工程材料--鋼的種類(lèi)

1、1、用途和性能要求用途: 用于橋梁、船舶、容器、大型鋼結(jié)構(gòu)等。性能要求： 高強(qiáng)度及足夠韌性。 良好的焊接性能。 良好的耐蝕性及低的韌脆轉(zhuǎn)變溫度。一、低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼一、低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼(HSLA)2、成分特點(diǎn) 低碳：0.2%C。 合金元素：主要是Mn， 少量V、Ti、Nb、 少量Cu、P等。3. 熱處理 熱軋或正火4. 組織特點(diǎn): F+P5、用途：16Mn (Q345鋼)綜合性能好，用于船舶、橋梁、車(chē)輛等大型鋼結(jié)構(gòu)。Q390鋼含V、Ti、Nb，強(qiáng)度高，用于中等壓力的壓力容器。Q460鋼含Mo、B，正火組織為下貝氏體，強(qiáng)度高,用于石化中溫高壓容器。南京長(zhǎng)江大橋南京長(zhǎng)江大橋1、用途和性能要求用

2、途：表面耐磨的零件，活塞銷(xiāo)、齒輪、凸輪等。性能要求： 表面具有高硬度、高耐磨性，心部具有足夠的韌性和強(qiáng)度，即表硬內(nèi)韌。 良好的熱處理性能,如淬透性和滲碳能力。二、滲碳鋼二、滲碳鋼2、成分特點(diǎn) 低碳：0.10.25%C 合金元素作用： 提高淬透性： Cr、Mn、Ni、B 強(qiáng)化鐵素體： Cr、Mn、Ni 細(xì)化晶粒： W、Mo、Ti、V 3、熱處理特點(diǎn)滲碳件的加工工藝路線為：下料鍛造正火機(jī)加工正火目的為調(diào)整硬度，便于切削加工。4、使用狀態(tài)下組織心部：M回+F+T/ 低碳M回表層：高碳M回+顆粒狀碳化物（HRC5862）5、常用鋼號(hào)及用途 低淬透性鋼：20、20Cr。柴油機(jī)凸輪軸柴油機(jī)凸輪軸用于受力小

3、的耐磨件，如柴油機(jī)的活塞銷(xiāo)、凸輪軸等。 中淬透性鋼：20CrMnTi。用于中等載荷的耐磨件，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。 增壓柴油機(jī)曲軸增壓柴油機(jī)曲軸1、用途和性能要求 用途：軸、連桿、齒輪等. 性能要求： 良好的綜合力學(xué)性能-強(qiáng)度、塑性、韌性等 良好的淬透性。三、調(diào)質(zhì)鋼三、調(diào)質(zhì)鋼2、成分特點(diǎn) 中碳：0.30.5%C 合金元素作用： 提高淬透性: Mn、Si、Cr、Ni、B 強(qiáng)化鐵素體: Mn、Si、Cr、Ni 細(xì)化晶粒: Ti、V 防止第二類(lèi)回火脆性: W、Mo 3、熱處理及組織特點(diǎn) 熱處理：淬火+高溫回火（調(diào)質(zhì)處理） （+表面淬火+低

4、溫回火） 使用狀態(tài)下的組織為：S回 表面M回+心部S回柴油機(jī)凸輪軸柴油機(jī)凸輪軸4、常用鋼號(hào)及用途低淬透性鋼：低淬透性鋼： 常用 45、40Cr, 用于制造較小的齒輪、軸、螺栓等。中淬透性鋼中淬透性鋼： 常用40CrNi，用于制造大中型零件。 高淬透性鋼：高淬透性鋼： 常用40CrNiMo, 用于制造大截面重載荷零件，如曲軸等。 單缸汽車(chē)曲軸單缸汽車(chē)曲軸 制造彈簧或類(lèi)似性能零件的鋼種。 1 1、用途和性能要求、用途和性能要求 用途: 用于制造彈性元件,如彈簧、板簧等。四、彈簧鋼四、彈簧鋼性能要求： 高的s，s/b； 高的-1；足夠的韌性 高的淬透性。汽車(chē)彈簧汽車(chē)彈簧 2 2、成分特點(diǎn)、成分特點(diǎn)

5、中高碳： 碳素彈簧鋼為0.6 0.9%C 合金彈簧鋼為0.45 0.7%C 合金元素作用： 提高淬透性、強(qiáng)化鐵素體：Mn、Si、Cr 提高s/b：Si 細(xì)化晶粒：Cr、V、W、Mo3 3、熱處理及組織特點(diǎn)、熱處理及組織特點(diǎn) 冷成型彈簧：冷拔 冷成型定型處理(250300)。 用于10mm)4 4、彈簧的表面質(zhì)量、彈簧的表面質(zhì)量 彈簧的表面質(zhì)量對(duì)其壽命影響很大。 提高表面質(zhì)量的方法: 防止表面脫碳； 避免表面缺陷； 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板簧噴丸處理示意圖5 5、常用鋼號(hào)及用途、常用鋼號(hào)及用途 Si、Mn彈簧鋼，如65Mn、60Si2Mn，用于制造較大截面彈簧。

