模塊八工業(yè)用鋼

金屬材料與熱處理（第二版）2015年１月出版

HeatTreatment大連理工大學出版社主編：王書田“十二五”職業(yè)教育國家規(guī)劃教材高職高專焊接技術及自動化類課程規(guī)劃教材模塊八工業(yè)用鋼鋼是以鐵、碳為主要成分并含有其他元素的多元合金，它的含碳量通常小于2.11%，是現(xiàn)代機械制造工業(yè)中應用最廣泛的金屬材料。鋼的種類很多，鋼的分類最為繁雜。為了便于管理、選用、熟悉和比較，根據(jù)某些特性，從不同角度出發(fā)，把鋼劃分為若干具有共同特點的類別，這些類別的名稱，最常見的有以下幾種：工業(yè)用鋼的分類1、按用途分類按用途分類是主要的分類方法，我國鋼的標準一般都是按用途分類編制的。按用途可劃分為：結構鋼、工具鋼、特殊性能鋼三大類。①結構鋼：用于制造各種機器零件及鋼制構件的鋼種。結構鋼可分為工程構件用鋼和機器制造用鋼。工程構件用鋼：屬于這類鋼的有普通碳素鋼、普通低合金鋼，這類鋼很大一部分是做成型鋼、鋼筋、角鋼、鋼板等，廣泛用于建筑、鐵路、車輛、造船、橋梁、石油、化工、電站、國防等國民經(jīng)濟部門。機器制造用鋼：屬于這類鋼有調(diào)質(zhì)鋼、滲碳鋼、彈簧鋼、軸承鋼等。工業(yè)用鋼的分類②工具鋼：制造各種工具的鋼種。根據(jù)工具的用途，工具鋼又可分為刃具鋼、模具鋼和量具鋼。刃具鋼：屬于這類鋼的有碳素刃具鋼、合金刃具鋼和高速鋼。模具鋼：有冷變形模具鋼和熱變形模具鋼。量具鋼：用于制造各種測量工具的鋼。③特殊性能鋼：具有某種特殊物理或化學性能的鋼種。特殊性能鋼可分為不銹耐酸鋼、耐熱鋼(氧化鋼和熱強鋼）、耐磨鋼、電工鋼。工業(yè)用鋼的分類2、按化學成分分類①按合金元素種類分為碳鋼、鉻鋼、錳鋼、硼鋼、硅錳鋼、鉻鎳鋼等②按合金元素含量劃分按碳量分：低碳鋼（含碳量≤0.25%）；中碳鋼（含碳量0.25%~0.6%）；高碳鋼（含碳量＞0.6%）按合金元素分：低合金鋼（元素總含量＜5％）；中合金鋼（元素總含量為5％～10％）；高合金鋼（元素總含量＞10％）。工業(yè)用鋼的分類3、按金相組織分類①按平衡狀態(tài)或退火狀態(tài)的組織分類可以分為亞共析鋼、共析鋼、過共析鋼和萊氏體鋼。②按正火組織分類可以分為珠光體鋼、貝氏體鋼、馬氏體鋼和奧氏體鋼。③按加熱、冷卻和室溫時的金相組織分類鐵素體鋼：加熱和冷卻時，始終保持鐵素體組織。奧氏體鋼：加熱和冷卻時，始終保持奧氏體組織。復相鋼：如半鐵素體鋼或半馬氏體鋼。工業(yè)用鋼的分類4、按質(zhì)量分類：根據(jù)鋼中所含硫、磷量雜質(zhì)的多少，工業(yè)用鋼分為普通鋼、優(yōu)質(zhì)鋼、高級優(yōu)質(zhì)鋼和特級優(yōu)質(zhì)鋼。

普通鋼：在碳素結構鋼中，A級含硫量≤0.050％、含磷量≤0.045％；B級含硫量、磷量均≤0.045%；C級含硫、磷量均≤0.040％；D級含硫、磷量均≤0.035％。低合金結構鋼：含硫、磷量均≤0.045％優(yōu)質(zhì)鋼：在結構鋼中，含硫、磷量均≤0.035％，在工具鋼中，含硫量≤0.030％，含磷量≤0.035%高級優(yōu)質(zhì)鋼：在結構鋼中，含硫、磷量均≤0.025％，在碳素工具鋼中，含硫量≤0.020％，含磷量≤0.030%在合金工具鋼中，含硫、磷量均≤0.035%特級優(yōu)質(zhì)鋼：含硫、磷量均≤0.015％工業(yè)用鋼的分類除此之外，還有其他分類方法：按脫氧制度分為沸騰鋼、鎮(zhèn)靜鋼、半鎮(zhèn)靜鋼按工藝特點分為鑄鋼、滲碳鋼、氮化鋼、易切鋼按冶煉爐襯分為酸性鋼、堿性鋼按冶煉設備分為轉爐鋼、電爐鋼；電爐鋼又可分為電弧爐鋼、感應爐鋼、真空爐鋼等等；上述分類方法，主要是為了方便和實際需要，因此同一種鋼，可以根據(jù)其不同特點，劃分為不同類型。例如：軸承鋼，按用途特點可以歸于結構鋼；按成分分類是高碳鉻鋼，按質(zhì)量分類屬于高級優(yōu)質(zhì)鋼；按退火組織分類是過共析鋼。鋼產(chǎn)品的牌號表示方法根據(jù)中國國家標準（GB/T221-2008）規(guī)定，鋼鐵產(chǎn)品牌號的命名，采用漢語拼音字母、化學元素符號及阿拉伯數(shù)字相結合的方法。采用漢語拼音字母表示產(chǎn)品名稱、用途、特性和工藝方法時，一般從代表產(chǎn)品名稱的漢語拼音中選取第一個字母。當和另一個產(chǎn)品所選用的字母重復時，可改用第二個字母或第三個字母，或同時選取兩個漢字中的第一個拼音字母為了便于現(xiàn)代化的數(shù)據(jù)處理設備進行存儲和檢索，我國還規(guī)定了鋼鐵及合金牌號統(tǒng)一數(shù)字代號體系。凡列入國家標準和行業(yè)標準的鋼鐵及合金產(chǎn)品應同時列入產(chǎn)品牌號和統(tǒng)一數(shù)字代號，相互對照，兩種表示方法均有效。鋼產(chǎn)品的牌號表示方法1．碳素結構鋼和低合金結構鋼這類鋼分為通用鋼和專用鋼兩類。通用結構鋼采用代表屈服點的拼音字母Q，屈服點數(shù)值（單位為MPa)和規(guī)定的質(zhì)量等級、脫氧方法等符號表示，按順序組成牌號。例如：碳素結構鋼牌號表示為Q235AF、Q235BZ；低合金高強度結構鋼牌號表示為Q345C、Q345D。鋼產(chǎn)品的牌號表示方法碳素結構鋼的牌號組成中，表示鎮(zhèn)靜鋼的符號Z和表示特殊鎮(zhèn)靜鋼的符號TZ可以省略低合金高強度結構鋼分為鎮(zhèn)靜鋼和特殊鎮(zhèn)靜鋼，在牌號的組成中沒有表示脫氧方法的符號。專用結構鋼一般采用代表鋼屈服點的符號Q、屈服點數(shù)值和規(guī)定的代表產(chǎn)品用途的符號等表示，例如：壓力容器用鋼牌號表示為Q345R，焊接氣瓶用鋼牌號表示為Q295HP；鍋爐用鋼牌號表示為Q390g；橋梁用鋼表示為Q420q等。耐候鋼是抗大氣腐蝕用的低合金高強度結構鋼，其牌號表示為Q340NH，Q340GNH。鋼產(chǎn)品的牌號表示方法2．優(yōu)質(zhì)碳素結構鋼和優(yōu)質(zhì)碳素彈簧鋼優(yōu)質(zhì)碳素結構鋼采用阿拉伯數(shù)字或阿拉伯數(shù)字和規(guī)定的符號表示，以兩位阿拉伯數(shù)字表示平均含碳量（以萬分之幾計）。沸騰鋼和半鎮(zhèn)靜鋼，在牌號尾部分別加符號F和b。例如：平均含碳量為0.08％的沸騰鋼，其牌號表示為08F；平均含碳量為0.10％的半鎮(zhèn)靜鋼，其牌號表示為10b。鎮(zhèn)靜鋼一般不標符號。例如：平均含碳量為0.45％的鎮(zhèn)靜鋼，其牌號表示為45。較高含錳量的優(yōu)質(zhì)碳素結構鋼，在表示平均含碳量的阿拉伯數(shù)字后加錳元素符號。例如：平均含碳量為0.50％，含錳量為0.70％~1.00％的鋼，其牌號表示為50Mn。鋼產(chǎn)品的牌號表示方法高級優(yōu)質(zhì)碳素結構鋼，在牌號后加符號A。例如：平均含碳量為0.20％的高級優(yōu)質(zhì)碳素結構鋼，其牌號表示為20A。特級優(yōu)質(zhì)碳素結構鋼，在牌號后加符號E。例如：平均含碳量為0.45％的特級優(yōu)質(zhì)碳素結構鋼，其牌號表示為45E。優(yōu)質(zhì)碳素彈簧鋼的牌號表示方法與優(yōu)質(zhì)碳素結構鋼相同。專用優(yōu)質(zhì)碳素結構鋼，采用阿拉伯數(shù)字（平均含碳量）和規(guī)定的代表產(chǎn)品用途的符號表示。例如：平均含碳量為0.20％的鍋爐用鋼，其牌號表示為20g。鋼產(chǎn)品的牌號表示方法3．易切削鋼易切削鋼采用規(guī)定的符號和表示平均含碳量（以萬分之幾計）的阿拉伯數(shù)字表示。