工業(yè)用鋼鋼的分類結(jié)構(gòu)鋼工具鋼

工業(yè)用鋼鋼的分類結(jié)構(gòu)鋼工具鋼當(dāng)前1頁，總共93頁。主要內(nèi)容6.1鋼中常存雜質(zhì)與合金元素6.2鋼的分類及編號6.3結(jié)構(gòu)鋼6.4工具鋼6.5特殊性能鋼當(dāng)前2頁，總共93頁。1.MnMn溶入F和FeC3起固溶強(qiáng)化作用，提高鋼的強(qiáng)度和硬度Mn+S→MnS，降低硫的有害作用，改善鋼的熱加工性能。一般認(rèn)為，Mn和Si為鋼中的有益元素。2.SiSi溶入F起固溶強(qiáng)化作用，提高鋼的強(qiáng)度和硬度，塑韌性稍微降低

6.1.1鋼中常存雜質(zhì)對其性能影響當(dāng)前3頁，總共93頁。3.S以FeS的形式存在，使鋼的塑性變差；FeS+Fe→低熔點(diǎn)共晶體（985OC）分布在晶界上；在熱加工（1000-1200OC）時(shí)共晶體熔化→導(dǎo)致鋼材沿晶界開裂—“熱脆”。Mn與S形成MnS(1620℃）,粒狀分布在晶內(nèi)。鋼中的MnS夾雜合金晶界的低熔點(diǎn)硫化物當(dāng)前4頁，總共93頁。比利時(shí)阿爾伯特運(yùn)河鋼橋因磷高產(chǎn)生冷脆性，于1938年冬發(fā)生斷裂墜入河中。4.PP→溶于F，導(dǎo)致鋼材強(qiáng)、硬度↑，塑、韌性↓；特別是使鋼在低溫時(shí)脆性急劇增加—冷脆。

S、P多，脆性大，有害元素；S、P有利的一面，若含量適當(dāng)可提高鋼的切削性能（S≤0.05%、P≤0.045%），易切削鋼（改善切削加工性）。激光制導(dǎo)炮彈

當(dāng)前5頁，總共93頁。①H：以原子態(tài)溶解于鋼中，降低韌性，引起氫脆。當(dāng)氫在缺陷處以分子態(tài)析出時(shí)，會產(chǎn)生很高內(nèi)壓，形成微裂紋，其內(nèi)壁為白色，俗稱白點(diǎn)。鋼中白點(diǎn)鋼的氫脆斷口5.氣體元素當(dāng)前6頁，總共93頁。6.2.1鋼的分類1.按化學(xué)成分6.2鋼的分類及編號（非合金鋼）當(dāng)前7頁，總共93頁。2．按冶金質(zhì)量3．按顯微室溫組織鋼的類別含碳量（%）組織亞共析鋼0.0218～0.77鐵素體（F）+珠光體（P）共析鋼0.77珠光體（P）過共析鋼0.77～2.11滲碳體（Fe3C）+珠光體（P）當(dāng)前8頁，總共93頁。特點(diǎn)：強(qiáng)度、塑性、韌性較好，又具有良好的工藝性能和較低的價(jià)格，因而得到廣泛應(yīng)用（80%）。工業(yè)用鋼指：①碳鋼：含碳量低于2.11%的鐵碳合金。②合金鋼為了提高鋼的性能，在碳鋼基礎(chǔ)上有意加入一定量合金元素而得到的鋼種。含碳量對鋼的組織和力學(xué)性能的影響？右圖：自左向右，隨著含碳量增加，組織中的滲碳體（FeC3）數(shù)隨之增加,當(dāng)前9頁，總共93頁。4．按用途分調(diào)質(zhì)處理？當(dāng)前10頁，總共93頁。6.1.2鋼的編號1.碳鋼牌號：Q屈服強(qiáng)度值+質(zhì)量等級符號+脫氧方法符號。（1）碳素結(jié)構(gòu)鋼—脫氧方法符號:沸騰鋼—F；鎮(zhèn)靜鋼—Z；半鎮(zhèn)靜鋼—b；特殊鎮(zhèn)靜鋼—TZ?！猀表示屈服強(qiáng)度，單位是MPa—質(zhì)量等級符合：A、B、C、D、E；由A→E，P、S含量依次下降，質(zhì)量提高。鎮(zhèn)靜鋼—脫氧完全鋼。組織致密，成分均勻，力學(xué)性能好。如Q235A·F沸騰鋼—脫氧不完全鋼。凝固前產(chǎn)生大量CO氣泡，引起沸騰。其成分組織不均勻，強(qiáng)度較低，不適于制造重要零件。？當(dāng)前11頁，總共93頁。常用普通碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號、化學(xué)成分)牌號等級脫氧方法化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）%，不大于CSiMnPSQ195—F、Z0.120.300.500.0350.040Q215AF、Z0.150.351.200.0450.050B0.045Q235AF、Z0.220.0351.400.0450.050B0.200.045CZ0.170.0400.040DTZ0.035Q275AF、Z0.240.0351.500.0450.050BZ0.210.0450.0450.22CZ0.200.0400.040DTZ0.035當(dāng)前12頁，總共93頁。

