合金元素在鋼中的主要作用

1、 §51 合金元素在鋼中的主要作用教學(xué)過程一、復(fù)習(xí)提問：碳素鋼的性能特點(diǎn)二、新課教學(xué)：合金元素在鋼中的主要作用（強(qiáng)化鐵素體、形成合金碳化物、細(xì)化晶粒、提高鋼的淬透性、提高鋼的回火穩(wěn)定性）三、課后小結(jié)：合金鋼與碳素鋼的區(qū)別四、作業(yè)安排：練習(xí)冊(cè)P23，一、1、2；二、1、2、4；三、6五、板書設(shè)計(jì)（見下頁）：六、教學(xué)后記：§51 合金元素在鋼中的主要作用1、定義：為改善鋼的性能，在冶煉時(shí)有目的地加入一種或幾種合金元素的鋼。2、含碳量：2.11%。3、常用元素： Cr鉻、Ni鎳、Mo鉬、W鎢、V釩、Ti鈦、Al鋁、B硼、Nb鈮、Nd釹。4、合金元素的影響：可以得到所需的力學(xué)性能，

2、用于重要零件；特殊物理（熔點(diǎn)、磁性）、化學(xué)（耐熱、耐腐蝕）性能；特殊工藝性能（焊接、熱處理）；使C曲線右移，淬透性提高。一、強(qiáng)化鐵素體（除鉛外）：1、存在形式： 物極必反大多數(shù)合金元素溶于-Fe，形成合金鐵素體。2、作用：由于晶格畸變，產(chǎn)生固溶強(qiáng)化，強(qiáng)度、硬度、塑性，韌性。3、對(duì)韌性的影響：Si1.0%、Mn1.5%，F(xiàn)韌性不下降，超過此量，則F韌性下降。Cr2%、Ni5%，明顯強(qiáng)化F，提高F韌性。 二、形成合金碳化物：1、存在形形式（合金元素與碳親和力不同）：（1）非碳化物形成元素：鎳、鈷、銅、硅、鋁、硼，不形成碳化物，溶于F和A，形成合金F和合金A。（2）弱碳化物形成元素：Mn錳，與碳親和

3、力弱，大部分溶于F或A，少部分溶于Cm，形成合金滲碳體。（3）中碳化物形成元素：Cr鉻、Mo鉬、W鎢，和碳親和力強(qiáng)，形成合金滲碳體，硬度提高，明顯提高低合金鋼強(qiáng)度，組織比Cm穩(wěn)定。（4）強(qiáng)碳化物形成元素：V釩、Nb鈮、Ti鈦，與碳形成特殊碳化物，比合金Cm有更高的熔點(diǎn)、硬度和耐磨性，組織更穩(wěn)定。2、作用：碳化物種類、性能、在鋼中分布狀態(tài)，直接影響鋼的性能、熱處理相變。如果碳化物以彌散狀分布，則強(qiáng)度、硬度、耐磨性，對(duì)工具鋼有重要意義。三、細(xì)化晶粒（除Mn外）：便宜的Al1、元素作用：Mn使晶粒長大傾向增大，即過熱。其他元素加熱時(shí)抑制A長大，降低長大速度V、Nb、Ti形成的碳化物，鋁在鋼中形成的A

4、lN、Al2O3細(xì)小質(zhì)點(diǎn)，相當(dāng)于孕育劑，增加形核率。2、結(jié)果：細(xì)化晶粒，使強(qiáng)度、韌性。使晶粒細(xì)化。四、提高鋼的淬透性(除鈷外)：1、作用：合金元素溶于A，使過冷A穩(wěn)定性增強(qiáng)，推遲珠光體轉(zhuǎn)變，使C曲線右移，V臨、淬透性。2、結(jié)果：淬透性好，可采用冷卻能力較低的介質(zhì)，防變形、開裂，保持尺寸和形狀精度。在同樣淬火條件下，合金鋼淬硬層較深，大截面零件組織均勻，綜合力學(xué)性能提高。有B則靈3、常用元素：Mo、Mn、Cr、Ni、Si、B。4、特例：微量的B（0.0005%0.003%）可明顯提高淬透性。五、提高鋼的穩(wěn)定性：1、回火穩(wěn)定性：鋼在回火時(shí)，抵抗軟化、抵抗硬度下降的能力。2、產(chǎn)生原因：合金元素阻礙M

