第七章合金鋼2

1、l對結(jié)構(gòu)鋼的性能要求為：對結(jié)構(gòu)鋼的性能要求為： l使用性能使用性能以強韌性為主。以強韌性為主。 l工藝性能工藝性能以可焊性、淬透以可焊性、淬透 性為主。性為主。 l合金結(jié)構(gòu)鋼除少量為中高合金結(jié)構(gòu)鋼除少量為中高 合金鋼外，都是低合金鋼合金鋼外，都是低合金鋼. . 銅陵長江公路大橋銅陵長江公路大橋 l1、成分：、成分：0.4%C, P、 S量及非金屬夾雜較多量及非金屬夾雜較多. l2、性能：、性能：可焊性、塑可焊性、塑 性好。性好。 l3、熱處理：、熱處理：不進行專不進行專 門熱處理，熱軋空冷態(tài)門熱處理，熱軋空冷態(tài) 下使用。下使用。 l4、使用狀態(tài)下組織：、使用狀態(tài)下組織： F+P 一、碳素結(jié)構(gòu)鋼

2、一、碳素結(jié)構(gòu)鋼 l5、用途、用途 l常以熱軋板、帶、棒及型常以熱軋板、帶、棒及型 鋼使用，用量約占鋼材總鋼使用，用量約占鋼材總 量的量的70%。 l用于建筑結(jié)構(gòu)，適合焊接用于建筑結(jié)構(gòu)，適合焊接、 鉚接、栓接等。鉚接、栓接等。 螺紋鋼螺紋鋼 l1、性能要求、性能要求 l 高強度及足夠韌性。高強度及足夠韌性。 l 良好的焊接性能。良好的焊接性能。 l 良好的耐蝕性及低良好的耐蝕性及低 的韌脆轉(zhuǎn)變溫度。的韌脆轉(zhuǎn)變溫度。 l2、成分特點、成分特點 l 低碳：低碳：0.2%C. l 合金元素：合金元素：主要是主要是Mn，還有少量，還有少量V、Ti、Nb等。等。 二、低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼二、低合金高強度結(jié)構(gòu)

3、鋼 l3、熱處理、熱處理：大多數(shù)大多數(shù) 熱軋空冷后使用熱軋空冷后使用。 少數(shù)可用正火少數(shù)可用正火+高溫高溫 回火處理。回火處理。 l4、使用狀態(tài)下組織、使用狀態(tài)下組織： F+P 低合金高強鋼合金元素細化晶粒作用低合金高強鋼合金元素細化晶粒作用 l Mn的作用的作用是強化鐵素體；增加珠光體的量。是強化鐵素體；增加珠光體的量。 l V、Ti、Nb等等起細化晶粒和彌散強化作用。起細化晶粒和彌散強化作用。 l 另外加另外加Cu、P可提高耐蝕性；加可提高耐蝕性；加RE可提高韌性、可提高韌性、 疲勞極限，降低冷脆轉(zhuǎn)變溫度。疲勞極限，降低冷脆轉(zhuǎn)變溫度。 l5、用途：、用途： lQ345鋼鋼(16Mn)綜合性

4、能綜合性能 好，用于船舶、橋梁、好，用于船舶、橋梁、 車輛等大型鋼結(jié)構(gòu)。車輛等大型鋼結(jié)構(gòu)。 lQ390鋼含鋼含V、Ti、Nb， 強度高，用于中等壓力強度高，用于中等壓力 的壓力容器。的壓力容器。 lQ460鋼含鋼含Mo、B，正火，正火 組織為貝氏體，強度高組織為貝氏體，強度高, 用于石化中溫高壓容器用于石化中溫高壓容器. 南京長江大橋南京長江大橋 l制造滲碳零件的鋼種。制造滲碳零件的鋼種。 l1、性能要求、性能要求 l 表面具有高硬度、表面具有高硬度、 高耐磨性，心部具有足高耐磨性，心部具有足 夠的韌性和強度，即表夠的韌性和強度，即表 硬里韌硬里韌。 l 良好的熱處理性能良好的熱處理性能, 如