6、Cr、V彈簧鋼，如50CrV，用于大截面、大載荷、耐熱的彈簧。 大型熱卷彈簧大型熱卷彈簧汽車(chē)板簧汽車(chē)板簧 高而均勻的硬度和耐磨性。 高的b和接觸疲勞強(qiáng)度。 足夠的韌性、淬透性和耐蝕性。五、滾動(dòng)軸承鋼五、滾動(dòng)軸承鋼 用于制造軸承套和滾動(dòng)體的專用鋼種。1 1、用途和性能要求、用途和性能要求 用途：滾動(dòng)軸承的滾動(dòng)體、內(nèi)外套圈等。 性能要求： 軸承工作時(shí), 承受接觸應(yīng)力(30003500MPa？)、周期性交變載荷(頻率達(dá)數(shù)萬(wàn)次/分)和摩擦。 2 2、成分特點(diǎn)、成分特點(diǎn) 高碳：0.951.10%C 合金元素：以Cr為主,加入Mn、Si。Cr、Mn、Si的主要作用是提高淬透性推力球軸承推力球軸承滾針滾針軸

7、承軸承Cr還提高耐磨性（形成合金滲碳體）和耐蝕性。 當(dāng)1.65%Cr時(shí),會(huì)因A增加而使硬度和穩(wěn)定性下降。 3 3 、熱處理和組織特點(diǎn)、熱處理和組織特點(diǎn) 滾動(dòng)軸承鋼是過(guò)共析鋼 熱處理： 球化退火+淬火+低溫回火 淬火后進(jìn)行冷處理(-60 -80), 可以減少A、穩(wěn)定尺寸。 組織： M回+顆粒狀碳化物+A(少量)滾針軸承滾針軸承滾柱軸承滾柱軸承滾珠軸承滾珠軸承大型軸承大型軸承4 4、常用鋼號(hào)及用途、常用鋼號(hào)及用途應(yīng)用最廣的是GCr15，大量用于大中型軸承；大型軸承用GCr15SiMn。這類(lèi)鋼還可用于制造模具、量具等。滲碳鋼調(diào)質(zhì)鋼彈簧鋼滾軸鋼性能要求表硬、心韌綜合性好高強(qiáng)度足夠韌性硬、耐磨成分特點(diǎn)低

8、碳中碳中高碳高碳HT滲碳淬火低回調(diào)質(zhì)淬火中回 淬火低回使用組織表:高C-M回心:低C-M回/F+S+M回S回T回高碳M回合元作用應(yīng)用舉例20CrMnTi18Cr2Ni4W37CrNi3Mo42CrMo60Si2Mn65MnGCr15 MnSi第四節(jié)第四節(jié) 工具鋼工具鋼按用途分為:刃具鋼模具鋼量具鋼模具模具一、一、 碳素工具鋼碳素工具鋼共有七個(gè)牌號(hào)：T7T13 1、成分特點(diǎn)：高碳(0.651.35%C) 隨含碳量提高，碳化物量增加，耐磨性提高，但韌性下降。 2、熱處理及組織 熱處理：正火+球化退火+淬火+低溫回火 球化退火目的： 降低硬度, 便于加工; 為淬火作組織準(zhǔn)備。 使用狀態(tài)下的組織： M

9、回+顆粒狀碳化物+A(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 3、用途 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。 T7T9：制造承受沖擊的工具，如木工工具：沖子、鑿子、錘子等。木工鑿木工鑿木工鉆木工鉆T10T11：制造低速切削工具，如鉆頭、絲錐、車(chē)刀等。T12T13：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1、成分特點(diǎn)： 高碳：0.751.5%C 合金元素作用 提高淬透性: Cr、Mn、Si 提高耐回火性：Si 提高耐磨性、細(xì)化晶粒: W、V 二、低合金工具鋼二、低合金工具鋼 由碳素工具鋼基礎(chǔ)上加入少量合金元素(35%

10、)形成。 2、熱處理及組織同碳素工具鋼，只是淬火介質(zhì)為油(碳素工具鋼為水)。使用狀態(tài)下的組織為： M回+顆粒狀碳化物+A(少量) 3、常用鋼號(hào)及用途應(yīng)用最多的是9SiCr。用于制造形狀復(fù)雜、要求變形小的低速刃具，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1、性能特點(diǎn): 高熱硬性(600)、高淬透性 2、成分特點(diǎn) 高碳: 0.701.5%C 合金元素作用提高淬透性：Cr提高熱硬性、耐磨性: W、Mo、V 三、三、 高速鋼（俗稱風(fēng)鋼）高速鋼（俗稱風(fēng)鋼） 制造高速切削刃具用鋼。 退火目的： 降低硬度，便于切加工；為淬火作組織準(zhǔn)備。 退火后組織：S+顆粒狀碳化物 鍛造目的：打碎粗大的魚(yú)骨狀碳化物，使其均勻分布于基體中。3、加工與熱處理 加工工藝路線：下料鍛造退火機(jī)加工淬火回火磨削 淬火目的: 獲得高合金元素含量的馬氏體。因此淬火溫度高(1280)。 淬火后組織： M+未溶碳化物(10%)+A (20%)W18Cr4VW18Cr4V鋼的淬火組織鋼的淬火組織 碳及合金元素含量下降，Ms點(diǎn)上升，回火冷卻時(shí)，A轉(zhuǎn)變?yōu)镸。 每次回火加熱都使前一次的淬火馬氏體回火。 回火目的： 主要為減少A、消除內(nèi)應(yīng)力、穩(wěn)定組織。 一般經(jīng)過(guò)三次560回火. 析出W、Mo、V的碳化物，產(chǎn)生二次硬化。 W18Cr4V鋼淬火、回火后的組織鋼淬火