金屬工藝學(xué) 2

1、熱加工工藝基礎(chǔ)熱加工工藝基礎(chǔ)冷加工工藝基礎(chǔ)冷加工工藝基礎(chǔ)工程材料導(dǎo)論金屬液態(tài)成形金屬塑性成形金屬連接成形表表面面切切削削成成形形的的基基本本方方法法 金金 屬屬 切切 削削 加加 工工 基基 礎(chǔ)礎(chǔ)講授內(nèi)容講授內(nèi)容選材選材選毛坯選毛坯預(yù)先熱處理預(yù)先熱處理機(jī)械加工機(jī)械加工最終熱處理最終熱處理檢驗檢驗 應(yīng)根據(jù)零件的性能要求、受載情況、服役條應(yīng)根據(jù)零件的性能要求、受載情況、服役條 件、件、工作環(huán)境等：工作環(huán)境等：選材：選材：金屬材料種類繁多，性能不一，金屬材料種類繁多，性能不一，根據(jù)根據(jù)零件的性能要求、零件的性能要求、服役條件服役條件的的不相同，再加上材料的資源、價格等多方面考慮。不相同，再加上材料的

2、資源、價格等多方面考慮。毛坯選擇毛坯選擇機(jī)械加工方法機(jī)械加工方法軸軸車削車削傳統(tǒng)的有傳統(tǒng)的有現(xiàn)代的有現(xiàn)代的有有液態(tài)成形毛坯有液態(tài)成形毛坯塑性成形毛坯塑性成形毛坯連接成形毛坯連接成形毛坯粉末冶金成形粉末冶金成形型材等毛坯型材等毛坯車削、刨車削、刨 削、銑削削、銑削拉削、鏜削、磨削等拉削、鏜削、磨削等數(shù)控加工、電火花數(shù)控加工、電火花加工、激光加工等加工、激光加工等特種加工方法特種加工方法材料、信息、能源、生物稱為現(xiàn)代技術(shù)的四大支柱。材料、信息、能源、生物稱為現(xiàn)代技術(shù)的四大支柱。 復(fù)合材料復(fù)合材料工程材料工程材料金屬材料金屬材料陶瓷材料陶瓷材料高分子材料高分子材料SFSFl復(fù)習(xí)題一、填空題： 1、金

3、屬的力學(xué)性能主要有_、_、_、 和 等。 2、金屬材料的性能包括_性能、_性能、_性能和_性能。 3、_是材料抵抗變形和斷裂的能力。 4、_是材料產(chǎn)生變形而又不破壞的性能。 5、金屬的塑性變形會導(dǎo)致其 提高， 下降，這種現(xiàn)象稱為加工硬化。二、單項選擇題： 1、金屬材料表現(xiàn)出力學(xué)性能的是 ( ) A. 導(dǎo)電性 B. 抗氧化性 C. 導(dǎo)熱性 D. 硬度 2、試件拉斷前承受的最大標(biāo)稱拉應(yīng)力稱為 ( ) A. 屈服強(qiáng)度 B. 抗拉強(qiáng)度 C. 塑性強(qiáng)度 D. 抗壓強(qiáng)度 3、常用金屬的塑性判斷依據(jù)是斷后伸長率和 ( ) A. 硬度 B. 強(qiáng)度 C. 斷面收縮率 D. 屈服極限 4、金屬的韌性通常隨溫度降低

4、 ( ) A. 變好 B. 變差 C. 不變 D. 都不對 5、在拉伸試驗中，試樣拉斷前能承受的最大應(yīng)力稱為材料的 （ ） A. 屈服極限 B. 抗拉強(qiáng)度 C. 彈性極限 6、洛氏硬度C標(biāo)尺所用的壓頭是 （ ） A. 淬硬鋼球 B. 金剛石圓錐體 C. 硬質(zhì)合金球 過冷度是金屬結(jié)晶過程自發(fā)進(jìn)行的必要條件。復(fù)習(xí)題一、填空題：1、Fe是_立方晶格。2、合金在固態(tài)下，組元間仍能互相溶解而形成的均勻相稱為_。3、原子規(guī)則排列的物質(zhì)叫_，一般固態(tài)金屬都屬于_。4、固態(tài)合金的相結(jié)構(gòu)可分為_和_兩大類。 二、簡答題： 1、金屬的晶粒大小對其力學(xué)性能有何影響？如何控制液態(tài)金屬的結(jié)晶過程，以獲得細(xì)小晶粒？ 三、

5、名詞解釋： 1、合金第三章 鐵碳合金相圖 鋼、鐵材料是工業(yè)生產(chǎn)中最為常用的金屬材料。它們是以鐵、碳作為基本元素的合金，包括普通碳鋼、鑄鐵以及合金鋼和合金鑄鐵。 鐵碳合金相圖是人們在長期生產(chǎn)實踐中總結(jié)和使用的一個非常重要的依據(jù)和工具。利用它，可以很好的研究在各種平衡條件下鐵碳合金的成分、溫度、組織結(jié)構(gòu)和性能之間的關(guān)系，指導(dǎo)熱加工生產(chǎn)。 本章著重介紹鐵碳合金基本組織相圖、鐵碳合金相圖分析以及碳鋼定義，組成成分、分類、牌號以及用途。 要求：重點掌握碳鋼定義，組成成分、分類、牌號以及用途。一、鐵碳合金基本組織 鐵碳合金組成元素是鐵（Fe）、碳（C），在不同的條件下，不同比例的鐵碳元素可以組成由鐵原子、

6、碳原子、 1、鐵素體： 碳溶于-Fe（體心立方晶格）形成的間隙固溶體稱為鐵素體，用符號F表示。由于-Fe是體心立方晶格結(jié)構(gòu)，鐵素體的晶格間隙很小，因而溶碳能力極差，在727時溶碳量最大，可達(dá)0.0218,隨著溫度的下降溶碳量逐漸減小，在600時溶碳量約為0.0057，在室溫時鐵素體的溶碳量幾乎等于零。 因此可以把鐵素體看作是純鐵。 鐵素體的強(qiáng)度、硬度都很低，但具有良好的塑性和韌性。鐵碳合金中鐵素體含量越多，硬度越低、塑性就越好。2、奧氏體： 奧氏體是碳溶解在Fe中的間隙固溶體，常用符號A表示。它仍保持Fe的面心立方晶格。其溶碳能力較大，在727時溶碳為0.77,1148時可溶碳2.11。奧氏體

7、是在大于727高溫下才能穩(wěn)定存在的組織。奧氏體塑性好，強(qiáng)度較低，是絕大多數(shù)鋼種在高溫下進(jìn)行壓力加工時所要求的組織。奧氏體是沒有磁性的。 分辨奧氏體不銹鋼刀具(常見的188型不銹鋼）的方法之一就是用磁鐵來看刀具是否具有磁性。 古代鐵匠打鐵時燒紅的鐵塊既處于奧氏體狀態(tài)。3、滲碳體： 碳在鐵中的溶解能力是有限的。當(dāng)碳的含量超過鐵的溶解度時，多余的碳就會和鐵按一定的比例進(jìn)行化合，形成具有復(fù)雜晶格結(jié)構(gòu)的金屬化合物Fe3C，稱為滲碳體。其含碳量為6.69。 滲碳體是一種具有極高硬度（800HB以上）的脆性化合物。呈斜方結(jié)構(gòu)。滲碳體的數(shù)量、形態(tài)和分布對鋼和鑄鐵的性能影響很大。滲碳體是碳在退火和正火鋼中以及白

