材料性能及其加工第4章合金鋼ppt課件

1、第第4章章 合金鋼合金鋼本章知識點本章知識點先導(dǎo)案例先導(dǎo)案例第一節(jié)第一節(jié) 合金元素在鋼中的作用合金元素在鋼中的作用第二節(jié)第二節(jié) 低合金鋼和合金鋼的分類及牌號低合金鋼和合金鋼的分類及牌號第三節(jié)第三節(jié) 低合金鋼低合金鋼第四節(jié)第四節(jié) 合金鋼合金鋼知識拓展知識拓展先導(dǎo)案例解決先導(dǎo)案例解決本章小結(jié)本章小結(jié)思考題思考題本章知識點本章知識點1.掌握低合金鋼和合金鋼的性能特點及應(yīng)用情況。掌握低合金鋼和合金鋼的性能特點及應(yīng)用情況。2.掌握低合金鋼和合金鋼的分類及牌號。掌握低合金鋼和合金鋼的分類及牌號。3.了解合金元素在鋼中的作用。了解合金元素在鋼中的作用。前往先導(dǎo)案例先導(dǎo)案例請想想該圖片的挖機履帶和鏟斗零件材料

2、應(yīng)具有什么性能請想想該圖片的挖機履帶和鏟斗零件材料應(yīng)具有什么性能?為什么為什么?在冶煉碳鋼時有目的地加入一種或幾種合金元素所得到的具在冶煉碳鋼時有目的地加入一種或幾種合金元素所得到的具有特定性能的鋼，稱為合金鋼。合金鋼具有較高的力學(xué)性能、有特定性能的鋼，稱為合金鋼。合金鋼具有較高的力學(xué)性能、工藝性能或化學(xué)、物理性能。工藝性能或化學(xué)、物理性能。下一頁前往先導(dǎo)案例先導(dǎo)案例目前碳鋼成本低，能滿足許多生產(chǎn)上的需要，應(yīng)用廣泛。但目前碳鋼成本低，能滿足許多生產(chǎn)上的需要，應(yīng)用廣泛。但隨著現(xiàn)代工業(yè)的不斷發(fā)展，對金屬材料提出了越來越高的要隨著現(xiàn)代工業(yè)的不斷發(fā)展，對金屬材料提出了越來越高的要求。有的要求高的力學(xué)性

3、能，如高強度、高韌性求。有的要求高的力學(xué)性能，如高強度、高韌性;有的要求良有的要求良好的化學(xué)性能，如耐熱性、杭氧化性、耐腐蝕性好的化學(xué)性能，如耐熱性、杭氧化性、耐腐蝕性;有的要求良有的要求良好的物理性能，如高磁性、無磁性好的物理性能，如高磁性、無磁性;有的要求良好的工藝性能，有的要求良好的工藝性能，如良好的切削性能等。而碳鋼往往不能滿足這些要求。如良好的切削性能等。而碳鋼往往不能滿足這些要求。碳鋼的性能較差，主要表現(xiàn)在以下幾個方面。碳鋼的性能較差，主要表現(xiàn)在以下幾個方面。(1)淬透性差。碳鋼在水中淬火時，臨界淬透直徑為淬透性差。碳鋼在水中淬火時，臨界淬透直徑為1520mm。直徑大于。直徑大于2

4、5mm時，芯部就淬不透。時，芯部就淬不透。(2)強度低。使工程結(jié)構(gòu)或機器零件尺寸增大，造成設(shè)備粗強度低。使工程結(jié)構(gòu)或機器零件尺寸增大，造成設(shè)備粗大而笨重。大而笨重。上一頁 下一頁前往先導(dǎo)案例先導(dǎo)案例(3)高溫強度低。碳鋼在高溫強度低。碳鋼在200以上溫度使用時，強度和硬以上溫度使用時，強度和硬度會大大下降。度會大大下降。(4)不具有特殊性能。如不具有耐腐蝕性、高磁性等。不具有特殊性能。如不具有耐腐蝕性、高磁性等。因此，生產(chǎn)上許多零件往往要求選用合金鋼。在合金鋼中常因此，生產(chǎn)上許多零件往往要求選用合金鋼。在合金鋼中常加入的合金元素有錳、硅、鉻、鎳、鉑、鎢、釩、欽、鋁、加入的合金元素有錳、硅、鉻、

5、鎳、鉑、鎢、釩、欽、鋁、硼、稀土等。硼、稀土等。上一頁前往第一節(jié)第一節(jié) 合金元素在鋼中的作用合金元素在鋼中的作用一、合金元素在鋼中的存在形式及作用一、合金元素在鋼中的存在形式及作用1.合金元素與鐵作用形成固溶體合金元素與鐵作用形成固溶體合金元素可以溶入合金元素可以溶入 -Fe或或 -Fe中，形中，形成含合金元素的鐵素體或奧氏體。合金元成含合金元素的鐵素體或奧氏體。合金元素的溶入，將導(dǎo)致鐵素體或奧氏體的品格素的溶入，將導(dǎo)致鐵素體或奧氏體的品格畸變，產(chǎn)生固溶強化，如圖畸變，產(chǎn)生固溶強化，如圖4-1所示。所示。由圖可知，硅、錳、鎳等元素對鐵素體的由圖可知，硅、錳、鎳等元素對鐵素體的強化效果顯著，但超

6、過某一數(shù)值后，將降強化效果顯著，但超過某一數(shù)值后，將降低鐵素體的韌性，因此在常用的低合金鋼低鐵素體的韌性，因此在常用的低合金鋼和合金鋼中，對合金元素的含量要做一定和合金鋼中，對合金元素的含量要做一定的限制。的限制。下一頁前往第一節(jié)第一節(jié) 合金元素在鋼中的作用合金元素在鋼中的作用2.合金元素與碳作用形成合金碳化物合金元素與碳作用形成合金碳化物大多數(shù)合金元素能與碳作用形成合金碳化物，如大多數(shù)合金元素能與碳作用形成合金碳化物，如TiC、 VC、 、 等。與滲碳體相比，合金碳化物具有等。與滲碳體相比，合金碳化物具有熔點高、硬度高、不易分解，通常呈顆粒狀分布在品界上，熔點高、硬度高、不易分解，通常呈顆粒

7、狀分布在品界上，可細(xì)化品粒，提高鋼的強度和硬度?？杉?xì)化品粒，提高鋼的強度和硬度。由于合金元素、鐵和碳的相互作用，其合金狀態(tài)圖將會更加由于合金元素、鐵和碳的相互作用，其合金狀態(tài)圖將會更加復(fù)雜，主要表現(xiàn)在相區(qū)的大小、復(fù)雜，主要表現(xiàn)在相區(qū)的大小、S點和點和E點的碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)變點的碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化、相變點的變化。這些變化均將影響到鋼的熱處理及其相化、相變點的變化。這些變化均將影響到鋼的熱處理及其相關(guān)的熱加工工藝。關(guān)的熱加工工藝。上一頁 下一頁前往73Cr C33FeW C第一節(jié)第一節(jié) 合金元素在鋼中的作用合金元素在鋼中的作用二、合金元素對鋼熱處理的影響二、合金元素對鋼熱處理的影響1.合金元素對加熱時奧