加硫易切削鋼和加硫、磷易切削鋼，在符號Y和阿拉伯數(shù)字后不加易切削元素符號。例如：平均含碳量為0.15％的易切削鋼，其牌號表示為Y15。較高含錳量的加硫或加硫磷易切削鋼，在符號“Y”和阿拉伯數(shù)字后加錳元素符號。例如：平均含碳量為0.40%，含錳量為1.20％~1.55％的易切削鋼，其牌號表示為Y40Mn含鈣、鉛等易切削元素的易切削鋼，在符號Y和阿拉伯數(shù)字后加易切削元素符號。例如：平均含碳量為0.15％，含鉛量為0.15％~0.35％的易切削鋼，其牌號表示為Y15Pb；平均含碳量為0.45％，含鈣量為0.002％~0.006％的易切削鋼，其牌號表示為Y45Ca。鋼產(chǎn)品的牌號表示方法4．合金結構鋼和合金彈簧鋼合金結構鋼牌號采用阿拉伯數(shù)字和規(guī)定的合金元素符號表示。用兩位阿拉伯數(shù)字表示平均含碳量（以萬分之幾計），放在牌號頭部。合金元素含量表示方法為：平均含量小于1.50％時，牌號中僅標明元素，一般不標明含量，平均合金含量為1.50％~2.49％、2.50％~3.49％、3.50％~4.49％、4.50％~5.49％……時，在合金元素后相應寫成2、3、4、5……。例如：碳、鉻、錳、硅的平均含量分別為0.30％、0.95％、0.85％、1.05％的合金結構鋼，其牌號表示為30CrMnSi；碳、鉻、鎳的平均含量分別為0.20％、0.75％、2.95％的合金結構鋼，其牌號表示為20CrNi3。鋼產(chǎn)品的牌號表示方法高級優(yōu)質(zhì)合金結構鋼，在牌號尾部加符號A表示。例如30CrMnSiA。特級優(yōu)質(zhì)合金結構鋼，在牌號尾部加符號E表示，例如：30CrMnSiE。專用合金結構鋼，在牌號頭部（或尾部）加規(guī)定的代表產(chǎn)品用途的符號表示。例如：碳、鉻、錳、硅的平均含量分別為0.30％、0.95％、0.85％、1.05％的鉚螺鋼，其牌號表示為ML30CrMnSi。合金彈簧鋼的表示方法與合金結構鋼相同。例如：碳、硅、錳的平均含量分別為0.60％、1.75％、0.75％的彈簧鋼，其牌號表示為60Si2Mn。高級優(yōu)質(zhì)彈簧鋼，在牌號尾部加符號A。鋼產(chǎn)品的牌號表示方法5．非調(diào)質(zhì)機械結構鋼非調(diào)質(zhì)機械結構鋼，在牌號的頭部分別加符號“F”表示熱鍛用非調(diào)質(zhì)機械結構鋼，加符號“YF”表示易切削非調(diào)質(zhì)機械結構鋼。后面的牌號表示方法與合金結構鋼相同。例如：平均含碳量為0.35％，含釩量為0.060~0.13％的易切削非調(diào)質(zhì)機械結構鋼，其牌號表示為“YF35V”；平均含碳量為0.45％，含釩量為0.06％~0.13％的熱鍛用非調(diào)質(zhì)機械結構鋼，其牌號表示為“F45V”。鋼產(chǎn)品的牌號表示方法6．工具鋼工具鋼分為碳素工具鋼、合金工具鋼、高速工具鋼三類。（1）碳素工具鋼采用規(guī)定的符號和阿拉伯數(shù)字表示。阿拉伯數(shù)字表示平均含碳量的以千分之幾。普通含錳量碳素工具鋼，在表示工具鋼符號T后為阿拉伯數(shù)字。例如：平均含碳量為0.90％的碳素工具鋼，其牌號表示為T9。較高含錳量碳素工具鋼，在表示工具鋼符號T和阿拉伯數(shù)字后加錳元素符號。例如：平均含碳量為0.80％、含錳量為0.40％~0.60％的碳素工具鋼，其牌號表示為“T8Mn”。高級優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼，在牌號尾部加符號A。例如：平均含碳量為1.0％的高級優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼，其牌號表示為T10A。鋼產(chǎn)品的牌號表示方法（2）合金工具鋼表示方法與合金結構鋼相同。但一般不標明含碳量數(shù)字，若平均含碳量＜1.00%，用一位阿拉伯數(shù)字表示含碳量的千分之幾。例如：平均含碳量為1.60％，含鉻量為11.75％，含鉬量為0.50％，含釩量為0.22％的合金工具鋼，其牌號表示為Cr12MoV；平均含碳量為0.90％，含硅量為1.40％，含鉻量為1.10％的合金工具鋼，其牌號表示為9SiCr。鋼產(chǎn)品的牌號表示方法（3）高速工具鋼無論含碳量是多少均不標出。平均含碳量為0.85％，含鎢量為6.00％，含鉬量為5.00％，含鉻量為4.00％，含釩量為2.00％的高速工具鋼，其牌號表示為W6Mo5Cr4V2。（4）低鉻（平均含鉻量小于1％）合金工具鋼在含鉻量（以千分之幾計）前加數(shù)字“0"。例如：平均含鉻量為0.60％的合金工具鋼，基牌號表示為“Cr06”。鋼產(chǎn)品的牌號表示方法（5）塑料模具鋼在牌號頭部加符號“SM”，牌號表示方法與優(yōu)質(zhì)碳素結構鋼和合金工具鋼相同。例如：平均含碳量為0.45％的碳素塑料模具鋼，其牌號表示為“SM45”；平均含碳量為0.34％，含鉻量為1.70％，含鉬量為0.42％的合金塑料模具鋼，其牌號表示為“SM3Cr2Mo”。鋼產(chǎn)品的牌號表示方法7．軸承鋼分為高碳鉻軸承鋼、滲碳軸承鋼、高碳鉻不銹軸承鋼、高溫軸承鋼等（1）高碳鉻軸承鋼在牌號頭部加符號G，但不標明含碳量。鉻含量以千分之幾計，其他合金元素按合金結構鋼的合金含量表示。例如：平均含鉻量為1.50％的軸承鋼，其牌號表示為GCrl5。（2）滲碳軸承鋼采用合金結構鋼的牌號表示方法，僅在牌號頭部加符號G。例如：平均含碳量為0.20％，含鉻量為0.35％~0.65％，含鎳量為0.40％~0.70％，含鋁量為0.10％~0.35％的滲碳軸承鋼，其牌號表示為G20CrNiMo。高級優(yōu)質(zhì)滲碳軸承鋼，在牌號尾部加A，例如：G20CrNiMoA。鋼產(chǎn)品的牌號表示方法（3）高碳鉻不銹軸承鋼和高溫軸承鋼采用不銹鋼和耐熱鋼的牌號表示方法，牌號頭部不加符號G。例如，平均含碳量為0.90％，含碳量為0.18％的高碳鉻不銹軸承鋼，其牌號表示為9Cr18；平均含碳量為1.02％，含鉻量為14％，含鉬量為4％的高溫軸承鋼，其牌號表示為l0Cr14Mo4。鋼產(chǎn)品的牌號表示方法8．不銹鋼和耐熱鋼不銹鋼和耐熱鋼牌號采用規(guī)定的合金元素符號和阿拉伯數(shù)字表示。易切削不銹鋼和耐熱鋼在牌號頭部加Y。①含碳量：用兩位或三位阿拉伯數(shù)字表示碳含量最佳控制值（以萬分之幾或十萬分之幾計）。只規(guī)定碳含量上限者，當碳含量上限不大于0.10％時，以其上限的3/4表示碳含量；當碳含量上限大于0.10％時，以其上限的4/5表示碳含量。例如：碳含量上限為0.08％，碳含量以06表示；碳含量上限為0.15％，碳含量以12表示。鋼產(chǎn)品的牌號表示方法對碳含量不大于0.030％，用三位阿拉伯數(shù)字表示碳含量最佳控制值（以十萬分之幾計）。例如：碳含量上限為0.030％時，其牌號中的碳含量以022表示。規(guī)定上、下限者，以平均碳含量X100表示。例如：碳含量為0.16～0.25％時，其牌號中的碳含量以20表示。②合金元素含量：合金元素含量表示方法同合金結構鋼。鋼中有意加入的鈮、鈦、鋯、氮等含量很低的合金元素，也應在牌號中標出。鋼產(chǎn)品的牌號表示方法9．焊接用鋼焊接用鋼包括焊接用碳素鋼、焊接用合金鋼和焊接用不銹鋼等，其牌號表示方法是在各類焊接用鋼牌號頭部加符號H。例如：H08、H08Mn2Si、HlCr19Ni9。高級優(yōu)質(zhì)焊接用鋼，在牌號尾部加符號A。例如：H08A、H08Mn2SiA。合金元素的作用為改善和提高鋼的某些性能或使之獲得某些特殊性能而有目的在冶煉過程中加入的元素稱為合金元素。非有目的加入的元素通常稱為雜質(zhì)元素。