5、分解，且碳化物不易析出，即使析出也不易長大，保持較大彌散度，硬度下降慢。§52 合金鋼的分類和牌號(hào)教學(xué)過程一、復(fù)習(xí)提問：合金元素在鋼中的主要作用二、新課教學(xué)：合金鋼的分類合金鋼的牌號(hào)三、課后小結(jié)：牌號(hào)識(shí)讀四、作業(yè)安排：練習(xí)冊(cè)P23，一、3；二、3、5；五、板書設(shè)計(jì)（見下頁）：六、教學(xué)后記：§52 合金鋼的分類和牌號(hào)一、合金鋼的分類：1、按用途分：1.1合金結(jié)構(gòu)鋼： 低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼低合金結(jié)構(gòu)鋼： 低合金耐候鋼合金滲碳鋼： 低合金專業(yè)用鋼合金調(diào)質(zhì)鋼：合金彈簧鋼： 熱成形彈簧鋼、冷成形彈簧鋼。滾動(dòng)軸承鋼：1.2合金工具鋼：刀具、模具、量具。合金刀具鋼：低合金刀具鋼、高速鋼合金

6、模具鋼：冷作模具鋼、熱作模具鋼合金量具鋼 1.3特殊性能鋼：不銹鋼：鉻不銹鋼、鎳不銹鋼、鉻錳不銹鋼耐熱鋼：抗氧化鋼、熱強(qiáng)鋼耐磨鋼2、按合金元素總含量分類：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%3、按質(zhì)量分類（S、P含量）：3.1優(yōu)質(zhì)鋼：S、P0.035%3.2高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼: S、P0.025%3.3特級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼: S0.015%，P0.025%二、合金鋼牌號(hào)：1、合金結(jié)構(gòu)鋼：1.1原則：兩位數(shù)字（含碳量）+主要合金元素符號(hào)+數(shù)字（合金含量） 優(yōu)質(zhì)“A”，特級(jí)“E”兩位數(shù)字表示平含碳量的萬分?jǐn)?shù)。合金元素1.5%，不標(biāo)；合金元素1.52.5%時(shí)，標(biāo)2；合

7、金元素2.53.5%時(shí)，標(biāo)3；依此類推。1.2舉例：40Cr-合金調(diào)質(zhì)鋼，平均含碳量為0.4%，主要合金元素為Cr，含量1.5%。16Mn-低合金結(jié)構(gòu)鋼，平均含碳量為0.16%，主要合金元素為Mn，含量1.5%。（區(qū)別15Mn：較高含錳量碳素結(jié)構(gòu)鋼，含碳量為0.15%Mn0.71%，Mn前數(shù)字為5的倍數(shù)，無其他合金元素符號(hào)）。60Si2Mn-合金彈簧鋼，平均含碳量為0.6%，主要合金元素Si含量1.52.5%，Mn含量1.5%。20Cr2Ni4A-合金滲碳鋼，平均含碳量為0.2%，主要合金元素Cr 含量1.52.5%，Ni含量3.54.5%，優(yōu)質(zhì)鋼。2、合金工具鋼：2.1原則：一位數(shù)字（含碳量

8、）+主要合金元素符號(hào)+數(shù)字（合金含量） 優(yōu)質(zhì)“A”，特級(jí)“E”一位數(shù)字表示平含碳量的千分之幾，C1%則不標(biāo)數(shù)字。合金元素1.5%，不標(biāo)；合金元素1.52.5%時(shí)，標(biāo)2；合金元素2.53.5%時(shí)，標(biāo)3；依此類推。2.2舉例：9Mn2V-合金刀具鋼，平均含碳量為0.9%，Mn1.52.5%，V1.5%。Cr12MoV-冷模具鋼，平均含碳量1%，Cr12%，Mo、V1.5%。3、高速鋼 ：C1.0%，但不標(biāo)注。W18Cr4V：高速鋼，C0.70.8%,W18%，Cr4%，V1.5%。W6Mo5Cr4V2：高速鋼，C0.80.9%，W6%，Mo5%，Cr4%，V2%。4、特殊性能鋼：4.1原則：與工具