8、口鑄鐵中的一般存在形式，也是共析組織珠光體的組成之一(另一為鐵素體)。 4、珠光體： 珠光體是奧氏體(奧氏體是碳溶解在Fe中的間隙固溶體)發(fā)生共析轉(zhuǎn)變所形成的鐵素體與滲碳體的共析體。其形態(tài)為鐵素體薄層和滲碳體薄層交替重疊的層狀復(fù)相物，也稱片狀珠光體。用符號P表示，含碳量為0.77。在珠光體中鐵素體占88%,滲碳體占12%,由于鐵素體的數(shù)量大大多于滲碳體,所以鐵素體層片要比滲碳體厚得多.在球化退火條件下,珠光體中的滲碳體也可呈粒狀,這樣的珠光體稱為粒狀珠光體。 珠光體的性能介于鐵素體和滲碳體之間, 強(qiáng)度較高,硬度適中,塑性和韌性較好。5、萊氏體： 萊氏體是液態(tài)鐵碳合金發(fā)生共晶轉(zhuǎn)變形成的奧氏體和滲

9、碳體所組成的共晶體，其含碳量為4.3。當(dāng)溫度高于727時，萊氏體由奧氏體和滲碳體組成，用符號Ld表示。在低于727時，萊氏體是由珠光體和滲碳體組成，用符號Ld表示，稱為變態(tài)萊氏體。因萊氏體的基體是硬而脆的滲碳體，所以硬度高，塑性很差。 分為高溫萊氏體和低溫萊氏體兩種。奧氏體和滲碳體組成的機(jī)械混合物稱高溫萊氏體，用符號Ld或表示。由于其中的奧氏體屬高溫組織，因此高溫萊氏體僅存于727以上。高溫萊氏體冷卻到727以下時，將轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w和滲碳體機(jī)械混合物,稱低溫萊氏體，用Ld表示。由于萊氏體中含有的滲碳體較多，故性能與滲碳體相近，即極為硬脆。二、鐵碳合金狀態(tài)圖 鐵碳合金狀態(tài)圖是指在極其緩慢加熱（或冷

10、卻）條件下，各種成分的鐵碳合金在不同溫度下所處的組織狀態(tài)或組織構(gòu)成圖形。在鐵碳合金狀態(tài)圖中，有實用價值的只有含碳量為06.69的Fe-Fe3C狀態(tài)圖部分。它是研究鐵碳合金金相轉(zhuǎn)變規(guī)律、正確分析組織及性能的基礎(chǔ)，也是制定熱加工工藝的依據(jù)。 在Fe-Fe3C狀態(tài)圖中，若用相來描述鐵碳合金的組織狀態(tài)，則稱之為Fe-Fe3C相圖。由于狀態(tài)圖中的組織是在極其緩慢加熱（冷卻）得到的，接近平衡狀態(tài)，故又稱Fe-Fe3C平衡圖。1、 Fe-Fe3C狀態(tài)圖中的主要特性點 ABCD線液相線。任何成分的鐵碳合金在此線以上都處于液相（液體）。含碳量在BC之間的液態(tài)金屬緩冷至BC線時，出液相中開始結(jié)晶出奧氏體；大于4.

11、35的液態(tài)合金緩冷至CD線時，開始結(jié)晶出滲碳體。 AHJECF線固相線。任何成分的鐵碳合金緩冷至此線時全部結(jié)晶為固相（固體）。 ECF線共晶線。冷卻至1148時，含碳量為2.11的鐵碳合金在恒溫下由液態(tài)會同時結(jié)晶出奧氏體和滲碳體發(fā)生共晶反應(yīng)，生成高溫萊氏體Ld。 PSK線共析線。奧氏體冷卻時，在727恒溫下會同時析出鐵素體和滲碳體，發(fā)生共析反應(yīng)，生成珠光體。凡含碳量在0.02186.69之間的鐵碳合金均可發(fā)生此反應(yīng)，PSK線常稱為A1線。 GS線含碳量0.77的鐵碳合金冷卻到從奧氏體析出鐵素體的開始線，也是加熱時鐵素體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體的終了線，常稱為A3線。 ES線碳在奧氏體中的溶解度曲線，常稱A

12、cm線。在1148時，奧氏體溶碳能力最大，達(dá)到2.11。隨著溫度的降低，溶解度也沿此線降低，在727時，溶碳量為0.77。圖中：A-奧氏體 F-鐵素體 P-珠光體 Fe3C滲碳體 Ld萊氏體亞亞共共析析鋼鋼過共析鋼過共析鋼亞共晶白口鐵亞共晶白口鐵過共晶白口鐵過共晶白口鐵工工業(yè)業(yè)鐵鐵純純2、鐵碳合金的成分、組織、性能之間的關(guān)系 在鐵碳合金中，滲碳體是強(qiáng)化相?？偟内厔?，滲碳體含量越多，材料越硬，塑性及沖擊韌性越差；當(dāng)含碳量小于0.9時，隨著鋼中含碳量增加，滲碳體含量相應(yīng)增加,鋼的強(qiáng)度上升，當(dāng)含碳量超過0.9時，隨著鋼中含碳量增加，滲碳體含量相應(yīng)增加，鋼的強(qiáng)度明顯下降。工業(yè)上使用的碳鋼一般要求具有足

13、夠的強(qiáng)度和韌性，其含碳量大多數(shù)不超過1.31.4。鐵碳合金成分、組織與性能關(guān)系圖圖中 c含碳量 延伸率 收縮率b 抗拉強(qiáng)度 ak 沖擊韌度 HB 硬度 F 鐵素體 P 珠光體 Fe3C 二次滲碳體 Ld 低溫萊氏體 Fe3C一次滲碳體 3、鐵碳合金相圖的應(yīng)用： 鐵碳合金相圖在金屬材料的研究和生產(chǎn)實踐中均有重要實用價值。一般主要表現(xiàn)在以下幾個方面：（1）在選材方面的應(yīng)用 根據(jù)鐵碳合金相圖可以推斷鐵碳合金的組織隨成分、溫度的變化規(guī)律。依據(jù)工件的工作條件及對性能的要求，可以借助相圖合理的選擇材料。（2）在鑄造方面的應(yīng)用 根據(jù)鐵碳合金相圖，可以確定合適的熔化澆注溫度。（3）在鍛造方面的應(yīng)用 根據(jù)鐵碳合

14、金相圖，可以正確選擇鍛、軋工藝溫度規(guī)范。（4）在熱處理方面的應(yīng)用 根據(jù)鐵碳合金相圖，可以各種熱處理工藝的加熱溫度規(guī)范。三、碳鋼 碳素鋼簡稱碳鋼，是指含碳量低于2.11的鐵碳合金，并含有少量的磷（P）、硫（S）、硅（SI）、錳（Mn）等雜質(zhì)。碳鋼冶煉方便、價格低廉，產(chǎn)量大而且具有良好的力學(xué)性能和工藝性能，能夠滿足一般機(jī)械工業(yè)用鋼要求，其應(yīng)用十分廣泛。 磷、硫是碳鋼中的有害雜質(zhì)。其中磷是由生鐵帶入的，可以提高鋼的強(qiáng)度和硬度，但在在低溫條件下對碳鋼的塑性和韌性影響很大（冷脆性）；硫是由生鐵和燃料帶入的，在高溫條件下會使各個晶粒分離，使鋼沿晶界分離（熱脆性），必須嚴(yán)格控制。 硅和錳都來自生鐵和脫氧劑。

