機(jī)械工程材料-charpt 6

第六章工業(yè)用鋼精品資料6.1合金(héjīn)元素與鐵和碳的相互作用1.合金(héjīn)元素與鐵的相互作用1）擴(kuò)大奧氏體相區(qū)元素Ni、Mn、CoC、N、Cu、Zn、Au精品資料奧氏體穩(wěn)定元素開啟γ相區(qū)：Ni、Mn、Co擴(kuò)展γ區(qū)：C、N、Cu、Zn、Au

作用：使A3↓，A4↑，γ區(qū)擴(kuò)大，促進(jìn)γ形成精品資料2）擴(kuò)大(kuòdà)鐵素體相區(qū)元素（1）封閉γ相區(qū)：Ti、V、Mo、W、Cr（強(qiáng)K形成(xíngchéng)元素）、Si、Al（2）縮小γ相區(qū)：B、Zr、Nb、Ta精品資料鐵素體穩(wěn)定元素封閉γ相區(qū)：Ti、V、Mo、W、CrSiAl縮小γ區(qū)：B、Zr、Nb、Ta作用：使A3↑，A4↓，γ縮小，促進(jìn)α形成精品資料2.合金(héjīn)元素與碳的相互作用合金元素分類非K形成元素：Ni、Si、Al、Cu、Co、N、P等K形成元素：Ti、Nb、V、W、Mo、Cr；Mn、Fe精品資料6.2.合金(héjīn)元素對Fe-C相圖的影響重點(diǎn)：Me對鋼的臨界點(diǎn)A1、A3、Acm以及S、E點(diǎn)的影響(yǐngxiǎng)，反映在相圖上則表現(xiàn)為γ相區(qū)的擴(kuò)大或縮小1．對S、E點(diǎn)的影響普遍規(guī)律（1）所有Me均使S、E點(diǎn)左移，這就意味著：相同C量，合金鋼比碳鋼中P多；含C小于0.8%就有可能為過共析鋼（40Cr13）；含C小于2.0%就會出現(xiàn)萊氏體（W18Cr4V）精品資料①A穩(wěn)定元素(yuánsù)均使S、E點(diǎn)向左下方移動；②F穩(wěn)定元素(yuánsù)使S、E點(diǎn)向左上方移動。③S點(diǎn)左移：意味著共析C量減?。?/p>

④E點(diǎn)左移：意味著出現(xiàn)萊氏體的C量降低（2）S、E點(diǎn)向左移，則ES線即Acm左移2.對A1、A3線的影響(yǐngxiǎng)F穩(wěn)定元素Cr、Si等使A1（A3）線向上移動A穩(wěn)定元素Ni、Mn等使A1（A3）線向下移動；精品資料3．對γ區(qū)的影響(yǐngxiǎng)鉻對鋼γ區(qū)的影響(yǐngxiǎng)錳對鋼γ區(qū)的影響(yǐngxiǎng)精品資料6.3合金元素(yuánsù)對鋼的相變影響1．對A形成速度(sùdù)的影響K形成元素降低Fe和C的擴(kuò)散系數(shù)，減緩A體化過程。K形成元素提高鋼的臨界點(diǎn)，A體化溫度較高。非K形成元素增大C的擴(kuò)散系數(shù)，加速A體化過程。2．對A晶粒大小的影響K形成元素抑制A晶粒長大。非K形成元素抑制A晶粒長大作用較弱。Mn,P,C促進(jìn)奧氏體晶粒長大。精品資料3．對過冷奧氏體分解(fēnjiě)轉(zhuǎn)變的影響除Co外，合金元素(yuánsù)增大過冷奧氏體穩(wěn)定性，使曲線右移。除Co，Al外，合金元素使Ms和Mf點(diǎn)下降，Ar量增多。凡擴(kuò)大A區(qū)的元素：Ni、Mn、Cu等，降低A1點(diǎn)，使P相變區(qū)移向較低溫度；凡縮小A區(qū)的元素：Si、Al、Cr、W、Mo、V等，升高A1點(diǎn)，使P相區(qū)變移向較高溫度。4．對回火轉(zhuǎn)變的影響提高鋼的耐回火性抑制殘余奧氏體的分解阻礙碳化物的析出和長大提高鐵素體的再結(jié)晶溫度精品資料6.4鋼的分類(fēnlèi)與編號結(jié)構(gòu)鋼工具鋼特殊(tèshū)性能鋼中碳鋼