9、鋼相同。一位數(shù)字（含碳量）+主要合金元素符號(hào)+數(shù)字（合金含量） 優(yōu)質(zhì)“A”，特級(jí)“E”一位數(shù)字表示平含碳量的千分之幾，C1%則不標(biāo)數(shù)字。0.03%C0.1%，用“0”，C0.03%，用“00”表示。合金元素1.5%，不標(biāo)；合金元素1.52.5%時(shí)，標(biāo)2；合金元素2.53.5%時(shí)，標(biāo)3；依此類推。4.2舉例：2Cr13：不銹鋼，平均含碳量0.2%，Cr13%0Cr19Ni9：不銹鋼，0.03%C0.1%，Cr19%，Ni9%。1Cr18Ni9：不銹鋼，C=0.1%，Cr18%，Ni9%。5、特殊專用鋼一些特殊專用鋼為表示其用途，在鋼的牌號(hào)前面冠以漢語拼音字母字頭，而不標(biāo)含碳量，合金元素含量的標(biāo)注

10、也和上述有所不同。(1)滾動(dòng)軸承鋼前面標(biāo) “G”，如GCr15。這里應(yīng)注意牌號(hào)中鉻元素后面的數(shù)字是表示含鉻量的千分?jǐn)?shù)，其他元素仍用百分?jǐn)?shù)表示，如GCrl5SiMn表示含鉻量為1.5，硅、錳含量均小于1.5的滾動(dòng)軸承鋼。(2)易切鋼也是在牌號(hào)前冠以拼音字母 “Y”，如Y15表示含碳量為0.15的易切鋼。 原則：G+主要合金元素符號(hào)+數(shù)字（合金含量） 含碳量一般1%，不標(biāo)注。G在首位，表示滾動(dòng)軸承鋼，鉻后數(shù)字為含鉻量的千分之幾。舉例：GCr15：軸承鋼，C1%，Cr1.5%。GCr15SiMn:軸承鋼，C1%，Cr1.5%，Si、Mn1.5%6、高級(jí)優(yōu)質(zhì)合金鋼在牌號(hào)的最后標(biāo)上“A”。如38CrMo

11、AlA表示含碳量為0.38高級(jí)優(yōu)質(zhì)合金結(jié)構(gòu)鋼。 §53 合金結(jié)構(gòu)鋼 教學(xué)過程一、復(fù)習(xí)提問：合金鋼的分類、牌號(hào)二、新課教學(xué)：低合金結(jié)構(gòu)鋼、合金滲碳鋼、合金調(diào)制鋼、合金彈簧鋼、滾動(dòng)軸承鋼三、課后小結(jié)：合金結(jié)構(gòu)鋼性能對(duì)比四、作業(yè)安排：練習(xí)冊(cè)P23，一、4；二、4；三、四、1-5五、板書設(shè)計(jì)（見下頁）：六、教學(xué)后記：§53 合金結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼用于各類工程結(jié)構(gòu)件和制造各種機(jī)器零件的鋼。按用途分類：1、低合金結(jié)構(gòu)鋼：用于工程結(jié)構(gòu)，如橋梁、船舶、建筑。 低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼 低合金耐候鋼低合金專業(yè)用鋼 2、機(jī)械制造用鋼：用于機(jī)械零件，通常是優(yōu)質(zhì)或高級(jí)優(yōu)質(zhì)合金結(jié)構(gòu)鋼，按用途和熱處理分類：

