第6.1章碳鋼及合金鋼

1、造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝 非合金鋼非合金鋼 合金鋼合金鋼 鑄鐵鑄鐵 非鐵合金非鐵合金主要內(nèi)容主要內(nèi)容金金 屬屬 材材 料料造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝金屬材料的分類金屬金屬黑色黑色金屬金屬碳鋼碳鋼合金鋼合金鋼鑄鐵鑄鐵有色金屬有色金屬銅及銅合金銅及銅合金鋁及鋁合金鋁及鋁合金鈦及鈦合金鈦及鈦合金軸承合金軸承合金銅及銅合金銅及銅合金鋁及鋁合金鋁及鋁合金造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝碳鋼中的元素雜質(zhì)元素： 鋼中除鋼中除FeFe、C C兩種主要組成元素外。兩種主要組成元素外。合金元素：因冶煉等原因，鋼中不可避免地存因冶煉等原因，鋼中不可避免地

2、存在的一些元素。在的一些元素。為改善鋼的性能，冶煉時有目的地加入為改善鋼的性能，冶煉時有目的地加入鋼中的元素。鋼中的元素。雜質(zhì)元素和合金元素在鋼中的作用雜質(zhì)元素和合金元素在鋼中的作用造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝鋼中的常存雜質(zhì)元素造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝來 源有益作用有害影響煉鋼時加入的脫氧劑。煉鋼時加入的脫氧劑。能消除能消除FeO夾雜對鋼的不良影響，少夾雜對鋼的不良影響，少量能溶入量能溶入F中起固溶強化作用，提高中起固溶強化作用，提高鋼的強度、硬度及彈性。鋼的強度、硬度及彈性。過多會造成塑性下降，沖擊性能變差。過多會造成塑性下降，沖擊性能

3、變差。有益元素造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝來 源有益作用有害影響煉鋼時加入的脫氧劑。煉鋼時加入的脫氧劑。能與能與S化合形成化合形成MnS，減輕，減輕S的有害影的有害影響；少量能溶入響；少量能溶入F 中起固溶強化作用。中起固溶強化作用。過多會造成塑性下降。過多會造成塑性下降。有益元素造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝來 源有益作用有害影響煉鋼原料和燃料。煉鋼原料和燃料。在鋼中形成在鋼中形成FeS , FeS與與Fe形成低熔點形成低熔點（985）共晶體共晶體 分布在晶界上，使分布在晶界上，使得對鋼進行熱加工時容易脆化開裂，得對鋼進行熱加工時容易脆化開裂，這種現(xiàn)象稱為熱脆。這種現(xiàn)象稱為熱脆

4、。有害元素造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝來 源有益作用有害影響煉鋼原料和燃料。煉鋼原料和燃料。引起鋼的塑性和韌性急劇下降，尤其引起鋼的塑性和韌性急劇下降，尤其在低溫時脆性更大，這種現(xiàn)象稱為冷在低溫時脆性更大，這種現(xiàn)象稱為冷脆。脆。有害元素少量能溶入少量能溶入F中，使強度、硬度顯著中，使強度、硬度顯著提高。提高。造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝鋼的分類鋼的分類按化學(xué)成分分類非合金鋼（碳素鋼）非合金鋼（碳素鋼）低合金鋼低合金鋼合金鋼合金鋼造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝按碳含按碳含量量Wc低碳鋼：低碳鋼：0.60%按質(zhì)量按質(zhì)量普通質(zhì)量碳鋼：普通質(zhì)量

5、碳鋼：優(yōu)質(zhì)碳鋼：優(yōu)質(zhì)碳鋼：特殊質(zhì)量碳鋼：特殊質(zhì)量碳鋼：按用途按用途非合金鋼分類碳素結(jié)構(gòu)鋼：碳素結(jié)構(gòu)鋼：碳素工具鋼：碳素工具鋼：碳素鑄鋼：碳素鑄鋼：造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝按質(zhì)量按質(zhì)量普通質(zhì)量低合金鋼普通質(zhì)量低合金鋼優(yōu)質(zhì)低合金鋼優(yōu)質(zhì)低合金鋼特殊質(zhì)量低合金鋼特殊質(zhì)量低合金鋼按主按主要性要性能及能及特性特性可焊接的低合金高強可焊接的低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼度結(jié)構(gòu)鋼低合金耐熱鋼低合金耐熱鋼低合金鋼筋鋼低合金鋼筋鋼低合金鋼分類鐵道用低合金鋼，等鐵道用低合金鋼，等造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝按質(zhì)量按質(zhì)量優(yōu)質(zhì)合金鋼優(yōu)質(zhì)合金鋼特殊質(zhì)量合金鋼特殊質(zhì)量合金鋼按主按主要性要性能及能及特性特性工程結(jié)構(gòu)用

6、合金鋼工程結(jié)構(gòu)用合金鋼機械結(jié)構(gòu)用合金鋼機械結(jié)構(gòu)用合金鋼不銹、耐蝕和耐熱鋼不銹、耐蝕和耐熱鋼合金鋼分類工具鋼工具鋼軸承鋼軸承鋼特殊性能鋼特殊性能鋼造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝1、碳素結(jié)構(gòu)鋼：、碳素結(jié)構(gòu)鋼：QAF屈服點屈服點屈服點屈服點 s的值的值質(zhì)量等級：質(zhì)量等級：A、B、C、D、E脫氧脫氧方法方法沸騰鋼沸騰鋼F半鎮(zhèn)靜鋼半鎮(zhèn)靜鋼b鎮(zhèn)靜鋼鎮(zhèn)靜鋼Z特殊鎮(zhèn)靜鋼特殊鎮(zhèn)靜鋼TZ造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝?yán)豪篞235AF 表示屈服點為表示屈服點為235MPa、質(zhì)量為質(zhì)量為A級的碳素結(jié)構(gòu)鋼，是沸級的碳素結(jié)構(gòu)鋼，是沸騰鋼。騰鋼。Q285B 表示屈服點為表

7、示屈服點為285MPa、質(zhì)量為質(zhì)量為B級的碳素結(jié)構(gòu)鋼，是鎮(zhèn)級的碳素結(jié)構(gòu)鋼，是鎮(zhèn)靜鋼，省略靜鋼，省略Z。造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝成成 分分熱熱 處處 理理性性 能能典型牌號典型牌號含碳量較低，含碳量較低，Wc0.30%Wc0.30%正火，使用時不進行熱處理正火，使用時不進行熱處理。較高的強度，良好的塑性與較高的強度，良好的塑性與韌性；并具有良好的焊接性韌性；并具有良好的焊接性。 Q235Q235造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝Q195Q195、Q215Q215、Q235Q235、Q255Q255、275275一般橋梁、建筑結(jié)構(gòu)，一般橋梁、建筑結(jié)構(gòu)，普通機械零件，如螺普通機械零件，