15、在室溫下可以提高鋼的強(qiáng)度和硬度，錳還可以降低硫的危害，是以兩者是鋼中的有益元素。碳鋼的分類：1、按鋼的含碳量分類： 低碳鋼0.25 中碳鋼0.250.6高碳鋼0.62、按鋼的質(zhì)量分類 根據(jù)鋼中S、P含量分為： 普通鋼：S0.050%，P0.045% 優(yōu)質(zhì)鋼：S0.035%，P0.035% 高級優(yōu)質(zhì)鋼：S0.025%，P0.025%3、按鋼的用途分類： 結(jié)構(gòu)鋼：主要用于制造各種機(jī)械零件和工程構(gòu)件，其含碳量 一般小于0.70%。 工具鋼：主要用于制造各種刀具、模具和量具等，其含碳量一般大于0.70%。4、按冶煉時脫氧程度的不同分類： 沸騰鋼：脫氧程度不完全的鋼。用F表示。 鎮(zhèn)靜鋼：脫氧程度完全的鋼

16、。用Z表示。 半鎮(zhèn)靜鋼：脫氧程度介于沸騰鋼和鎮(zhèn)靜鋼之間。用b表示。碳鋼的牌號及用途：1、碳素結(jié)構(gòu)鋼 這類鋼材漢硫、磷雜質(zhì)多，一般都制成型材、板材、及槽鋼、圓鋼、方鋼、扁鋼、螺紋鋼、角鋼、盤條、鋼管、工字鋼等，價格便宜，在能滿足性能要求的情況下優(yōu)先選用。 牌號表示： 由Q+數(shù)字+質(zhì)量等級符號+脫氧方法符號組成。它的鋼號冠以“Q”，代表鋼材的屈服點，后面的數(shù)字表示屈服點數(shù)值，單位是MPa,如Q195-A F表示屈服點為195MPa的質(zhì)量為A級的碳素結(jié)構(gòu)沸騰鋼。2、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼： 主要的機(jī)械制造用鋼。這類鋼材含硫、磷等有害雜質(zhì)少，質(zhì)量較好，一般要經(jīng)過熱處理以提高其力學(xué)性能，常用來制造各種重要的機(jī)械

17、零件。 根據(jù)含碳量的不同，又可分為正常含錳量（0.250.8）和較高含錳量（0.71.2）兩種。 牌號表示： 鋼號開頭的兩位數(shù)字表示鋼的碳含量，以平均碳含量的萬分之幾表示，例如平均碳含量為0.45%的鋼，鋼號為“45”，它不是順序號，所以不能讀成45號鋼。 錳含量較高的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，應(yīng)將錳元素標(biāo)出，例如50Mn。 沸騰鋼、半鎮(zhèn)靜鋼及專門用途的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼應(yīng)在鋼號最后特別標(biāo)出，例如平均碳含量為0.1%的半鎮(zhèn)靜鋼，其鋼號為10b。 3、碳素工具鋼： 這類鋼材的含碳量一般在0.651.35，經(jīng)適當(dāng)?shù)臒崽幚砗?，可獲得很高的硬度和耐磨性，但熱硬性差，主要用于制造一般溫度下工作的工具、量具和模具等，如

18、沖頭、手鋸鋸條、絲錐、量規(guī)、銼刀、手錘等。 牌號表示： 鋼號冠以“T”，以免與其他鋼類相混。 鋼號中的數(shù)字表示碳含量，以平均碳含量的千分之幾表示。例如“T8”表示平均碳含量為0.8%。 錳含量較高者，在鋼號最后標(biāo)出“Mn”，例如“T8Mn”。 高級優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼的磷、硫含量，比一般優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼低，在鋼號最后加注字母“A”，以示區(qū)別，例如“T8MnA”。 總結(jié)：常用的碳鋼牌號及編號方法：作業(yè)：倉庫中混存了相同規(guī)格的20鋼、45鋼和T10鋼，請?zhí)岢鲆环N最為簡便的區(qū)分方法。復(fù)習(xí)題一、填空題： 1、鐵碳合金的基本組織有_、_、_、_和_等。 2、常見碳素鋼按含碳量分為_、_ 、_。 3、珠光體是_和

19、_的機(jī)械混合物。 4、含碳量處于0.0218%2.11%的鐵碳合金稱為_。 5、分別填出下列鐵碳合金組織的符號。 奧氏體_ 鐵素體_ 珠光體_ 6、45鋼按用途分類屬于_ 。 7、共析鋼的含碳量是 ，其組織全部由 組成。二、單項選擇題： 1、鐵碳合金相圖中，ECF線是 ( ) A. 液相線 B. 共析線 C. 固相線 D. 共晶線 2、鋼是以鐵為主要元素的鐵碳合金，一般含碳量小于 ( ) A. 0.77% B. 2.11% C. 4.3% D. 6.69% 3、碳鋼中常有雜質(zhì)存在，其中有害元素是 ( ) A. 硅 B. 錳 C. 硫 D. 碳 4、鋼號45的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，其平均含碳量是 (

20、) A. 45% B. 4.5% C. 0.45% D. 0.045% 5、對鑄鋼ZG200400說法正確的是 ( ) A. 200是屈服點的最低值 B. 200是抗拉強(qiáng)度最低值 C. 400是屈服點最低值 D. 400是抗拉強(qiáng)度最高值 6、對40Gr的說法正確的是 ( ) A. 滲碳鋼 B. 調(diào)質(zhì)鋼 C. 工具鋼 D. 高速鋼 7、下列用于制造彈簧的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼為 ( ) A. Q195 B. 08F C. 35 D. 65 8、T12中含碳量平均為 ( ) A. 12% B. 0.12% C. 1.2% D. 0.012% 9、鐵碳合金相圖中PSK線為共析線，其共析產(chǎn)物是 ( ) A.

21、鐵素體 B. 珠光體 C. 奧氏體 D. 萊氏體 10、在鐵碳合金相圖中AECF線以下任意成分的鐵碳合金均為 ( ) A. 固體 B. 液體 C. 液固共存 D. 都不對 11、碳素鋼中含碳量為20時，這種鋼是 ( ) A. 低碳鋼 B. 中碳鋼 C. 高碳鋼 D. 碳素工具鋼 12、純鐵在700攝氏度時稱為 （ ） A. 鐵素體 B. 奧氏體 C. 珠光體 D. 滲碳體 13、鐵素體為（ ）晶格 A. 面心立方 B. 體心立方 C. 密排六方 D. 復(fù)雜的人面體 14、鐵碳合金狀態(tài)圖上的共析線是 （ ） A. ECF線 B. ACD線 C. PSK線 15、從奧氏體中析出的滲碳體為 （ ）

22、A. 一次滲碳體 B. 二次滲碳體 C. 芫晶滲碳體 16、在下列三種鋼中，（ ）鋼彈性最好。 A. T10 B. 20 C. 65Mn 17、選擇齒輪的材料為 （ ） A. 08F B. 45鋼 C. 65Mn 18、過冷奧氏體是指冷卻到（ ）溫度下，尚未轉(zhuǎn)變的奧氏體。 A . Ms B. Mf C. A1 第四章 鋼的熱處理 改善鋼的性能，可以通過兩種途徑：一是調(diào)整鋼的化學(xué)成分，如加入適量的合金元素；二是對鋼進(jìn)行熱處理。 所謂鋼的熱處理，是指將鋼在固態(tài)下進(jìn)行加熱、保溫和冷卻三個基本過程，以改變鋼的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從而獲得所需性能的一種加工工藝。不同的加熱溫度、保溫時間、冷卻速度，所獲得鋼的性能各