12、合金滲碳鋼 合金調(diào)質(zhì)鋼 合金彈簧鋼 滾動(dòng)軸承鋼(工具鋼)一、低合金結(jié)構(gòu)鋼：1、化學(xué)成份：含碳量低（0.1%0.25%）,合金總量3%，少量Mn為主加元素，輔加Cu、Ti、V、Si、Nb。2、熱處理狀態(tài)：一般熱軋退火或正火狀態(tài)下使用。3、性能特點(diǎn)：強(qiáng)度高，塑性好，焊接性好，冷變形性好，耐腐蝕。（一）低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼：1、主加合金元素：Mn、Si、V、Nb、Ti。2、合金元素作用：Mn、Si強(qiáng)化鐵素體，提高強(qiáng)度，V、Nb、Ti細(xì)化晶粒，提高韌性。3力學(xué)性能：比碳素鋼強(qiáng)度高，良好的塑性、韌性、耐蝕性和焊接性。4、用途：橋梁、船舶、鍋爐、壓力容器、起重機(jī)械。5、牌號(hào)：6、例：Q295，表示s為約29

13、5MPa，優(yōu)良的韌性和塑性。（二）低合金耐候鋼(焊接結(jié)構(gòu)用耐候鋼、高耐候結(jié)構(gòu)鋼)：1、主加合金元素：Cu、P、Cr、Ni、Mo、Ti、V。2、合金元素作用：Cu、P、Cr在金屬表面形成保護(hù)層，提高鋼材耐腐蝕性，V、Ni、Ti細(xì)化晶粒，提高韌性。3力學(xué)性能：3.1焊接結(jié)構(gòu)耐候鋼焊接性能良好,用于橋梁、建筑要求耐候結(jié)構(gòu)件。3.2高耐候結(jié)構(gòu)鋼耐候性好，適用車輛、建筑、塔架等耐候件。4、 牌號(hào)：09CuPCrNi-A，含碳量0.03%。（三）低合金專業(yè)鋼：1、來源：在低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的基礎(chǔ)上，調(diào)整化學(xué)成分，用于專門用途。2、用途：低合金鋼筋鋼、鐵道用低合金鋼、礦用低合金鋼、汽車用低合金鋼等。二、合金

14、滲碳鋼（20CrMnTi）：1、化學(xué)成分：C=0.10.25%，保證心部足夠的塑性和韌性；加入Cr、Ni、Mn、Si、B提高淬透性，Ti、V細(xì)化晶粒。2、熱處理：滲碳+淬火+低溫回火（外硬內(nèi)韌）。3、用途：截面徑向尺寸小于30mm高強(qiáng)度滲碳零件，齒輪、凸輪、活塞銷。4、常用牌號(hào)、力學(xué)性能：用來制造既要有優(yōu)良的耐磨性和耐疲勞性、又能承受沖擊載荷作用的零件，三、合金調(diào)質(zhì)鋼（40Cr）：1、化學(xué)成分：C=0.250.5%，高強(qiáng)度+良好塑性、韌性，中碳合金鋼（C韌性差，C硬度不足）；加入Cr、Ni、Mn、Si、B提高淬透性，強(qiáng)化鐵素體，提高韌性；Mo、W、Ti、V碳化物形成元素，細(xì)化晶粒，提高回火穩(wěn)定

15、性。2、熱處理：調(diào)質(zhì)（淬火+高溫回火）（表面要求高的可+表面淬火或化學(xué)熱處理）。3、組織：回火索氏體，有較好的綜合力學(xué)性能。4、用途：齒輪、花鍵軸、主軸、連桿等重要件、受力復(fù)雜零件。5、常用牌號(hào)、力學(xué)性能：表5-3四、合金彈簧鋼（60Si2Mn）：1、化學(xué)成分：C=0.450.7%，C過高，塑性韌性降低，疲勞極限下降；加入Si、Mn提高彈性極限和淬透性，Si鋼脫碳、Mn過熱；Cr、W、V細(xì)化晶粒，提高淬透性，提高高溫強(qiáng)度和韌性（回火穩(wěn)定性）。2、熱處理：2.1熱成形彈簧鋼：用于大型彈簧或形狀復(fù)雜彈簧熱成形后淬火+中溫回火，組織為回火托氏體，HRC4045；熱處理后，表面噴丸，產(chǎn)生硬化層，形成殘