8、氏體化的影響合金元素對加熱時奧氏體化的影響低合金鋼和合金鋼的奧氏體化過程與碳鋼低合金鋼和合金鋼的奧氏體化過程與碳鋼相同，奧氏體的均勻化與碳的擴散能力有相同，奧氏體的均勻化與碳的擴散能力有關(guān)系，合金碳化物穩(wěn)定、難溶解，會顯著關(guān)系，合金碳化物穩(wěn)定、難溶解，會顯著減慢碳及合金元素的擴散速度，故減慢了減慢碳及合金元素的擴散速度，故減慢了奧氏體化過程。因此，大多數(shù)低合金鋼和奧氏體化過程。因此，大多數(shù)低合金鋼和合金鋼與相同含碳量的碳鋼相比，需更高合金鋼與相同含碳量的碳鋼相比，需更高的加熱溫度、更長的保溫時間。的加熱溫度、更長的保溫時間。大多數(shù)合金元素大多數(shù)合金元素(除錳、磷外除錳、磷外)形成的碳化形成的碳

9、化物，在高溫下較穩(wěn)定，目分布在奧氏體的物，在高溫下較穩(wěn)定，目分布在奧氏體的品界上，能有效阻止奧氏體品粒的長大，品界上，能有效阻止奧氏體品粒的長大，起到細(xì)化奧氏體品粒的作用。起到細(xì)化奧氏體品粒的作用。上一頁 下一頁前往第一節(jié)第一節(jié) 合金元素在鋼中的作用合金元素在鋼中的作用2.合金元素對冷卻時奧氏體轉(zhuǎn)變得影響合金元素對冷卻時奧氏體轉(zhuǎn)變得影響增加過冷奧氏體的穩(wěn)定性，固溶于奧氏體中的合金元素增加過冷奧氏體的穩(wěn)定性，固溶于奧氏體中的合金元素(除鉆除鉆以外以外)，均程度不同地增加過冷奧氏體的穩(wěn)定性，均程度不同地增加過冷奧氏體的穩(wěn)定性(C曲線右移曲線右移)，使鋼的淬透性增加。使鋼的淬透性增加。 降低馬氏體點

10、降低馬氏體點(Ms)，除鉆、鋁以外，大多數(shù)合金元素均會，除鉆、鋁以外，大多數(shù)合金元素均會降低馬氏體點，如圖降低馬氏體點，如圖4-2所示，使合金鋼淬火后的殘余奧氏所示，使合金鋼淬火后的殘余奧氏體量增加。體量增加。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1)提高鋼的耐回火性提高鋼的耐回火性(回火穩(wěn)定性回火穩(wěn)定性)耐回火性是工件回火時抵抗軟化的能力。大多數(shù)合金元素有耐回火性是工件回火時抵抗軟化的能力。大多數(shù)合金元素有延緩回火轉(zhuǎn)變的作用，延緩回火轉(zhuǎn)變的作用，上一頁 下一頁前往第一節(jié)第一節(jié) 合金元素在鋼中的作用合金元素在鋼中的作用因此，在同樣的回火溫度下，低合金鋼和合金鋼與相同含碳因此，在同

11、樣的回火溫度下，低合金鋼和合金鋼與相同含碳量的碳鋼相比，具有較高的強度和硬度量的碳鋼相比，具有較高的強度和硬度;在相同的強度和硬度在相同的強度和硬度條件下，低合金鋼和合金鋼可以在更高的溫度下回火，具有條件下，低合金鋼和合金鋼可以在更高的溫度下回火，具有更好的塑性和韌性，如圖更好的塑性和韌性，如圖4-3所示。所以低合金鋼和合金鋼所示。所以低合金鋼和合金鋼的綜合力學(xué)性能比碳鋼好。的綜合力學(xué)性能比碳鋼好。2)產(chǎn)生一次硬化產(chǎn)生一次硬化二次硬化是一些含有較多量鎢、鉗、釩、欽等合金元素的高二次硬化是一些含有較多量鎢、鉗、釩、欽等合金元素的高合金鋼，在合金鋼，在500600回火時，高硬度的特殊碳化物以回火時

12、，高硬度的特殊碳化物以高度彌散的顆粒析出，使鋼的硬度再次升高的現(xiàn)象，如圖高度彌散的顆粒析出，使鋼的硬度再次升高的現(xiàn)象，如圖4-4所示。二次硬化對要求有較高熱硬性的工具鋼具有重要的所示。二次硬化對要求有較高熱硬性的工具鋼具有重要的意義。意義。上一頁前往第二節(jié)第二節(jié) 低合金鋼和合金鋼的分類低合金鋼和合金鋼的分類及牌號及牌號一、低合金鋼的分類及牌號一、低合金鋼的分類及牌號1.低合金鋼的分類低合金鋼的分類1)按主要質(zhì)量等級分類按主要質(zhì)量等級分類(1)普通質(zhì)量低合金鋼。指不規(guī)定生產(chǎn)過程普通質(zhì)量低合金鋼。指不規(guī)定生產(chǎn)過程中需要特別控制質(zhì)量要求的供作一般用途中需要特別控制質(zhì)量要求的供作一般用途的低合金鋼的低

13、合金鋼Ws0.045%、 WP 0.045% ）。這類鋼主要包括一般用途）。這類鋼主要包括一般用途低合金鋼、低合金鋼筋鋼、鐵道用一般低低合金鋼、低合金鋼筋鋼、鐵道用一般低合金鋼等。合金鋼等。(2)優(yōu)質(zhì)低合金鋼。指除普通質(zhì)量低合金鋼優(yōu)質(zhì)低合金鋼。指除普通質(zhì)量低合金鋼和特殊質(zhì)量低合金鋼以外的低合金鋼，生和特殊質(zhì)量低合金鋼以外的低合金鋼，生產(chǎn)過程需特別控制質(zhì)量產(chǎn)過程需特別控制質(zhì)量(Ws, WP均比普均比普通質(zhì)量低合金鋼低、控制品粒度、改善表通質(zhì)量低合金鋼低、控制品粒度、改善表面質(zhì)量等面質(zhì)量等)。這類鋼主要包括可焊接的低合。這類鋼主要包括可焊接的低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼、鍋爐和壓力。金高強度結(jié)構(gòu)鋼、鍋爐和壓

14、力。下一頁前往第二節(jié)第二節(jié) 低合金鋼和合金鋼的分類低合金鋼和合金鋼的分類及牌號及牌號容器用低合金鋼、造船用低合金鋼、汽車用低合金鋼、橋梁用容器用低合金鋼、造船用低合金鋼、汽車用低合金鋼、橋梁用低合金鋼、易切削結(jié)構(gòu)鋼、鐵道用低合金鋼等。低合金鋼、易切削結(jié)構(gòu)鋼、鐵道用低合金鋼等。特殊質(zhì)量低合金鋼。指在生產(chǎn)過程中需要特別控制質(zhì)量和性能特殊質(zhì)量低合金鋼。指在生產(chǎn)過程中需要特別控制質(zhì)量和性能的低合金鋼的低合金鋼Ws0.020%、 WP 0.020% ） 。這類。這類鋼主要包括低溫用低合金鋼、核能用低合金鋼、艦船等專用特鋼主要包括低溫用低合金鋼、核能用低合金鋼、艦船等專用特殊低合金鋼。殊低合金鋼。2)按主