8、如螺釘、螺母等。釘、螺母等?？捎糜谑芰^可用于受力較大的機械零件，大的機械零件，如鏈輪、拉桿如鏈輪、拉桿等。等。應(yīng)應(yīng) 用用造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝2、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼：、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼： 用兩位數(shù)字表示鋼中平均碳的用兩位數(shù)字表示鋼中平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的萬分?jǐn)?shù)萬分?jǐn)?shù)。例：例： 45 表示平均碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為表示平均碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.45%的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝08F 表示表示W(wǎng)c為為0.08%的優(yōu)的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，屬沸騰鋼。質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，屬沸騰鋼。65Mn 表示表示W(wǎng)c為為0.65%、含、含錳量較高（錳量較高（WMn=0.91.2%)

9、的優(yōu)質(zhì)的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。碳素結(jié)構(gòu)鋼。造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝性性 能能典型牌號典型牌號Wc=0.05-0.85%Wc=0.05-0.85%，多數(shù)為，多數(shù)為低中碳成分，少數(shù)高碳。低中碳成分，少數(shù)高碳。一般使用時必須進行熱處理一般使用時必須進行熱處理。較高強度，較好塑性與韌性。較高強度，較好塑性與韌性。性能變化范圍較大。性能變化范圍較大。 4545成成 分分熱熱 處處 理理造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝08F08F、 2020、 4545、 6565冷沖壓件，冷沖壓件，如汽車和如汽車和儀表外殼、儀表外殼、容器、罩容器、罩子等。子等。冷沖壓件、冷沖壓件、焊接件和焊接件和標(biāo)準(zhǔn)件、標(biāo)準(zhǔn)

10、件、滲碳件等滲碳件等零件。零件。調(diào)質(zhì)件：機調(diào)質(zhì)件：機床齒輪、機床齒輪、機床主軸、曲床主軸、曲軸、連桿等軸、連桿等重要零件。重要零件。彈性件和彈性件和耐磨件：耐磨件：小尺寸彈小尺寸彈簧、低速簧、低速車輪等車輪等應(yīng)應(yīng) 用用造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝3、碳素工具鋼：、碳素工具鋼： T（“碳碳”）+兩位數(shù)字兩位數(shù)字（表示（表示鋼中平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的千分?jǐn)?shù)）。鋼中平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的千分?jǐn)?shù)）。例：例： T8 表示平均碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為表示平均碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.8%的碳素工具鋼。的碳素工具鋼。T12A 表示平均碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示平均碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為為1.20%的高級優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼。的高級優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼。造型材料及

11、成型工藝造型材料及成型工藝成成 分分熱熱 處處 理理性性 能能典型牌號典型牌號Wc=0.70-1.30%Wc=0.70-1.30%，高碳鋼，高碳鋼必須經(jīng)淬火回火處理。必須經(jīng)淬火回火處理。高的硬度、強度，良好的耐高的硬度、強度，良好的耐磨性，一定的塑性與韌性。磨性，一定的塑性與韌性。 T8T8、T10T10、T12AT12A各類各類手工工具和低速工具。手工工具和低速工具。造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝T7T7、T8T8、 T10T10、 T12T12、T13AT13A承受振動、承受振動、沖擊的工沖擊的工具，如沖具，如沖頭、大錘、頭、大錘、木工工具。木工工具。用于需要較高用于需要較高耐磨性和

12、一定耐磨性和一定韌性的工具，韌性的工具，如手工鋸條、如手工鋸條、剪金屬用剪刀。剪金屬用剪刀。不受振動和沖不受振動和沖擊的耐磨工具，擊的耐磨工具，如絲錐、銼刀、如絲錐、銼刀、喬刀、板牙、喬刀、板牙、量具等。量具等。應(yīng)應(yīng) 用用造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝4、鑄造碳鋼：、鑄造碳鋼： ZG+兩組數(shù)字兩組數(shù)字（分別表示最小（分別表示最小屈服點和最小抗拉強度）。屈服點和最小抗拉強度）。例：例： ZG310-570 表示最小屈服表示最小屈服點為點為310MPa、最小抗拉強度為、最小抗拉強度為570MPa的鑄造碳鋼。的鑄造碳鋼。造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝成成 分分熱熱 處處 理理性性 能能典

13、型牌號典型牌號Wc=0.20-0.60%Wc=0.20-0.60%，低中碳，低中碳鑄造成形，經(jīng)熱處理后使用。鑄造成形，經(jīng)熱處理后使用。較高的硬度、強度和塑性、較高的硬度、強度和塑性、韌性，即綜合力學(xué)性能較好。韌性，即綜合力學(xué)性能較好。 ZG200-400ZG200-400造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝ZG200-400ZG200-400、ZG270-500ZG270-500、ZG310-570ZG310-570用于受力不大，用于受力不大，要求良好塑性要求良好塑性和焊接性的零和焊接性的零件，如機座、件，如機座、變速箱殼體。變速箱殼體。用于受力較大用于受力較大的復(fù)雜零件，的復(fù)雜零件，如軋鋼機

14、機架、如軋鋼機機架、軸承座、連桿、軸承座、連桿、曲軸、缸體。曲軸、缸體。強度和耐磨性強度和耐磨性較好，但韌性、較好，但韌性、焊接性降低。焊接性降低。用于重載齒輪、用于重載齒輪、制動輪。制動輪。應(yīng)應(yīng) 用用造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝合金鋼合金鋼造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝為什么要發(fā)展合金鋼？為什么要發(fā)展合金鋼？因為碳鋼不能滿足要求。因為碳鋼不能滿足要求。一、一、碳素鋼的缺陷碳素鋼的缺陷1 1、綜合機械性能差、綜合機械性能差 雖然碳素鋼的強度、硬度隨著含碳量的增加雖然碳素鋼的強度、硬度隨著含碳量的增加而提高，但塑性、韌性卻隨之下降，不能在同一而提高，但塑性、韌性卻隨之下降，不能在同

15、一成分中得到配合完善的綜合機械性能。成分中得到配合完善的綜合機械性能。造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝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 200200后，軟化變形，后，軟化變形，機械性能（強度、韌性）急劇下降，不能用于機械性能（強度、韌性）急劇下降，不能用于高溫場合。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。其對酸幾乎沒有任何抵御能力。 珠光體：大量的腐蝕電池珠光體：大量的腐蝕電池造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝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