23、不相同。 熱處理區(qū)別于其他加工工藝如鑄造、壓力加工等的特點是不改變工件的形狀，只改變其組織，通過改變組織來改變性能。熱處理熱處理普通熱處理普通熱處理表面熱處理表面熱處理 退火退火正火正火淬火淬火回火回火表面淬火表面淬火化學(xué)熱處理化學(xué)熱處理滲碳滲碳滲氮滲氮碳氮共滲碳氮共滲加熱加熱保溫保溫冷卻冷卻臨界溫度臨界溫度熱處理工藝曲線熱處理工藝曲線T其它熱處理其它熱處理形變形變真空真空激光激光 鋼的熱處理類型鋼的熱處理類型本章重點：本章重點：鋼的普通熱處理工藝鋼的普通熱處理工藝圖中 A1、A3、Acm平衡條件下鋼的臨界溫度 Ac1、Ac3、Accm加熱時鋼的臨界溫度 Ar1、Ar3、Arcm冷卻時鋼的臨界

24、溫度一、鋼的普通熱處理重要零部件重要零部件:鑄造鑄造(或鍛造或鍛造)退火退火(或正火或正火)粗加工粗加工淬火淬火回火回火精加工精加工成品成品退火與正火冷卻速度退火與正火冷卻速度較慢，主要用來改善較慢，主要用來改善材料工藝性能，消除材料工藝性能，消除殘余應(yīng)力、改善組織、殘余應(yīng)力、改善組織、細(xì)化晶粒，調(diào)整硬度、細(xì)化晶粒，調(diào)整硬度、改善切削性能等等改善切削性能等等預(yù)備熱處理預(yù)備熱處理獲得優(yōu)異的綜合獲得優(yōu)異的綜合力學(xué)性能力學(xué)性能最最終熱處理終熱處理（一）、鋼的退火（一）、鋼的退火 將鋼件加熱至適當(dāng)溫度，將鋼件加熱至適當(dāng)溫度，保溫一定時間后緩慢冷卻的一保溫一定時間后緩慢冷卻的一種熱處理工藝。根據(jù)目的和要

25、種熱處理工藝。根據(jù)目的和要求不同，又可以分為完全退火、求不同，又可以分為完全退火、等溫退火、球化退火和去應(yīng)力等溫退火、球化退火和去應(yīng)力退火。退火。 一般來說，加熱溫度高于一般來說，加熱溫度高于Ac3Ac3的退火稱為完全退火；加的退火稱為完全退火；加熱溫度在熱溫度在Ac1Ac1與與AccmAccm之間的稱之間的稱為不完全退火或球化退火；加為不完全退火或球化退火；加熱溫度在熱溫度在AC1AC1以下稱為低溫退以下稱為低溫退火或去應(yīng)力退火?；鸹蛉?yīng)力退火。AA1A3Acm1 1、完全退火：、完全退火：A A）工藝：）工藝： AcAc3 3+ +（30503050），保溫后隨爐緩慢冷卻到），保溫后隨爐緩

26、慢冷卻到500 500 以下以下后在空氣中繼續(xù)冷卻后在空氣中繼續(xù)冷卻 。B B）特點：）特點： 加熱過程中獲得完全的奧氏體組織，冷卻后組織接近加熱過程中獲得完全的奧氏體組織，冷卻后組織接近平衡組織。平衡組織。C C）目的：）目的： 使熱加工過程中的造成使熱加工過程中的造成的粗大晶粒細(xì)化，不均勻組織均勻的粗大晶粒細(xì)化，不均勻組織均勻化，或使中碳以上的碳鋼及合金鋼化，或使中碳以上的碳鋼及合金鋼降低硬度，改善切削加工性能。同降低硬度，改善切削加工性能。同時消除殘余應(yīng)力。時消除殘余應(yīng)力。D D）適用范圍：）適用范圍： 用于亞共析成分的用于亞共析成分的碳鋼及合金鋼的鑄件、鍛件以及熱碳鋼及合金鋼的鑄件、鍛

27、件以及熱軋型材。軋型材。Ac3Ac1完全退火完全退火爐冷爐冷空冷空冷2、等溫退火：、等溫退火：A）工藝：）工藝： Ac3+（3050），保溫后快冷到），保溫后快冷到Ar1之下某之下某一溫度等溫，使一溫度等溫，使A在恒溫下轉(zhuǎn)變?yōu)樵诤銣叵罗D(zhuǎn)變?yōu)镻，然后出爐空冷。，然后出爐空冷。B）特點：）特點： 轉(zhuǎn)變在恒溫下進(jìn)行，組織均勻，可大大縮短轉(zhuǎn)變在恒溫下進(jìn)行，組織均勻，可大大縮短退火時間。退火時間。C）目的：）目的： 同完全退火。同完全退火。D）適用范圍：）適用范圍： 用于降用于降低硬度的碳鋼及合金鋼。低硬度的碳鋼及合金鋼。500500以下空冷以下空冷Ac3Ac1爐冷爐冷完全退火完全退火等溫退火等溫退火A

28、r13、球化退火：、球化退火：A）工藝：）工藝： Ac1+（2040），保溫后隨爐緩冷至），保溫后隨爐緩冷至600 以下出爐以下出爐空冷空冷 。B）特點：）特點：加熱過程中片狀滲碳體發(fā)生不完全溶解而斷開，形成加熱過程中片狀滲碳體發(fā)生不完全溶解而斷開，形成細(xì)小滲碳體，冷卻過程中以球粒狀析出彌散分布在鐵素體基體上。細(xì)小滲碳體，冷卻過程中以球粒狀析出彌散分布在鐵素體基體上。C）目的：）目的： 使熱軋、鍛造空冷后組使熱軋、鍛造空冷后組織中的網(wǎng)狀二次滲碳體和珠光體中織中的網(wǎng)狀二次滲碳體和珠光體中片層狀的滲碳體球化，降低硬度，片層狀的滲碳體球化，降低硬度，改善切削性能，并為后續(xù)的淬火做改善切削性能，并為后

29、續(xù)的淬火做好組織準(zhǔn)備。好組織準(zhǔn)備。D）適用范圍：）適用范圍： 過共析鋼、合金過共析鋼、合金工具鋼工具鋼Ac3Ac1完全退火完全退火等溫退火等溫退火球化退火球化退火3、球化退火：、球化退火：A）工藝：）工藝： Ac1+（2040），保溫后隨爐緩冷至），保溫后隨爐緩冷至600 以下出爐以下出爐空冷空冷 。B）特點：）特點：加熱過程中片狀滲碳體發(fā)生不完全溶解而斷開，形成加熱過程中片狀滲碳體發(fā)生不完全溶解而斷開，形成細(xì)小滲碳體，冷卻過程中以球粒狀析出彌散分布在鐵素體基體上。細(xì)小滲碳體，冷卻過程中以球粒狀析出彌散分布在鐵素體基體上。C）目的：）目的： 使熱軋、鍛造空冷后組使熱軋、鍛造空冷后組織中的網(wǎng)狀二

30、次滲碳體和珠光體中織中的網(wǎng)狀二次滲碳體和珠光體中片層狀的滲碳體球化，降低硬度，片層狀的滲碳體球化，降低硬度，改善切削性能，并為后續(xù)的淬火做改善切削性能，并為后續(xù)的淬火做好組織準(zhǔn)備。好組織準(zhǔn)備。D）適用范圍：）適用范圍： 過共析鋼、合金過共析鋼、合金工具鋼工具鋼Ac3Ac1完全退火完全退火等溫退火等溫退火球化退火球化退火4、去應(yīng)力退火：、去應(yīng)力退火：A）工藝：）工藝： A1以下某一溫度（以下某一溫度（500650 ），保溫后隨），保溫后隨爐緩冷至爐緩冷至200 以下出爐空冷以下出爐空冷 。B）特點：）特點：低溫退火，無組織變化低溫退火，無組織變化C）目的：）目的： 消除鑄、鍛、焊件等的殘余應(yīng)力消