15、要性能和使用特性分類按主要性能和使用特性分類分為可焊接的低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼、低合金耐候鋼、低合金鋼分為可焊接的低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼、低合金耐候鋼、低合金鋼筋鋼、鐵道用低合金鋼、礦用低合金鋼、其他低合金鋼等。筋鋼、鐵道用低合金鋼、礦用低合金鋼、其他低合金鋼等。2.低合金鋼的牌號低合金鋼的牌號1)低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼這種鋼的牌號表示方法與碳素結(jié)構(gòu)鋼相同。例如，這種鋼的牌號表示方法與碳素結(jié)構(gòu)鋼相同。例如，Q345表示表示s 345MPa的低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼。的低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼。上一頁 下一頁前往第二節(jié)第二節(jié) 低合金鋼和合金鋼的分類低合金鋼和合金鋼的分類及牌號及牌號2)易切削結(jié)構(gòu)鋼易切

16、削結(jié)構(gòu)鋼牌號以牌號以“易字的漢語拼音字首易字的漢語拼音字首“Y為首，其后數(shù)字表示平為首，其后數(shù)字表示平均碳含量的萬分?jǐn)?shù)，若鋼中含錳量較高時標(biāo)出均碳含量的萬分?jǐn)?shù)，若鋼中含錳量較高時標(biāo)出“Mn”。例如，。例如，Y40Mn表示表示W(wǎng)c=0.4%錳含量較高的易切削結(jié)構(gòu)鋼。錳含量較高的易切削結(jié)構(gòu)鋼。二、合金鋼的分類及牌號二、合金鋼的分類及牌號1.合金鋼的分類合金鋼的分類1)按主要質(zhì)量等級分類按主要質(zhì)量等級分類(1)優(yōu)質(zhì)合金鋼。指在生產(chǎn)過程中需要特別控制質(zhì)量和性能優(yōu)質(zhì)合金鋼。指在生產(chǎn)過程中需要特別控制質(zhì)量和性能的合金鋼。這類鋼主要包括一般工程結(jié)構(gòu)用合金鋼、合金鋼的合金鋼。這類鋼主要包括一般工程結(jié)構(gòu)用合金鋼

17、、合金鋼筋鋼、鐵道用合金鋼、硫和磷含量大于筋鋼、鐵道用合金鋼、硫和磷含量大于0.035%的耐磨鋼和的耐磨鋼和硅錳彈簧鋼等。硅錳彈簧鋼等。上一頁 下一頁前往第二節(jié)第二節(jié) 低合金鋼和合金鋼的分類低合金鋼和合金鋼的分類及牌號及牌號(2)特殊質(zhì)量合金鋼。指在生產(chǎn)過程中需特別嚴(yán)格控制質(zhì)量和特殊質(zhì)量合金鋼。指在生產(chǎn)過程中需特別嚴(yán)格控制質(zhì)量和性能的合金鋼。除優(yōu)質(zhì)合金鋼以外的所有其他合金鋼都為特殊性能的合金鋼。除優(yōu)質(zhì)合金鋼以外的所有其他合金鋼都為特殊質(zhì)量合金鋼。這類鋼主要包括壓力容器用合金鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、質(zhì)量合金鋼。這類鋼主要包括壓力容器用合金鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、合金彈簧鋼、不銹鋼、耐熱鋼、合金工具鋼、高速工具鋼

18、、軸合金彈簧鋼、不銹鋼、耐熱鋼、合金工具鋼、高速工具鋼、軸承鋼等。承鋼等。2)按主要性能和使用特性分類按主要性能和使用特性分類分為工程結(jié)構(gòu)用合金鋼、機械結(jié)構(gòu)用合金鋼、軸承鋼、工具鋼、分為工程結(jié)構(gòu)用合金鋼、機械結(jié)構(gòu)用合金鋼、軸承鋼、工具鋼、不銹、耐蝕和耐熱鋼、特殊物理性能鋼等。不銹、耐蝕和耐熱鋼、特殊物理性能鋼等。2.合金鋼的牌號合金鋼的牌號1)機械結(jié)構(gòu)用合金鋼和工程結(jié)構(gòu)合金鋼機械結(jié)構(gòu)用合金鋼和工程結(jié)構(gòu)合金鋼調(diào)質(zhì)處理合金結(jié)構(gòu)鋼、表面硬化合金結(jié)構(gòu)鋼、合金彈簧結(jié)構(gòu)鋼。調(diào)質(zhì)處理合金結(jié)構(gòu)鋼、表面硬化合金結(jié)構(gòu)鋼、合金彈簧結(jié)構(gòu)鋼。上一頁 下一頁前往第二節(jié)第二節(jié) 低合金鋼和合金鋼的分類低合金鋼和合金鋼的分類及

19、牌號及牌號這些鋼的牌號用這些鋼的牌號用“兩位數(shù)字兩位數(shù)字+元素符號元素符號+數(shù)字表示。為首數(shù)字表示。為首的兩位數(shù)字表示碳含量的萬分?jǐn)?shù)，其后的元素符號表示鋼中的兩位數(shù)字表示碳含量的萬分?jǐn)?shù)，其后的元素符號表示鋼中所含的合金元素，隨后的數(shù)字表示該合金元素含量的白分?jǐn)?shù)所含的合金元素，隨后的數(shù)字表示該合金元素含量的白分?jǐn)?shù)(若若WMe1.5%,其后不標(biāo)出數(shù)字其后不標(biāo)出數(shù)字;若若1.5%WMe2.49%,其后標(biāo)注其后標(biāo)注2;若若2.5%WMe3.49%, ，其后標(biāo)注，其后標(biāo)注3;)。若牌號末尾。若牌號末尾加加“A”，則表示鋼中的硫、磷含量少，鋼的質(zhì)量高。例如，則表示鋼中的硫、磷含量少，鋼的質(zhì)量高。例如，18

20、Cr2Ni4 WA表示表示W(wǎng)c=0.18%、WCr=2%、WNi=4%、WW1.4%、硫、磷含量少的合金滲碳鋼。、硫、磷含量少的合金滲碳鋼。 高錳耐磨鋼。這種鋼的牌號用高錳耐磨鋼。這種鋼的牌號用 ZG+Mn+數(shù)字表示。式數(shù)字表示。式中中“ZG是是“鑄鋼的漢語拼音字首，數(shù)字表示平均含錳量鑄鋼的漢語拼音字首，數(shù)字表示平均含錳量的白分?jǐn)?shù)。例如，的白分?jǐn)?shù)。例如，ZGMn13-1表示表示W(wǎng)Mn=13%序號為序號為1的高錳耐磨鋼。的高錳耐磨鋼。上一頁 下一頁前往第二節(jié)第二節(jié) 低合金鋼和合金鋼的分類低合金鋼和合金鋼的分類及牌號及牌號2)軸承鋼軸承鋼這種鋼的牌號用這種鋼的牌號用“ G+Cr+數(shù)字?jǐn)?shù)字+(其他元