16、零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，又件。淬火時，急冷易變形、開裂；緩冷，又淬不上火或淬透層很淺。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)變溫度較高，-20 -20 -30-30， 故碳鋼的使用溫度應(yīng)故碳鋼的使用溫度應(yīng)-20-20。造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝合金鋼是在碳素鋼中添加一些合金元素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而煉制的一類鋼，以改善碳素鋼的性能。發(fā)展合金鋼成為必然，

17、二十一世紀(jì)結(jié)構(gòu)材料的重發(fā)展合金鋼成為必然，二十一世紀(jì)結(jié)構(gòu)材料的重要發(fā)展方向之一就是利用新技術(shù)、新工藝改造傳要發(fā)展方向之一就是利用新技術(shù)、新工藝改造傳統(tǒng)材料統(tǒng)材料微合金化高強鋼，低合金超高強鋼。微合金化高強鋼，低合金超高強鋼。造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝任務(wù)一任務(wù)一 合金元素在鋼中的作用合金元素在鋼中的作用 一一. .合金元素對鋼的組織和性能的影響合金元素對鋼的組織和性能的影響 合金元素與鐵和碳的作用。合金元素與鐵和碳的作用。 合金元素對合金元素對Fe-FeFe-Fe3 3C C相圖的影響。相圖的影響。 合金元素對鋼的熱處理的影響。合金元素對鋼的熱處理的影響。造型材料及成型工藝造型材料及

18、成型工藝一一) )合金元素與鐵和碳的作用合金元素與鐵和碳的作用1.溶于基體中形成合金溶于基體中形成合金 F 或合金或合金 A 。2.與碳作用形成合金碳化物與碳作用形成合金碳化物(Fe,Cr)3C。3.單獨形成特殊碳化物單獨形成特殊碳化物 TiC、VC 。造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝大多數(shù)合金元素都可或多或少地溶入鐵素體大多數(shù)合金元素都可或多或少地溶入鐵素體中，中，形成合金鐵素體形成合金鐵素體。溶入鐵素體中的合金。溶入鐵素體中的合金元素，由于它們的晶格類型及原子直徑與鐵元素，由于它們的晶格類型及原子直徑與鐵不同，因此必然不同，因此必然引起鐵素體的晶格畸變，產(chǎn)引起鐵素體的晶格畸變，產(chǎn)生固溶

19、強化現(xiàn)象，使鐵素體的強度、硬度提生固溶強化現(xiàn)象，使鐵素體的強度、硬度提高，如圖高，如圖5151所示。當(dāng)合金元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)所示。當(dāng)合金元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過一定數(shù)值后，鐵素體的塑性、韌性將顯超過一定數(shù)值后，鐵素體的塑性、韌性將顯著下降著下降，如圖，如圖5252所示。所示。1.溶于基體中形成合金溶于基體中形成合金F或合金或合金A造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝1.溶于基體中形成合金溶于基體中形成合金F或合金或合金A圖圖5-1造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝1.溶于基體中形成合金溶于基體中形成合金F或合金或合金A圖圖5-2造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝 可見，可見，與鐵素體有相同晶格類型的

20、合金與鐵素體有相同晶格類型的合金元素，如鉻、鉬、鎢、釩等強化鐵素體元素，如鉻、鉬、鎢、釩等強化鐵素體的作用較弱的作用較弱。而晶格類型與鐵素體不同。而晶格類型與鐵素體不同的合金元素，如的合金元素，如硅、錳、鎳等強化鐵素硅、錳、鎳等強化鐵素體的作用較強。體的作用較強。另外，有些合金元素如另外，有些合金元素如硅、錳、鉻、鎳等，當(dāng)它們在鋼中的質(zhì)硅、錳、鉻、鎳等，當(dāng)它們在鋼中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)適當(dāng)時，量分?jǐn)?shù)適當(dāng)時，Cr、Ni含量較低時：含量較低時： （ Cr2%，Ni5% ）不僅能強化鐵素不僅能強化鐵素體，還能提高或改善鐵素體的韌性。體，還能提高或改善鐵素體的韌性。1.溶于基體中形成合金溶于基體中形成合金F或合

21、金或合金A造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝2.與碳作用形成合金碳化物與碳作用形成合金碳化物 Fe、Mn、Cr、Mo、W、V、Ti、Nb、Zr弱弱強強v 弱碳化物元素弱碳化物元素: : Fe、Mn。v 中強碳化物元素中強碳化物元素: : Cr、Mo、W。v 強碳化物元素強碳化物元素: : V、Ti、Nb、Zr。造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝 碳化物形成元素在周期表中都是碳化物形成元素在周期表中都是位于鐵元素的左邊的過渡族金屬元素位于鐵元素的左邊的過渡族金屬元素, ,它們都有一個未填滿的它們都有一個未填滿的d d電子亞層電子亞層, ,當(dāng)當(dāng)形成碳化物時形成碳化物時, ,碳原子首先將其價電子

22、碳原子首先將其價電子填入金屬原子未填滿的填入金屬原子未填滿的d d電子亞層電子亞層, ,使使形成的碳化物具有金屬鍵結(jié)合的性質(zhì)形成的碳化物具有金屬鍵結(jié)合的性質(zhì), ,金屬原子的金屬原子的d d電子亞層愈不滿電子亞層愈不滿( (周期表周期表中中, ,在鐵左邊離鐵愈遠在鐵左邊離鐵愈遠), ),則其與碳的親則其與碳的親和力愈強和力愈強, ,形成碳化物的能力愈大形成碳化物的能力愈大, ,愈愈穩(wěn)定穩(wěn)定, ,而且不易分解。而且不易分解。造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝3.單獨形成特殊碳化物單獨形成特殊碳化物 穩(wěn)定性最高。穩(wěn)定性最高。TiC、NbC、VC。 熔點、硬度、耐磨性最高。熔點、硬度、耐磨性最高。鋼

23、中合金碳化物的類型主要有合金滲碳體和特殊鋼中合金碳化物的類型主要有合金滲碳體和特殊碳化物兩種。碳化物兩種。一般，弱碳化物形成元素傾向于形一般，弱碳化物形成元素傾向于形成合金滲碳體，如（成合金滲碳體，如（Fe、Mn）3C等等。而中強碳化而中強碳化物形成元素在鋼中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不多（物形成元素在鋼中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不多（0.5%3%）時，也傾向于形成合金滲碳體，如（時，也傾向于形成合金滲碳體，如（Fe、Cr）3C、（Fe、Mo）3C、（、（Fe、W）3C等。等。造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝p 合金滲碳體的穩(wěn)定性及硬度比滲碳體高，是一般低合合金滲碳體的穩(wěn)定性及硬度比滲碳體高，是一般低合金鋼中碳化物的主