16、余壓應(yīng)力，提高彈簧抗疲勞能力，壽命。2.2冷成形彈簧鋼：用于小型彈簧，冷拉彈簧鋼絲冷繞成形。冷成形（冷拉或鉛浴淬火）過程中具備良好性能，只須250300去應(yīng)力退火，消除應(yīng)力和使彈簧定型。3、常用牌號(hào)、力學(xué)性能：表5-4五、合金軸承鋼（GCr15）：1、工作條件：承受高而集中的交變應(yīng)力，在滾動(dòng)體和套圈間產(chǎn)生強(qiáng)烈磨擦，要求高硬度和耐磨性、高的彈性極限、接觸疲勞強(qiáng)度、韌性和耐蝕性。2、應(yīng)用：主要用來制造各種滾動(dòng)軸承的內(nèi)外圈及滾動(dòng)體（滾珠、滾柱、滾針），也可用來制造各種工具和耐磨零件。 3、化學(xué)成分：C=0.951.15%，含碳量高，保證硬度和耐磨性。 加入Cr、Mn、Si、B使淬透性，且在熱處理后形

17、成細(xì)小分布的碳化物。 嚴(yán)格限制S、P和非金屬夾雜物的含量，保證力學(xué)性能和使用壽命。一般都是高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼。4、熱處理：預(yù)備熱處理：球化退火，組織為球狀珠光體，降低鍛造后鋼的硬度，改善切削性能，為淬火作好組織準(zhǔn)備。最終熱處理：淬火加低溫回火，組織為極細(xì)的馬氏體和細(xì)小分布的碳化物，提高軸承的硬度和耐磨性。5、用途：GCr15用于中小型滾動(dòng)軸承，GCrSiMn用于較大滾動(dòng)軸承。滾動(dòng)軸承的化學(xué)成分和主要性能與低合金工具鋼接近，可制造刀具、冷沖模、量具和耐磨零件。6、常用牌號(hào)、力學(xué)性能和應(yīng)用見表5-5六、超高強(qiáng)度鋼（航空產(chǎn)品）：1、化學(xué)成分：合金調(diào)質(zhì)鋼+多種合金元素。2、性能：s>1300Nmm2，b

18、>1400Nmm2。3、用途：高強(qiáng)度、高抗氧化性、抗熱疲勞性，用于超音速飛機(jī)構(gòu)件。4、常用牌號(hào)：35Si2MnMoVA、40SiMnCrWMoRe（錸）。§54 合金工具鋼 教學(xué)過程一、復(fù)習(xí)提問：合金結(jié)構(gòu)鋼的分類、牌號(hào)二、新課教學(xué)：合金刃具鋼、合金模具鋼三、課后小結(jié)：合金工具鋼性能對(duì)比四、作業(yè)安排：練習(xí)冊(cè)P23，一、；二、；四、6、7五、板書設(shè)計(jì)（見下頁）：六、教學(xué)后記：§54 合金工具鋼與碳素工具鋼相比，合金工具鋼淬透性好，耐磨性好，熱硬性高，熱處理變形小，按用途分刃具鋼、模具鋼、量具鋼。一、合金刃具鋼：合金刃具鋼主要用來制造車刀、銑刀、鉆頭等各種金屬切削刀具。刃具

19、鋼要求高硬度、耐磨、高熱硬性及足夠的強(qiáng)度和韌性等。 1、含碳量：0.81.4%2、高硬度：60HRC以上3、高耐磨性：與硬度、鋼中碳化物性質(zhì)、數(shù)量、大小、形狀分布有關(guān)。4、高熱硬性：高溫下仍保持高硬度。5、足夠的強(qiáng)度和韌性：防止脆性斷裂，防止崩刀。6、分類：低合金刃具鋼和高速鋼。（一）低合金刃具鋼（9SiCr）：1、化學(xué)成分：碳素鋼中加Cr、Mn、Si，提高鋼的強(qiáng)度及淬透性；W、V提高鋼的硬度和耐磨性，防止過熱和保持晶粒細(xì)小。2、熱處理：預(yù)備熱處理為球化退火； 最終熱處理為淬火（油淬）+低溫回火。3、用途：刀刃細(xì)薄的低速切削刀具，如絲錐、板牙、鉸刀。4、微變形鋼（CrWMn）：熱處理后變形小，