31、除鑄、鍛、焊件等的殘余應(yīng)力D）適用范圍：）適用范圍： 所有碳鋼所有碳鋼Ac3Ac1完全退火完全退火等溫退火等溫退火去應(yīng)力退火去應(yīng)力退火球化退火球化退火（二）、鋼的正火（二）、鋼的正火將鋼件加熱至單相奧氏體區(qū)（將鋼件加熱至單相奧氏體區(qū)（ Ac3、Ac1 或或Accm 以上），保溫后以上），保溫后出爐空冷的熱處理工藝。出爐空冷的熱處理工藝。A）工藝：）工藝： Ac3（Ac1 或或Accm） +（3050），空冷），空冷 。B）特點：）特點：冷卻速度快，組織較細(xì)，鋼的強(qiáng)度和硬度有所提高。冷卻速度快，組織較細(xì)，鋼的強(qiáng)度和硬度有所提高。C）目的：）目的： 細(xì)化組織，適當(dāng)提高硬度和細(xì)化組織，適當(dāng)提高硬度和

32、強(qiáng)度。用于普通結(jié)構(gòu)件作為最終熱處理；強(qiáng)度。用于普通結(jié)構(gòu)件作為最終熱處理；亞共析鋼正火后細(xì)化晶粒，消除組織缺亞共析鋼正火后細(xì)化晶粒，消除組織缺陷，獲得合適的硬度，改善切削加工性；陷，獲得合適的硬度，改善切削加工性；過共析鋼正火的目的是抑制或消除網(wǎng)狀過共析鋼正火的目的是抑制或消除網(wǎng)狀滲碳體，有利于球化退火的進(jìn)行。滲碳體，有利于球化退火的進(jìn)行。D）適用范圍：）適用范圍： 所有碳鋼所有碳鋼AA1A3Acm與退火相比具有以下特點：與退火相比具有以下特點： 1）由于冷卻速度較退火快，所得組織比退火時要細(xì)；）由于冷卻速度較退火快，所得組織比退火時要細(xì)； 2）正火后的零件的強(qiáng)度和硬度比退火時高，且含碳量越）正

33、火后的零件的強(qiáng)度和硬度比退火時高，且含碳量越高，差別越大；高，差別越大； 3）低碳鋼經(jīng)正火處理后的強(qiáng)度與硬度，與退火處理的差）低碳鋼經(jīng)正火處理后的強(qiáng)度與硬度，與退火處理的差別不多，但正火處理是在爐外進(jìn)行，不占用設(shè)備，生產(chǎn)率別不多，但正火處理是在爐外進(jìn)行，不占用設(shè)備，生產(chǎn)率高，所以低碳鋼多采用正火代替退火處理。高，所以低碳鋼多采用正火代替退火處理。4）中碳鋼的正火可替代調(diào)質(zhì)處理，為高頻淬火作準(zhǔn)備。）中碳鋼的正火可替代調(diào)質(zhì)處理，為高頻淬火作準(zhǔn)備。5）高碳鋼可消除網(wǎng)狀滲碳體，為球化退火做準(zhǔn)備。）高碳鋼可消除網(wǎng)狀滲碳體，為球化退火做準(zhǔn)備。(三三)、鋼的淬火、鋼的淬火將鋼件加熱到將鋼件加熱到Ac3或或A

34、c1以上以上3050，保溫一定時，保溫一定時間，然后在冷卻液（水或油）中快速冷卻，以獲得間，然后在冷卻液（水或油）中快速冷卻，以獲得馬氏體（或下貝氏體）組織的一種熱處理工藝。馬氏體（或下貝氏體）組織的一種熱處理工藝。1.鋼的淬火工藝鋼的淬火工藝1）加熱溫度的選擇）加熱溫度的選擇 亞共析鋼：亞共析鋼：Ac3+（3050）共析鋼和過共析鋼：共析鋼和過共析鋼：Ac1 +（3050）2）加熱保溫時間的確定）加熱保溫時間的確定 根據(jù)鋼的化學(xué)成分、工件尺寸形狀、加熱爐類型等因根據(jù)鋼的化學(xué)成分、工件尺寸形狀、加熱爐類型等因素按照經(jīng)驗公式估算。素按照經(jīng)驗公式估算。淬火后組織為細(xì)小淬火后組織為細(xì)小均勻的均勻的M

35、淬火后組織為細(xì)小均勻淬火后組織為細(xì)小均勻的的M+未溶粒狀滲碳體未溶粒狀滲碳體A3）冷卻速度（大于淬火臨界冷卻速度）冷卻速度（大于淬火臨界冷卻速度） A1MsMf鋼的理想冷卻淬火速度鋼的理想冷卻淬火速度理想冷卻速度應(yīng)在理想冷卻速度應(yīng)在C曲曲線鼻尖處快冷，而在線鼻尖處快冷，而在650以上以及以上以及MsMs點點以以下緩慢冷卻。這樣即可下緩慢冷卻。這樣即可以得到馬氏體組織，同以得到馬氏體組織，同時盡量避免淬火應(yīng)力。時盡量避免淬火應(yīng)力。a）淬火介質(zhì)的選擇）淬火介質(zhì)的選擇水：便宜，水：便宜， 冷卻速度大，但容易造成組織應(yīng)力，導(dǎo)致工件變形、冷卻速度大，但容易造成組織應(yīng)力，導(dǎo)致工件變形、開裂。一般碳素鋼多采

36、用水做冷卻液。開裂。一般碳素鋼多采用水做冷卻液。油：冷卻能力較小，合金鋼多采用。油：冷卻能力較小，合金鋼多采用。熔融鹽浴和堿浴熔融鹽浴和堿浴b）淬火方法的選擇）淬火方法的選擇2.淬火的目的淬火的目的（獲得馬氏體或下貝氏體，充分發(fā)揮獲得馬氏體或下貝氏體，充分發(fā)揮材料性能潛力）材料性能潛力）1）提高鋼的硬度和耐磨性）提高鋼的硬度和耐磨性例如例如T8鋼（切削刀具），退火后硬度為鋼（切削刀具），退火后硬度為163187HBS（小于（小于20HRC），經(jīng)淬火），經(jīng)淬火+低溫回火，硬度可達(dá)低溫回火，硬度可達(dá)6064HRC，且具有高的耐磨性。，且具有高的耐磨性。2）獲得優(yōu)異的綜合性能）獲得優(yōu)異的綜合性能例如

37、例如45鋼（軸類），正火后力學(xué)性能為：鋼（軸類），正火后力學(xué)性能為：250 HBS， s =320 MPa， b=750 MPa， =18%，k=70 J/cm2，經(jīng)經(jīng)淬火淬火+高高溫溫回火后，回火后， 250 HBS，s =450 MPa， b=800 MPa， =23%，k=100 J/cm2（四）、鋼的回火（四）、鋼的回火 鋼的回火就是將淬火后的鋼重新加熱到鋼的回火就是將淬火后的鋼重新加熱到A1點以下的某一溫度，保溫一段時間，然后冷卻點以下的某一溫度，保溫一段時間，然后冷卻到室溫的熱處理工藝。到室溫的熱處理工藝。1.工藝：工藝：A1以下某一溫度（以下某一溫度（150650 ），保溫后出爐

38、），保溫后出爐空冷空冷 。2.目的：（目的：（1）通過回火，使馬氏體發(fā)生轉(zhuǎn)變，并控制轉(zhuǎn)）通過回火，使馬氏體發(fā)生轉(zhuǎn)變，并控制轉(zhuǎn)變程度獲得不同的回火組織，使鋼具有所需要的性能；變程度獲得不同的回火組織，使鋼具有所需要的性能；（2）降低或消除淬火應(yīng)力，減小變形，防止開裂；）降低或消除淬火應(yīng)力，減小變形，防止開裂；（3）通過不同的回火溫度來調(diào)整硬度，減小脆性；）通過不同的回火溫度來調(diào)整硬度，減小脆性；（4）使淬火組織穩(wěn)定化，避免工件在使用過程中發(fā)生）使淬火組織穩(wěn)定化，避免工件在使用過程中發(fā)生尺寸和形狀的變化。尺寸和形狀的變化。3.回火的分類及應(yīng)用回火的分類及應(yīng)用1）低溫回火（）低溫回火（150200）