0.25~0.6%C高碳鋼

0.6%C低碳鋼

0.25%C低合金鋼合金元素總量5%中合金鋼合金元素總量5~10%高合金鋼合金元素總量10%碳素鋼合金鋼精品資料1、碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金高強(qiáng)度鋼Q+最低屈服(qūfú)強(qiáng)度值+質(zhì)量等級符號+脫氧方法符號Q235AF、Q235BZ低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼都是鎮(zhèn)靜鋼或特殊(tèshū)鎮(zhèn)靜鋼，其牌號中沒有表示脫氧方法的符號。如Q345C精品資料2、優(yōu)質(zhì)(yōuzhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號用兩位數(shù)字表示。這兩位數(shù)字表示鋼平均(píngjūn)含碳量的萬分之幾。如45鋼—平均(píngjūn)含碳量為萬分之四十五（即0.45%）的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。精品資料當(dāng)合金元素的平均(píngjūn)含量為1.50~2.49%、2.50~3.49%、3.50~4.49%、4.50~5.49%、……時，在相應(yīng)的合金元素符號后標(biāo)2、3、4、5……等數(shù)字。如20CrNi33、合金(héjīn)結(jié)構(gòu)鋼和合金(héjīn)彈簧鋼兩位數(shù)字（表示平均含碳量的萬分之幾）+合金(héjīn)元素符號+該元素百分含量數(shù)字+……當(dāng)合金(héjīn)元素的平均含量小于1.50%時，只標(biāo)元素符號，不標(biāo)含量；精品資料4、工具鋼⑴碳素工具鋼T+數(shù)字T表示(biǎoshì)“碳素工具鋼”；數(shù)字表示(biǎoshì)平均含碳量的千分之幾.如T8—其平均含碳量為千分之八(0.8%C)。*說明：碳素工具鋼都是優(yōu)質(zhì)以上質(zhì)量的。高級優(yōu)質(zhì)鋼在鋼號后加“A”，如T8A。精品資料⑵合金工具鋼含碳量+合金元素符號+該元素百分含量(hánliàng)+……當(dāng)含碳量小于1.00%時，含碳量用一位數(shù)字標(biāo)明，這一位數(shù)字表示平均含碳量的千分之幾，如8MnSi.當(dāng)含碳量大于1.00%時，不標(biāo)含碳量。精品資料5、軸承鋼G+Cr+鉻含量(不標(biāo)含碳量)“G”表示“滾動軸承(gǔndòngzhóuchéng)鋼”。*鉻含量以千分之一為單位.如“GCr15”的平均含鉻量為1.5%。精品資料6、不銹鋼和耐熱鋼含碳量+合金元素符號+該元素百分含量(hánliàng)+……含碳量以千分之一為單位。含碳量的表示(biǎoshì)方法為：①當(dāng)平均含碳量≥1.00%時，用兩位數(shù)字表示(biǎoshì)，如11Cr17(平均含碳量為1.10%)；②當(dāng)1.0%>平均含碳量≥0.1%時，用一位數(shù)字表示,如2Cr13（平均含碳量為0.20%）精品資料③當(dāng)0.1%>含碳量上限(shàngxiàn)>0.03%時，以“0”表示，如0Cr18Ni9（含碳量上限(shàngxiàn)為0.08%）④當(dāng)0.03%≥含碳量上限(shàngxiàn)>0.01%時（超低碳），以“03”表示，如03Cr19Ni10(含碳量上限(shàngxiàn)為0.03%）⑤當(dāng)含碳量上限(shàngxiàn)≤0.01%時(極低碳)，以“01”表示，如01Cr19Ni11（含碳量上限(shàngxiàn)為0.01%）。精品資料7、鑄鋼ZG+兩位數(shù)字ZG表示(biǎoshì)“鑄鋼”；兩位數(shù)字表示(biǎoshì)平均含碳量的萬分之幾,如ZG25.精品資料6.5結(jié)構(gòu)鋼銅陵長江公路大橋銅陵長江公路(gōnglù)大橋?qū)Y(jié)構(gòu)鋼的性能要求(yāoqiú)為：使用性能以強(qiáng)韌性為主。工藝性能以可焊性、淬透性為主。精品資料一、碳素結(jié)構(gòu)鋼1、成分：<0.4%C,P、S量及非金屬夾雜較多.2、性能：可焊性、塑性好。3、熱處理：不進(jìn)行(jìnxíng)專門熱處理，熱軋空冷態(tài)下使用。4、使用狀態(tài)下組織：F+P5、用途常以熱軋板、帶、棒及型鋼使用，用量約占鋼材總量的70%。用于建筑結(jié)構(gòu)，適合焊接(hànjiē)、鉚接、栓接等。精品資料二、低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼1、性能要求⑴高強(qiáng)度及足夠韌性(rènxìnɡ)。⑵良好的焊接性能。⑶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.⑵合金元素：主要是Mn，還有少量V、Ti、Nb等。精品資料①M(fèi)n的作用是強(qiáng)化鐵素體；增加珠光體的量。②V、Ti、Nb等起細(xì)化晶粒和彌散強(qiáng)化作用。③另外(lìnɡwài)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。3、熱處理：大多數(shù)熱軋空冷后使用。少數(shù)(shǎoshù)可用正火+高溫回火處理。4、使用狀態(tài)下組織：F+P低合金高強(qiáng)鋼合金元素細(xì)化晶粒作用精品資料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(qiángdù)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(qiángdù)高,用于石化中溫高壓容器.南京長江大橋精品資料三、滲碳(shèntàn)鋼制造滲碳(shèntàn)零件的鋼種。1、性能要求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(shèntàn)能力。滲碳爐滲碳件—傳動齒輪精品資料2、成分特點(diǎn)⑴低碳：0.1~0.25%C⑵合金(héjīn)元素作用：①提高淬透性：Cr、Mn、Ni、B②強(qiáng)化鐵素體：Cr、Mn、Ni③細(xì)化晶粒：W、Mo、Ti、V滲碳件高精密獨(dú)立導(dǎo)柱精品資料3、熱處理特點(diǎn)(tèdiǎn)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+低溫回火正火目的為調(diào)整硬度，便于切削加工。淬火溫度一般為Ac1+30-50℃。4、使用狀態(tài)下組織心部：M回+F表層：M回+顆粒狀碳化物+A’(少量)；滲碳淬火后的表層組織精品資料柴油機(jī)凸輪軸活塞銷(20Cr)用于受力小的耐磨(naimó)件，如柴油機(jī)的活塞銷、凸輪軸等。5、常用(chánɡyònɡ)鋼號及用途低淬透性鋼：20、20Cr。精品資料增壓柴油機(jī)曲軸汽車變速箱齒輪中淬透性鋼：20CrMnTi。用于中等(zhōngděng)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。精品資料四、調(diào)質(zhì)(diàozhì)鋼1、性能要求(yāoqiú)⑴良好的綜合力學(xué)性能；⑵良好的淬透性。2、成分特點(diǎn)⑴中碳：0.3~0.5%C⑵合金元素作用：①提高淬透性:Mn、Si、Cr、Ni、B②強(qiáng)化鐵素體:Mn、Si、Cr、Ni③細(xì)化晶粒:Ti、V④防止第二類回火脆性:W、Mo調(diào)質(zhì)件（螺桿）精品資料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：①為表面淬火作組織準(zhǔn)備(zhǔnbèi)；②獲得最終心部組織.使用狀態(tài)下的組織為表面：M回；心部：S回為提高表面(biǎomiàn)耐磨性，調(diào)質(zhì)后可進(jìn)行表面(biǎomiàn)淬火或氮化。回火索氏體精品資料柴油機(jī)凸輪軸4、常用鋼號及用途(yòngtú)低淬透性鋼：D0油<30~40mm,常用45、40Cr,用于制造較小的齒輪、軸、螺栓等。中淬透性鋼：D0油≈40~60mm，常用40CrNi，用于制造大中型零件。精品資料五、彈簧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存能量(néngliàng)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。精品資料汽車彈簧彈簧絲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(zuòyòng)：①提高淬透性、強(qiáng)化鐵素體：Mn、Si、Cr②