20、用于精密低速刀具，如長鉸刀、拉刀。5、常用牌號(hào)見表78。（二）高速鋼（W18Cr4V）：1、化學(xué)成分：C0.71.5%（高的含碳量），保證形成足夠碳化物，提高硬度、耐磨性。 W、Mo提高紅硬性，熱硬性可達(dá)600，切削時(shí)長期保持刀口鋒利，又稱鋒鋼。 Cr提高淬透性V顯著提高鋼的硬度、耐磨性、熱硬性,細(xì)化晶粒。2、熱處理：高速鋼鑄態(tài)組織中萊氏體（A+Cm）粗大，碳化物分布不均，應(yīng)正確鑄造和熱處理。退火：高速鋼鍛件硬度高，為便于切削加工，應(yīng)球化退火，獲得球狀P，HBS255285。淬火+回火：見下圖，決定其壽命。 T 1280800850500600 550570t1、預(yù)熱 2、分級(jí)淬火 3、三次回

21、火（1、保證W、Mo、V、Cr溶于A，2、加熱溫度高獲得紅硬性；）（3、MM回）從工藝曲線可知，高速鋼淬火、回火特點(diǎn)：（1）淬火加熱時(shí)，為避免變形開裂，要預(yù)熱。（2）淬火加熱溫度高，一般在12501300，保證W、Mo、V等元素盡可能溶入奧氏體，提高熱硬性，W、V加熱到1000以上，奧氏體中溶解量才顯著增加。（3）淬火后，在560三次回火。因?yàn)楦咚黉摯慊馉顟B(tài)約有2030%殘余奧氏體，一次回火難以全部消除，三次回火后減至最低值（一次回火后，約剩15%，二次回火后約剩35%，三次回火后剩12%）。后一次回火可以消除前一次由AM的內(nèi)應(yīng)力?；鼗鸷蠼M織M回+碳化物+A殘余（少量），HRC6366。3、用

22、途：切削速度較高的刀具（車刀、銑刀、鉆頭），形狀復(fù)雜、載荷較大的成形刀具（齒輪銑刀、拉刀），冷擠壓模和耐磨零件。4、常用牌號(hào)表5-7二、合金模具鋼：用于制作模具的鋼稱為模具鋼1、冷作模具鋼：（1）性能：高硬度（HRC5862），高耐磨性，足夠強(qiáng)度和沖出韌性。（2）用途：冷作模具鋼用于制造使金屬在冷狀態(tài)下變形的模具，如沖裁模、拉絲模、彎曲模、拉深模等。 工作時(shí)受力較輕的冷沖模具鋼用9Mn2V。形狀復(fù)雜、高精度冷模具鋼用CrWMn（GCr15）。承受重負(fù)荷、截面較大、形狀復(fù)雜，要求高耐磨性、高淬透性用高碳高鉻鋼制造，如Cr12MoV。2、熱作模具鋼：（1）性能：工作時(shí)承受很大沖擊力，要求高強(qiáng)度、高

23、韌性，一定的耐磨性。具有高的耐回火性、抗熱疲勞能力、高淬透性、高導(dǎo)熱性。（2）含碳量：0.30.6%（中碳鋼）。（3）用途：錘鍛模要求韌性較高、不強(qiáng)調(diào)熱硬性，用5CrMnMo、5CrNiMo。壓鑄模、熱擠壓模要求熱強(qiáng)度、熱硬性高，用3Cr2W8V、4Cr5MoVSi。（4）最終熱處理：調(diào)質(zhì)或淬火+中溫回火，保證韌性和強(qiáng)度。三、合金量具鋼：1、化學(xué)成分：C0.91.5%，加入Cr、W、Mn。2、最終熱處理：淬火+低溫回火，HRC60以上。3、冷處理：為穩(wěn)定尺寸，淬火后進(jìn)行-70-80冷處理，使殘余奧氏體轉(zhuǎn)變，再進(jìn)行長時(shí)間低溫回火。4、時(shí)效處理：在精磨或研磨前，在120150保溫2436h，消除內(nèi)