5、淬透性和滲碳能力。如淬透性和滲碳能力。 三、滲碳鋼三、滲碳鋼 滲碳爐滲碳爐 l2、成分特點、成分特點 l 低碳：低碳：0.10.25%C l 合金元素作用：合金元素作用： l 提高淬透性：提高淬透性： Cr、Mn、Ni、B l 強化鐵素體：強化鐵素體： Cr、Mn、Ni l 細化晶粒：細化晶粒： W、Mo、Ti、V 滲碳件滲碳件 高精密獨高精密獨 立導(dǎo)柱立導(dǎo)柱 滲碳淬火后的表層組織滲碳淬火后的表層組織 l3、熱處理特點、熱處理特點 l滲碳件的加工工藝路線為：下料滲碳件的加工工藝路線為：下料鍛造鍛造正火正火 機加工機加工滲碳滲碳淬火淬火+低溫回火低溫回火 l正火目的正火目的為調(diào)整硬度，便于切削加

6、工。為調(diào)整硬度，便于切削加工。 l淬火溫度淬火溫度一般為一般為 Ac1+30-50。 l4、使用狀態(tài)下組織、使用狀態(tài)下組織 l心部：心部：M回 回+F l表層：表層：M回 回+顆粒狀碳化物 顆粒狀碳化物+A(少量少量)； l5、常用鋼號及用途、常用鋼號及用途 l低淬透性鋼：低淬透性鋼：20、 20Cr。 柴油機凸輪軸柴油機凸輪軸 用于受力小的耐用于受力小的耐 磨件，如柴油機磨件，如柴油機 的活塞銷、凸輪的活塞銷、凸輪 軸等。軸等。 l中淬透性鋼：中淬透性鋼： 20CrMnTi。用用 于中等載荷的于中等載荷的 耐磨件，如變耐磨件，如變 速箱齒輪。速箱齒輪。 l高淬透性鋼：高淬透性鋼： 18Cr2

7、Ni4WA. 用于大載荷的用于大載荷的 耐磨件，如柴耐磨件，如柴 油機曲軸。油機曲軸。 增壓柴油機曲軸增壓柴油機曲軸 調(diào)質(zhì)件（螺桿）調(diào)質(zhì)件（螺桿） l調(diào)質(zhì)后使用的鋼種。調(diào)質(zhì)后使用的鋼種。 l1、性能要求、性能要求 l 良好的綜合力學(xué)性能良好的綜合力學(xué)性能. l 良好的淬透性。良好的淬透性。 四、調(diào)質(zhì)鋼四、調(diào)質(zhì)鋼 l2、成分特點、成分特點 l 中碳：中碳：0.30.5%C l 合金元素作用：合金元素作用： l 提高淬透性提高淬透性: Mn、Si、Cr、Ni、B l 強化鐵素體強化鐵素體: Mn、Si、Cr、Ni l 細化晶粒細化晶粒: Ti、V l 防止第二類回火脆性防止第二類回火脆性: W、M

8、o 調(diào)質(zhì)件（冷卻輪）調(diào)質(zhì)件（冷卻輪） 破碎機主軸破碎機主軸 l調(diào)質(zhì)件的加工工藝路線為：下料調(diào)質(zhì)件的加工工藝路線為：下料鍛造鍛造退火退火粗粗 加工加工調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)精加工精加工裝配裝配 l調(diào)質(zhì)目的：獲得良好綜合力學(xué)性能調(diào)質(zhì)目的：獲得良好綜合力學(xué)性能 l使用狀態(tài)下的組織為：使用狀態(tài)下的組織為：S回 回 l為提高表面耐磨性，調(diào)質(zhì)后可為提高表面耐磨性，調(diào)質(zhì)后可 進行表面淬火或氮化。進行表面淬火或氮化。 回火索氏體回火索氏體 調(diào)質(zhì)處理車間調(diào)質(zhì)處理車間 (表面淬火表面淬火+低溫回火低溫回火)裝配裝配 為表面淬火作組織準備；為表面淬火作組織準備；獲得最終心部組織獲得最終心部組織. 表面：表面： M回 回； ；心部