39、：）：組織為組織為M回回，鋼具有高硬度，鋼具有高硬度和高耐磨性，但內(nèi)應(yīng)力和脆性降低，主要用于高碳鋼和高和高耐磨性，但內(nèi)應(yīng)力和脆性降低，主要用于高碳鋼和高碳合金鋼制造的工模具和滾動軸承，以及經(jīng)滲碳和表面淬碳合金鋼制造的工模具和滾動軸承，以及經(jīng)滲碳和表面淬火的零件，回火后的硬度一般為火的零件，回火后的硬度一般為5864HRC。2）中溫回火（）中溫回火（350500 ）：）：組織為組織為T回回，主要用于含碳，主要用于含碳量在量在0.50.7%的碳鋼和合金鋼制造的各類彈簧。其硬度為的碳鋼和合金鋼制造的各類彈簧。其硬度為3545HRC，具有一定的韌性和高的彈性極限和屈服強(qiáng)度。，具有一定的韌性和高的彈性極

40、限和屈服強(qiáng)度。3）高溫回火（）高溫回火（500650 ）：）：組織為組織為S回回，主要用于含碳，主要用于含碳量在量在0.30.5%的碳鋼和合金鋼制造的各類連接和傳動的結(jié)的碳鋼和合金鋼制造的各類連接和傳動的結(jié)構(gòu)零件，如軸、齒輪、連桿以及螺栓等等。其硬度為構(gòu)零件，如軸、齒輪、連桿以及螺栓等等。其硬度為2535HRC，具有適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度與足夠的塑性和韌性，即良，具有適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度與足夠的塑性和韌性，即良好的綜合力學(xué)性能。淬火后高溫回火也稱為調(diào)質(zhì)處理。好的綜合力學(xué)性能。淬火后高溫回火也稱為調(diào)質(zhì)處理。（一）、鋼的表面淬火（一）、鋼的表面淬火 表面淬火是將工件表面快速加熱到奧氏體區(qū)，在熱量表面淬火是將工件表面快速

41、加熱到奧氏體區(qū)，在熱量尚未傳遞到心部時立即迅速冷卻，使表面得到一定深度的尚未傳遞到心部時立即迅速冷卻，使表面得到一定深度的淬硬層，而心部仍保持原始組織的一種局部熱處理方法。淬硬層，而心部仍保持原始組織的一種局部熱處理方法。1.火焰加熱表面淬火：氧火焰加熱表面淬火：氧-乙炔乙炔 2. 感應(yīng)加熱表面淬火：感應(yīng)電流感應(yīng)加熱表面淬火：感應(yīng)電流3.激光加熱表面淬火：激光束激光加熱表面淬火：激光束二、二、鋼的表面熱處理鋼的表面熱處理 鋼的表面熱處理是使零件表面獲得高的硬度和耐磨性，鋼的表面熱處理是使零件表面獲得高的硬度和耐磨性，而心部仍保持原來良好的韌性和塑性的一類熱處理方法。而心部仍保持原來良好的韌性和

42、塑性的一類熱處理方法。（二）、表面化學(xué)熱處理（二）、表面化學(xué)熱處理 化學(xué)熱處理是工件在特定的介質(zhì)中加熱保溫，使一化學(xué)熱處理是工件在特定的介質(zhì)中加熱保溫，使一種或幾種元素滲入工件表面，以改變表層的化學(xué)成分和種或幾種元素滲入工件表面，以改變表層的化學(xué)成分和組織，從而獲得所需機(jī)械性能和化學(xué)性能的工藝過程。組織，從而獲得所需機(jī)械性能和化學(xué)性能的工藝過程。 化學(xué)熱處理過程化學(xué)熱處理過程 ： 1)由介質(zhì)中由介質(zhì)中分解分解出滲入元素的活性原子；出滲入元素的活性原子； 2)工件表面對活性原子的工件表面對活性原子的吸收吸收； 3) 吸收原子在工件中的吸收原子在工件中的擴(kuò)散擴(kuò)散?；瘜W(xué)熱處理工藝：化學(xué)熱處理工藝：滲

43、碳、氮化、碳氮共滲、滲硼、滲鋁等滲碳、氮化、碳氮共滲、滲硼、滲鋁等三、熱處理新工藝簡介 1、形變熱處理： 形變熱處理是將材料塑性變形與熱處理有機(jī)地結(jié)合起來，同時發(fā)揮材料形變強(qiáng)化和相變強(qiáng)化作用的綜合熱處理工藝。這種方式不僅可以獲得比普通熱處理更優(yōu)異的強(qiáng)韌效果，而且能省去熱處理時重新加熱工藝，簡化生產(chǎn)流程，節(jié)約能源、設(shè)備，減少工件氧化他脫碳，從而提高經(jīng)濟(jì)效益和產(chǎn)品質(zhì)量。 2、離子滲擴(kuò)熱處理： 離子滲擴(kuò)熱處理是利用陰極（工件）和陽極的輝光放電產(chǎn)生的等離子體轟擊工件，使工件表層的成分、組織及性能發(fā)生變化的熱處理工藝。 3、真空熱處理 真空熱處理是在環(huán)境壓力低于正常大氣壓以下的減壓空間中進(jìn)行加熱、保溫的

44、熱處理工藝。一、填空題： 1、鋼的普通熱處理有_、_、_、_等。 2、鋼的淬透性是指鋼在淬火時獲得 能力。 3、鋼的熱處理工藝一般由_、_、_三個階段組成。 4、奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，需要很大過冷度，其冷卻速度應(yīng)_，而且必須過冷到_溫度以下。二、單項選擇題： 1、淬火后主要獲得的室溫組織為 ( ) A. 奧氏體 B. 滲碳體 C. 貝氏體 D. 馬氏體或下貝氏體 2、對完全退火說法正確的是 ( ) A. 能降低硬度 B. 主要用于共析鋼 C. 退火后組織為奧氏體 D. 不利于切削加工 3、合金鋼淬火時一般選用的冷卻介質(zhì)為 ( ) A. 水 B. 油 C. 鹽水 D. 石灰水 4、以提高鋼件表面耐

45、蝕力為目的，可選 ( ) A. 滲碳 B. 淬火 C. 高頻加熱表面淬火 D. 滲氮 5、正火與退火比正確的是 ( ) A. 正火成本高 B. 正火時間長 C. 正火硬度高 D. 正火后強(qiáng)度低 6、過冷奧氏體是指冷卻到（ ）溫度下，尚未轉(zhuǎn)變的奧氏體。 A . Ms B. Mf C. A1 7、過共折鋼的淬火加熱溫度應(yīng)選擇在 （ ） A. Ac1+3050 B. Ac3+3050 C. Accm以上 8、調(diào)質(zhì)處理就是 （ ） A. 淬火+低溫回火 B. 淬火+中溫回火 C. 淬火+高溫回火 9、為提高低碳鋼的切削加工性，通常采用（ ）處理 A. 完全退火 B. 正火 C. 球化退火三、簡答題：