24、要存在形式。金鋼中碳化物的主要存在形式。p 特殊碳化物是一種與滲碳體晶格類型完全不同的合金特殊碳化物是一種與滲碳體晶格類型完全不同的合金碳化物，通常是由中強或強碳化物形成元素所構(gòu)成的碳化物，通常是由中強或強碳化物形成元素所構(gòu)成的碳化物。碳化物。強碳化物形成元素，在鋼中即使質(zhì)量分?jǐn)?shù)很強碳化物形成元素，在鋼中即使質(zhì)量分?jǐn)?shù)很少，但只要有足夠的碳，就傾向于形成特殊碳化物，少，但只要有足夠的碳，就傾向于形成特殊碳化物，如如WCWC、VCVC、TiCTiC、Mo2CMo2C等；中強碳化物形成元素，只有等；中強碳化物形成元素，只有在鋼中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較多（在鋼中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較多（5%5%）時，才傾向于形成特）時，

25、才傾向于形成特殊碳化物，如殊碳化物，如Cr23C6Cr23C6、Cr7C3Cr7C3、Fe4W2CFe4W2C等。等。特殊碳化物特殊碳化物（特別是晶體結(jié)構(gòu)簡單的特殊碳化物），具有比合金（特別是晶體結(jié)構(gòu)簡單的特殊碳化物），具有比合金滲碳體更高的熔點、硬度和耐磨性，并且更穩(wěn)定，不滲碳體更高的熔點、硬度和耐磨性，并且更穩(wěn)定，不易分解。易分解。造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝二二) )合金元素對合金元素對Fe-Fe3C相圖的影響相圖的影響 擴大奧氏體區(qū)擴大奧氏體區(qū) 縮小奧氏體區(qū)縮小奧氏體區(qū) 改變共晶點和共析點的參數(shù)改變共晶點和共析點的參數(shù)造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝1.擴大奧氏體區(qū)的合金元

26、素擴大奧氏體區(qū)的合金元素Mn、Ni、Cu等元素。等元素。作用作用: 使使A1、 A3線溫度下降線溫度下降, Acm線溫度上升。線溫度上升。其中其中Ni、Mn 隨著含量的增加，會把隨著含量的增加，會把相區(qū)擴大相區(qū)擴大到室溫，即在室溫下就能獲得到室溫，即在室溫下就能獲得無磁性奧氏體鋼無磁性奧氏體鋼。如：。如：13% Mn的的 Mn13，9% Ni的的 0Cr18Ni9造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝 Mn 元素對奧氏體區(qū)的影響元素對奧氏體區(qū)的影響造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝2.縮小奧氏體區(qū)的合金元素縮小奧氏體區(qū)的合金元素Cr、Mo、W、V、Ti、Si 等元素。等元素。作用作用: : 使

27、使A1 、A3、 Acm線溫度上升線溫度上升如：如：17-28%Cr、Cr17、Cr25、Cr28，從室，從室溫到熔點都不出現(xiàn)溫到熔點都不出現(xiàn)相，而是單一的相，而是單一的相。相。造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝 Cr 元素對奧氏體區(qū)的影響元素對奧氏體區(qū)的影響造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝3.改變共晶點和改變共晶點和 共析點參數(shù)的元素共析點參數(shù)的元素v幾乎所有的合金元素。幾乎所有的合金元素。v作用作用: : 使使S點和點和E點的成分向左移點的成分向左移。 使使A1線線的溫度變化。的溫度變化。造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝 合金元素對合金元素對 S 點成分的影響點成分的影響造型材料

28、及成型工藝造型材料及成型工藝 共析點左移表明，在含碳量相同的條件下，合金鋼的珠光體組織比碳鋼多，因而強度高。造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝合金元素對合金元素對A1線線的影響的影響造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝三三) )合金元素對鋼的熱處理的影響合金元素對鋼的熱處理的影響 加熱時對奧氏體形成的影響加熱時對奧氏體形成的影響 對過冷奧氏體轉(zhuǎn)變的影響對過冷奧氏體轉(zhuǎn)變的影響 對回火轉(zhuǎn)變的影響對回火轉(zhuǎn)變的影響造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝1.合金元素對加熱時奧氏體形成的影響合金元素對加熱時奧氏體形成的影響除除Mn 元素外元素外, ,所有合金元素的加所有合金元素的加 入入, ,均使奧氏體的

29、形成速度減慢均使奧氏體的形成速度減慢。強碳化物形成元素能強烈的阻止奧強碳化物形成元素能強烈的阻止奧 氏體晶粒長大氏體晶粒長大( Ti、V、Zr、Nb 等等)。非碳化物形成元素能輕微的阻止奧非碳化物形成元素能輕微的阻止奧 氏體晶粒長大氏體晶粒長大( Si、Ni、Cu、Co 等等)。造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝2.合金元素對過冷奧氏體轉(zhuǎn)變的影響合金元素對過冷奧氏體轉(zhuǎn)變的影響v 除除 Co Co 元素外元素外, , 所有的合金元素均使所有的合金元素均使 鋼的鋼的 TTT TTT 曲線向右移曲線向右移。v 除除 CoCo、Al Al 元素外元素外, , 所有的合金元素所有的合金元素 都使馬氏體

30、轉(zhuǎn)變溫度下降。都使馬氏體轉(zhuǎn)變溫度下降。v 提高鋼的淬透性提高鋼的淬透性, , 常用的元素有常用的元素有: : Cr Cr、MnMn、MoMo、SiSi、NiNi、B B等。等。造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝3.合金元素對回火轉(zhuǎn)變的影響合金元素對回火轉(zhuǎn)變的影響回火穩(wěn)定性的增加回火穩(wěn)定性的增加 ( temper resistance )二次硬化的產(chǎn)生二次硬化的產(chǎn)生 ( secondary hardening ) 產(chǎn)生第二類回火脆性產(chǎn)生第二類回火脆性 ( temper brittleness )造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝 Gr、 W、Mo、V 等碳化物在等碳化物在500-600回火回

31、火時時,使鋼達到最高硬度使鋼達到最高硬度, 產(chǎn)生二次硬化。產(chǎn)生二次硬化。造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝 Cr-Ni 鋼的回火脆性示意圖鋼的回火脆性示意圖造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝 防止第二類回火脆性的產(chǎn)生的方法防止第二類回火脆性的產(chǎn)生的方法:v在在500600 快速冷卻快速冷卻。v加入合金元素加入合金元素W、Mo。造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝二.合金元素在鋼中的作用合金元素在鋼中的作用1.主加元素主加元素: 對提高鋼的性能起主要作對提高鋼的性能起主要作 用。用。 Si、Mn、Cr、Ni、B。2.輔加元素輔加元素: 配合主加元素進一步提高配合主加元素進一步提高 鋼的性能鋼