Q195、Q215、Q235A、Q235B等鋼塑性較好，有一定強(qiáng)度，通常軋制成鋼筋、鋼板、鋼管等，可用于橋梁、建筑物等構(gòu)件，也可用做普通螺釘、螺帽、鉚釘及墊圈等。

Q235C、Q235D可用于重要焊接結(jié)構(gòu)，如鍋爐、容器等。

Q255、Q275強(qiáng)度較高，可軋制成型鋼、鋼板等，用于承受中等載荷的零件，如轉(zhuǎn)軸、鏈輪及螺紋鋼筋等。常用牌號及用途：當(dāng)前13頁，總共93頁。特點(diǎn)：含碳量低，硫磷含量高，其塑性高、可焊性好。熱處理：一般不用熱處理，常軋制成棒、板、型鋼或以鋼錠供應(yīng)；在某些場合可進(jìn)行正火、調(diào)質(zhì)、滲碳等處理，以提高其使用性能。碳素結(jié)構(gòu)鋼是目前產(chǎn)量最大、使用最多的鋼種，約占鋼材70%。（1）碳素結(jié)構(gòu)鋼當(dāng)前14頁，總共93頁。（2）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號：用兩位數(shù)字表示，兩位數(shù)字表示鋼中平均含碳量萬

分之幾。

如45鋼—平均含碳量為0.45%的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。①若鋼中含Mn量為較高（0.7-1.0%），在兩位數(shù)字后加元素符號“Mn”，如60Mn。②對于沸騰鋼和半鎮(zhèn)靜鋼,在鋼號后分別加字母F和b，如08F、10b。③高級優(yōu)質(zhì)鋼在鋼號后加字母A，如20A。當(dāng)前15頁，總共93頁。當(dāng)前16頁，總共93頁。08F、10F、15F、15、20、25等屬于低碳鋼，強(qiáng)度、硬度低，塑性、韌性好，具有良好的鍛壓性能和焊接性能。08F、10F主要用于制造沖壓件和焊接件，如殼、蓋、罩等；15F主要用于鈑金件。15、20鋼屬于滲碳鋼，常用于制造齒輪、銷釘、小軸、螺釘、螺母等。其中，20鋼用量最大。優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼常用牌號及用途：成分特點(diǎn)：含碳量高，0.08—0.85%當(dāng)前17頁，總共93頁。齒輪曲軸常用牌號及用途：30、35、40、45、50及55等屬于中碳鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后，可獲得良好綜合機(jī)械性能，且具有良好的切削加工性。主要用于制造軸類、齒輪等零件，如曲軸、傳動(dòng)軸、連桿等。其中，45鋼應(yīng)用最廣泛。

當(dāng)前18頁，總共93頁。60、65、70、75等屬于高碳鋼，經(jīng)淬火、中溫回火后具有較高的強(qiáng)度、彈性、硬度和耐磨性，但塑性韌性較差，其焊接性、可切削加工性及冷變形塑性低。主要用于制造彈簧、軋輥、凸輪等耐磨工件與鋼絲繩等。其中，65鋼是最常用的彈簧鋼。當(dāng)前19頁，總共93頁。（3）碳素工具鋼銼刀絲錐牌號：T+數(shù)字組成+字母，其數(shù)字表示平均含碳量的千分之幾。如T8—其平均含碳量為0.8%。若鋼中含Mn量為較高，鋼號后加元素符號“Mn”，如T8Mn高級優(yōu)質(zhì)鋼在鋼號后加“A”，如T12A。成分特點(diǎn)：含碳量高，0.65—1.35%，低S、P，塑性、韌性差熱處理：球化退火、淬火+低溫回火用途：制造各種量具、刃具、模具當(dāng)前20頁，總共93頁。工具鋼是用于制造刃具、量具和模具的鋼種。刃具量具模具當(dāng)前21頁，總共93頁。2.熱處理特點(diǎn)①球化退火降低硬度，改善組織，為切削加工和淬火作組織準(zhǔn)備。②淬火+低溫回火獲得回火馬氏體、粒狀滲碳體及少量殘余奧氏體組織，以達(dá)到工具所要求的高硬度(60HRC左右)和高耐磨性。