鋼中常用的合金元素有鉻(Cr)、鎳(Ni)、鉬(Mo)、鎢（W）、釩（V）、鈦（Ti）、鈮(Nb)、鋯(Zr)、鈷(Co)、硅(Si)、錳(Mn)、鋁(Al)、銅(Cu)、硼(B)、稀土(RE)等。磷(P)、硫(S)、氮(N)等在某些情況下也起到合金元素的作用。不同國家常使用的合金元素與各國的資源條件有很大的關系。合金元素的作用一、合金元素的分類1．根據(jù)與鐵的作用分類鐵在加熱和冷卻過程中會產(chǎn)生多晶型性轉變。鋼中的合金元素對α-Fe、γ-Fe和δ-Fe的相對穩(wěn)定性以及多型性轉變溫度A3和A4均有極大的影響。合金元素溶入α-Fe中形成以α-Fe為基的固溶體，溶于γ-Fe形成以γ-Fe為基的固溶體。對于那些在γ-Fe中有較大的溶解度，并穩(wěn)定γ-Fe固溶體的合金元素，稱為奧氏體形成元素；在α-Fe有較大的溶解度，使γ-Fe不穩(wěn)定的合金元素，稱為鐵素體形成元素。在純鐵加熱和冷卻過程中產(chǎn)生的多晶型性轉變是在恒定溫度下進行的。加入合金元素后，這個轉變就成為在一個溫度范圍內(nèi)進行，這樣，α相或者δ相在這個溫度范圍內(nèi)就會與γ相在平衡狀態(tài)下同時存在。合金元素的作用根據(jù)合金元素加入后形成的相平衡圖類型，可將合金元素分為兩類，每類分為兩組。（1）擴大γ相區(qū)的奧氏體形成元素：這類合金元素能夠擴大與鐵形成合金的γ相區(qū)域。合金元素含量越多，A3和A4的距離越大，即A3點下降而A4上升。根據(jù)擴大γ相區(qū)的情況又可分為兩組。①開啟γ相區(qū)元素：如鎳、鈷、錳、鉑、銥等元素與γ-Fe可以無限固溶，使γ相區(qū)存在的溫度范圍變寬，使α和δ相區(qū)縮小。②擴大γ相區(qū)元素：如碳、氮、銅、鋅、金、氫等元素，它們雖然使γ相區(qū)擴大、但與γ-Fe是有限固溶，碳、氮形成間隙固溶體，銅形成置換固溶體。這些元素也是屬于奧氏體形成元素。合金元素的作用（2）縮小γ相區(qū)的鐵素體形成元素：這類合金元素能夠縮小與鐵形成合金的γ相區(qū)域。合金元素含量越多，A3和A4的距離越近，即A3點上升而A4下降。根據(jù)擴大γ相區(qū)的情況又可分為兩組。①封閉γ相區(qū)元素：這類元素使A3升高，A4下降，在一定濃度處匯合,γ相區(qū)為α相區(qū)所封閉，在相圖上形成γ圈。屬于這類元素有釩、鉻、鈦、鎢、鉬、鋁、磷、錫、銻、砷等。其中釩、鉻與α-Fe無限固溶，其余都與α-Fe有限溶解。②縮小γ相區(qū)：這類元素與封閉γ相區(qū)相似，但由于出現(xiàn)了金屬間化合物，破壞了γ圈。這類元素有硼、鋯、鈮、鉭、硫、鈰等。合金元素的作用2．根據(jù)與碳的作用分類根據(jù)合金元素加入鋼中與碳發(fā)生作用情況，可以將合金元素分為兩類。（1）非碳化物形成元素：這一類元素包括Ni、Si、Co、A1、Cu等，以溶入α-Fe或γ-Fe中的形式存在，有的可形成非金屬夾雜物和金屬間化合物。另外，Si的含量高時，可使?jié)B碳體分解，使碳游離并以石墨狀態(tài)存在，所以，Si也稱為石墨化元素。（2）碳化物形成元素：這一類元素包括Ti、Nb、Zr、V、Mo、W、Cr、Mn等，它們中的一部分可以溶入奧氏體和鐵素體中，另一部分與碳形成碳化物，各元素在這兩者之間的分配，決定于它們形成碳化物的強弱程度及含量。合金元素的作用2．根據(jù)與碳的作用分類合金元素與碳的親和力越大，形成碳化物的趨勢就越強，這種碳化物也就越穩(wěn)定，越不易分解。合金元素形成碳化物的穩(wěn)定程度由強到弱的排列次序為：Ti、Zr、V、Nb、W、Mo、Cr、Mn、Fe。其中的Ti、Zr、V、Nb為強碳化物形成元素，它們和碳有極強的化合力，只要有足夠的碳，在適當?shù)臈l件下，就能形成它們自己特殊的碳化物，僅在缺少碳的情況下，才以原子狀態(tài)溶入固溶體中。中強碳化物形成元素為W、Mo、Cr，當其含量較少時，多半溶于滲碳體中，形成合金滲族體，當其含量較高時，則可能形成新的特殊碳化物。Mn為弱碳化物形成元素，除少量可溶于滲碳體中形成合金滲碳體外，幾乎都溶解于鐵素體和奧氏體中。合金元素的作用根據(jù)碳原子半徑rC與金屬原子半徑rM的比值，可以將碳化物分為兩類：當rC/rM＞0.59時，形成間隙化合物，如Cr23C6、Cr7C3、Mn3C、Fe3C、M6C（如Fe3Mo3C、Fe3W3C）等。當rC/rM<0.59時，形成間隙相，或稱之為特殊碳化物，如WC、VC、TiC、W2C、Mo2C等，與間隙化合物相比，它們的熔點、硬度高，很穩(wěn)定，熱處理時不易分解，不易溶于奧氏體中。合金元素還可以溶入碳化物中形成多元碳化物，如Fe4Mo2C、Fe21Mo2C6、Fe21W2C6等，其中Fe、W或Fe、Mo的比例常有變化，而且還能溶解其他金屬，故常以M6C、M23C6表示。合金元素溶于滲碳體中即為合金滲碳體，如（FeCr）3C、（FeMn)3C等，常以(FeM)3C表示。合金元素的作用二、合金元素對鐵碳相圖的影響Fe-C相圖是研究鐵碳合金的相變以及對碳鋼進行熱處理時選擇加熱溫度的重要依據(jù)。合金元素對鋼的作用非常復雜，特別是多種元素同時加入鋼中時更是如此，由于超過三元的相圖現(xiàn)在還無法建立，就是三元相圖也很復雜，因此，合金元素對鋼的作用就轉化為對Fe-C相圖的相區(qū)、溫度臨界點、成分點的影響的研究，需要說明的是，這些影響只能是定性的，到現(xiàn)在為止還無法定量。合金元素的作用1．對奧氏體相區(qū)的影響凡是擴大γ相區(qū)的元素均使A1、A3線下降，這樣，如果使γ相區(qū)擴展到室溫以下，就可能在室溫得到奧氏體鋼，如含錳為13%的ZGMn13就是奧氏體鋼。凡是縮小γ相區(qū)的元素均使A1、A3線上升。這樣，如果使γ相區(qū)縮小到很小區(qū)域，就可能得到鐵素體鋼，如含鉻為17%的1Cr17就是鐵素體鋼。合金元素的作用2．對溫度臨界點的影響凡是擴大γ相區(qū)的元素均使溫度臨界點A1、A3、Acm線下降，凡是縮小γ相區(qū)的元素均使溫度臨界點A1、A3、Acm線上升。從而改變奧氏體化的臨界溫度。3．對成分點位置的影響大多數(shù)合金元素均使Fe-C相圖中的成分點S點、E點左移，這意味著合金鋼中碳的質(zhì)量分數(shù)不足0.77％時會成為共析鋼或過共析鋼而析出二次滲碳體；鋼中碳的質(zhì)量分數(shù)不足2.11%時，就會相應地出現(xiàn)共晶萊氏體，成為萊氏體鋼。如含碳為0.4％的4Cr13鋼已不是亞共析鋼而是過共析鋼，含碳為0.7~0.8％的W18Cr4V高速鋼，在鑄態(tài)組織中已出現(xiàn)了萊氏體，因此，不是共析鋼或過共析鋼而是萊氏體鋼。合金元素的作用三、合金元素對鋼熱處理的影響1．合金元素對鋼加熱的影響合金鋼加熱進行奧氏體化是為了獲得成分均勻的奧氏體，希望有盡可能多的合金元素溶入奧氏體中，只有溶入奧氏體，合金元素才能發(fā)揮其提高淬透性的作用。除了少數(shù)元素之外，大多數(shù)元素均減慢奧氏體的形成過程，奧氏體成分均勻化的時間要比碳鋼長得多。因此，為了使奧氏體成分均勻化，必須將合金鋼加熱到更高的溫度和保溫更長的時間。合金鋼加熱也希望獲得細小晶粒的奧氏體組織，因為奧氏體的晶粒大小決定著冷卻轉變生成物的實際晶粒大小。合金元素除Mn、P、C、N之外都有阻礙奧氏體晶粒長大的作用，但作用的強弱程度有所不同。一些強碳化物形成元素，如Ti、V、Zr、Nb都有強烈阻止奧氏體晶粒長大的作用，所以含有這些元素的合金鋼即使在高溫下加熱，也易于獲得細晶粒組織。合金元素的作用2．合金元素對鋼冷卻的影響合金元素對鋼冷卻的影響表現(xiàn)在對過冷奧氏體分解C-曲線的影響上，除了Co之外，其他的合金元素均使C-曲線右移，提高了過冷奧氏體的穩(wěn)定性，也就是提高了鋼的淬透性，其中有些元素還使C-曲線的形狀發(fā)生變化。