24、應(yīng)力。5、分類：精度低、形狀簡單，用碳素工具鋼T10A、T12A。樣板、卡板，用60Mn、65Mn。高精度、形狀復(fù)雜量具用CrWMn。高精度量規(guī)和量塊用熱處理變形小的Cr12、9Mn2V。§55 特殊性能鋼 教學(xué)過程一、復(fù)習(xí)提問：合金工具鋼的分類、牌號(hào)二、新課教學(xué)：不銹鋼、耐熱鋼、耐磨鋼性能、牌號(hào)及熱處理三、課后小結(jié)：特殊性能鋼性能對(duì)比四、作業(yè)安排：練習(xí)冊(cè)P23，一、；二、；三、；四、；五、五、板書設(shè)計(jì)（見下頁）：六、教學(xué)后記：§55 特殊性能鋼1、定義：具有特殊化學(xué)、物理性能的鋼稱為特殊性能鋼。如不銹鋼、耐熱鋼、耐磨鋼。一、不銹鋼：1、金屬的腐蝕：定義：金屬受周圍介質(zhì)作用

25、而引起損壞的過程稱為腐蝕。分類：化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕。（1）化學(xué)腐蝕：金屬和周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)使金屬損壞，主要是高溫氧氣、常溫干燥氣體（O2、SO2、CO2、H2、Cl2）及電解質(zhì)液體（汽油、潤滑油）的化學(xué)作用，在金屬表面生成相應(yīng)的化合物，如氧化物、硫化物、氯化物等，使金屬表面損壞。（2）電化學(xué)腐蝕：金屬與電解質(zhì)溶液構(gòu)成微電池而引起的腐蝕，電極電位低的金屬易被腐蝕。不同材料接觸在一起，有電解質(zhì)液電流。同一材料，組織不同，電位不同，有電解質(zhì)液電流。（3）防腐方法：a、鋼中加入合金元素，鋼表面形成穩(wěn)定、致密且與基體牢固結(jié)合的鈍化膜，如加入Cr、Si、Al生成Cr2O3、SiO2、Al2O3。b、

26、加入大量合金元素，提高鋼基體電位，提高抵抗電化學(xué)腐蝕能力，當(dāng)Cr>12.5%時(shí)，鋼電位躍增，見右圖。c、加入合金元素，鋼在室溫以 0.2單相組織存在，以免形成微電池。 如固溶處理，形成單相F或A。 -0.6 6 12 24 Cr%2、常用不銹鋼：定義：不銹鋼主要是指在空氣、水、鹽的水溶液、酸及其他腐蝕性介質(zhì)中具有高度化學(xué)穩(wěn)定性的鋼。不銹鋼是不銹鋼和耐酸鋼的統(tǒng)稱，能抵抗大氣腐蝕的鋼稱為不銹鋼而在一些化學(xué)介質(zhì)（如酸類）中能抵抗腐蝕的鋼稱為耐酸鋼。 分類：常用不銹鋼按化學(xué)成分分為鉻不銹鋼、鉻鎳不銹鋼和鉻錳不銹鋼等。按金相組織特點(diǎn)分為馬氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼和奧氏體不銹鋼等。 （1）奧氏體不銹

27、鋼 含碳量：很低（0.15），含鉻量為18，鎳為9屬性：這種不銹鋼習(xí)慣上稱為188型不銹鋼，屬于鎳鉻不銹鋼。常用牌號(hào)：1Cr18Ni9、0Cr18Ni9N等。 （2）馬氏體不銹鋼 含碳量：為0.101.20，淬火后能得到馬氏體屬性：鉻不銹鋼。熱處理：淬火、回火后使用。特點(diǎn)：馬氏體不銹鋼的耐蝕性、塑性和焊接性都不如奧氏體不銹鋼和鐵素體不銹鋼，但由于它具有較好的力學(xué)性能與一般的耐蝕性相結(jié)合，故應(yīng)用廣泛。注意：馬氏體不銹鋼鍛造后需退火，以降低硬度、改善切削加工性能。在沖壓后也需進(jìn)行退火，以消除硬化、提高塑性，便于進(jìn)一步加工。 （3）鐵素體不銹鋼 含碳量：0.12，含鉻量在11.5030之間屬性：鉻不