T12鋼球化退火前顯微組織T12鋼淬火后的顯微組織當(dāng)前22頁，總共93頁。3.常用牌號及用途由于碳素工具鋼熱硬性、淬透性差，只用于制造小尺寸的手動(dòng)工具和低速刃具。T7、T8：用于制造要求具有較高韌性的工具，如木工用的沖子、鑿子、錘子等。木工鑿當(dāng)前23頁，總共93頁。T9、T10、T11鋼用于制造要求較低韌性、較高硬度的工具，如小鉆頭、沖模、手絲錐等。絲錐鉆頭木工鉆當(dāng)前24頁，總共93頁。T12、T13鋼用于制造要求具有高硬度和耐磨性的工具，如銼刀、鋸條、量規(guī)等。銼刀手鋸條量規(guī)碳素工具鋼的牌號、化學(xué)成分及熱處理如表6-11所示。光面量規(guī)當(dāng)前25頁，總共93頁。（4）鑄鋼牌號:ZG+×××+×××組成。ZG表示鑄鋼，其后數(shù)字分別表示最低屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度。如ZG200-400表示屈服點(diǎn)σs（或σ0.2）≥200Mpa,抗拉強(qiáng)度σb≥400MPa的鑄造碳鋼。鑄鋼主要用于制作受力不大且要求一定韌性的各種機(jī)械零件，如機(jī)座、變速箱殼等。當(dāng)前26頁，總共93頁。2.合金鋼當(dāng)前27頁，總共93頁。2.合金鋼當(dāng)前28頁，總共93頁。當(dāng)前29頁，總共93頁。當(dāng)前30頁，總共93頁。1.性能特點(diǎn)1.低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼⑴高強(qiáng)度，可減輕結(jié)構(gòu)重量，節(jié)約鋼材。（比采用普通碳結(jié)構(gòu)鋼節(jié)約15%鋼材）

⑵足夠的塑性、韌性及良好的焊接性能。⑶良好的耐蝕性及低的韌脆轉(zhuǎn)變溫度。在低碳鋼基礎(chǔ)上加入少量（<5%）的合金元素而得到的鋼種，其含wS、wP均≤0.045％。主要用來制造強(qiáng)度要求較高的工程結(jié)構(gòu)，如橋梁、船舶、壓力容器、機(jī)車車輛、房屋、輸油管道、鍋爐等。南京長江大橋當(dāng)前31頁，總共93頁。2.成分特點(diǎn)⑴低碳：

wC≤0.2%，以保證良好塑性、韌性和焊接性能。⑵合金元素：①M(fèi)n：強(qiáng)化鐵素體；降低冷脆轉(zhuǎn)變溫度；增加珠光體的量，提高強(qiáng)度。②V、Ti、Nb等主要起細(xì)晶強(qiáng)化作用。③RE可提高韌性、疲勞極限，降低冷脆轉(zhuǎn)變溫度。當(dāng)前32頁，總共93頁。3.熱處理大多數(shù)在熱軋空冷狀態(tài)下使用，其組織為F+S。4.常用牌號及用途

Q345（16Mn）鋼綜合性能好，用于船舶、橋梁、車輛及建筑結(jié)構(gòu),應(yīng)用最廣泛等。

Q390鋼含V、Ti、Nb，強(qiáng)度高，用于中等壓力壓力容器。

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、大型船舶及重要橋梁。船舶橋梁儲氣罐車輛當(dāng)前33頁，總共93頁。2.合金工具鋼如：9SiCr—表示平均含碳量為0.9％且平均含硅量、含鉻量均＜1.5％的合金工具鋼。如：Crl2MoV—表示平均含碳量大于1.0％、鉻平均含量為12％且鉬和釩平均含量均小于1.5％的合金工具鋼。當(dāng)前34頁，總共93頁。1.性能特點(diǎn)⑴表硬里韌。⑵具有高的淬透性和滲碳能力。2.成分特點(diǎn)⑴低碳：0.10~0.25%。⑵合金元素：

滲碳鋼指經(jīng)滲碳、淬火、低溫回火后使用的鋼種。①提高淬透性：Cr、Mn、Ni、B②細(xì)化晶粒：W、Mo、Ti、V當(dāng)前35頁，總共93頁。3.熱處理特點(diǎn)