（1）對珠光體轉變的影響：除了Co和Al外，只要加熱時合金元素能夠溶入奧氏體，都會或多或少地推遲奧氏體向珠光體的轉變。因此。合金鋼的退火和正火工藝比碳素鋼的加熱溫度要高，保溫時間要長，冷卻速度要慢。（2）合金元素對貝氏體轉變的影響：Cr、Mn、Ni等元素對貝氏體轉變有較大的推遲作用。Si對貝氏體轉變也有著強烈地阻滯作用。強碳化物形成元素W、Mo、V、Ti對貝氏體轉變有一定的延緩作用。（3）合金元素對馬氏體轉變的影響除Co、Al之外，大多數(shù)固溶于奧氏體的合金元素均使Ms溫度降低，其中碳的作用最強烈，依次是Mn、Cr、Ni、Mo、W、Si。合金元素的作用3．合金元素對鋼淬火后回火的影響合金元素主要提高了鋼的回火穩(wěn)定性，使回火過程的轉變速度減慢，并把轉變溫度推向更高的溫度。（1）對馬氏體分解的影響:碳化物形成元素V、Nb、Cr、Mo、W等使馬氏體分解減慢。在碳鋼中，碳從馬氏體中的析出溫度約在250~300℃左右，而在含碳化物形成元素的鋼中，可將這一過程推移到更高的溫度（400~500℃），其中V、Nb的作用比Cr、W、Mo更強烈。非碳化物形成元素對這一過程影響不大，但Si可以顯著減慢馬氏體的分解速度。（2）對殘余奧氏體轉變的影響:合金元素大都使殘余奧氏體的分解溫度向高溫方向推移，其中Cr、Mn的作用最顯著。在含有較多的W、Mo、V等元素的高合金鋼中，殘余奧氏體在回火過程中析出碳化物，在冷卻過程中轉變?yōu)轳R氏體?；鼗鹬螅慊痄摰挠捕炔坏唤档?，反而有所升高，這種現(xiàn)象稱為二次硬化。

合金元素的作用（3）對碳化物的形成、聚集和長大的影響：隨著回火溫度的升高，合金元素能夠進行明顯地擴散時，開始在α相和滲碳體間重新分配，碳化物形成元素向滲碳體中富集，置換Fe原子，形成合金滲碳體。非碳化物形成元素將離開滲碳體。與此同時，將發(fā)生合金滲碳體的聚集長大，Ni對其聚集長大沒有影響，而Si和V、W、Mo、Cr則對其聚集長大過程起阻礙作用。在含有Ti、Nb、Zr、V、Mo強碳化物形成元素較多的鋼中，在回火時可能析出細小彌散的特殊碳化物，使鋼的強度、硬度顯著提高，產(chǎn)生二次硬化。（4）對鐵素體回復再結晶的影響：大部分合金元素均延緩鐵素體的回復與再結晶過程，其中Co、Mo、W、Cr、V顯著提高α相的再結晶溫度，Si、Mn的影響次之，Ni的影響不大。合金元素可以顯著地提高再結晶溫度合金元素的作用（5）對回火脆性的影響：第一類回火脆性不可能用熱處理和加入合金元素的方法消除，但Si、Mn等元素可將脆化溫度提高至350~370℃，從而避開在正常溫度回火產(chǎn)生的第一類回火脆性。Ni、Cr、Mn增加第二類回火脆性的脆向，而Mo和W則有抑制和減輕回火脆性的傾向。合金元素的作用四、合金元素對鋼性能的影響鋼中加入合金元素的主要目的是為了使鋼具有更優(yōu)異的性能，對于結構材料來說，首先是提高其力學性能，即既要有高的強度，又要保證材料具有足夠的韌性。鋼材除了具有優(yōu)良的力學性能之外，還應具有良好的工藝性能（如鑄造性能、冷成型性能、壓力加工性能、切削性能、焊接性能及熱處理工藝性能等），若鋼材的工藝性能不能滿足要求，盡管力學性能優(yōu)異，也很難被接受。合金元素加入鋼中主要是通過固溶強化、晶界強化、第二相強化、位錯強化等來提高鋼的強度。合金元素的作用四、合金元素對鋼性能的影響1、通過加入合金元素的固溶方法來強化鋼，使鋼具有高的強度，根據(jù)固溶強化的規(guī)律，隨著溶質(zhì)原子的增多，強度、硬度上升，而塑性、韌性下降，強化效果越大，則塑性韌性下降得越多，使材料的可靠性受到較大的損害，因此為了使鋼既具有較高的強度，又有適當?shù)乃苄?，對溶質(zhì)濃度應當加以控制。2、細化晶粒不但可以提高鋼的強度，而且可以提高鋼的塑性和韌性，這一點是其他強化方式所不具備的。為此，可向鋼中加入Al、Ti、V、Zr、Nb等元素，形成難溶的第二相粒子，這些粒子越彌散細小，數(shù)量越多，則對奧氏體化時晶界遷移的阻力越大，從而細化奧氏體晶粒。奧氏體晶粒越細小，則冷卻轉變后得到的鐵素體、馬氏體等的尺寸越小。合金元素的作用3、第二相粒子可以有效地阻礙位錯運動。第二相粒子越細小，粒子越彌散，其間距越小，則強化效果越好。合金元素的作用主要是為造成均勻彌散分布的第二相粒子提供必要的成分條件。第二相粒子對鋼的塑性有危害作用。而均勻彌散分布的細小球狀粒子可改善鋼的塑性，可采用控制碳化物尺寸、數(shù)量、形狀及分布，減少鋼中夾雜物，將片狀珠光體改變?yōu)榱钪楣怏w的方法改善鋼的塑性。4、金屬中的位錯密度越高，金屬的強度越高。這種用增加位錯密度提高金屬強度的方法稱為位錯強化。鋼中的相變，尤其是馬氏體轉變，不論是在母相還是在新相中，均能形成大量的位錯。合金元素的作用是在塑性變形時使位錯易于增殖，加入合金元素細化晶粒，提高鋼的淬透性，造成彌散分布的第二相和形成固溶體等，都是增加位錯密度十分有效的方法。這也是馬氏體能夠提高鋼的強度的一個重要原因。工程結構鋼工程結構鋼是指專門用來制造工程結構件的一大類鋼種，它廣泛應用于國防、化工、石油、電站、車輛等領域，如用于制造船體、建筑鋼結構件、油井或礦井架、高壓容器、輸送管道、橋梁等，在鋼總產(chǎn)量中占90%左右。工程結構鋼包括碳素結構鋼和低合金高強度結構鋼。工程結構鋼一、工程結構鋼的基本要求工程結構鋼大多用于制造工程結構件，其主要性能要求為足夠的強度和良好的焊接性能、成形工藝性及一定的耐蝕性。1.足夠的強度和韌性工程結構鋼要求有足夠的強度，工程結構件就能承受較大的載荷，減輕整個金屬結構件的質(zhì)量。2.良好的焊接性和成形工藝性焊接是構成金屬結構的常用方法，因此要求有優(yōu)良的焊接性。金屬結構件成形時，常需要塑性變形，如剪切、沖孔、熱彎、深沖等，因此還要求有良好的冷、熱加工性和成形性等工藝性能。3.良好的耐腐蝕性主要指鋼在各類氣候條件下的抗腐蝕能力。工程結構鋼二、碳素結構鋼1.性能特點碳素結構鋼一般是含碳量低于0.25%的低碳結構鋼，它含有害元素及非金屬夾雜物較多，但由于冶煉容易、工藝性能好、價格低廉，而且力學性能也能滿足一般使用要求，因此，常用于制造普通的工程結構件及普通零件。碳素結構鋼在熱軋狀態(tài)下供應，可制成鋼板或各種型鋼如槽鋼、角鋼、扁鋼、圓鋼、工字鋼、鋼筋等。2.牌號的表示方法碳素結構鋼牌號的表示方法:Q+數(shù)字+（質(zhì)量等級）+（脫氧方法）+（專門用途）符號。例如Q235-AF表示A級沸騰鋼。對于專門用途的碳素結構鋼，例如橋梁鋼、船用鋼等，在鋼號最后附加表示用途的字母。例如Q345R表示為壓力容器用鋼，Q345q為橋梁的專業(yè)用鋼。工程結構鋼3.常用碳素結構鋼的特性及用途常用鋼可分為Q195、Q215、Q235和Q275四個牌號Q195、Q215(AB)具有高的塑性、韌性和焊接性能，良好的壓力加工性能，但強度低用于制造鐵釘和各種薄板，如黑鐵皮、白鐵皮（鍍鋅薄鋼板）、馬口鐵（鍍錫薄鋼板），也可用作沖壓板材或焊接結構件Q235(ABCD)具有良好的塑性、韌性、焊接性能、冷沖壓性能，以及一定的強度和好的冷彎性可以滿足鋼結構的要求，應用最廣、最多，常軋制成各種型鋼、鋼板、鋼筋、棒材等，用來制造各種鋼結構以及機器零件，如拉桿、螺栓、連桿、焊接件等Q275具有較高的強度、較好的塑性和切削加工性能、一定的焊接性能。小型零件可以淬火強化。用于制造強度要求較高的零件，如齒輪、軸、鏈輪、鍵、螺栓、螺母、農(nóng)機用型鋼、鏈條等工程結構鋼三、低合金高強度結構鋼低合金高強度結構鋼是指在碳素結構鋼的基礎上，通過添加一種或多種少量合金元素（低于3%），使鋼的強度明顯高于碳素結構鋼的一類工程結構用鋼。