32、的性能,彌補主加元素的彌補主加元素的 不足與缺陷。不足與缺陷。 W、Mo、V、Ti、Nb。造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝u按合金元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)多少：按合金元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)多少： 低合金鋼低合金鋼(10)u按所含的主要合金元素：按所含的主要合金元素：鉻鋼、鉻鎳鋼、錳鋼、鉻鋼、鉻鎳鋼、錳鋼、硅錳鋼硅錳鋼u按顯微組織：按顯微組織：珠光體、馬氏體、鐵素體、奧氏珠光體、馬氏體、鐵素體、奧氏體、萊氏體鋼體、萊氏體鋼1 1合金鋼的分類合金鋼的分類任務(wù)二任務(wù)二 合金鋼的牌號識別合金鋼的牌號識別造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu) 鋼鋼工工 具具 鋼鋼特殊性能鋼特殊性能鋼低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼低合金高強度

33、結(jié)構(gòu)鋼合金滲碳鋼合金滲碳鋼合金調(diào)質(zhì)鋼合金調(diào)質(zhì)鋼合金彈簧鋼合金彈簧鋼滾珠軸承鋼滾珠軸承鋼合金鋼合金鋼合金刃具鋼合金刃具鋼合金模具鋼合金模具鋼量具鋼量具鋼不銹鋼不銹鋼耐熱鋼耐熱鋼耐磨鋼耐磨鋼u按用途：按用途：結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼和特殊性能鋼結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼和特殊性能鋼造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝編號原則：編號原則：數(shù)字?jǐn)?shù)字+元素符號元素符號+數(shù)字?jǐn)?shù)字2 2合金鋼的牌號合金鋼的牌號例：例：16Mn 40Cr 60Si2Mn 9SiCr W18Gr4V 碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)：結(jié)構(gòu)鋼以萬分之一為單位的兩位數(shù)子結(jié)構(gòu)鋼以萬分之一為單位的兩位數(shù)子；工具鋼和特殊性能鋼以千分之一為單位的工具鋼和特殊性能鋼以千分之

34、一為單位的一位數(shù)子一位數(shù)子,含碳量大于含碳量大于1時不標(biāo)出。時不標(biāo)出。高速工具鋼不標(biāo)高速工具鋼不標(biāo)鋼中主要合金元素鋼中主要合金元素 合金元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，百分之幾；合金元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，百分之幾； 1.5，只標(biāo)出元素，不標(biāo)出含量；，只標(biāo)出元素，不標(biāo)出含量； 1.5含量含量2.49%，標(biāo)，標(biāo)2； 2.5 含量含量3.49，標(biāo)，標(biāo)3； 3.5%含量含量4.49，標(biāo)，標(biāo)4；造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝u滾珠軸承鋼在鋼號前標(biāo)以滾珠軸承鋼在鋼號前標(biāo)以“G” ，如如GCr15，1C，1.5Cr (注意：鉻含量以千分之一為單位注意：鉻含量以千分之一為單位)u 易切削鋼易切削鋼(Y), Y40Mn專用鋼，

35、以用途的漢語拼音字首來標(biāo)明專用鋼，以用途的漢語拼音字首來標(biāo)明 n高級優(yōu)質(zhì)鋼，鋼的末尾加高級優(yōu)質(zhì)鋼，鋼的末尾加“A”字表明：字表明： 如如20Cr2Ni4A等。等。造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝 不銹鋼、耐蝕鋼和耐熱鋼牌號的表示方法與合不銹鋼、耐蝕鋼和耐熱鋼牌號的表示方法與合金工具鋼相似金工具鋼相似 WC0.03時，牌號首位時，牌號首位00 WC0.08時，牌號首位時，牌號首位0如如4Gr13、0Gr18Ni9、00Gr18Ni5高錳耐磨鋼的牌號：高錳耐磨鋼的牌號：Mn的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)ZG+Mn+數(shù)字?jǐn)?shù)字造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝合金鋼的牌號合金鋼的牌號1、合金結(jié)構(gòu)鋼、合

36、金結(jié)構(gòu)鋼 60 Si2 Mn（合金結(jié)構(gòu)鋼）（合金結(jié)構(gòu)鋼）平均含硅量為平均含硅量為2平均含碳量為平均含碳量為0.60主要合金元素為錳，含量小于主要合金元素為錳，含量小于1.5造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝合金鋼的牌號合金鋼的牌號2、合金工具鋼、合金工具鋼 造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝合金鋼的牌號合金鋼的牌號3、特殊專用鋼的牌號、特殊專用鋼的牌號 GCr15滾動軸承鋼滾動軸承鋼主要合金元素為鉻，平均含量為主要合金元素為鉻，平均含量為1.5%造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝合金結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼 用于制造重要工程結(jié)構(gòu)和機器零件的合金鋼稱用于制造重要工程結(jié)構(gòu)和機器零件的合金鋼稱為為合金

37、結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼。 主要有：主要有： 低合金結(jié)構(gòu)鋼低合金結(jié)構(gòu)鋼 合金滲碳鋼合金滲碳鋼 合金調(diào)質(zhì)鋼合金調(diào)質(zhì)鋼 合金彈簧鋼合金彈簧鋼 滾珠軸承鋼滾珠軸承鋼 機械制造用鋼機械制造用鋼造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝 一、低合金結(jié)構(gòu)鋼 低合金高強鋼低合金高強鋼 1. 1. 用途用途 主要用于制造橋梁、船舶、車輛、鍋爐、高壓容器、主要用于制造橋梁、船舶、車輛、鍋爐、高壓容器、輸油輸氣管道、大型鋼結(jié)構(gòu)等。輸油輸氣管道、大型鋼結(jié)構(gòu)等。 橋梁橋梁 船舶船舶 車輛車輛 容器容器 儲氣罐儲氣罐造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝 2. 2. 性能要求性能要求 (1) (1) 高強度：高強度：一般屈服強度在一般