滲碳件一般的工藝路線為：下料→鍛造→正火→機(jī)加工→滲碳→淬火+低溫回火→磨削

正火：改善鍛造組織，調(diào)整硬度，便于切削加工；滲碳：增加表面含碳量；淬火：提高硬度和耐磨性；低溫回火：保持高硬度，降低脆性。

當(dāng)前36頁，總共93頁。使用狀態(tài)下組織：表層：高碳回火馬氏體+粒狀碳化物+少量殘余奧氏體；硬度為58～64HRC。心部：低碳回火馬氏體、少量鐵素體與屈氏體；硬度為35～45HRC

。

如CA-10B載重汽車變速箱中間軸的三擋齒輪選用20CrMnTi材質(zhì)，其工藝路線為下料→鍛造→正火→車削→加工齒形→滲碳→淬火+低溫回火→磨削加工→磨齒下料→鍛造→正火→機(jī)加工→滲碳→淬火+低溫回火→磨削

當(dāng)前37頁，總共93頁。4.常用牌號及用途①低淬透性合金鋼如20Cr、20Mn2等，其淬透性差，滲碳淬火后，心部強(qiáng)韌性較低。

只要用于受力尺寸較小耐磨件，如活塞銷、凸輪軸等。活塞銷凸輪軸當(dāng)前38頁，總共93頁。②中淬透性合金鋼如20CrMnTi、20SiMnVB等，其淬透性較好。主要用于制造承受中等載荷、要求足夠沖擊韌性和耐磨性的零件，如汽車、拖拉機(jī)的變速齒輪、離合器軸等。當(dāng)前39頁，總共93頁。齒輪③高淬透性合金鋼：如20Cr2Ni4A、18Cr2Ni4WA等，其淬透性好，主要用于制造大截面、承受高負(fù)荷的重要耐磨件，如飛機(jī)、坦克中的曲軸、齒輪等。增壓柴油機(jī)曲軸當(dāng)前40頁，總共93頁。1.性能特點(diǎn)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：0.25~0.5%。⑵合金元素：①強(qiáng)化鐵素體，提高淬透性:Mn、Si、Cr、Ni、B②細(xì)化晶粒，防止第二類回火脆性:W、Mo、V6.3.5調(diào)質(zhì)鋼指經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理（淬火+高溫回火）后使用的鋼種。主要用于制造受力復(fù)雜、要求綜合力學(xué)性能好的重要零件，如精密機(jī)床的主軸、汽車的后橋半軸、發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸、連桿等。當(dāng)前41頁，總共93頁。常用調(diào)質(zhì)鋼的調(diào)制處理規(guī)范及其力學(xué)性能鋼號熱處理力學(xué)性能淬火溫度/℃冷卻介質(zhì)回火溫度/℃冷卻介質(zhì)Rm/MPaReff/MPaA(%)Z(%)AU2/J45830水560～620水700～850450～55015～1740～4540～4842Cr2V860油600水、油100085011454840MnVB850油500水、油105085010455640Cr850油500水、油10008009454840CrMn840油520水、油10008509454842CrMo850油580水、油110095012456440CrNi820油500水、油100080010455630CrMnSi880油540水、油110090010454035CrMo850油560水、油100085012456440CrNiMo850油620水、油1000850125580當(dāng)前42頁，總共93頁。3.熱處理特點(diǎn)調(diào)質(zhì)件一般的工藝路線為：40Cr拖拉機(jī)連桿螺栓

下料→鍛造→退火→粗加工→調(diào)質(zhì)→精加工→裝配

退火：調(diào)整硬度，改善鍛件組織、性能，消除缺陷，為切削加工和淬火作好組織上的準(zhǔn)備。

調(diào)質(zhì)：獲得良好綜合力學(xué)性能。使用狀態(tài)下的組織為：S回。為提高表面耐磨性，調(diào)質(zhì)后可進(jìn)行表面淬火或氮化。

當(dāng)前43頁，總共93頁。4.常用鋼號及用途①低淬透性鋼：常用40Cr、40MnB等，用于制造截面尺寸較小的齒輪、軸、螺栓等。②中淬透性鋼：常用35CrMo、40CrNi等，用于制作截面尺寸較大、承受較大載荷零件，如大型發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸、連桿等。③高淬透性鋼：常用40CrNiMo、37CrNi3等，用于制造大截面承受重載荷零件，如航空發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸、汽輪機(jī)主軸等。連桿曲軸螺桿當(dāng)前44頁，總共93頁。1.性能特點(diǎn)⑴高的σs、σs/σb，以保證承受大的彈性變形和較高載荷。⑵高的σ-1，以避免產(chǎn)生疲勞破壞。⑶足夠的塑性、韌性。6.3.6彈簧鋼彈簧作用：利用彈性變形儲存能量，傳遞力與緩和沖擊和振動(dòng)；或與其他零件相配合控制某一工作過程，如鐘表中發(fā)條。指用于制造彈簧或其他彈性零件所使用的鋼種。當(dāng)前45頁，總共93頁。2.成分特點(diǎn)⑴含碳量較高：碳鋼0.6~0.9%C；合金鋼0.45~0.7%C。⑵合金元素：①提高淬透性、強(qiáng)化鐵素體：Mn、Si②