目前工業(yè)上廣泛使用的低合金高強度結構鋼的使用狀態(tài)多為熱軋或正火，冶金廠都是軋制成鋼板、型鋼和鋼管供制造廠家選用。一般要經(jīng)過塑性變形和焊接加工，除厚板、高強度鋼焊接件外，一般不進行熱處理。低合金高強度結構鋼主要用于各類工程結構中承載大、自重輕、高強度的工程結構件。工程結構鋼1.成分特點：含碳量較低，多數(shù)為0.1%～0.2%。一般以稍高含量的Mn（0.8%～1.8%）和適當含量的Si來固溶強化，附加V、Ti、Nb等合金元素產(chǎn)生細晶強化和沉淀強化。加入少量的Cr、Ni及Al，可以提高鋼的耐大氣腐蝕性，尤其是在鋼中同時含Cu、P時，效果更佳。工程結構鋼2.性能特點（1）高的強度和良好的塑性（2）良好的焊接性能（3）良好的低溫韌性：低合金高強度結構鋼的脆性轉變溫度約為-40℃，而碳素結構鋼在-20℃左右，因而低合金高強度結構鋼適宜制造在寒冷地區(qū)使用的構件。（4）良好的耐蝕性：由于低合金高強度結構鋼構件的截面尺寸較小，又常在室外使用，故要求比普通碳素結構鋼有更高的抵抗大氣、海水、土壤腐蝕的能力。在低合金高強度結構鋼中加入少量的Cu、P及Al等，可使耐蝕性明顯提高。工程結構鋼3.常用牌號和用途這類鋼按屈服強度可分為Q345、Q390、Q420、Q460、Q500、Q550、Q620、Q690等牌號。低合金高強度結構鋼按用途還可分為結構鋼、耐腐蝕鋼、低溫鋼、耐磨鋼、鋼筋鋼、鋼軌鋼及其他專用鋼按顯微組織可分為鐵素體-珠光體鋼、微珠光體鋼、針狀鐵素體鋼、低碳回火馬氏體鋼、低碳貝氏體鋼和雙相鋼。工程結構鋼Q345、Q390鋼綜合力學性能好，焊接性、冷、熱加工性能和耐蝕性能均好，C、D、E級鋼具有良好的低溫韌性用于船舶、鍋爐、壓力容器、石油儲罐、橋梁、電站設備、起重運輸機械及其他較高載荷的焊接結構件Q420鋼強度高，特別是在正火或正火加回火狀態(tài)有較高的綜合力學性能。用于大型船舶，橋梁，電站設備，中、高壓鍋爐，高壓容器，機車車輛，起重機械，礦山機械及其他大型焊接結構件Q460鋼經(jīng)正火或淬火+回火后有很高的綜合力學性能，冶煉時用Al脫氧，質(zhì)量等級為C、D、E級，可保證鋼的良好韌性，用于各種大型工程結構及要求強度高、載荷大的輕型結構機器零件用鋼機械制造結構鋼又稱為機器零件用鋼，主要用于制造各種機械零件，如各種類型的軸、齒輪、軸承、彈簧、連桿、緊固件等。它們要求有良好的服役性能，有足夠高的強度、塑性、韌性和疲勞極限等。根據(jù)鋼的生產(chǎn)工藝和用途，應用較多的有滲碳鋼、調(diào)質(zhì)鋼、彈簧鋼及滾動軸承鋼等根據(jù)化學成分，又分為碳素鋼和合金鋼兩類。機器零件用鋼與工程結構鋼相比，硫、磷等有害雜質(zhì)限制在較低范圍內(nèi)，鋼的質(zhì)量等級都是優(yōu)質(zhì)和高級優(yōu)質(zhì)。另外，為了更好地發(fā)揮鋼的性能，一般均應進行熱處理。機器零件用鋼二、滲碳鋼1.工作條件和性能要求工作條件：滲碳鋼用來制造齒輪、凸輪、活塞銷等。這些零件往往在滑動、滾動等相對運動的工況下工作，工件之間有摩擦，同時還承受了一定交變彎曲應力和接觸疲勞應力，有時還有一定的沖擊力。這些零件常見的失效形式有過量磨損、表面剝落，甚至斷裂等。性能要求：表面具有高硬度、高耐磨性、高接觸疲勞抗力，而心部應具有良好的綜合力學性能。用滲碳鋼制造的零件，通過滲碳淬火工藝，使表面有高的彎曲和疲勞極限及耐磨性，而心部又有高的強度和韌性。實際上，經(jīng)過滲碳處理后的鋼是一種很好的復合材料，表層相當于高碳鋼，而心部是低碳鋼。機器零件用鋼2.化學成分滲碳鋼中碳的含量決定了滲碳零件心部的強度和韌性，從而影響到零件整體的性能。一般滲碳鋼的碳含量為0.12%～0.25%，個別鋼種可達到0.28%。低的碳含量可保證心部在淬火時得到強韌性好的板條馬氏體組織。滲碳鋼中常用的合金元素Mn、Cr、Ni的主要作用是提高滲碳鋼的淬透性，使較大尺寸的零件在淬火時心部能得到大量板條馬氏體組織，以獲得較高的強度和良好的韌性。根據(jù)零件承受負荷大小的不同情況，心部需要的顯微組織也有所差別。Mo、W、V、Ti等合金元素可以阻止奧氏體晶粒在高溫滲碳時長大，能細化晶粒。機器零件用鋼3.常用滲碳鋼及熱處理①常用滲碳鋼：滲碳鋼都是低碳鋼或低碳合金鋼。常用滲碳鋼按淬透性大小可分為低淬透性鋼、中淬透性鋼和高淬透性鋼三類。低淬透性鋼的典型代表是20和20Cr鋼。由于滲碳時晶粒容易長大，所以不宜采用滲碳后直接淬火工藝。淬透性低，正火、退火后硬度低，切削性能不良，用于制造截面較小、載荷小的零件等。機器零件用鋼中淬透性鋼的典型代表是20CrMnTi鋼。由于多元復合合金元素的作用，其淬透性好，滲碳淬火后具有較高的耐磨性和高的強韌性，特別是低溫沖擊韌性比較好;鋼的滲碳工藝性較好，晶粒長大傾向小，可直接淬火，變形也比較小。一般制造承受高速、中載或重載及承受沖擊的滲碳零件。高淬透性滲碳鋼18Cr2Ni4WA、20Cr2Ni4A等。12Cr2Ni4具有高的綜合力學性能，沖擊韌性高，有回火脆性和形成白點傾向，工藝性能較差。用于制造截面較大且承受重負荷的重要滲碳零件。18Cr2Ni4WA有良好的強韌性配合，缺口敏感性小，高淬透性，工藝性能較差，一般情況下切削性、磨削性較差，可進行滲碳、氮化處理，也可在其他熱處理后使用。用于大截面、高強度又需要良好韌性和缺口敏感性很小的重要滲碳零件。機器零件用鋼②滲碳鋼的熱處理一般滲碳件的滲碳熱處理溫度為930℃左右，滲碳后淬火處理常有直接淬火、一次淬火和二次淬火等方法。碳素鋼和低合金鋼常用直接淬火和一次淬火。例如20CrMnTi鋼齒輪在930℃滲碳后可以預冷到870℃直接淬火18Cr2Ni4WA、20Cr2Ni4A等中合金滲碳鋼，經(jīng)滲碳后直接淬火，滲碳層將存在大量殘留奧氏體，因此，一般是淬火后進行冷處理或者是淬火前進行高溫回火，使殘留奧氏體分解，生產(chǎn)上常用高溫回火、淬火后再低溫回火，使?jié)B碳表層獲得高硬度和高耐磨性的回火馬氏體加上細小碳化物，而心部組織則根據(jù)鋼的淬透性及零件尺寸而定，可獲得低碳回火馬氏體或其他組織，它們具有足夠的強度和塑性，使零件達到表硬里韌的要求。機器零件用鋼三、調(diào)質(zhì)鋼1.工作條件和性能要求這類鋼主要用來制造在多種負荷下工作，受力情況比較復雜，要求具有良好綜合力學性能的連桿、螺栓、主軸、半軸等。調(diào)質(zhì)鋼要具有一定的綜合力學性能，首先是要求有足夠的淬透性，使經(jīng)淬火后零件的截面上得到盡可能厚而均勻的馬氏體層，再加上回火控制碳化物尺寸和彌散度，這樣才可保證達到性能要求。調(diào)質(zhì)鋼在機械零件中是用量最大的一類鋼種。機器零件用鋼2.化學成分大多數(shù)調(diào)質(zhì)鋼的碳含量為0.25%～0.45%。隨著碳含量的增加，鋼的強度、硬度和耐磨性升高，而塑性、韌性下降。因此，應根據(jù)零件的具體性能要求來選擇鋼材的碳含量，在保證強度的前提下，盡量選擇較低的碳含量，以保證零件的韌性。調(diào)質(zhì)鋼中常用的合金元素有Cr、Mn、Mo、V、Si、Ni、B、W、Ti等，Mn、Cr、Si、Ni、B等主要作用是提高鋼的淬透性，尤其是幾種元素的復合作用效果更好。W、Mo、V、Ti等細化晶粒及提高鋼的回火穩(wěn)定性，;W、Mo防止或減緩高溫回火脆性，使鋼具有更好的綜合力學性能。機器零件用鋼3.常用調(diào)質(zhì)鋼及熱處理調(diào)質(zhì)鋼是按淬透性高低來分的。一般分為低淬透性鋼、中淬透性鋼和高淬透性鋼。低淬透性調(diào)質(zhì)鋼中，應用最多的是45和40Cr鋼等。45鋼等碳素鋼生產(chǎn)工藝簡單、價格便宜，用于制造力學性能要求不高、形狀簡單、尺寸較小的零件，也可經(jīng)表面淬火代替滲碳鋼制造各種齒輪、軸、活塞銷等。而40Cr鋼用于制造較重要的調(diào)質(zhì)件及表面淬火件，如汽車上的傳動軸、轉向節(jié)及機床上的主軸、變速齒輪等。為了節(jié)省鉻，可用40MnB、42SiMn等鋼代替40Cr鋼。機器零件用鋼中淬透性合金鋼有40CrNi、42CrMo、40CrMn、30CrMnSi鋼等。高淬透性的調(diào)質(zhì)鋼有40CrNiMo、37CrNi3、40CrMnMo鋼等。調(diào)質(zhì)鋼的熱處理一般采用淬火后再進行500～650℃高溫回火（調(diào)質(zhì)處理），得到回火索氏體，使其具有良好的綜合力學性能。具體溫度則取決于鋼的成分和零件的性能要求。高溫回火時應注意防止某些合金鋼產(chǎn)生的高溫回火脆性。如果零件還要求表面有很好的耐磨性，還可再進行表面淬火或化學熱處理（氮化）。機器零件用鋼