28、銹鋼。 鉻是縮小奧氏體相區(qū)的元素，可使這類鋼獲得單相鐵素體組織。 抗大氣與耐酸能力強(qiáng)，具有良好的高溫抗氧化性，特別是抗應(yīng)力腐蝕性較好，但力學(xué)性能不如馬氏體不銹鋼，塑性不及奧氏體不銹鋼。 （4）鉻不銹鋼：a、為達(dá)到耐腐蝕目的，鋼中的Cr13%。b、含C低的1Cr13、2Cr13，抗大氣、海水、蒸汽等介質(zhì)，用于蒸汽水管附件和水壓機(jī)閥。c、3Cr13、3Cr13Mo，經(jīng)淬火+低溫回火，得到馬氏體組織，HRC50，用于彈簧、手術(shù)刀、醫(yī)療機(jī)械及要求高強(qiáng)度的零件。d、7Cr17、8Cr17，經(jīng)淬火+低溫回火，HRC5456，用于手術(shù)刀片，滾珠軸承。（5）鉻鎳不銹鋼（1Cr18Ni9、0Cr19Ni9）：a

29、、熱處理后呈單相A，無磁性，耐蝕，塑性、韌性較Cr13好。b、一般含Cr18%，加入910%Ni。c、用于強(qiáng)腐蝕介質(zhì)（硝酸、磷酸、有機(jī)酸、堿水溶液）工作環(huán)境，如貯槽、管道、容器。注：不銹鋼：在空氣和弱腐蝕介質(zhì)中能抵抗腐蝕的鋼。耐酸鋼：在酸、鹽溶液等強(qiáng)腐蝕介質(zhì)中抵抗腐蝕的鋼。二、耐熱鋼：分為抗氧化鋼、熱強(qiáng)鋼、汽閥鋼。耐熱鋼在高溫下具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和較高強(qiáng)度，能較好適應(yīng)高溫條件的特殊性能鋼。分為抗氧化鋼、熱強(qiáng)鋼、汽閥鋼。鋼的耐熱性包含高溫抗氧化性和高溫強(qiáng)度兩個(gè)指標(biāo)。在高溫下具有抗高溫介質(zhì)腐蝕能力的鋼稱為抗氧化鋼；在高溫下仍具有足夠力學(xué)性能的鋼稱為熱強(qiáng)鋼。耐熱鋼是抗氧化鋼和熱強(qiáng)鋼的總稱。常用的抗

30、氧化鋼有4Cr9Si2、0Cr13Al等。典型的熱強(qiáng)鋼是4Cr14Ni14W2Mo。 1、抗氧化鋼：（1）定義：在高溫下有較好的抗氧化能力，且具有一定強(qiáng)度。（2）合金元素：Cr、Si、Al，形成致密、高熔點(diǎn)、穩(wěn)定的氧化膜，如4Cr9Si2、1Cr13SiAl。（3）用途：長期高溫下工作，但強(qiáng)度要求不高，加熱爐構(gòu)件、滲碳爐構(gòu)件。2、熱強(qiáng)鋼：（1）定義：在高溫下有較好的抗氧化能力，且具有高溫高強(qiáng)度。（2）合金元素：Cr、W、Mo難熔合金，提高高溫穩(wěn)定性，Ti、V形成穩(wěn)定碳化物、氮化物，阻止變形，如1Cr11MoV、1Cr12WMoV用于蒸汽葉片和緊固件。3、汽閥鋼：4Cr9Si2，600以下工件，如汽輪機(jī)葉片、發(fā)動(dòng)機(jī)排氣閥。4Cr14Ni14W2Mo，工作溫度在600以下，內(nèi)燃機(jī)重載荷排氣閥。三、耐磨鋼（ZGMn13）：耐磨鋼在巨大壓力和強(qiáng)烈沖擊載荷作用下能發(fā)生硬化的高錳鋼。耐磨鋼的典型牌號(hào)：是ZGMn13，它的化學(xué)成分特點(diǎn)是高碳（含碳量為0.9%1.4%），高錳（含錳量為11%14%）。為使高錳鋼獲得單相的奧氏體組織，須對(duì)其進(jìn)行“水韌處理”。水韌處理：就是將高錳鋼加熱至100