46、1、什么是淬火？淬火的目的是什么？第五章 合金鋼 合金鋼是在碳素鋼中添加一些合金元素而煉制的一類鋼，以改善碳素鋼的性能。 為什么要發(fā)展合金鋼？ 因為碳鋼不能滿足要求。一、碳素鋼的缺陷一、碳素鋼的缺陷 1、綜合機(jī)械性能差、綜合機(jī)械性能差 雖然碳素鋼的強(qiáng)度、硬度隨著含碳量的增加而提高，但塑性、雖然碳素鋼的強(qiáng)度、硬度隨著含碳量的增加而提高，但塑性、韌性卻隨之下降，不能在同一成分中得到配合完善的綜合機(jī)械性能。韌性卻隨之下降，不能在同一成分中得到配合完善的綜合機(jī)械性能。 2 2、熱穩(wěn)定性差、熱穩(wěn)定性差 碳鋼在使用溫度超過碳鋼在使用溫度超過 200后，軟化變形，機(jī)械性能（強(qiáng)度、韌后，軟化變形，機(jī)械性能（強(qiáng)

47、度、韌性）急劇下降，不能用于高溫場合。性）急劇下降，不能用于高溫場合。 3、耐腐蝕性差耐腐蝕性差 碳鋼在大多數(shù)介質(zhì)中的耐腐蝕性很差，尤其對酸幾乎沒有任何碳鋼在大多數(shù)介質(zhì)中的耐腐蝕性很差，尤其對酸幾乎沒有任何抵御能力。抵御能力。 4、淬透性差、淬透性差 碳鋼不能用于制作大截面尺寸的重要零件。淬火時，急冷易變碳鋼不能用于制作大截面尺寸的重要零件。淬火時，急冷易變形、開裂；緩冷，又淬不上火或淬透層很淺。形、開裂；緩冷，又淬不上火或淬透層很淺。 5、不能滿足某些特殊性能要求、不能滿足某些特殊性能要求 如：耐低溫、高磁性、無磁性等。如：耐低溫、高磁性、無磁性等。 碳鋼的冷脆性轉(zhuǎn)變溫度較高，碳鋼的冷脆性轉(zhuǎn)

48、變溫度較高，-20 -30， 故碳鋼的使用溫度應(yīng)故碳鋼的使用溫度應(yīng)-20。二、合金元素的作用二、合金元素的作用 合金元素加入鋼中，與鐵形成固溶體，或者與碳形成碳化物，合金元素加入鋼中，與鐵形成固溶體，或者與碳形成碳化物，并且少量存在于氧化物、氮化物、硫化物、硅酸鹽等夾雜物中，在并且少量存在于氧化物、氮化物、硫化物、硅酸鹽等夾雜物中，在高合金鋼中還能形成金屬間化合物。高合金鋼中還能形成金屬間化合物。 1、 合金元素固溶于鐵素體合金元素固溶于鐵素體 合金元素固溶于鐵素體后，會使合金元素固溶于鐵素體后，會使-Fe晶格產(chǎn)生畸變晶格產(chǎn)生畸變固溶強(qiáng)固溶強(qiáng)化化，使鐵素體強(qiáng)度提高。當(dāng)合金元素配比適當(dāng)時，在提高

49、強(qiáng)度的同，使鐵素體強(qiáng)度提高。當(dāng)合金元素配比適當(dāng)時，在提高強(qiáng)度的同時，并不降低塑性，且有的合金元素（時，并不降低塑性，且有的合金元素（Cr、Ni）含量較低時：）含量較低時：Cr2%，Ni10% 2、按鋼的金相組織、按鋼的金相組織 鐵素體鋼鐵素體鋼 Cr17、Cr25、Cr28 奧氏體鋼奧氏體鋼 1Cr18Ni9、0Cr19Ni9、Mn13 馬氏體鋼馬氏體鋼 3Cr13、4Cr13、1Cr11MoV、 1Cr12WmoV 珠光體鋼珠光體鋼 15CrMo、12CrMoV 貝氏體鋼貝氏體鋼 12MoVWBSiRE 3、按鋼中、按鋼中S、P雜質(zhì)含量雜質(zhì)含量 a、普通合金鋼、普通合金鋼 S0.050% P

50、0.045% b、優(yōu)質(zhì)合金鋼、優(yōu)質(zhì)合金鋼 S0.035% P0.035% c、高級優(yōu)質(zhì)合金鋼、高級優(yōu)質(zhì)合金鋼 S0.025% P0.025% d、特級優(yōu)質(zhì)合金鋼、特級優(yōu)質(zhì)合金鋼 S0.015% P0.020%4、 按合金組元按合金組元 a、二元合金鋼：、二元合金鋼： 錳鋼、硅鋼、鉻鋼。錳鋼、硅鋼、鉻鋼。 b、三元合金鋼、三元合金鋼 CrMn、Si-Cr、Si-Mn、 Cr-Ni c、多元合金鋼、多元合金鋼 Cr-Mn-Ti、Ni-Cr-Mo-V5、 按用途按用途 合金結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼 合金工具鋼合金工具鋼 特殊性能鋼：不銹鋼、耐熱鋼、超強(qiáng)鋼特殊性能鋼：不銹鋼、耐熱鋼、超強(qiáng)鋼五、五、合金結(jié)構(gòu)鋼合

51、金結(jié)構(gòu)鋼 在碳素結(jié)構(gòu)鋼中添加在碳素結(jié)構(gòu)鋼中添加Cr、Ni、Mn、Si、Mo、W、V、Ti 等合金元素，使其具有較高強(qiáng)度、韌等合金元素，使其具有較高強(qiáng)度、韌性、淬透性。性、淬透性。（一）、合金結(jié)構(gòu)鋼的分類及牌號（一）、合金結(jié)構(gòu)鋼的分類及牌號1、分類、分類合金結(jié)構(gòu)鋼分為：合金結(jié)構(gòu)鋼分為：普通低合金鋼普通低合金鋼、易切易切鋼鋼、調(diào)質(zhì)鋼調(diào)質(zhì)鋼、滲碳鋼滲碳鋼、彈簧鋼彈簧鋼、滾動軸承鋼滾動軸承鋼。2、牌號表示方法、牌號表示方法數(shù)字?jǐn)?shù)字+化學(xué)元素化學(xué)元素+數(shù)字?jǐn)?shù)字合金元素含量的百分之幾，合金元素含量的百分之幾，1.5%不標(biāo)出不標(biāo)出合金元素合金元素平均含平均含C量的萬分之幾量的萬分之幾如：如：40Cr 表示表

52、示 含含C量：量：0.40% （0.37-0.45%） 含含Cr量：量：0.8-1.1%60Si2Mn 表示表示 含含C量：量：0.57-0.65% 含含Si 量：量：1.5-2.0% 含含Mn 量：量：0.6-0.9% 若為高級優(yōu)質(zhì)鋼，則在鋼號后加若為高級優(yōu)質(zhì)鋼，則在鋼號后加“A” ，若有專門用途，若有專門用途，則在鋼號前表明。則在鋼號前表明。 如：如： 20Cr2Ni4A、45CrNiMoVA、GCr15SiMn。（二）普通低合金結(jié)構(gòu)鋼 1、用途 這類鋼屬于建造用鋼，主要用于制造橋梁、船舶、車輛、鍋爐、高壓容器、石油化工管道、大型鋼結(jié)構(gòu)件等。用它來代替碳素結(jié)構(gòu)鋼，可大大減輕結(jié)構(gòu)重量，節(jié)省鋼

