同高速鋼。W、Cr提高抗熱疲勞性能。淬火+回火后組織：M回+顆粒狀碳化物+A’(少量)①⑤④③②第五節(jié)合金工具鋼三、量具鋼制造各種量具用鋼。如千分尺、卡尺、塊規(guī)、塞規(guī)等。卡尺塞規(guī)千分尺第五節(jié)合金工具鋼1、性能要求量具在使用過程中與被測(cè)零件接觸，承受摩擦和沖擊。⑴高硬度和耐磨性。⑵高的尺寸穩(wěn)定性。⑶足夠的韌性。第五節(jié)合金工具鋼2、量具用鋼⑴低碳鋼滲碳、中碳鋼表面淬火⑵碳素工具鋼、低合金工具鋼兩者用于尺寸小、形狀簡(jiǎn)單、精度要求不高的量具。⑶滾動(dòng)軸承鋼、冷作模具鋼。用于制造精密量具.⑷不銹鋼用于制造接觸腐蝕介質(zhì)的量具。量塊電子卡尺第五節(jié)合金工具鋼3、量具鋼的熱處理特點(diǎn)⑴淬火前預(yù)備熱處理采用球化退火或調(diào)質(zhì)處理。⑵下限溫度淬火及冷處理。目的是減少A’。⑶長時(shí)間低溫時(shí)效，以消除內(nèi)應(yīng)力，降低馬氏體的正方度。量規(guī)第六節(jié)不銹鋼和耐熱鋼化工管道的腐蝕化學(xué)腐蝕是指金屬在非電解質(zhì)中的腐蝕。電化學(xué)腐蝕是指金屬在電解質(zhì)溶液中的腐蝕，是有電流參與作用的腐蝕。金屬腐蝕的主要原因。一、不銹鋼在腐蝕介質(zhì)中具有耐蝕性能的鋼㈠金屬的腐蝕金屬的腐蝕分化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕：第六節(jié)不銹鋼和耐熱鋼防止電化學(xué)腐蝕的措施：①獲得均勻的單相組織。②提高合金的電極電位。③使表面形成致密的鈍化膜。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GNP的4%左右。中國每年腐蝕的損失至少到400億元以上.ZnZnZn-Cu原電池示意圖珠光體腐蝕示意圖電解液第六節(jié)不銹鋼和耐熱鋼㈡不銹鋼中合金元素的作用1、低C：碳高，則降低耐蝕性。2、Cr：是提高耐蝕性的主要元素形成穩(wěn)定致密的Cr2O3氧化膜Cr含量大于13%時(shí)，形成單相鐵素體組織提高基體電極電位3、Ni：獲得單相奧氏體組織。4、Mo：耐有機(jī)酸腐蝕。5、Ti、Nb；防止奧氏體鋼晶間腐蝕第六節(jié)不銹鋼和耐熱鋼晶間腐蝕是沿晶粒晶界發(fā)生腐蝕的現(xiàn)象，危害很大，它是由于Cr23C6析出于晶界，使晶界附近Cr含量降到12%以下，在介質(zhì)作用下發(fā)生強(qiáng)烈腐蝕。加Ti、Nb則先于Cr與C形成不易溶于奧氏體的碳化物，避免晶界貧Cr。奧氏體不銹鋼晶界的Cr23C6析出晶間腐蝕第六節(jié)不銹鋼和耐熱鋼晶間腐蝕破壞消火栓齒輪架304不銹鋼第六節(jié)不銹鋼和耐熱鋼㈢常用不銹鋼1、馬氏體不銹鋼主要是Cr13型不銹鋼鋼號(hào)為1Cr13~4Cr13隨含碳量提高，強(qiáng)度、硬度提高，耐蝕性下降.⑴1Cr13、2Cr13熱處理：淬火+高溫回火使用狀態(tài)下的組織:S回不銹鋼棒第六節(jié)不銹鋼和耐熱鋼1Cr13、2Cr13具有耐大氣、蒸汽腐蝕能力及良好的綜合力學(xué)性能。用于要求塑韌性較高的耐蝕件，如汽輪機(jī)葉片等.汽輪機(jī)葉片轉(zhuǎn)輪第六節(jié)不銹鋼和耐熱鋼⑵3Cr13、4Cr13熱處理：淬火+低溫回火使用狀態(tài)下的組織：M回具有較高強(qiáng)度、硬度。用于要求耐蝕、耐磨件，醫(yī)療器械、量具等。醫(yī)療器械不銹鋼刀第六節(jié)不銹鋼和耐熱鋼1Cr17削片刀鐵素體不銹鋼水加熱器2、鐵素體不銹鋼典型鋼號(hào)如0Cr13、1Cr17等。⑴成分：高鉻低碳⑵無α?γ相變，不能進(jìn)行熱處理強(qiáng)化。⑶組織：?jiǎn)蜗噼F素體第六節(jié)不銹鋼和耐熱鋼鋼中σ相⑷性能特點(diǎn)：耐酸蝕，抗氧化能力強(qiáng)，塑性好。但有脆化傾向：①475℃脆化：加熱到450~550℃停留，產(chǎn)生脆化，再加熱到600℃快冷可消除。②相脆化：在600~800℃長期加熱時(shí)，析出硬而脆的相。第六節(jié)不銹鋼和耐熱鋼⑸用途廣泛用于硝酸和氮肥工業(yè)的耐蝕件。硝酸生產(chǎn)裝置鐵素體不銹鋼制品第六節(jié)不銹鋼和耐熱鋼3、奧氏體不銹鋼主要是18-8（18Cr-8Ni）型不銹鋼。⑴性能特點(diǎn)：具有良好的耐蝕性，冷熱加工性及可焊性。高的塑韌性，無磁性。⑵熱處理：采用固溶處理。即加熱到1100℃使碳化物溶解后水冷。組織為單相奧氏體。不銹鋼帶第六節(jié)不銹鋼和耐熱鋼⑶常用鋼種1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti廣泛用于化工設(shè)備及管道.大型化工儲(chǔ)罐(304)熱交換器(316L)第六節(jié)不銹鋼和耐熱鋼⑷應(yīng)力腐蝕奧氏體不銹鋼易發(fā)生應(yīng)力腐蝕。即在特定合金-環(huán)境體系中，應(yīng)力與腐蝕共同作用引起的破壞。應(yīng)力腐蝕易在含Clˉ的介質(zhì)中發(fā)生，裂紋為樹枝狀。發(fā)生應(yīng)力腐蝕奧氏體不銹鋼管道內(nèi)壁應(yīng)力腐蝕裂紋第六節(jié)不銹鋼和耐熱鋼㈠性能要求1、高的抗氧化性：指鋼在高溫下對(duì)氧化作用的抗力。鋼中加入Cr、Si、Al可形成致密穩(wěn)定的氧化膜，阻礙氧進(jìn)一步擴(kuò)散，提高抗氧化性。二、耐熱鋼氣輪機(jī)葉片第六節(jié)不銹鋼和耐熱鋼飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)蠕變指金屬在高溫低于σs的應(yīng)力下所發(fā)生的極其緩慢的塑性變形.2、高的熱強(qiáng)性熱強(qiáng)性是指金屬在高溫下的強(qiáng)度。指標(biāo)為蠕變強(qiáng)度和持久強(qiáng)度。第六節(jié)不銹鋼和耐熱鋼提高高溫強(qiáng)度的途徑:①固溶強(qiáng)化；②析出強(qiáng)化；③晶界強(qiáng)化。高溫合金中的’析出相高溫合金中的彎曲晶界裂紋中止于晶界顆粒狀析出物第六節(jié)不銹鋼和耐