21、素其他元素+數(shù)字?jǐn)?shù)字)”表示。表示。式中式中“G是是“滾的漢語拼音字首，鉻后面的數(shù)字表示平均滾的漢語拼音字首，鉻后面的數(shù)字表示平均含鉻量的丁含鉻量的丁分?jǐn)?shù)，若還含其他元素時，表示方法和合金彈簧分?jǐn)?shù)，若還含其他元素時，表示方法和合金彈簧鋼相同。例如，鋼相同。例如，GCr15SiMn表示表示W(wǎng)Cr=1.5%,WSi1.5%,WMn1.5%的軸承鋼。的軸承鋼。3)合金工具鋼合金工具鋼這類鋼主要有量具刃具用鋼、冷作模具鋼、熱作模具鋼，其這類鋼主要有量具刃具用鋼、冷作模具鋼、熱作模具鋼，其牌號表示方法與合金彈簧鋼類似，差別在于牌號表示方法與合金彈簧鋼類似，差別在于:若鋼中的若鋼中的WC1%時，牌號前的數(shù)

22、字表示平均含碳量的千分之幾時，牌號前的數(shù)字表示平均含碳量的千分之幾;若若鋼中的鋼中的WC1%時，牌號前不標(biāo)出含碳量，例如，時，牌號前不標(biāo)出含碳量，例如，9Mn2V表示表示W(wǎng)C=0.9%,WMn=2%,WV1.5%的合金工具鋼的合金工具鋼;上一頁 下一頁前往第二節(jié)第二節(jié) 低合金鋼和合金鋼的分類低合金鋼和合金鋼的分類及牌號及牌號CrWMn表示表示W(wǎng)C1%,WCr1.5%,WW1.5%,WMn1.5%的的合金工具鋼。合金工具鋼。4)高速工具鋼高速工具鋼這種鋼的牌號表示方法與合金工具鋼類似，主要差別是無論這種鋼的牌號表示方法與合金工具鋼類似，主要差別是無論鋼中的含碳量多少，均不在牌號前標(biāo)出數(shù)字。例如，

23、鋼中的含碳量多少，均不在牌號前標(biāo)出數(shù)字。例如，W18Cr4V表示表示W(wǎng)W=18%,WCr=4%,WV1.5% 的高速工具鋼，其的高速工具鋼，其 WC=0.7%0.8% 不標(biāo)出。不標(biāo)出。5)不銹鋼和耐熱鋼不銹鋼和耐熱鋼 上一頁 下一頁前往第二節(jié)第二節(jié) 低合金鋼和合金鋼的分類低合金鋼和合金鋼的分類及牌號及牌號這類鋼的表示方法與合金工具鋼類似，只是當(dāng)這類鋼的表示方法與合金工具鋼類似，只是當(dāng)WC0.03%或或WC0.08%時，其牌號前的數(shù)字分別用時，其牌號前的數(shù)字分別用“00或或“0替代。例如，替代。例如，3Cr13表示平均表示平均WC=0.3%,WCr=13% 的不銹鋼的不銹鋼;OOCr17Ni14

24、Mo2表示平均表示平均 WC0.03%,WCr=17%,WNi=14%,WMo=2%的的不銹鋼。不銹鋼。上一頁前往第三節(jié)第三節(jié) 低合金鋼低合金鋼一、常用低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼一、常用低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼1.低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼的成份和性能特點低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼的成份和性能特點低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼是在低碳鋼低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼是在低碳鋼(WC0.2%)的基礎(chǔ)上加入少量的錳、的基礎(chǔ)上加入少量的錳、硅、欽、釩、妮等合金元素而制成的鋼，硅、欽、釩、妮等合金元素而制成的鋼，鋼中合金元素總量不超過鋼中合金元素總量不超過3%。低碳是為了獲得好的塑性、韌性和冷變形低碳是為了獲得好的塑性、韌性和冷變形能力。加入的合金元素起

25、固溶強化、細(xì)品能力。加入的合金元素起固溶強化、細(xì)品強化和彌散強化作用。因此，低合金高強強化和彌散強化作用。因此，低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼具有強度高，塑性、韌性好，焊度結(jié)構(gòu)鋼具有強度高，塑性、韌性好，焊接性好、冷成形性好、耐蝕性好、冷脆轉(zhuǎn)接性好、冷成形性好、耐蝕性好、冷脆轉(zhuǎn)變溫度低、成本低等性能特點。變溫度低、成本低等性能特點。下一頁前往第三節(jié)第三節(jié) 低合金鋼低合金鋼2.常用的低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼常用的低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼的強度比低碳鋼高出低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼的強度比低碳鋼高出10%30%，在，在某些情況下，代替碳素結(jié)構(gòu)鋼，可大大減輕機件或結(jié)構(gòu)件的某些情況下，代替碳素結(jié)構(gòu)鋼，可大大減輕機件

26、或結(jié)構(gòu)件的質(zhì)量。例如，南京長江大橋的橋梁采用質(zhì)量。例如，南京長江大橋的橋梁采用Q345比用比用Q235節(jié)節(jié)省鋼材省鋼材15%以上以上;載重汽車的大梁采用載重汽車的大梁采用Q345后，載重比由后，載重比由1.05提高到提高到1.25 。低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼廣泛用于船舶、車輛、橋梁、壓力容器、低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼廣泛用于船舶、車輛、橋梁、壓力容器、鍋爐等工程結(jié)構(gòu)件以及低溫下工作的構(gòu)件等。有關(guān)常用低合鍋爐等工程結(jié)構(gòu)件以及低溫下工作的構(gòu)件等。有關(guān)常用低合金結(jié)構(gòu)鋼的力學(xué)性能用途見表金結(jié)構(gòu)鋼的力學(xué)性能用途見表4-1、表、表4-2 。上一頁 下一頁前往第三節(jié)第三節(jié) 低合金鋼低合金鋼二、其他低合金結(jié)構(gòu)鋼簡介二、其

27、他低合金結(jié)構(gòu)鋼簡介1.易切削結(jié)構(gòu)鋼易切削結(jié)構(gòu)鋼易切削結(jié)構(gòu)鋼是硫、錳、磷含量較高或含易切削結(jié)構(gòu)鋼是硫、錳、磷含量較高或含微量鉛、鈣的低碳或中碳結(jié)構(gòu)鋼。加入的微量鉛、鈣的低碳或中碳結(jié)構(gòu)鋼。加入的硫、錳、鉛、鈣元素主要起潤滑作用，減硫、錳、鉛、鈣元素主要起潤滑作用，減輕刀具磨損、易于斷屑輕刀具磨損、易于斷屑;磷的作用是強化磷的作用是強化鐵素體，適當(dāng)降低塑性，以改善切削加工鐵素體，適當(dāng)降低塑性，以改善切削加工性。很顯然，鋼中的硫、磷含量不能過高，性。很顯然，鋼中的硫、磷含量不能過高，否則會產(chǎn)生否則會產(chǎn)生“熱脆和熱脆和 “冷脆冷脆”。易切削結(jié)構(gòu)鋼主要用于成批、大批生產(chǎn)，易切削結(jié)構(gòu)鋼主要用于成批、大批生產(chǎn)