四、彈簧鋼1.工作條件和性能要求彈簧是機械和儀器上的重要零件，應用非常廣泛。彈簧主要有板簧、螺旋彈簧和其他彈性元件。彈簧的主要作用是儲能、減振，它一般在動負荷下工作，即在沖擊、振動或長期均勻的周期改變應力的條件下工作，起到緩和沖擊力的作用，使與它配合的零部件不致受到?jīng)_擊而早期破壞。板簧主要承受彎曲載荷，螺旋彈簧根據(jù)它的不同用途有壓簧、拉簧和扭簧等，主要承受扭轉應力。彈簧主要失效形式為疲勞破壞。彈簧是利用其彈性變形來吸收和釋放外力的，所以要求彈簧有高的彈性極限和較高的屈強比。為防止在交變應力下發(fā)生疲勞和斷裂，彈簧應具有高的疲勞極限和足夠的塑性和韌性。對于特殊條件下工作的彈簧，還要有某些特殊性能，如耐蝕性、耐熱性等。在工藝性能上，對于淬火強化處理的彈簧鋼還應有足夠的淬透性。機器零件用鋼2.化學成分普通常用的彈簧材料是碳素鋼和低合金彈簧鋼，碳素鋼碳的含量為0.6%～1.05%;低合金彈簧鋼碳的含量為0.40%～0.74%，常加入Si、Mn、Cr、V等合金元素。合金元素的主要作用是:Cr和Mn提高淬透性;Si提高彈性極限;V提高淬透性和細化晶粒。為保證彈簧有高的疲勞壽命，要求鋼的純凈度高，非金屬夾雜少，表面質(zhì)量高。另外，Si和V還能提高回火穩(wěn)定性，以進一步提高鋼的彈性極限、屈強比及耐熱性。機器零件用鋼3.常用彈簧鋼根據(jù)彈簧的尺寸及性能要求不同，彈簧鋼分碳素鋼及低合金鋼。碳素鋼有60、65及60Mn、65Mn等。這類鋼價格較便宜，熱處理后具有一定的強度，但由于淬透性差，故只適宜制作直徑小于10mm的不太重要的彈簧60Si2Mn是合金彈簧鋼中最常用的鋼號，它淬透性較高，彈性極限高，疲勞極限也較高，主要用于250℃以下工作的鐵路機車、汽車、拖拉機上的鋼板彈簧。50CrVA淬透性高，彈性極限和疲勞極限也很高，可用于制造特別重要的承受大應力的多種尺寸螺旋彈簧以及大截面、工作溫度在300℃以下的重要彈簧。機器零件用鋼4.彈簧鋼的熱處理彈簧的尺寸不同，其成形與熱處理方法也不同。彈簧絲直徑＜8～10mm的彈簧，常用冷拔彈簧鋼絲后冷卷成形。在冷成形后進行200～400℃去應力退火即可，保留著冷加工的強化作用。有的可在冷成形前進行鹽浴等溫淬火，得到索氏體；有的在冷拔鋼絲中間進行再結晶退火，以便于繼續(xù)加工。機器零件用鋼彈簧絲直徑或彈簧鋼板厚度大于10～15mm的螺旋彈簧或板彈簧，一般在熱態(tài)成形;根據(jù)彈簧的性能要求，熱成形彈簧的熱處理為淬火+中溫回火，以獲得回火屈氏體組織。熱成形彈簧一般是將淬火加熱與熱成形結合起來，即加熱溫度略高于淬火溫度，加熱后進行熱卷成形，然后利用余熱立即進行淬火。淬火后根據(jù)性能要求選350-500℃中溫回火。為了提高彈簧的強度和疲勞壽命，形變熱處理及噴丸、滲氮等表面處理工藝在彈簧制造中得到了廣泛的應用。機器零件用鋼五、滾動軸承鋼1.工作條件和性能要求滾動軸承是各種機械傳動部分的基礎零件之一。滾動軸承由內(nèi)、外套圈和滾動體及保持架組成。滾動軸承鋼主要用于制造內(nèi)、外套圈及滾動體，保持架用08F和10鋼制造。工作條件：滾動軸承工作時，套圈和滾動體之間呈點接觸或線接觸，在接觸面上承受著極大的交變負荷，從而容易造成疲勞破壞。滾動軸承鋼在高速運轉時，既有滑動摩擦，也有滾動摩擦，并不時受到?jīng)_擊，還要受到大氣及潤滑劑的腐蝕作用。因此，滾動軸承是在繁重而惡劣的條件下工作的，疲勞剝落和磨損是其主要損壞形式。性能要求：滾動軸承鋼必須具有足夠的抗壓強度和疲勞極限；高的硬度、耐磨性及一定的韌性；耐蝕性和尺寸穩(wěn)定性。為了滿足軸承的性能要求，對于軸承鋼來說，正確的化學成分、高的冶金質(zhì)量和合理的加工工藝是保證性能要求的三個關鍵因素。機器零件用鋼2.化學成分軸承鋼其含碳量為0.95%～1.15%，高的碳含量是為了保證軸承鋼具有高的強度、硬度和耐磨性。常加的合金元素是Cr用以提高鋼的淬透性，并使其在熱處理后與碳形成均勻細小的碳化物，提高鋼的強度、硬度和耐磨性，同時還能提高鋼的耐蝕性。但Cr含量過高，則會增加淬火后殘余奧氏體量，使硬度及尺寸穩(wěn)定性下降，同時會增加碳化物的不均勻性，從而使疲勞極限下降。制造大型軸承的鋼，為了進一步提高其淬透性，還加入Si、Mn等元素。軸承鋼對S、P含量極其嚴格（WS<0.020%、WP<0.007%），原因是S、P會形成非金屬夾雜物，降低軸承鋼的疲勞極限。機器零件用鋼3.常用軸承鋼目前應用最廣泛的軸承鋼是高碳鉻軸承鋼系列，如GCr15、GCr15SiMn等。GCr15鋼用于制造中、小型軸承的內(nèi)、外套圈及滾動體，GCr15SiMn鋼應用于較大型滾動軸承。此外根據(jù)不同工作條件，還有滲碳軸承鋼，如G20CrNiMo、G10CrNi3Mo等，以及不銹軸承鋼，如9Cr18、9Cr18Mo等。另外，鉻滾動軸承鋼是性能較好的過共析鋼，除大量制造滾動軸承外，還可以用于制造精密量具、冷沖模、形狀復雜的刃具及某些精密零件。機器零件用鋼4.滾動軸承鋼的熱處理滾動軸承鋼的熱處理包括預備熱處理和最終熱處理。預備熱處理是球化退火：滾動軸承鋼在切削加工前必須進行球化退火，其目的是均勻組織、降低硬度、便于切削加工，同時為最終熱處理做組織準備。球化退火后的組織為球狀珠光體，硬度低于210HBW。當有粗大的網(wǎng)狀碳化物時，應先正火消除再進行球化退火最終熱處理是淬火+低溫回火：淬火+低溫回火的目的是使鋼的力學性能滿足使用要求，即獲得高強度、硬度、耐磨性和疲勞極限。淬火和低溫回火的組織為極細的回火馬氏體、細小均勻的碳化物及少量的殘余奧氏體，硬度為61～65HRC，回火溫度為150～170℃。對于精密軸承零件，為了提高其尺寸穩(wěn)定性，一般在淬火后立即進行一次-70℃左右的冷處理，以盡量減少鋼中的殘余奧氏體量，然后再進行低溫回火，并在磨削加工后再進行120～130℃、5～10h的時效處理。工具鋼對各種材料進行加工，需要采用各種工具，用來制造刀具、模具、量具等工具的鋼稱為工具鋼。例如鉆頭是由刃部和柄部組成的。工作時，鉆頭刃部因伸入被加工金屬內(nèi)部進行鉆削，被金屬包圍，散熱困難，升溫快，冷卻條件差，尤其是在高速強力切削時，刃部溫度可達600℃左右，即使在低速切削時，刃部溫度也在100℃以上。因此，要求刃部應具有高的硬度、耐磨性和熱硬性，并保持適當?shù)膹姸?、韌性，防止工作時受力折斷。此外，鉆頭在使用過程中，刃部不斷磨損，故需經(jīng)常刃磨，要求整個刃部都應淬透。柄部不承擔切削，僅要求具有足夠的強度、韌性及一定的硬度。工具鋼按其用途可分為刃具鋼、模具鋼和量具鋼;按化學成分工具鋼可分為碳素工具鋼和合金工具鋼兩大類。高速工具鋼（簡稱高速鋼）因其成分和組織的特殊性以及產(chǎn)量大，一般單獨作為一類。工具鋼刃具鋼1.