細(xì)化晶粒，減小脫碳和過熱敏感性：Cr、W、

V當(dāng)前46頁，總共93頁。3.熱處理特點(diǎn)⑴冷成型彈簧冷拉→淬火+中溫回火→冷卷成形→去應(yīng)力退火→成品。用于截面尺寸<10mm的彈簧。⑵熱成型彈簧扁鋼下料→熱卷成形→淬火+中溫回火→噴丸→成品。用于截面尺寸>10mm大型彈簧，如汽車板簧、火車螺旋彈簧。

汽車板簧火車螺旋彈簧當(dāng)前47頁，總共93頁。4.常用鋼號及用途①Si、Mn彈簧鋼如65Mn、60Si2Mn，用于制造截面尺寸≤25mm的彈簧，如汽車、拖拉機(jī)、火車的板簧和螺旋彈簧等。②Cr、V彈簧鋼如50CrV，用于制造在350~400°C下工作大截面(≤30mm)、大載荷的耐熱彈簧，如高速柴油機(jī)的氣門彈簧、閥門彈簧等。當(dāng)前48頁，總共93頁。6.3.7滾動(dòng)軸承鋼1.性能特點(diǎn)⑴高硬度和高耐磨性；⑵高的彈性極限和接觸疲勞強(qiáng)度；⑶足夠的韌性、淬透性和抗耐蝕性。滾動(dòng)軸承鋼是指用來制造各種滾動(dòng)軸承的滾動(dòng)體及內(nèi)外套圈的專用鋼種，也可用于制作形狀復(fù)雜的工具、冷沖模具、精密量具以及要求硬度高、耐磨性高的結(jié)構(gòu)零件。推力球軸承滾針軸承當(dāng)前49頁，總共93頁。2.成分特點(diǎn)⑴高碳：

0.95～1.15%C。⑵合金元素：

Cr：提高淬透性，接觸疲勞強(qiáng)度、耐磨性和耐腐蝕性；

Si、Mn、V：進(jìn)一步提高鋼的淬透性和強(qiáng)度。當(dāng)wCr>1.65%時(shí)，會因殘余奧氏體量的增加而使硬度和穩(wěn)定性下降。當(dāng)前50頁，總共93頁。3.熱處理特點(diǎn)①球化退火獲得球狀珠光體，降低硬度，改善切削加工性并為淬火做好組織上的準(zhǔn)備。②淬火+低溫回火

這是決定軸承鋼性能的關(guān)鍵。最終得到細(xì)針狀的回火馬氏體、顆粒狀碳化物與少量殘余奧氏體組織，硬度為62~66HBC。

③淬火后冷處理(-60~-80℃)

進(jìn)一步減少殘余奧氏體和消除內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定尺寸。

當(dāng)前51頁，總共93頁。4.常用鋼號及用途①含鉻軸承鋼

GCr9、GCr15的淬透性較低，主要用于制作中、小型滾動(dòng)軸承及冷、沖模、量具、絲杠等。

GCr9SiMn、GCr15SiMn的淬透性較高，主要用于制作大型滾動(dòng)軸承。②無鉻軸承鋼如GMnMoVRE等。向心球軸承圓柱滾子軸承自動(dòng)調(diào)心球軸承當(dāng)前52頁，總共93頁。6.3.8易切削鋼易切削鋼是指為改善鋼的切削加工性而特意加入一定量的硫、磷、鉛及鈣等附加元素的鋼種。熱處理特點(diǎn)：一般不用熱處理，經(jīng)冷鐓、冷軋等冷壓力加工和切削加工制成零件。主要用于制造受力較小、尺寸精度高、表面粗糙度低的儀器、儀表中的零件、標(biāo)準(zhǔn)件及普通機(jī)床絲杠等。常用的易切削鋼的牌號和化學(xué)成分如表6-10所示。當(dāng)前53頁，總共93頁。易切削鋼的成分和力學(xué)性能鋼號化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）/%熱軋鋼的縱向力學(xué)性能CMnSiSPRm/MPaA(%)Z(%)HBWY120.08～0.160.70～1.000.15～0.350.10～0.200.08～0.15390～5402236170Y150.10～0.180.80～1.20≤0.150.23～0.330.05～0.10390～5402236170Y200.17～0.250.70～1.000.15～0.350.08～0.15≤0.06450～6002030175Y300.27～0.350.70～1.000.15～0.350.08～0.15≤0.06510～6551525187Y40Mn0.37～0.451.20～1.550.15～0.350.28～0.30≤0.06690～7351420207當(dāng)前54頁，總共93頁。6.4.1量具刃具鋼1.性能特點(diǎn)