28、，制造對力學(xué)性能要求不高的小零件。制造對力學(xué)性能要求不高的小零件。上一頁 下一頁前往第三節(jié)第三節(jié) 低合金鋼低合金鋼2.低合金耐候性鋼低合金耐候性鋼低合金耐候性鋼即耐大氣腐蝕鋼，是在低碳非合金鋼的基礎(chǔ)低合金耐候性鋼即耐大氣腐蝕鋼，是在低碳非合金鋼的基礎(chǔ)上加入少量合金元素，如銅、磷、鉻、鎳、側(cè)、妮、饑等，上加入少量合金元素，如銅、磷、鉻、鎳、側(cè)、妮、饑等，使其在金屬表面形成一層致密的保護膜，以提高鋼材耐大氣使其在金屬表面形成一層致密的保護膜，以提高鋼材耐大氣腐蝕的能力。腐蝕的能力。常用的牌號有常用的牌號有12MnCuCr, 09CuPCrNi-A, 09CuPCrNi-B, 09CuP等，主要用于

29、鐵道車輛、農(nóng)業(yè)機等，主要用于鐵道車輛、農(nóng)業(yè)機械、建筑和塔架等鋼結(jié)構(gòu)件。械、建筑和塔架等鋼結(jié)構(gòu)件。3.汽車用低合金鋼汽車用低合金鋼汽車用低合金鋼主要用于制造汽車大梁、車殼、托架等結(jié)構(gòu)汽車用低合金鋼主要用于制造汽車大梁、車殼、托架等結(jié)構(gòu)件，件，常用的牌號有常用的牌號有09MnREL, 06TiL, 08TiL等。等。上一頁 下一頁前往第三節(jié)第三節(jié) 低合金鋼低合金鋼4.低合金鋼筋鋼低合金鋼筋鋼低合金鋼筋鋼主要用于建筑使用的鋼筋結(jié)構(gòu)，低合金鋼筋鋼主要用于建筑使用的鋼筋結(jié)構(gòu)，常用的牌號有常用的牌號有20MnSi, 20MnTi,20MnSiV等。等。5.鐵道用低合金鋼鐵道用低合金鋼鐵道用低合金鋼主要用于

30、貢軌、輕軌和異型軌，鐵道用低合金鋼主要用于貢軌、輕軌和異型軌，常用的牌號常用的牌號有有U71Cu, U71Mn,U71MnSi, 45SiMnP, 09V等。等。6.礦用低合金鋼礦用低合金鋼礦用低合金鋼主要用于礦用結(jié)構(gòu)件，礦用低合金鋼主要用于礦用結(jié)構(gòu)件，常用的牌號有常用的牌號有20MnK,20MnVK, 25MnK等。等。上一頁前往第四節(jié)第四節(jié) 合金鋼合金鋼一、常用機械結(jié)構(gòu)和工程結(jié)構(gòu)用鋼一、常用機械結(jié)構(gòu)和工程結(jié)構(gòu)用鋼1.合金調(diào)質(zhì)鋼合金調(diào)質(zhì)鋼1)用途及性能要求用途及性能要求要求具有良好的綜合力學(xué)性能齒輪、軸等要求具有良好的綜合力學(xué)性能齒輪、軸等零件，一般采用合金調(diào)質(zhì)鋼制造。合金調(diào)零件，一般采用合

31、金調(diào)質(zhì)鋼制造。合金調(diào)質(zhì)鋼又稱調(diào)質(zhì)處理合金結(jié)構(gòu)鋼。質(zhì)鋼又稱調(diào)質(zhì)處理合金結(jié)構(gòu)鋼。2)成份、性能和熱處理特點成份、性能和熱處理特點合金調(diào)質(zhì)鋼的合金調(diào)質(zhì)鋼的 (中碳中碳)。含。含碳量太低，調(diào)質(zhì)處理后強度不足碳量太低，調(diào)質(zhì)處理后強度不足;含碳量含碳量過高，則塑性和韌性較差，所以調(diào)質(zhì)鋼都過高，則塑性和韌性較差，所以調(diào)質(zhì)鋼都是典型的中碳鋼。是典型的中碳鋼。下一頁前往第四節(jié)第四節(jié) 合金鋼合金鋼鋼中加入的合金元素主要有錳、硅、鉻、鎳、硼、鉗、釩、鋼中加入的合金元素主要有錳、硅、鉻、鎳、硼、鉗、釩、鎢等，起到提高淬透性、強化鐵素體、細(xì)化品粒、提高耐回鎢等，起到提高淬透性、強化鐵素體、細(xì)化品粒、提高耐回火性等作用。

32、火性等作用。合金調(diào)質(zhì)鋼預(yù)先熱處理常采用正火或退火，以改善毛坯的切合金調(diào)質(zhì)鋼預(yù)先熱處理常采用正火或退火，以改善毛坯的切削加工性。最終熱處理是調(diào)質(zhì)處理，只有通過正確的熱處理削加工性。最終熱處理是調(diào)質(zhì)處理，只有通過正確的熱處理才能獲得優(yōu)于碳鋼的性能，特別是在正火狀態(tài)下使用時，其才能獲得優(yōu)于碳鋼的性能，特別是在正火狀態(tài)下使用時，其力學(xué)性能和相同含碳量的碳鋼差不多。力學(xué)性能和相同含碳量的碳鋼差不多。一些零件除要求有良好的綜合性能以外，還要求工作表面有一些零件除要求有良好的綜合性能以外，還要求工作表面有較高的耐磨性，這時在調(diào)質(zhì)處理后，應(yīng)對工件進行表面淬火，較高的耐磨性，這時在調(diào)質(zhì)處理后，應(yīng)對工件進行表面淬

33、火，最后低溫回火，表面硬度可達到最后低溫回火，表面硬度可達到HRC5558。上一頁 下一頁前往第四節(jié)第四節(jié) 合金鋼合金鋼3)常用合金調(diào)質(zhì)鋼常用合金調(diào)質(zhì)鋼合金調(diào)質(zhì)鋼按淬透性的高低分為低淬透性合金調(diào)質(zhì)鋼合金調(diào)質(zhì)鋼按淬透性的高低分為低淬透性合金調(diào)質(zhì)鋼(常用的常用的牌號為牌號為40Cr)、中淬透性合金調(diào)質(zhì)鋼、中淬透性合金調(diào)質(zhì)鋼(常用的牌號為常用的牌號為35CrMo, 38CrMoA1)、高淬透性合金調(diào)質(zhì)鋼、高淬透性合金調(diào)質(zhì)鋼(常用的牌常用的牌號為號為40CrNiMo, 40CrMnMo)二類。應(yīng)根據(jù)零件的受力情二類。應(yīng)根據(jù)零件的受力情況和尺寸合理選用，達到最佳的經(jīng)濟效益。常用合金調(diào)質(zhì)鋼況和尺寸合理選用