刃具的工作條件和性能要求工作條件：刃具主要是指用于切削金屬或非金屬的刀具，如車刀、銑刀、鉆頭等。刃具在工作時，受到彎曲、剪切、沖擊、扭轉、振動、摩擦等力的作用產(chǎn)生熱量，有可能使刀刃溫度升高到600℃甚至更高，同時刃部也發(fā)生磨損。切削量越大，切削速度越快，刃部溫度越高。性能要求：要求刃具必須具備高硬度、高耐磨性、一定的韌性和塑性，有的還要求有熱硬性。工具鋼2.碳素工具鋼①化學成分為了保證刃具具有高的硬度和耐磨性，碳素工具鋼的碳含量高達0.65%～1.35%，并且對Si、Mn、S、P等雜質(zhì)元素含量控制嚴格。②常用碳素工具鋼常用的碳素工具鋼有T7、T8、T9、T10、T11、T12和T13。高級優(yōu)質(zhì)的T7A～T13A鋼。碳素工具鋼淬火、回火后的硬度差別不大，但隨著鋼中碳含量的增加，未溶滲碳體量增多，鋼的耐磨性提高，而韌性降低。雖然碳素工具鋼的加工性能好，價格低廉，有較高的硬度和耐磨性，但由于其淬透性和熱硬性差，所以應用受到限制。工具鋼③熱處理碳素工具鋼的熱處理包括鍛后球化退火和加工成形后的淬火+低溫回火。淬火溫度在Ac1+30～50℃，以保證淬火后得到在馬氏體基體上分布著均勻、細小、顆粒狀的碳化物組織，使其具有較高的硬度和耐磨性。由于碳素工具鋼的淬透性較低，為了獲得馬氏體組織，淬火冷卻時，除了形狀復雜、有效厚度小于5mm的小刃具在油中冷卻外，一般都選用水冷，故變形和開裂傾向較大。淬火后應立即進行回火，采用180～200℃的低溫回火。工具鋼3.低合金工具鋼①化學成分為了彌補碳素工具鋼的不足，加入合金元素Cr、Mn、Si、W、V等，其總的含量在5%以下。其中Cr、Mn、Si的主要作用是提高鋼的淬透性和強度；W和V的主要作用是在鋼中形成硬而穩(wěn)定的碳化物，以提高鋼的硬度和耐磨性，并防止鋼在加熱時的過熱現(xiàn)象，保持其細小晶粒;另外，Si還能提高回火穩(wěn)定性，Mn還能提高淬火后的殘余奧氏體量，使淬火變形小。工具鋼②常用低合金工具鋼常用的低合金工具鋼有9SiCr、CrWMn等。9SiCr鋼有高的淬透性和回火穩(wěn)定性，適用于制造變形要求小的薄刃刀具，如絲錐、板牙、鉸刀等。CrWMn鋼具有高的淬透性、高的硬度和耐磨性、淬火變形小的特點，它適用于制造截面較大、切削刃口不劇烈受熱、要求淬火變形小、耐磨性高的工具，如長絲錐、長鉸刀、拉刀等。低合金工具鋼廣泛用于制造精度要求較高、形狀復雜、尺寸較大的低速切削刃具。工具鋼③熱處理低合金工具鋼的熱處理與碳素工具鋼基本相同，包括球化退火和淬火+低溫回火。由于合金元素的作用，使合金工具鋼的導熱性較差，所以形狀復雜或截面尺寸較大的刃具淬火加熱時，要進行一次600～650℃預熱。淬火加熱時既要保證一部分碳化物溶入奧氏體中，以提高鋼的淬透性，又要留有一部分碳化物來提高其耐磨性。淬火加熱溫度要根據(jù)刃具的形狀、尺寸、性能要求等確定。淬火冷卻時，由于低合金工具鋼的淬透性較高，一般可采用油淬、分級淬火或等溫淬火?；鼗饻囟纫话銥?60～200℃。淬火、低溫回火后的組織為回火馬氏體和顆粒狀的合金碳化物及少量的殘余奧氏體，硬度為60～65HRC。工具鋼

4.高速鋼高速鋼適用于制造高速切削刃具，可保證刃部在650℃時的硬度仍高于50HRC，從而具有優(yōu)良的切削性和耐磨性。

①化學成分高速鋼含碳量較高并含有大量的W、Mo、Cr、V等元素。C：較高的碳含量可以保證形成足夠的合金碳化物，從而獲得高的硬度、耐磨性及熱硬性。碳含量必須與其他合金元素含量相匹配，過高、過低對性能都有不利影響，碳含量都應限定在較窄的范圍內(nèi)。W：鎢是獲得熱硬性的主要元素，它在高速鋼中形成碳化物。淬火加熱時，一部分碳化物溶入奧氏體，淬火后形成含有鎢及其他合金元素的、有很高回火穩(wěn)定性的馬氏體，在560℃左右回火時，以W2C形式彌散析出，造成二次硬化，使高速鋼具有高的熱硬性，并且提高鋼的耐磨性。淬火加熱時未溶解的碳化物阻礙奧氏體晶粒的長大。工具鋼Mo：作用與W相似，1%的Mo可以代替2%的W。Cr：在高速鋼中的主要作用是提高淬透性。幾乎所有的高速鋼中Cr的含量均為4%左右，當Cr的含量為4%時，空冷即可得到馬氏體組織;其次，Cr還能提高鋼的抗腐蝕能力及抗氧化脫碳能力。V：能顯著提高鋼的熱硬性、硬度及耐磨性，并能細化晶粒，降低鋼的過熱敏感性，因此，V是強碳化物形成元素。淬火加熱時V部分溶入奧氏體中，并在淬火后存在于馬氏體中，回火時提高回火穩(wěn)定性并產(chǎn)生二次硬化?；鼗饡r析出的VC具有極高的硬度（83～85HRC），同時VC極為穩(wěn)定，在1200℃以上才開始明顯溶入奧氏體中，未溶解的VC阻礙奧氏體晶粒長大。但V含量過高，其磨削性能差，一般高速鋼中V的含量為1%～4%。工具鋼②鑄態(tài)組織由于高速鋼中含有大量的合金元素，使碳在γ-Fe中的最大溶解度點E顯著左移，故高速鋼的鑄態(tài)組織中出現(xiàn)了萊氏體，屬于萊氏體鋼，鑄造高速鋼的萊氏體中的共晶碳化物呈魚骨狀，組織和化學成分極不均勻，并且不能用熱處理的方法加以消除，必須經(jīng)過反復鍛造才能使其破碎、均勻。工具鋼③常用高速鋼：目前常用的高速鋼主要是鎢系和鉬系兩大類。鎢系：典型的牌號為W18Cr4V，W18Cr4V鋼發(fā)展較早，使用比較成熟，能滿足一般性能要求。但其碳化物偏析較嚴重，熱塑性差，成形較難，在加工特別硬或韌性好的材料時，硬度和熱硬性顯得還不夠理想，而且含鎢量高，價格較貴，所以主要用于制造截面較小的刃具和普通鉆頭等。鎢鉬系：以W6Mo5Cr4V2、W6Mo5Cr4V3等。該類鋼是用鉬代替一部分鎢，并提高了釩的含量，碳化物的偏析程度有所改善，熱塑性較好，便于成形，熱處理時過熱傾向減小，強度、韌性提高，通用性進一步提高，使用壽命延長，而且價格低。其使用日益增多，一般可代替W18Cr4V鋼制造鉆頭、滾刀、銑刀、插齒刀、擴孔刀等，更適合制造薄棱刃具及大截面的刃具。工具鋼含鈷高速鋼：如W18Cr4VCo5、W6Mo5Cr4V2Co5，這類鋼熱硬性好，但是價格昂貴。超硬高速鋼的典型牌號為W6Mo5Cr4V2Al，具有高硬度（65～70HRC）、高熱硬性的特點，成本比鈷高速鋼低。各種高速鋼具有高的熱硬性、耐磨性及較高的強度和韌性，不僅可以制作高速切削、大切削量的刃具，也可以制造載荷大、形狀復雜、貴重的切削刃具，如拉刀、齒輪銑刀等。此外，還可以用于制造冷沖模、冷擠壓模及某些要求耐磨性高的零件。高速鋼是較貴重的高合金鋼，故應該節(jié)約使用。工具鋼④熱處理高速鋼的熱處理包括鍛造后退火和加工后的淬火+回火。高速鋼鍛造后必須進行等溫球化退火。退火后的組織為索氏體基體上均勻地分布著細小的碳化物顆粒，硬度為207～255HBW。高速鋼淬火、回火的特點是淬火加熱溫度高（一般為1200～1300℃），淬火后要在500℃左右多次回火。高速鋼淬火、回火后的組織為極細的回火馬氏體、較多的顆粒狀碳化物及少量殘余奧氏體，硬度為63～66HRC。為了提高高速鋼刃具的使用壽命，可在淬火、回火后再進行表面強化處理。常用的表面強化處理方法有氣體軟氮化、硫氮共滲、蒸氣處理、離子滲氮及氣相沉積等。工具鋼三、模具鋼模具是機械制造工業(yè)中制造零件的主要加工工具。根據(jù)其工作條件不同，模具又分為冷作模具鋼、熱作模具鋼和塑料模具鋼。1.冷作模具鋼（1）工作條件和性能要求工作條件：冷作模具鋼是指金屬在冷態(tài)下變形所用的模具鋼。冷變形通常是將板或棒材拉延、沖壓、冷鐓或冷擠壓成形。這類模具在工作過程中共同的特點是工作溫度不高，模具主要承受高的壓力和沖擊力，有強烈的摩擦。失效形式一般是磨損，也有斷裂、崩刃和變形超差。性能要求：具有高硬度和高耐磨性，以及一定的韌性;在工藝上則要求具有足夠的淬透性。另外，冷變形加工后的零件一般不再加工或很少加工，因而還要求熱處理時變形要小，以保證模具較高的尺寸精度。