38、屈服強度在300 MPa300 MPa以上。以上。 (2) (2) 高韌性高韌性：要求延伸率為：要求延伸率為15%15%20%20%，室溫，室溫沖擊韌性大于沖擊韌性大于600 kJ/m600 kJ/m2 2800 kJ/m800 kJ/m2 2。對于大型。對于大型焊接構(gòu)件，還要求有較高的斷裂韌性。焊接構(gòu)件，還要求有較高的斷裂韌性。 (3) (3) 良好的良好的焊接焊接性能和性能和冷成型冷成型性能。性能。 (4) (4) 低的低的冷脆冷脆轉(zhuǎn)變溫度。轉(zhuǎn)變溫度。 (5) (5) 良好的良好的耐蝕性耐蝕性。 一、低合金結(jié)構(gòu)鋼 低合金高強鋼造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝?yán)浯鄬嵗浯鄬嵗?954年冬

39、天，英國3萬2千噸的世界協(xié)和號油船，在愛爾蘭寒風(fēng)凜冽的海面上航行，突然船體中部發(fā)生斷裂，船很快就沉沒了。后來，又發(fā)生了幾起類似的沉船事件。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，沉船是由于外界溫度太低，金屬材料變脆后斷裂所致。這種材料的變脆現(xiàn)象因為是在低溫下產(chǎn)生的，所以稱之為冷脆。 造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝 3. 3. 成分特點成分特點 (1) (1) 低碳：低碳：韌性、焊接性和冷成形性能要求高，碳質(zhì)量韌性、焊接性和冷成形性能要求高，碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)不超過分?jǐn)?shù)不超過0.20%0.20%。 (2) (2) 錳錳為主要的合金元素。固溶強化為主要的合金元素。固溶強化F F，細化，細化P P，增加，增加P P的的含量，提高

40、鋼的強度。含量，提高鋼的強度。 (3) (3) 鈮、鈦、釩：鈮、鈦、釩：形成細碳化物或碳氮化合物，獲得細形成細碳化物或碳氮化合物，獲得細小鐵素體晶粒和提高鋼的強度和韌性。小鐵素體晶粒和提高鋼的強度和韌性。 (4) (4)少量少量銅銅（0.4%0.4%）和）和磷磷（0.1%0.1%左右），可提高左右），可提高抗腐抗腐蝕性能蝕性能。一、低合金結(jié)構(gòu)鋼 低合金高強鋼低合金高強鋼造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝4. 4. 常用低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼常用低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼 Q345鋼鋼(16Mn)綜合性能好，用于綜合性能好，用于船舶、橋梁、車輛等大型鋼結(jié)構(gòu)。船舶、橋梁、車輛等大型鋼結(jié)構(gòu)。 Q390鋼含鋼含

41、V、Ti、Nb，強度高，強度高，用于中等壓力的容器。用于中等壓力的容器。 Q460鋼含鋼含Mo、B，正火組織為，正火組織為B，強度最高，用于石化中溫高壓容器。強度最高，用于石化中溫高壓容器。東風(fēng)號遠洋輪船東風(fēng)號遠洋輪船Q345南京長江大橋南京長江大橋Q345高壓容器高壓容器一、低合金結(jié)構(gòu)鋼 低合金高強鋼低合金高強鋼造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝鋼號鋼號舊鋼號舊鋼號主主 要要 化化 學(xué)學(xué) 成成 分分，% %機械性能機械性能CMnSi，s ，MPab ，MPa5 ，%Q29509MnNb12Mn0.160.801.500.5529557023Q34516Mn16MnRe0.180.201.0

42、01.600.553456302122Q39016MnNb15MnTi0.201.001.600.553906501920Q42014MnVTiRe15MnVN0.201.001.700.554206801819Q46014MnMoV18MnMoNb0.201.001.700.5546072017常用低合金結(jié)構(gòu)鋼的牌號、成分、性能（厚度常用低合金結(jié)構(gòu)鋼的牌號、成分、性能（厚度(直徑直徑)16mm，AKV 34J）含碳量都比較低一般規(guī)定5%為塑性材料， 1200)。 淬火后的組織淬火后的組織:M+Cm+A殘殘(2025%)造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝高速鋼硬度與回火溫度的關(guān)系高速鋼硬度與

43、回火溫度的關(guān)系 產(chǎn)生二次硬化產(chǎn)生二次硬化造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝三次高溫回火三次高溫回火*淬火后淬火后A殘殘約約2025 %。*第一次回火后第一次回火后A殘殘約剩約剩1518 %。*第二次回火后第二次回火后A殘殘約剩約剩35 %。*第三次回火后第三次回火后A殘殘約剩約剩12 %?；鼗鸷蟮慕M織回火后的組織: M回回 + Cm + A殘殘 ( 1 2 % )組織硬度為組織硬度為HRC65以上。以上。造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝 W18Cr4V W18Cr4V熱硬性好，在熱硬性好，在600 600 仍保持仍保持650HV(56HRC)650HV(56HRC)的高硬的高硬度。度。

44、T12T12、9SiCr9SiCr、W18Cr4VW18Cr4V的硬度與溫度的關(guān)系的硬度與溫度的關(guān)系 W18Cr4VW18Cr4V的熱硬性的熱硬性造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝 高速鋼回火后的組織：高速鋼回火后的組織： 回火馬氏體回火馬氏體+ +粒狀碳化物粒狀碳化物+ +少量殘余奧氏體。少量殘余奧氏體。 高速鋼淬火、回火后的組織高速鋼淬火、回火后的組織 應(yīng)用：應(yīng)用：制造高速切削刃具（車刀、銑刀、鉆制造高速切削刃具（車刀、銑刀、鉆頭），也用來制造冷作模具。頭），也用來制造冷作模具。造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝 二二、合金模具鋼、合金模具鋼 1. 1. 冷作模具鋼冷作模具鋼 (1)

45、(1) 用途用途 制造冷沖模、制造冷沖模、冷鐓模、冷擠壓冷鐓模、冷擠壓模和拉絲模等，模和拉絲模等，工作溫度不超過工作溫度不超過200 200 300 300 。造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝 (2) (2) 性能要求性能要求 冷模具工作時承受很大的壓力、彎曲力、沖擊載荷冷模具工作時承受很大的壓力、彎曲力、沖擊載荷和摩擦。主要失效形式是磨損，常出現(xiàn)崩刃、斷裂和和摩擦。主要失效形式是磨損，常出現(xiàn)崩刃、斷裂和變形等失效現(xiàn)象。變形等失效現(xiàn)象。 高硬度高硬度，一般為，一般為58 HRC58 HRC62 HRC;62 HRC; 高耐磨性高耐磨性; ; 足夠的韌性和疲勞抗力足夠的韌性和疲勞抗力; ;