34、，達到最佳的經(jīng)濟效益。常用合金調(diào)質(zhì)鋼的牌號、熱處理、性能及用途見表的牌號、熱處理、性能及用途見表4-3 。上一頁 下一頁前往第四節(jié)第四節(jié) 合金鋼合金鋼2.合金滲碳鋼合金滲碳鋼1)用途及性能要求用途及性能要求要求零件表面具有高的硬度、高的耐磨性和耐疲勞性能，芯要求零件表面具有高的硬度、高的耐磨性和耐疲勞性能，芯部要有高韌性和足夠強度的齒輪、軸類零件，常采用合金滲部要有高韌性和足夠強度的齒輪、軸類零件，常采用合金滲碳鋼。碳鋼。2)成份、性能和熱處理特點成份、性能和熱處理特點合金滲碳鋼屬于表面硬化合金結(jié)構(gòu)鋼，合金滲碳鋼屬于表面硬化合金結(jié)構(gòu)鋼， (低碳低碳)。這對于保證零件芯部有良好的塑性和韌性是非常

35、必。這對于保證零件芯部有良好的塑性和韌性是非常必要的，滲碳鋼的韌性要求比調(diào)質(zhì)鋼高，因而含碳量更低些。要的，滲碳鋼的韌性要求比調(diào)質(zhì)鋼高，因而含碳量更低些。上一頁 下一頁前往第四節(jié)第四節(jié) 合金鋼合金鋼鋼中加入的合金元素主要有鉻、錳、鎳、欽、釩、鎢、鉗、鋼中加入的合金元素主要有鉻、錳、鎳、欽、釩、鎢、鉗、硼等，以提高鋼的淬透性、細(xì)化品粒、在滲碳層獲得均勻細(xì)硼等，以提高鋼的淬透性、細(xì)化品粒、在滲碳層獲得均勻細(xì)小的耐磨碳化物，從而改善和提高零件的組織和性能。小的耐磨碳化物，從而改善和提高零件的組織和性能。合金滲碳鋼的預(yù)先熱處理一般采用正火，以改善毛坯的切削合金滲碳鋼的預(yù)先熱處理一般采用正火，以改善毛坯的

36、切削加工性能。滲碳后一般采用淬火、低溫回火。這樣滲層的加工性能。滲碳后一般采用淬火、低溫回火。這樣滲層的WC=0.85%1.0%，經(jīng)淬火、低溫回火后的組織是高碳，經(jīng)淬火、低溫回火后的組織是高碳回火馬氏體、合金碳化物和少量的殘余奧氏體，硬度可達到回火馬氏體、合金碳化物和少量的殘余奧氏體，硬度可達到HRC6062。芯部組織和性能與鋼的淬透性及零件截面尺。芯部組織和性能與鋼的淬透性及零件截面尺寸有關(guān)，如淬透，為低碳回火馬氏體，硬度為寸有關(guān)，如淬透，為低碳回火馬氏體，硬度為HRC4048;若未淬透，大多數(shù)情況是托氏體、少量低碳回火馬氏體和鐵若未淬透，大多數(shù)情況是托氏體、少量低碳回火馬氏體和鐵素體的復(fù)相

37、組織，硬度為素體的復(fù)相組織，硬度為HRC25 40,韌性韌性Ak48J。上一頁 下一頁前往第四節(jié)第四節(jié) 合金鋼合金鋼3)常用合金滲碳鋼常用合金滲碳鋼合金滲碳鋼按淬透性的高低分為低淬透性合金滲碳鋼合金滲碳鋼按淬透性的高低分為低淬透性合金滲碳鋼(常用的常用的牌號為牌號為20Cr,20MnV)、中淬透性合金滲碳鋼、中淬透性合金滲碳鋼(常用的牌號常用的牌號為為20CxMnTi)、高淬透性合金滲碳鋼、高淬透性合金滲碳鋼(常用的牌號為常用的牌號為18Cr2Ni4WA) 3類。應(yīng)根據(jù)零件的受力情況和尺寸合理類。應(yīng)根據(jù)零件的受力情況和尺寸合理選用，達到最佳的經(jīng)濟效益。選用，達到最佳的經(jīng)濟效益。常用合金滲碳鋼的

38、牌號、熱處常用合金滲碳鋼的牌號、熱處理、性能及用途見表理、性能及用途見表4-4 。3.合金彈簧鋼合金彈簧鋼1)用途及性能要求用途及性能要求合金彈簧鋼主要用來制造機械和儀表中各種彈性元件，如圈合金彈簧鋼主要用來制造機械和儀表中各種彈性元件，如圈簧、板簧等。簧、板簧等。上一頁 下一頁前往第四節(jié)第四節(jié) 合金鋼合金鋼彈簧是利用彈性變形來儲存彈性能的零件，可以緩和振動和沖彈簧是利用彈性變形來儲存彈性能的零件，可以緩和振動和沖擊。這類零件要求彈簧鋼應(yīng)具有高的彈性極限和屈強比、較高擊。這類零件要求彈簧鋼應(yīng)具有高的彈性極限和屈強比、較高的疲勞強度、足夠的塑性和韌性。的疲勞強度、足夠的塑性和韌性。2)成份、性能

39、和熱處理特點成份、性能和熱處理特點合金彈簧鋼的合金彈簧鋼的WC=0.5% 0.7%。高的彈性極限是彈簧鋼。高的彈性極限是彈簧鋼的主要要求，因此彈簧鋼的含碳量比調(diào)質(zhì)鋼高，控制在中、高的主要要求，因此彈簧鋼的含碳量比調(diào)質(zhì)鋼高，控制在中、高碳水平。含碳量過高時，將導(dǎo)致塑性、韌性和疲勞強度降低。碳水平。含碳量過高時，將導(dǎo)致塑性、韌性和疲勞強度降低。鋼中加入的合金元素主要有錳、硅、鉻、釩、鎢、鉗、硼等，鋼中加入的合金元素主要有錳、硅、鉻、釩、鎢、鉗、硼等，以提高鋼的淬透性、細(xì)化品粒、耐回火性、強化鐵素體、提高以提高鋼的淬透性、細(xì)化品粒、耐回火性、強化鐵素體、提高彈性和屈強比。但硅增加了鋼的脫碳傾向、錳易