9、：心部：S回 回 柴油機凸輪軸柴油機凸輪軸 l4、常用鋼號及用途、常用鋼號及用途 l低淬透性鋼：低淬透性鋼： D0油 油60mm, 常 常 用用40CrNiMo, 用于制造大截用于制造大截 面重載荷零件，如曲軸等。面重載荷零件，如曲軸等。 單缸汽車曲軸單缸汽車曲軸 l是指在沖擊載荷作用下是指在沖擊載荷作用下 發(fā)生沖擊硬化的發(fā)生沖擊硬化的高錳鋼高錳鋼. l只有只有ZGMn13一個鋼號一個鋼號. l1、成分特點、成分特點 l 高碳高碳：1.01.3%C 以保持高耐磨性。以保持高耐磨性。 l 高錳高錳：1114%Mn 以保證形成奧氏體組織以保證形成奧氏體組織. 五、五、 高錳鋼鑄件高錳鋼鑄件 高錳鋼

10、高錳鋼 l2、熱處理及組織、熱處理及組織 l鑄態(tài)組織為鑄態(tài)組織為奧氏體奧氏體+ 碳化物碳化物, 性能硬而脆性能硬而脆. l熱處理采用水韌處熱處理采用水韌處 理。理。即將鋼加熱到即將鋼加熱到 1100，使碳化物，使碳化物 溶入奧氏體，并進溶入奧氏體，并進 行水淬。行水淬。 l室溫組織為過飽和室溫組織為過飽和 單相奧氏體。單相奧氏體。 高錳鋼水韌處理組織高錳鋼水韌處理組織 澆鑄高錳鋼件澆鑄高錳鋼件 l3、使用及用途、使用及用途 l水韌處理后，韌性高，硬度低水韌處理后，韌性高，硬度低. 使用時必須伴隨著壓力和沖擊使用時必須伴隨著壓力和沖擊 作用作用。 l在壓力及沖擊作用下，表面奧在壓力及沖擊作用下，

11、表面奧 氏體迅速氏體迅速加工硬化加工硬化，形成馬氏形成馬氏 體體并并析出碳化物析出碳化物，使表面硬度使表面硬度 提高到提高到HB500550，獲得高耐，獲得高耐 磨性。而心部仍為奧氏體組織磨性。而心部仍為奧氏體組織, 具有高耐沖擊能力。具有高耐沖擊能力。 顎式破碎機顎式破碎機 挖掘機挖掘機 l高錳鋼廣泛用于既要求耐磨又高錳鋼廣泛用于既要求耐磨又 要求耐沖擊的零件。要求耐沖擊的零件。如拖拉機如拖拉機 的履帶板、球磨機襯板、破碎的履帶板、球磨機襯板、破碎 機牙板、挖機牙板、挖 掘機鏟齒和掘機鏟齒和 鐵路轍岔等鐵路轍岔等. 球磨機襯板球磨機襯板 挖掘機鏟齒挖掘機鏟齒 鐵路轍岔鐵路轍岔 破碎機牙板破碎

12、機牙板 鋼鋼 號號鋼鋼 種種合金元素的主要作用合金元素的主要作用熱處理特點熱處理特點使用狀態(tài)下組織使用狀態(tài)下組織 Q345 低合金高強低合金高強 度結(jié)構(gòu)鋼度結(jié)構(gòu)鋼 Mn:強化強化F，增加，增加P量，降量，降 低冷脆轉(zhuǎn)變溫度低冷脆轉(zhuǎn)變溫度 熱軋空冷熱軋空冷F+P 65Mn彈簧鋼彈簧鋼Mn:提高淬透性，強化提高淬透性，強化F淬火淬火+中溫回火中溫回火T回 回 ZGMn13耐磨鋼耐磨鋼Mn:獲得單相獲得單相A組織組織水韌處理水韌處理表表:M+碳化物碳化物 心心:A 20Cr滲碳鋼滲碳鋼Cr:提高淬透性，強化提高淬透性，強化F 滲碳滲碳+淬火淬火+低低 溫回火溫回火 表表: M回 回+顆粒狀碳化物 顆