①高硬度和高耐磨性②足夠的強(qiáng)度和韌性③較高的淬透性

量具刃具鋼是指用于制造一般量具（如千分尺、塞規(guī)）和切削速度較低的刃具（如鉸刀、絲錐）等所使用的鋼種。千分尺卡尺矩形花鍵環(huán)規(guī)、塞規(guī)當(dāng)前55頁，總共93頁。2.成分特點(diǎn)1）高碳0.8％～1.10％，以保證高硬度和高耐磨性要求。2）低合金含量小于5％，主要作用是提高淬透性和回火穩(wěn)定性。3.熱處理特點(diǎn)1）球化退火2）淬火+低溫回火最終獲得回火馬氏體、粒狀碳化物和少量殘余奧氏體組織，硬度為60～

62HRC。與碳素工具鋼相比，淬透性明顯提高，可采用油淬，且淬火變形、開裂傾向性小。當(dāng)前56頁，總共93頁。4.常用鋼號及用途板牙9SiCr：用于制造形狀復(fù)雜、淬火變形小的低速切削工具，如板牙、絲錐、鉸刀等

扳手絲錐Cr12：常用于制造精度較低的量具，如塞規(guī)、平尺、量柱等塞規(guī)常用量具刃具鋼牌號9SiCr、GCr15。當(dāng)前57頁，總共93頁。6.4.3冷作模具鋼用于制造金屬在冷態(tài)下變形模具，如冷沖模、冷鐓模等。1.成分特點(diǎn)高碳、高合金2.性能特點(diǎn)⑴高硬度和耐磨性，>60HRC。⑵高的強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度和一定的韌性。⑶良好的工藝性能（淬透性、切削加工性等）。⑷熱處理變形小，保證尺寸精度。常用冷作模具鋼牌號Cr12、Cr12MoV當(dāng)前58頁，總共93頁。3.熱處理淬火+低溫回火或碳氮共滲使用狀態(tài)下的組織:M回+粒狀碳化物+A’(少量)4.常用牌號及用途

9Mn2V鋼常用于制造截面尺寸較大、形狀較復(fù)雜的冷作模具。

Cr12MoV用于制造承受重負(fù)荷、形狀復(fù)雜大型的冷作模具。冷鐓模具冷沖模具當(dāng)前59頁，總共93頁。1.性能特點(diǎn)⑴較高的強(qiáng)度、韌性⑵及足夠耐磨性和硬度（40~50HRC）⑶良好的抗熱疲勞性、導(dǎo)熱性⑷回火穩(wěn)定性及淬透性。熱作模具鋼是指利用熱鍛模、熱擠壓模及壓鑄模等使熱態(tài)金屬成形的模具鋼，通常工作溫度≥600°C。6.4.4熱作模具鋼當(dāng)前60頁，總共93頁。2.成分特點(diǎn)1）中碳：0.30％～0.6％，保證良好的強(qiáng)度、韌性。2）合金元素：≤10%①提高淬透性:Mn、Si、Cr、Ni②提高回火穩(wěn)定性，減少第二類回火脆性:W、Mo、V③提高抗熱疲勞性能：高Cr、高W。汽車四缸壓鑄模當(dāng)前61頁，總共93頁。①熱作模具鋼調(diào)質(zhì)處理：回火索氏體或回火屈氏體組織。②熱壓模具鋼淬火后在略高于二次硬化峰值溫度（600°C左右）回火最終組織：回火馬氏體、粒狀碳化物和少量殘余奧氏體。3.熱處理常用熱作模具鋼牌號5CRMnMo、5CrNiMo、4Cr5MoSiV當(dāng)前62頁，總共93頁。4.常用牌號及用途⑴熱鍛模具鋼