46、熱處理變形小熱處理變形小。 二二、合金模具鋼、合金模具鋼 1. 1. 冷作模具鋼冷作模具鋼 造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝 (3) (3) 成分特點成分特點 高碳高碳 碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)多在碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)多在1.0%1.0%以上，個別鋼種達到以上，個別鋼種達到2.0%2.0%，以，以保證高的硬度和高耐磨性。保證高的硬度和高耐磨性。 加入加入CrCr、MoMo、WW、V V等合金元素等合金元素 形成難熔碳化物，提高耐磨性。形成難熔碳化物，提高耐磨性。 典型鋼種是典型鋼種是Cr12Cr12型鋼，鉻的含量高達型鋼，鉻的含量高達12%12%。 鉻與碳形成鉻與碳形成MM7 7C C3 3型碳化物，能極大提高鋼

47、的耐磨性，型碳化物，能極大提高鋼的耐磨性，鉻還顯著提高鋼的淬透性。鉻還顯著提高鋼的淬透性。 二二、合金模具鋼、合金模具鋼 1. 1. 冷作模具鋼冷作模具鋼 造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝p對于形狀簡單、尺寸較小、工作載荷不大的冷作對于形狀簡單、尺寸較小、工作載荷不大的冷作模具可用碳素工具鋼制造，如模具可用碳素工具鋼制造，如T8A、T10A、T12A等；等；p形狀較復(fù)雜、尺寸較大，工作載荷較重、精度要形狀較復(fù)雜、尺寸較大，工作載荷較重、精度要求較高的冷作模具一般用低合金刃具鋼來制造，求較高的冷作模具一般用低合金刃具鋼來制造，如如9Mn2V、9SiCr、CrWMn、Cr2等；等；p對于工作載

48、荷重、耐磨性要求高、淬火變形要求對于工作載荷重、耐磨性要求高、淬火變形要求小的冷作模具一般用小的冷作模具一般用Cr12型合金工具鋼制造，如型合金工具鋼制造，如Cr12、Cr12MoV等等造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝 (4) (4) 鋼種和牌號鋼種和牌號 9Mn2V9Mn2V、9SiCr9SiCr、CrWMnCrWMn 要求不高的冷要求不高的冷作作模具用低合金刃具鋼制造。模具用低合金刃具鋼制造。熱處理與刃具鋼相同。熱處理與刃具鋼相同。 Cr12 Cr12 大型冷模具用鋼，熱處理變形很小，制造重大型冷模具用鋼，熱處理變形很小，制造重載和形狀復(fù)雜的模具。載和形狀復(fù)雜的模具。 冷擠壓模工作時受

49、力很大，條件苛刻，選用基體鋼冷擠壓模工作時受力很大，條件苛刻，選用基體鋼（成分與高速鋼基體相同）或馬氏體時效鋼制造。（成分與高速鋼基體相同）或馬氏體時效鋼制造。 二二、合金模具鋼、合金模具鋼 1. 1. 冷作模具鋼冷作模具鋼 造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝 Cr12 Cr12鋼熱處理鋼熱處理 一次硬化法一次硬化法 950 950 1000 1000 淬火，淬火，150 150 180 180 回火，硬度達回火，硬度達61HRC61HRC64HRC64HRC，鋼有較好的耐磨性和韌性，用于重載模，鋼有較好的耐磨性和韌性，用于重載模具。具。 二次硬化法二次硬化法 1100 1100 1150

50、1150 淬火，淬火，510 510 520 520 三次回火，二次三次回火，二次硬化，硬度達硬化，硬度達60 HRC60 HRC62 HRC62 HRC，紅硬性和耐磨性都較高，紅硬性和耐磨性都較高，但韌性較差。用在但韌性較差。用在400 400 450 450 溫度下工作的模具。溫度下工作的模具。組織：組織：回火馬氏體回火馬氏體+ +碳化物碳化物+ +殘余奧氏體殘余奧氏體 二二、合金模具鋼、合金模具鋼 1. 1. 冷作模具鋼冷作模具鋼造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝 2. 2. 熱作模具鋼熱作模具鋼 (1) (1) 用途用途 制造熱鍛模、熱壓模、熱擠壓模和壓鑄模等，工作時制造熱鍛模、熱壓

51、模、熱擠壓模和壓鑄模等，工作時型腔表面溫度可達型腔表面溫度可達600 600 以上。以上。 二二、合金模具鋼、合金模具鋼 造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝 (2) (2) 工作條件和性能要求工作條件和性能要求 承受很大的沖擊載荷、強烈的摩擦、熱應(yīng)變和熱應(yīng)力，承受很大的沖擊載荷、強烈的摩擦、熱應(yīng)變和熱應(yīng)力，高溫氧化，出現(xiàn)崩裂、磨損、龜裂等失效形式。高溫氧化，出現(xiàn)崩裂、磨損、龜裂等失效形式。 高的熱硬性和高溫耐磨性；高的熱硬性和高溫耐磨性； 高的抗氧化性能；高的抗氧化性能； 高的熱強性和足夠的韌性，尤其是受沖擊較大的高的熱強性和足夠的韌性，尤其是受沖擊較大的熱鍛模鋼；熱鍛模鋼； 高的熱疲勞抗力

52、，以防止龜裂破壞；高的熱疲勞抗力，以防止龜裂破壞； 有高的淬透性和導(dǎo)熱性。有高的淬透性和導(dǎo)熱性。 二二、合金模具鋼、合金模具鋼 2. 2. 熱作模具鋼熱作模具鋼 造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝 (3) (3) 成分特點成分特點 中碳中碳 碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般為碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般為0.3%0.3%0.6%0.6%，保證高，保證高強度、高韌性、較高的硬度（強度、高韌性、較高的硬度（35 HRC35 HRC52 HRC52 HRC）和）和較高的熱疲勞抗力。較高的熱疲勞抗力。 Cr Cr、NiNi、MnMn、Si Si等等 CrCr主要提高淬透性，和主要提高淬透性，和NiNi一一起提高回火穩(wěn)定性。起提高回

53、火穩(wěn)定性。NiNi強化鐵素體，增加鋼的韌性，強化鐵素體，增加鋼的韌性，與與CrCr、MoMo一起提高鋼的淬透性和耐熱疲勞性能。一起提高鋼的淬透性和耐熱疲勞性能。 Mo Mo、WW、V V等元素等元素 產(chǎn)生二次硬化。產(chǎn)生二次硬化。MoMo還能防止第二類回火脆性，提還能防止第二類回火脆性，提高高溫強度和回火穩(wěn)定性。高高溫強度和回火穩(wěn)定性。 二二、合金模具鋼、合金模具鋼 2. 2. 熱作模具鋼熱作模具鋼 造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝 (4) (4)鋼種和熱處理鋼種和熱處理 5CrMnMo5CrMnMo ww(C)0.5%(C)0.5%、 ww(Cr)0.7%(Cr)0.7%、 ww(Mn)1

54、.4%(Mn)1.4%、ww(Mo)0.25%(Mo)0.25%、 5CrNiMo 5CrNiMo ww(C)0.5%(C)0.5%、 ww(Cr)0.7%(Cr)0.7%、 ww(Ni)1.6%(Ni)1.6%、ww(Mo)0.25%(Mo)0.25%、 制造對韌性要求高而熱硬性要求不太高的熱鍛模。制造對韌性要求高而熱硬性要求不太高的熱鍛模。 熱鍛模鋼熱處理：熱鍛模鋼熱處理：和調(diào)質(zhì)鋼相似，和調(diào)質(zhì)鋼相似，830830850850淬淬火后高溫（火后高溫（490490650650左右）回火。左右）回火。 組織：組織：回火屈氏體回火屈氏體或或回火索氏體回火索氏體。 二二、合金模具鋼、合金模具鋼 2.