53、材，降低費用，保證使用的可靠性，延長構(gòu)件使用壽命，增大鋼材的使用范圍。 2、特點 良好的綜合機(jī)械性能 良好的焊接性能和冷成形性能 良好的耐蝕性 化學(xué)成分及熱處理 c0.2，合金元素3%，主要加入Mn、Si、Ti、Nb、Cu、N等合金元素，其中Mn是主要強(qiáng)化元素。普通低合金鋼一般在熱軋退火或正火狀態(tài)下使用，不需專門進(jìn)行熱處理。 3、常用鋼種 工程實際中最常用的有Q295（舊鋼號09MnV）、Q345（舊鋼號16Mn）、Q390（舊鋼號16MnNb）、Q420（舊鋼號15MnVN）。（三）合金滲碳鋼（低碳鋼） 1、用途： 合金滲碳鋼主要用于制造汽車、拖拉機(jī)中的變速齒輪，運輸機(jī)械的齒輪軸，內(nèi)燃機(jī)上的

54、凸輪軸、活塞銷等機(jī)器零件。這類零件在工作中既要承受強(qiáng)烈的摩擦磨損，又要經(jīng)常承受較大的交變載荷，特別是沖擊載荷。 2、特點： 機(jī)械性能 經(jīng)表面滲碳、淬火和低溫回火處理的合金滲碳鋼工件，其表面獲得高硬度的滲碳層，而心部的強(qiáng)度得到提高，因而合金滲碳鋼具有表面高硬度、高耐磨性、高抗疲勞強(qiáng)度，心部具有良好的塑性和韌性，高的抗沖擊性。 化學(xué)成分及熱處理 滲碳鋼屬于低碳鋼，含碳量0.10.25，通過滲碳工件表面的含碳量可達(dá)0.81.05。加入一定量的合金元素Cr、Mn、Ni等可以提高淬透性和心部強(qiáng)度；加入微量合金元素Ti、V、W、Mo等可以形成穩(wěn)定的合金碳化物，阻止奧氏體晶粒長大，細(xì)化晶粒，提高耐磨性。 3

55、、常用鋼種： 低淬透性合金滲碳鋼、中淬透性合金滲碳鋼、高淬透性合金滲碳鋼。常用的有20Cr、20Mn2、20CrMnTi、20MnVB、18Cr2Ni4WA等。（四）合金調(diào)質(zhì)鋼（中碳鋼） 1、用途： 合金調(diào)質(zhì)鋼廣泛用于制造汽車、拖拉機(jī)、機(jī)床和其他機(jī)器上的各種重要零件，如齒輪、軸、連桿、曲軸、高強(qiáng)度螺柱等。 2、特點; 機(jī)械性能： 具有優(yōu)良的綜合機(jī)械性能。經(jīng)調(diào)質(zhì)處理（即淬火后高溫回火處理）后具有高的強(qiáng)度和良好的塑性、韌性，其工件能承受多種工作載荷和復(fù)雜的外力，保證機(jī)械設(shè)備工作運轉(zhuǎn)時的可靠性。合金調(diào)質(zhì)鋼中加入的合金元素，提高了鋼的強(qiáng)度、韌性和淬透性，保證了零件整個截面機(jī)械性能的均勻性和高的強(qiáng)韌性，

56、使其能承受較大的交變載荷。 化學(xué)成分和熱處理： 一般含碳量在0.250.50之間。加入Mn、Si、Cr、B、Mo、Ni等，提高淬透性和強(qiáng)度；加入Mo、W、V、Ti等，阻止奧氏體晶粒長大，細(xì)化晶粒提高回火穩(wěn)定性。采用淬火加高溫回火（調(diào)質(zhì)）的熱處理方法。3、常用鋼種： 低淬透性合金調(diào)質(zhì)鋼、中淬透性合金調(diào)質(zhì)鋼、高淬透性合金調(diào)質(zhì)鋼。常用的有40Cr、40MnVB、40CrNiMo、38CrMoAlA等。（五）、合金彈簧鋼（高碳鋼） 1、用途： 合金彈簧鋼是一種專門結(jié)構(gòu)鋼，主要用于制造各種各樣的彈簧和彈性元件，承受沖擊、振動和周期的交變應(yīng)力。合金彈簧鋼廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)和我們的日常生活中。 2、特點：

57、機(jī)械性能 含碳量高、具有高的彈性極限、屈強(qiáng)比和疲勞強(qiáng)度，有足夠的塑性、沖擊韌性和良好的表面質(zhì)量。 化學(xué)成分及熱處理 含碳量在0.500.70，加入Mn、Si、Cr、B、Mo、V、W等元素，提高淬透性及屈強(qiáng)比。 3、常用鋼號： 65Mn、60Si2Mn、50CrVA、55SiMnVB等。（六）、滾動軸承鋼 1、用途： 用來制造滾動軸承的滾動體、內(nèi)外套圈的專用結(jié)構(gòu)鋼。 2、特點： 機(jī)械性能 高強(qiáng)度、高硬度、高耐磨性、高疲勞強(qiáng)度，一定的韌性和抗腐蝕性。 化學(xué)成分及熱處理 含碳量高，在0.951.10，熱處理后硬度可達(dá)到6264HRC。常加入Cr、Mn、Si、V、Mo等元素，其中Cr為基本元素。 主要

58、熱處理是球化退火、淬火及低溫回火。 3、常用鋼種： GCr9、GCr15、GCr15SiMn等。 其中G表示鋼的用途為滾動軸承用鋼。六、合金工具鋼 用于制造各種各樣的刃具、模具和量具。 （一）分類及牌號 1、分類： 按合金元素和合金量多少分： 低合金工具鋼、高合金工具鋼。 按用途分： 合金刃具鋼、合金模具鋼、合金量具鋼。2、牌號表示方法、牌號表示方法一位數(shù)字一位數(shù)字 + 符號符號 + 數(shù)字?jǐn)?shù)字含碳量含碳量(）合金元素合金元素合金含量合金含量(%) 含碳量：平均含C量大于或等于1.0%，不標(biāo)出。平均含C1.0，均不標(biāo)出。 如：9SiCr：表示含碳量為0.9%（0.850.94），Cr、Si 平均

59、含量小于1.5%（ Cr：0.951.25% Si：1.21.6%） W18Cr4V 高速鋼：平均含碳量高速鋼：平均含碳量0.700.80% W：18% Cr：4% V：1.5%（二）合金刃具鋼 1、用途: 主要用于制造各種形狀復(fù)雜的機(jī)用金屬切削刀具，如車刀、銑刀、鉆頭、鉸刀、拉刀、絲錐、板牙等。分低合金刃具鋼和高速鋼。 2、特點： 機(jī)械性能 要求具有高的硬度、高的耐磨性、高的熱硬性、高的尺寸穩(wěn)定性，足夠的強(qiáng)度、塑性和沖擊韌性。 化學(xué)成分及熱處理 含碳量0.751.5，以保證高的硬度和耐磨性；加入Cr、Mn、Si、V等合金元素，提高淬透性和回火穩(wěn)定性；加入W、Mo等合金元素，是鋼在高溫下保持高

60、的硬度。從而提高刃具的硬度、耐磨性和使用壽命。 熱處理一般采用球化退火、淬火并低溫回火處理。 3、常用鋼種： 低合金刃具鋼有9SiCr、9Mn2V等。高速鋼有W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2等。（三）、合金量具用鋼 用于制造各種各樣測量工具，如游標(biāo)卡尺、千分尺、螺旋測微儀、塊規(guī)、塞規(guī)等。 要求量具用鋼在測量過程中測量精度高、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，不能因磨損或尺寸不穩(wěn)定影響測量精度。因此，量具用鋼制作的測量工具經(jīng)熱處理后具有高硬度、高耐磨性、高尺寸穩(wěn)定性，并且熱處理變形小的特點。 量具用鋼的化學(xué)成分與低合金刃具鋼相同。其熱處理的關(guān)鍵是減少量具變形和提高量具尺寸的穩(wěn)定性。常采用淬火后立即進(jìn)行-7080