40、使鋼過熱，加彈性和屈強比。但硅增加了鋼的脫碳傾向、錳易使鋼過熱，加入釩、鉻、鎢可克服這些弱點。入釩、鉻、鎢可克服這些弱點。彈簧鋼的加工處理方法有以下兩種。彈簧鋼的加工處理方法有以下兩種。上一頁 下一頁前往第四節(jié)第四節(jié) 合金鋼合金鋼(1)冷成形彈簧。當(dāng)彈簧直徑或板簧厚度小于冷成形彈簧。當(dāng)彈簧直徑或板簧厚度小于8 10mm時，時，一般用彈簧鋼茲或彈簧鋼帶在冷態(tài)下制成。在成形前，彈簧一般用彈簧鋼茲或彈簧鋼帶在冷態(tài)下制成。在成形前，彈簧鋼茲需進行鉛浴索氏體化處理，獲得索氏體后再經(jīng)多次拉拔鋼茲需進行鉛浴索氏體化處理，獲得索氏體后再經(jīng)多次拉拔至所需尺寸。這種鋼茲有很高的強度和足夠的韌性，制成彈至所需尺寸。

41、這種鋼茲有很高的強度和足夠的韌性，制成彈簧后只進行消除應(yīng)力的退火?；珊笾贿M行消除應(yīng)力的退火。另一部分冷成形彈簧是用退火狀態(tài)的彈簧鋼茲冷成形制成，另一部分冷成形彈簧是用退火狀態(tài)的彈簧鋼茲冷成形制成，隨后必須進行淬火、中溫回火，以獲得所要求的性能。隨后必須進行淬火、中溫回火，以獲得所要求的性能。 (2)熱成形彈簧。當(dāng)彈簧鋼絲直徑或板簧厚度大于熱成形彈簧。當(dāng)彈簧鋼絲直徑或板簧厚度大于10mm時，一般采用熱軋鋼絲或鋼板制成，然后淬火、中溫回火。時，一般采用熱軋鋼絲或鋼板制成，然后淬火、中溫回火。經(jīng)這種處理可獲得回火托氏體，具有很高的屈服強度和彈性經(jīng)這種處理可獲得回火托氏體，具有很高的屈服強度和彈性極限

42、、一定的塑性和韌性，硬度為極限、一定的塑性和韌性，硬度為HRC4048 。3)常用合金彈簧鋼常用合金彈簧鋼 上一頁 下一頁前往第四節(jié)第四節(jié) 合金鋼合金鋼合金彈簧鋼按主加的合金元素分為硅錳系合金彈簧鋼合金彈簧鋼按主加的合金元素分為硅錳系合金彈簧鋼(常用的常用的牌號為牌號為60Si2Mn)、硅鉻系合金彈簧鋼、鉻錳系合金彈簧鋼、硅鉻系合金彈簧鋼、鉻錳系合金彈簧鋼和鉻釩系合金彈簧鋼和鉻釩系合金彈簧鋼(常用的牌號為常用的牌號為50CrVA)。常用合金。常用合金彈簧鋼的牌號、熱處理、性能和用途見表彈簧鋼的牌號、熱處理、性能和用途見表4-5。4.高錳耐磨鋼高錳耐磨鋼1)用途及性能要求用途及性能要求高錳耐磨鋼

43、是指在巨大壓力作用下和強烈沖擊下才發(fā)生硬化高錳耐磨鋼是指在巨大壓力作用下和強烈沖擊下才發(fā)生硬化的鋼，主要用于制造受強烈沖擊和巨大壓力并要求耐磨的零的鋼，主要用于制造受強烈沖擊和巨大壓力并要求耐磨的零件，如坦克及拖拉機的履帶板、鐵道道岔、防彈板等。件，如坦克及拖拉機的履帶板、鐵道道岔、防彈板等。上一頁 下一頁前往第四節(jié)第四節(jié) 合金鋼合金鋼2)成份、性能和熱處理特點成份、性能和熱處理特點高錳耐磨鋼的高錳耐磨鋼的WC =0.90%1.50%， WMn=11%14%。這類鋼由于含有大量的碳和錳，鑄。這類鋼由于含有大量的碳和錳，鑄態(tài)組織為奧氏體和大量的碳化物，性能硬而脆。當(dāng)加熱到態(tài)組織為奧氏體和大量的碳

44、化物，性能硬而脆。當(dāng)加熱到1060 1 100 的高溫時，碳化物全部溶入奧氏體，水的高溫時，碳化物全部溶入奧氏體，水冷可得到單一的奧氏體，這種處理稱為水韌處理。經(jīng)過水韌冷可得到單一的奧氏體，這種處理稱為水韌處理。經(jīng)過水韌處理的高錳鋼強度、硬度處理的高錳鋼強度、硬度(HBS180230)不高，塑性、韌不高，塑性、韌性好。使用時，受到強烈摩擦、巨大壓力和沖擊時，表面層性好。使用時，受到強烈摩擦、巨大壓力和沖擊時，表面層產(chǎn)生加工硬化，同時還發(fā)生奧氏體向馬氏體的轉(zhuǎn)變，硬度產(chǎn)生加工硬化，同時還發(fā)生奧氏體向馬氏體的轉(zhuǎn)變，硬度CHRC5256)和耐磨性大大提高，而芯部仍保持奧氏體的和耐磨性大大提高，而芯部仍

45、保持奧氏體的良好的韌性和塑性，有較高的抗沖能力。良好的韌性和塑性，有較高的抗沖能力。 上一頁 下一頁前往第四節(jié)第四節(jié) 合金鋼合金鋼這類鋼由于極易產(chǎn)生加工硬化，難以切削加工和壓力加工成這類鋼由于極易產(chǎn)生加工硬化，難以切削加工和壓力加工成形，故采用鑄造成形。形，故采用鑄造成形。3)常用高錳耐磨鋼常用高錳耐磨鋼常用的高錳耐磨鋼有常用的高錳耐磨鋼有ZGMn 13-1、Z GMn 13-3等。等。二、軸承鋼二、軸承鋼1.用途及性能要求用途及性能要求軸承鋼主要是用來制造各種滾動軸承的元件，如滾珠、滾柱軸承鋼主要是用來制造各種滾動軸承的元件，如滾珠、滾柱和內(nèi)外套圈等。滾動軸承是在高速轉(zhuǎn)動和強烈摩擦的情況下和

46、內(nèi)外套圈等。滾動軸承是在高速轉(zhuǎn)動和強烈摩擦的情況下工作，同時承受很大的局部交變應(yīng)力，要求軸承鋼具有很高工作，同時承受很大的局部交變應(yīng)力，要求軸承鋼具有很高的強度、硬度、耐磨性，很高的接觸疲勞強度，一定的韌性的強度、硬度、耐磨性，很高的接觸疲勞強度，一定的韌性和耐潤滑劑腐蝕的能力。和耐潤滑劑腐蝕的能力。上一頁 下一頁前往第四節(jié)第四節(jié) 合金鋼合金鋼2.成份、性能和熱處理特點成份、性能和熱處理特點軸承鋼的軸承鋼的WC=0.95%1.15%，屬高碳，這是保證淬火，屬高碳，這是保證淬火后具有高硬度、高耐磨性必不可少的條件。后具有高硬度、高耐磨性必不可少的條件。鋼中加入的合金元素主要有鉻、硅、錳、鉗、釩等