55、 2. 熱作模具鋼熱作模具鋼 造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝 4Cr5MoSiV4Cr5MoSiV、5Cr4W5Mo2V5Cr4W5Mo2V 制造熱強性更好的大型鍛壓?；驂鸿T模。制造熱強性更好的大型鍛壓?；驂鸿T模。 熱壓模鋼熱處理：熱壓模鋼熱處理： 1000100011001100淬火淬火 600600左右回火。為保證熱硬性，要進行多次回火。左右回火。為保證熱硬性，要進行多次回火。 組織：組織：與高速鋼類似。與高速鋼類似。 回火馬氏體、粒狀碳化物和少量殘余奧氏體回火馬氏體、粒狀碳化物和少量殘余奧氏體 2. 2. 熱作模具鋼熱作模具鋼 二二、合金模具鋼、合金模具鋼 造型材料及成型工藝造型材

56、料及成型工藝 三、量具用鋼三、量具用鋼 螺紋規(guī)螺紋規(guī) 游標(biāo)卡尺游標(biāo)卡尺 千分尺千分尺 1. 用途用途 量具用鋼用于制造各種量測工具，如卡尺、千分尺、量具用鋼用于制造各種量測工具，如卡尺、千分尺、螺旋測微儀、塊規(guī)、塞規(guī)等。螺旋測微儀、塊規(guī)、塞規(guī)等。造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝 2. 2. 性能要求性能要求 量具在使用過程中要求測量精度高，不能因磨損或尺量具在使用過程中要求測量精度高，不能因磨損或尺寸不穩(wěn)定影響測量精度。寸不穩(wěn)定影響測量精度。 (1) (1) 高硬度高硬度（大于（大于56 HRC56 HRC）和）和高耐磨性高耐磨性； (2) (2) 高尺寸穩(wěn)定性高尺寸穩(wěn)定性 熱處理變形要小

57、，在存放和使用過程熱處理變形要小，在存放和使用過程中，尺寸不發(fā)生變化。中，尺寸不發(fā)生變化。 （3）良好的耐蝕性 3. 3. 成分特點成分特點 量具用鋼的成分與低合金刃具鋼相同。量具用鋼的成分與低合金刃具鋼相同。 高碳高碳（0.9%0.9%1.5%1.5%） 。 加入提高淬透性的元素加入提高淬透性的元素CrCr、WW、MnMn等。等。 三、量具用鋼三、量具用鋼 造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝 4. 4. 常用量具用鋼常用量具用鋼 T10AT10A、T12AT12A、9SiCr9SiCr 制造尺寸小、形狀簡單的制造尺寸小、形狀簡單的量具。量具。 CrWMnCrWMn 淬透性較高，淬火變形小，

58、制造高精淬透性較高，淬火變形小，制造高精度且形狀復(fù)雜的量規(guī)和塊規(guī)。度且形狀復(fù)雜的量規(guī)和塊規(guī)。 GCr15GCr15 耐磨性、尺寸穩(wěn)定性較好，制造高精度耐磨性、尺寸穩(wěn)定性較好，制造高精度塊規(guī)、螺旋塞頭、千分尺。塊規(guī)、螺旋塞頭、千分尺。 9Cr189Cr18、4Cr134Cr13 在腐蝕介質(zhì)中使用的量具。在腐蝕介質(zhì)中使用的量具。 三、量具用鋼三、量具用鋼 造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝 5. 5. 熱處理特點熱處理特點 減少變形和提高尺寸穩(wěn)定性。在淬火和低溫回火時減少變形和提高尺寸穩(wěn)定性。在淬火和低溫回火時要采取措施提高組織的穩(wěn)定性。要采取措施提高組織的穩(wěn)定性。 (1) (1) 降低淬火溫度

59、，減少殘余奧氏體。降低淬火溫度，減少殘余奧氏體。 (2) (2) 淬火后立即進行淬火后立即進行-70 -70 -80 -80 的冷處理，的冷處理，使殘余使殘余奧氏體盡可能地轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，然后進行低溫回火。奧氏體盡可能地轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，然后進行低溫回火。 (3) (3) 在淬火、冷處理和低溫回火后，進行在淬火、冷處理和低溫回火后，進行120 120 130 130 、幾小時至幾十小時的、幾小時至幾十小時的時效處理時效處理，使馬氏體正方度降，使馬氏體正方度降低、殘余奧氏體穩(wěn)定和消除殘余應(yīng)力。低、殘余奧氏體穩(wěn)定和消除殘余應(yīng)力。 三、量具用鋼三、量具用鋼 造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝 舉例：舉例

60、：高精度塊規(guī)，作為校正其它量具的長度標(biāo)準(zhǔn)，高精度塊規(guī)，作為校正其它量具的長度標(biāo)準(zhǔn)，要求有極好的尺寸穩(wěn)定性。要求有極好的尺寸穩(wěn)定性。 材料：材料：GCr15(GCr15(或或CrWMn)CrWMn)鋼鋼GCr15GCr15鋼塊規(guī)熱處理工藝曲線鋼塊規(guī)熱處理工藝曲線 經(jīng)過處理的塊規(guī)，一年內(nèi)每經(jīng)過處理的塊規(guī)，一年內(nèi)每10 mm10 mm長度的尺寸變量長度的尺寸變量不超過不超過0.10.1mm0.20.2mm。造型材料及成型工藝造型材料及成型工藝四、特殊性能鋼及合金四、特殊性能鋼及合金 一）不銹鋼一）不銹鋼 不銹鋼是指在大氣和一般介質(zhì)中具有很高耐腐蝕性的不銹鋼是指在大氣和一般介質(zhì)中具有很高耐腐蝕性的鋼種