工具鋼（2）常用鋼種①碳素工具鋼，如T8A、T10A、T12A等，主要用于工作時受力不大、形狀簡單、尺寸較小、變形要求不太嚴的模具。②低合金工具鋼，如9SiCr、CrWMn、9Mn2V、GCr15等，用于制造工作時受力不大，但形狀復雜或尺寸較大的模具。③高碳高鉻鋼，如Cr12、Cr12MoV、Cr4W2MoV等，主要用于制造要求高耐磨性、高淬透性和變形量小的高精度、重負荷模具。④高速鋼，如W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2等，主要用于制造冷壓、冷鐓模具。工具鋼（3）典型鋼種的熱處理碳素工具鋼、低合金工具鋼及高速鋼的熱處理特點與刃具鋼基本相同。但冷作模具對淬火變形的要求比刃具高，更應注意防止淬火變形，一般都采用下限加熱溫度。Cr12型模具鋼的熱處理：Cr12型模具鋼屬于萊氏體鋼，必須經(jīng)過鍛造后等溫球化退火，退火后硬度為207～269HBW。最終熱處理有兩種方法：①一次硬化法：采用較低的淬火溫度+低溫回火。如Cr12鋼采用980℃左右淬火、160～180℃回火，可獲得61～63HRC的高硬度與高耐磨性，并且淬火變形小。②二次硬化法：采用較高的淬火溫度+多次回火。如Cr12鋼采用1100℃左右的溫度淬火，由于加熱時溶解的碳化物多，Ms點低，殘余奧氏體多，淬火后硬度較低，但經(jīng)多次510～520℃回火，產(chǎn)生二次硬化，硬度可達到60～63HRC，可獲得較高的熱硬性，但韌性較低，變形量較大，適于在400～500℃條件下工作的模具或需進行氮化處理的模具。工具鋼2.熱作模具鋼熱作模具鋼是用來制造使加熱金屬或液態(tài)金屬獲得所需要形狀的模具。這種模具是在反復受熱和冷卻的條件下進行工作的。變形加工過程完成得越慢，模具受熱的時間就越長，受熱的程度就越嚴重。根據(jù)模具的具體工作條件，熱作模具可分為熱鍛模、熱擠壓模和壓鑄模等。工具鋼（1）熱鍛模熱鍛模是通過沖擊加壓使被加熱金屬發(fā)生塑性變形的工具。它在工作過程中承受很大的沖擊載荷、復雜的應力及強烈的摩擦力，同時還要經(jīng)過反復的加熱和冷卻，其主要失效形式是產(chǎn)生疲勞裂紋。因此要求熱鍛模具鋼具有較高的高溫強度和耐磨性、良好的耐熱疲勞性和導熱性、良好的沖擊韌性，較大型熱鍛模用鋼還要有高的淬透性等。熱鍛模一般采用碳含量為0.45%～0.6%的中碳合金鋼，以保證熱處理后獲得優(yōu)良的強度與韌性、一定的硬度和耐磨性、良好的導熱性。合金元素Cr、Mn、Ni的主要作用是提高淬透性，Ni還能提高韌性，合金元素Mo的主要作用是提高回火穩(wěn)定性及防止高溫回火脆性。工具鋼常用的熱鍛模用鋼是5CrNiMo、5CrMnMo。5CrNiMo鋼具有良好的韌性、強度與耐磨性，并在500～600℃時力學性能幾乎不降低，并且淬透性非常好，常用來制造大、中型熱鍛模。而5CrMnMo鋼用Mn代替貴重的Ni，使綜合力學性能與抗熱疲勞性和淬透性稍低，它適于制造中、小型熱鍛模。熱鍛模經(jīng)鍛造后需進行退火，然后再進行淬火+回火，以獲得要求的使用性能。5CrNiMo、5CrMnMo鋼經(jīng)820～860℃淬火加熱，在空氣中預冷到780℃左右油淬后可在520～580℃范圍內(nèi)回火，具體回火溫度按模具大小而定。工具鋼（2）壓鑄模壓力鑄造是在高的壓力下使液態(tài)金屬擠滿型腔成形。在工作中模具反復與熾熱金屬接觸，因此對壓鑄模用鋼要求有高的耐熱疲勞性、較高的導熱性、良好的耐磨性及耐蝕性和一定的高溫強度等。目前常用的壓力鑄造大致可分為鋅合金、鋁合金、鎂合金、銅合金和黑色金屬等五大類。這些金屬的熔點、壓鑄溫度不同，模具的工作溫度和硬度要求也不同。壓鑄模具鋼的選擇要根據(jù)澆注金屬的溫度和種類來決定。常用的壓鑄模用鋼鋼號有3Cr2W8V、4Cr5MoSiV、3Cr3Mo3VNb等，其中3Cr2W8V鋼應用最廣。3Cr2W8V鋼碳含量為0.3%～0.4%，但由于所含合金元素多，屬于過共析鋼。合金元素Cr、W、V等可使鋼的Ac1提高到820～830℃，因而其抗熱疲勞性較高，主要用于制造澆注溫度較高的銅合金、鋁合金的壓鑄模，也可用于制作擠壓鋼、銅合金的模具。3Cr2W8V鋼鍛后必須進行球化退火，以改善組織，降低硬度，便于切削加工。切削加工后，一般加熱到1050～1150℃空冷或油冷淬火，形狀復雜的用分級淬火。淬火后在560～660℃范圍內(nèi)2～3次回火。淬火、回火后的組織為回火馬氏體、粒狀碳化物及少量殘余奧氏體。

工具鋼

3.塑料模具鋼塑料模具鋼應用于塑料制品成形用模具的制造。目前研究開發(fā)的專門系列鋼號還比較少，基本上都是其他材料應用于塑料模具。（1）工作條件和性能要求塑料制品很多是采用模壓成形的，壓制塑料所受的溫度常在200～250℃范圍內(nèi)。部分塑料品種在壓制時析出有害氣體，對型腔有較大的侵蝕作用。因此要求模具加工面有低的粗糙度值（模具材料夾雜物少，組織均勻，表面硬度高），表面有一定耐磨耐蝕性，足夠的強度和韌性，熱處理時變形要小。工具鋼（2）常用鋼種塑料模具專用鋼主要有SM45、SM50、SM55等，其用量比較大，主要用于一般零件或次要零件上。對于中、小型且不是很復雜的模具，現(xiàn)在還較多地采用T7A、T10A、9Mn2V、CrWMn、Cr2等工具鋼制造。使用硬度一般為45～55HRC。對于大型塑料模具，可采用SM4Cr5MoSiV、SM4Cr5MoSiV1鋼。要求較高耐磨性時可選用SMCr12Mo1V1和Cr12MoV鋼。對于壓制時會析出有害氣體的塑料模具，可采用SM2Cr13、3Cr13、4Cr13Mo、9Cr18等不銹鋼制造。對于SM2Cr13、3Cr13鋼制造的模具，可在950～1000℃加熱淬火，油中冷卻，在200～220℃回火。工具鋼

四、量具鋼1.工作條件和性能要求：在機械制造行業(yè)大量使用的量規(guī)、卡尺、樣板等，都稱為量具。量具的用途是測量工件的尺寸和形狀，所以量具最重要的要求是具有穩(wěn)定而精確的尺寸。引起量具尺寸精度降低的原因主要有兩個:一個是量具在使用過程中經(jīng)常與被測工件接觸而被磨損，另一個是量具在長期使用和存放過程中由于組織和應力變化引起尺寸變化。為此，量具鋼必須要有高的硬度和耐磨性、高的尺寸穩(wěn)定性和足夠的韌性，特別精密的量具還要求有良好的耐蝕性。工具鋼2.常用量具鋼：量具用鋼沒有專用的鋼號，都是選用各類結構鋼和工具鋼等常用鋼種來制造。常用的量具鋼有碳素工具鋼、高碳低合金鋼及滲碳鋼等。碳素工具鋼有T10A、T12A等，主要用于制造形狀簡單、精度要求不是很高的量具，如量規(guī)、樣圈等圓形量具。高碳低合金鋼有GCr15、CrWMn等，主要用于制造形狀復雜、高精度的量具。滲碳鋼有15、20、15Cr、15CrMn等，主要用于制造長形或平板狀量具，并經(jīng)滲碳、淬火和低溫回火后使用。對于要求耐腐蝕的量具，可用9Cr18不銹鋼制造。工具鋼3.量具的熱處理：量具熱處理的目的是提高硬度、耐磨性及尺寸穩(wěn)定性。因此，除了要進行球化退火及淬火加低溫回火以獲得高硬度、高耐磨性外，還要采取措施使量具有高的尺寸穩(wěn)定性。工具鋼量具尺寸不穩(wěn)定的原因有三個:殘余奧氏體轉變成馬氏體，引起體積膨脹;馬氏體在使用過程中繼續(xù)分解，正方度降低，引起體積收縮;殘余內(nèi)應力的存在和重新分布，引起變形。因此，量具的熱處理特點是：①淬火：在保證硬度的前提下，盡量降低淬火溫度，以減小應力，降低馬氏體正方度及殘余奧氏體量。②冷處理：淬火后必須進行冷處理，減少殘余奧氏體量。③回火：一般用低溫（150～160℃）長時間回火，在保證高硬度的前提下，盡量降低應力。④時效處理：淬火、回火后，再在