13、粒狀碳化物+A心心: M回 回+F 40Cr調(diào)質(zhì)鋼調(diào)質(zhì)鋼Cr:提高淬透性，強化提高淬透性，強化F調(diào)質(zhì)處理調(diào)質(zhì)處理S回 回 9SiCr 低合金工具鋼低合金工具鋼Cr:提高淬透性提高淬透性淬火淬火+低溫回火低溫回火 M回 回+顆粒狀碳化物 顆粒狀碳化物+A (少量少量) GCr15滾動軸承鋼滾動軸承鋼 Cr:提高淬透性，耐磨性、提高淬透性，耐磨性、 耐蝕性耐蝕性 淬火淬火+低溫回火低溫回火 M回 回+顆粒狀碳化物 顆粒狀碳化物+A (少量少量) 1Cr13 馬氏體不銹鋼馬氏體不銹鋼Cr:提高耐蝕性提高耐蝕性淬火淬火+高溫回火高溫回火S回 回 5CrNiMo熱作模具鋼熱作模具鋼 Cr、Ni:提高淬透

14、性，強化提高淬透性，強化F 淬火淬火+高溫回火高溫回火S回 回 Mo:防止高溫回火脆性防止高溫回火脆性 Cr12MoV冷作模具鋼冷作模具鋼Mo:細化晶粒，提高耐磨性細化晶粒，提高耐磨性淬火淬火+低溫回火低溫回火 M回 回+顆粒狀碳化物 顆粒狀碳化物+A (少量少量) W18Cr4V高速鋼高速鋼V:提高耐磨性、熱硬性提高耐磨性、熱硬性淬火淬火+低溫回火低溫回火 M回 回+顆粒狀碳化物 顆粒狀碳化物+A (少量少量) 1Cr18Ni9Ti不銹鋼不銹鋼Ti:防止晶間腐蝕防止晶間腐蝕固溶處理固溶處理A 按用途分為按用途分為: 刃具鋼刃具鋼 模具鋼模具鋼 量具鋼量具鋼 模具模具 l用來制造各用來制造各

15、種切削刀具種切削刀具 的鋼種。的鋼種。 一、刃具鋼一、刃具鋼 切削加工切削加工 l 性能要求性能要求 l1、高硬度高硬度 (HRC60),主主 要取決于含碳量。要取決于含碳量。 l2、高耐磨性高耐磨性 靠高硬度和靠高硬度和 析出細小均勻硬碳化物來析出細小均勻硬碳化物來 達到。達到。 l3、高熱硬性高熱硬性 即高溫下保即高溫下保 持高硬度的能力。持高硬度的能力。 l4、足夠的韌性足夠的韌性 以防止脆以防止脆 斷和崩刃。斷和崩刃。 切削加工的基本形式切削加工的基本形式 一、刃具鋼一、刃具鋼 l 碳素工具鋼碳素工具鋼 l共有七個牌號：共有七個牌號： T7T13 l1、成分特點：、成分特點： l高碳高

16、碳(0.651.35%C) 隨含碳量提高，碳化物隨含碳量提高，碳化物 量增加，耐磨性提高，量增加，耐磨性提高， 但韌性下降。但韌性下降。 碳素工具鋼帶碳素工具鋼帶碳素工具鋼材料碳素工具鋼材料 l2、熱處理及組織、熱處理及組織 l 熱處理：熱處理：正火正火+球化球化 退火退火+淬火淬火+低溫回火低溫回火 l球化退火目的：球化退火目的： l 降低硬度降低硬度, 便于加工便于加工; l 為淬火作組織準備。為淬火作組織準備。 l 使用狀態(tài)下的組織：使用狀態(tài)下的組織： M回 回+顆粒狀碳化物 顆粒狀碳化物 +A(少量少量) 球狀珠光體球狀珠光體 T12鋼正常淬火組織鋼正常淬火組織 l3、用途、用途 l由