5CrNiMo主要用于制造形狀復(fù)雜、承受重載荷大型熱鍛模。5CrMnMo主要用于制造中小型熱鍛模。

普通熱鍛模具當(dāng)前63頁，總共93頁。⑵熱壓模具鋼壓鑄模4Cr5MoSiV、4Cr5MoSiVl、4Cr5W2VSi等鋼具有高的淬透性和回火穩(wěn)定性，在400~500°C溫度下工作仍具有良好的強(qiáng)韌性，主要用于制造熱壓模具。當(dāng)前64頁，總共93頁。6.4.6高速鋼（俗稱風(fēng)鋼）制造高速切削刃具的高合金工具鋼。1.性能特點(diǎn)①高熱硬性600℃時(shí)硬度仍保持在55～60HRC。②高淬透性空冷即可淬火，俗稱“風(fēng)鋼”。

2.成分特點(diǎn)⑴高碳:0.70～1.5%C⑵高合金：>10%①

提高淬透性及回火穩(wěn)定性

：Cr②

提高熱硬性、耐磨性:W、Mo、V當(dāng)前65頁，總共93頁。3.鑄態(tài)組織與鍛造高速鋼是萊氏體鋼，其鑄態(tài)組織為粗大的魚骨狀合金碳化物，脆性大且不能用熱處理來消除，只能進(jìn)行反復(fù)軋制或鍛造，才能擊碎，使之均勻分布在基體上。W18Cr4V鋼鑄態(tài)組織魚骨狀Ld′與樹枝狀M+TW18Cr4V鋼退火組織S+粒狀或小塊碳化物W18Cr4V鋼淬火組織M+粒狀碳化物+A′當(dāng)前66頁，總共93頁。4.熱處理⑴球化退火降低硬度，改善組織，消除應(yīng)力，為切削加工和淬火做好組織上準(zhǔn)備。退火后組織：S+粒狀或小塊碳化物⑵淬火獲得高硬度和高耐磨性。淬火后組織：M+粒狀碳化物+A′

當(dāng)前67頁，總共93頁。⑶高溫回火（560℃三次回火）消除內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定組織?；鼗鸷蟮慕M織：M回+粒狀碳化物+A′

。W18Cr4V鋼淬火、回火后的組織當(dāng)前68頁，總共93頁。W18Cr4V插齒刀的熱處理工藝如圖所示當(dāng)前69頁，總共93頁。W18Cr4V鋼：其熱硬性較高、過熱敏感性較小，磨削加工性較好；但熱塑性差、碳化物粗大，適用于制造一般的高速切削用車刀、刨刀、鉆頭及銑刀等。5.常用牌號及用途車刀銑刀鉆頭當(dāng)前70頁，總共93頁。W6Mo5Cr4V2鋼，其熱塑性良好，碳化物分布比較均勻，耐磨性高，但熱硬性較差，易脫碳和過熱，廣泛用于制造輪銑刀、插齒刀、麻花鉆頭等刃具。齒輪滾刀插齒刀輪銑刀麻花鉆當(dāng)前71頁，總共93頁。W9Mo3Cr4V：近幾年研制的新鋼種，既保留了W18Cr4V鋼良好的熱塑性，又克服了W6Mo5Cr4V2鋼脫碳傾向性大的缺點(diǎn)，且硬度比較高，是很有發(fā)展前途的鋼種，用于制作各種切削刀具和冷、熱模具。5.常用牌號及用途切削刀具冷鐓模具當(dāng)前72頁，總共93頁。6.5特殊性能鋼特殊性能鋼是指具有某些特殊的物理、化學(xué)性能，用來制造在特殊環(huán)境及工作條件下所使用的鋼種。特殊性能鋼不銹鋼耐熱鋼耐磨鋼當(dāng)前73頁，總共93頁。6.5.1不銹鋼在自然環(huán)境或一定工業(yè)介質(zhì)中具有耐腐蝕性能鋼。1.金屬的腐蝕1）化學(xué)腐蝕金屬與外界介質(zhì)直接產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)的腐蝕。2）電化學(xué)腐蝕金屬與電解質(zhì)溶液接觸發(fā)生作用而引起的腐蝕?；す艿赖母g當(dāng)前74頁，總共93頁。防止電化學(xué)腐蝕的措施：①獲得均勻的單相組織，減少原電池形成的可能性。②提高陽極的電極電位，減少兩極的電極電位差。③加入Cr、Al等，使表面形成致密的鈍化膜。電化學(xué)腐蝕的主要原因：由于不同電極電位的金屬在電解質(zhì)溶液中形成原電池，使低電極電位的陽極被腐蝕，高電極電位的陰極被保護(hù)，從而導(dǎo)致金屬的電化學(xué)腐蝕。當(dāng)前75頁，總共93頁。2.成分特點(diǎn)①含碳量耐腐蝕性要求越高，含碳量越低。②合金元素