提高s/b：Si③

細(xì)化晶粒：V精品資料汽車板簧淬火線冷卷螺旋壓縮彈簧3、熱處理及組織特點(diǎn)⑴冷成型彈簧：冷拔→冷成型→定型處理(250~300℃)。用于<φ10mm彈簧。⑵熱成型彈簧：熱成型→淬火+中溫回火(huíhuǒ)使用狀態(tài)下的組織：T回用于大截面彈簧(>φ10mm)精品資料②避免表面缺陷(quēxiàn)；③進(jìn)行噴丸處理，使表面產(chǎn)生壓應(yīng)力。板簧噴丸處理示意圖4、彈簧的表面質(zhì)量彈簧的表面質(zhì)量對其壽命影響很大。提高(tígāo)表面質(zhì)量的方法:①防止表面脫碳；精品資料大型熱卷彈簧汽車板簧5、常用鋼號及用途Si、Mn彈簧鋼，如65Mn、60Si2Mn，用于制造較大(jiàodà)截面彈簧。Cr、V彈簧鋼，如50CrV，用于大截面、大載荷、耐熱的彈簧。精品資料六、滾動軸承(gǔndòngzhóuchéng)鋼圓柱滾子軸承自動調(diào)心球軸承用于制造軸承(zhóuchéng)套和滾動體的專用鋼種。