17、于碳工鋼熱硬性、淬透性差，只用于制造小尺寸由于碳工鋼熱硬性、淬透性差，只用于制造小尺寸 的手工工具和低速刃具。的手工工具和低速刃具。 lT7T9：制造承受沖擊的工具，如木工工具：沖子、制造承受沖擊的工具，如木工工具：沖子、 鑿子、錘子等。鑿子、錘子等。 木工鑿木工鑿 木工鉆木工鉆 lT10T11：制造低速切削工具，如鉆頭、絲錐、車：制造低速切削工具，如鉆頭、絲錐、車 刀等。刀等。 lT12T13：制造耐磨工具，如銼刀、鋸條等。制造耐磨工具，如銼刀、鋸條等。 絲錐絲錐 銼刀銼刀 手鋸條手鋸條 鉆頭鉆頭 l1、成分特點：、成分特點： l 高碳：高碳：0.751.5%C l 合金元素作用合金元素作用

18、 l 提高淬透性提高淬透性: Cr、Mn、Si l 提高耐回火性提高耐回火性：Si l 提高耐磨性、細化晶粒提高耐磨性、細化晶粒: W、V l 低合金工具鋼低合金工具鋼 l由碳素工具鋼基礎(chǔ)上加入少量合金元素由碳素工具鋼基礎(chǔ)上加入少量合金元素(35)形成。形成。 低合金工具鋼制品低合金工具鋼制品 l2、熱處理及組織、熱處理及組織 l同碳素工具鋼，只是淬火介同碳素工具鋼，只是淬火介 質(zhì)為油質(zhì)為油(碳素工具鋼為水碳素工具鋼為水)。 l使用狀態(tài)下的組織為：使用狀態(tài)下的組織為： M回 回+顆粒狀碳化物 顆粒狀碳化物+A(少量少量) l3、常用鋼號及用途、常用鋼號及用途 l應(yīng)用最多的是應(yīng)用最多的是9SiC

19、r。用于制用于制 造形狀復(fù)雜、要求變形小的造形狀復(fù)雜、要求變形小的 低速刃具，如絲錐、板牙等低速刃具，如絲錐、板牙等. 絲錐絲錐 板牙板牙 低合金工具鋼扳手低合金工具鋼扳手 l1、性能特點性能特點: 高熱硬性高熱硬性 (600)、高淬透性高淬透性 l2、成分特點成分特點 l 高碳高碳: 0.701.5%C l 合金元素作用合金元素作用 l 提高淬透性：提高淬透性：Cr l 提高熱硬性提高熱硬性、耐磨性耐磨性: W、Mo、V l 高速鋼高速鋼（俗稱鋒鋼）（俗稱鋒鋼） l制造高速切削刃具用鋼。制造高速切削刃具用鋼。 高速鋼冷軋鋼帶高速鋼冷軋鋼帶 高速鋼形材高速鋼形材 W18Cr4V鋼的鑄態(tài)組織鋼的

20、鑄態(tài)組織 l3、加工與熱處理、加工與熱處理 l加工工藝路線：加工工藝路線：下料下料鍛造鍛造退火退火機加工機加工淬火淬火 回火回火磨削磨削 l高速鋼是萊高速鋼是萊氏體氏體 鋼鋼，其鑄態(tài)組織，其鑄態(tài)組織 為亞共晶組織，為亞共晶組織， 由由魚骨狀萊氏體魚骨狀萊氏體 與與M+T組成，組成，脆脆 性大且無法熱處性大且無法熱處 理改善。理改善。 l 退火目的：退火目的： l降低硬度，便于降低硬度，便于 切加工；切加工； l為淬火作組織準為淬火作組織準 備。備。 l退火后組織：退火后組織： S+顆粒狀碳化物顆粒狀碳化物 l 鍛造目的：鍛造目的：打碎粗大的魚骨狀碳化物，使其均打碎粗大的魚骨狀碳化物，使其均 勻分布于基體中。勻分布于