Cr：決定耐蝕性好壞的最主要元素。

Ni：與Cr配合提高耐腐蝕性同時(shí)可提高強(qiáng)度。

Mo：提高鋼在非氧化性酸中的耐腐蝕能力。

Ti、Nb:防止鋼的晶間腐蝕。當(dāng)前76頁，總共93頁。晶間腐蝕是沿晶粒周界發(fā)生腐蝕的現(xiàn)象，危害很大。這是由于Cr23C6析出于晶界，使晶界附近Cr含量降到12%以下，從而在介質(zhì)作用下發(fā)生強(qiáng)烈腐蝕。加Ti、Nb會優(yōu)先與C形成穩(wěn)定的碳化物,避免晶界貧Cr。奧氏體不銹鋼晶界的Cr23C6析出晶間腐蝕當(dāng)前77頁，總共93頁。3.常用不銹鋼（1）馬氏體不銹鋼

①1Cr13、2Cr13

熱處理:調(diào)質(zhì)處理，其組織:S回。具有良好的綜合力學(xué)性能，常用于制作塑韌性較高的耐蝕件，如汽輪機(jī)葉片等。不銹鋼制渦輪葉片當(dāng)前78頁，總共93頁。②4Cr13熱處理：淬火+低溫回火。使用狀態(tài)下的組織：M回。主要用于制作高硬度高耐磨的醫(yī)療器械、餐具及量具等。手術(shù)剪量具當(dāng)前79頁，總共93頁。（2）鐵素體不銹鋼典型鋼號如1Cr17、1Cr17Ti等。①成分：低碳高鉻②只能正火或退火，不能淬火強(qiáng)化。③組織：單相鐵素體④性能特點(diǎn)：強(qiáng)度較低，耐酸蝕性及塑性很好。主要用于制造耐蝕性要求很高而強(qiáng)度要求不高的構(gòu)件，如化工設(shè)備、容器和管道、食品工廠等。當(dāng)前80頁，總共93頁。（3）奧氏體不銹鋼主要是Cr18Ni9型鋼（18-8）。成分特點(diǎn)：低碳高鉻高鎳。組織：單相奧氏體。性能特點(diǎn)：高的耐蝕性、塑性和韌性、良好的冷加工性能及焊接性能。用途：廣泛用于制造化工設(shè)備中的構(gòu)件和零件、抗磁儀表、醫(yī)療器械等。當(dāng)前81頁，總共93頁。奧氏體不銹鋼熱處理：①固溶處理將鋼加熱到1050~1150℃使碳化物充分溶解后水冷，獲得單相奧氏體組織，提高耐蝕性。②穩(wěn)定化處理加熱到850~880℃，使鉻中碳化物溶解，然后緩冷，使碳與鈦形成碳化鈦，避免鉻同碳形成碳化物，以消除晶界貧鉻的可能，避免了晶間腐蝕的產(chǎn)生。③去應(yīng)力退火將鋼加熱到300~350℃，消除冷加工應(yīng)力；加熱到850℃以上，消除焊接殘余應(yīng)力。當(dāng)前82頁，總共93頁。4.其他類型不銹鋼（1）雙相不銹鋼典型鋼號如0Cr26Ni5Mo2、03Cr18Ni5Mo3Si2等。

特點(diǎn)：這類鋼的組織由奧氏體和鐵素體兩相組成，其晶間腐蝕和應(yīng)力腐蝕傾向小，強(qiáng)韌性和可焊性較好。

應(yīng)用：可用于制造化工、化肥設(shè)備及管道，海水冷卻的熱交換設(shè)備等。當(dāng)前83頁，總共93頁。（2）沉淀硬化不銹鋼典型鋼號：0Cr17Ni7Al、0Cr15Ni7Mo2Al。經(jīng)固溶、二次加熱及時(shí)效處理后，組織為在奧氏體－馬氏體基體上分布著彌散的金屬間化合物。應(yīng)用：主要用做高強(qiáng)度、高硬度且耐腐蝕的化工機(jī)械和航天用的設(shè)備、零件等。當(dāng)前84頁，總共93頁。1.性能要求①高的抗氧化性指鋼在高溫下對氧化作用的穩(wěn)定性。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。6.5.2耐熱鋼耐熱鋼是指在高溫下具有良好的抗氧化性能并具有足夠強(qiáng)度的鋼種，主要用于制造高壓鍋爐、汽輪機(jī)、內(nèi)燃機(jī)及航空發(fā)動(dòng)機(jī)等在高溫下工作的機(jī)械零件或構(gòu)件。當(dāng)前85頁，總共93頁。②高的熱強(qiáng)性熱強(qiáng)性是指金屬長時(shí)間在高溫和負(fù)荷作用下