47、，以提高鋼中加入的合金元素主要有鉻、硅、錳、鉗、釩等，以提高鋼的淬透性、耐磨性和接觸疲勞強度。鋼的淬透性、耐磨性和接觸疲勞強度。軸承鋼的預(yù)先熱處理是球化退火，不僅僅是為了降低硬度，軸承鋼的預(yù)先熱處理是球化退火，不僅僅是為了降低硬度，便于機械加工，更重要的是要獲得顆粒細(xì)小、分布均勻的碳便于機械加工，更重要的是要獲得顆粒細(xì)小、分布均勻的碳化物，為淬火作組織準(zhǔn)備。淬火和低溫回火后的組織是回火化物，為淬火作組織準(zhǔn)備。淬火和低溫回火后的組織是回火馬氏體、均勻細(xì)小的碳化物及少量殘余奧氏體，硬度馬氏體、均勻細(xì)小的碳化物及少量殘余奧氏體，硬度HRC6264，達到使用要求。，達到使用要求。上一頁 下一頁前往第四

48、節(jié)第四節(jié) 合金鋼合金鋼3.常用軸承鋼常用軸承鋼軸承鋼種類很多，主要有高碳鉻軸承鋼軸承鋼種類很多，主要有高碳鉻軸承鋼(GCr15應(yīng)用最廣應(yīng)用最廣)和和無鉻軸承鋼。常用滾動軸承鋼的牌號、成份、熱處理及用途無鉻軸承鋼。常用滾動軸承鋼的牌號、成份、熱處理及用途見表見表4-6。三、合金工具鋼三、合金工具鋼1.量具刃具用鋼量具刃具用鋼1)合金刃具鋼合金刃具鋼用途及性能要求用途及性能要求合金刃具鋼主要用來制造各種金屬切削刃具，如鉆頭、車刀、合金刃具鋼主要用來制造各種金屬切削刃具，如鉆頭、車刀、絲錐等。刃具工作時受強烈地摩擦、磨損、沖擊和振動。絲錐等。刃具工作時受強烈地摩擦、磨損、沖擊和振動。上一頁 下一頁前

49、往第四節(jié)第四節(jié) 合金鋼合金鋼同時因摩擦發(fā)熱，還要承受一定的工作溫度。因此合金刃具同時因摩擦發(fā)熱，還要承受一定的工作溫度。因此合金刃具鋼應(yīng)具有高的硬度、耐磨性、熱硬性和足夠的強度和韌性。鋼應(yīng)具有高的硬度、耐磨性、熱硬性和足夠的強度和韌性。成份、性能和熱處理特點成份、性能和熱處理特點合金刃具鋼的合金刃具鋼的WC=0.8%一一1.50%，高碳是保證高硬度和，高碳是保證高硬度和高耐磨性的必要條件。高耐磨性的必要條件。鋼中加入的合金元素主要有鉻、硅、錳、鎢、釩等，以提高鋼中加入的合金元素主要有鉻、硅、錳、鎢、釩等，以提高淬透性、耐磨性、耐回火性。淬透性、耐磨性、耐回火性。合金刃具鋼的熱處理與軸承鋼類似，

50、經(jīng)淬火低溫回火后，硬合金刃具鋼的熱處理與軸承鋼類似，經(jīng)淬火低溫回火后，硬度為度為HRC6065，達到使用要求。，達到使用要求。常用合金刃具鋼常用合金刃具鋼 上一頁 下一頁前往第四節(jié)第四節(jié) 合金鋼合金鋼常用合金刃具鋼中，含有的合金元素總量一般不超過常用合金刃具鋼中，含有的合金元素總量一般不超過3%，典型鋼種是典型鋼種是9SiCr，廣泛用于制造各種低速切削的刀具和一，廣泛用于制造各種低速切削的刀具和一些冷作模具。常用低合金刃具鋼的牌號、成份、熱處理、性些冷作模具。常用低合金刃具鋼的牌號、成份、熱處理、性能及用途見表能及用途見表4-7所列。所列。2)量具用鋼量具用鋼(1)用途及性能要求。量具用鋼主要

51、用來制造各種測量工具，用途及性能要求。量具用鋼主要用來制造各種測量工具，如千分尺、游標(biāo)卡尺、塊規(guī)等。量具工作時，受力不大，主如千分尺、游標(biāo)卡尺、塊規(guī)等。量具工作時，受力不大，主要是摩擦和磨損，但為保證測量精度，不能有變形和尺寸變要是摩擦和磨損，但為保證測量精度，不能有變形和尺寸變化，因此量具用鋼應(yīng)具有較高的硬度、耐磨性和尺寸穩(wěn)定性?；虼肆烤哂娩搼?yīng)具有較高的硬度、耐磨性和尺寸穩(wěn)定性。(2)量具用鋼及熱處理特點。量具沒有專用鋼種，對尺寸小、量具用鋼及熱處理特點。量具沒有專用鋼種，對尺寸小、精度低、形狀簡單的量具，可用低碳鋼精度低、形狀簡單的量具，可用低碳鋼(10鋼、鋼、15鋼鋼)，經(jīng)，經(jīng)滲碳、

52、淬火、低溫回火。滲碳、淬火、低溫回火。上一頁 下一頁前往第四節(jié)第四節(jié) 合金鋼合金鋼也可用中碳鋼也可用中碳鋼(50鋼鋼)，經(jīng)表面淬火、低溫回火。也可用碳素，經(jīng)表面淬火、低溫回火。也可用碳素工具鋼工具鋼(T10鋼、鋼、T12A鋼鋼)，經(jīng)淬火、低溫回火。但對形狀，經(jīng)淬火、低溫回火。但對形狀復(fù)雜、高精度的量具，可選用復(fù)雜、高精度的量具，可選用CrWMn鋼、鋼、9SiCr鋼鋼, CrMn鋼制造，經(jīng)淬火和低溫回火。淬火后應(yīng)立即進行冷處理，減少鋼制造，經(jīng)淬火和低溫回火。淬火后應(yīng)立即進行冷處理，減少殘余奧氏體量，在精磨后或研磨前還要進行一次長時間低溫時殘余奧氏體量，在精磨后或研磨前還要進行一次長時間低溫時效處

53、理，以進一步穩(wěn)定組織，消除殘余應(yīng)力，確保尺寸穩(wěn)定。效處理，以進一步穩(wěn)定組織，消除殘余應(yīng)力，確保尺寸穩(wěn)定。2.模具鋼模具鋼1)冷作模具鋼冷作模具鋼(1)用途及性能要求。冷作模具鋼是用于制造金屬在冷態(tài)下成用途及性能要求。冷作模具鋼是用于制造金屬在冷態(tài)下成形的模具，如冷沖模、冷擠壓模、拉茲模等。這類模具工作時形的模具，如冷沖模、冷擠壓模、拉茲模等。這類模具工作時要求具有高的硬度、高的耐磨性以及足夠的強度和韌性。要求具有高的硬度、高的耐磨性以及足夠的強度和韌性。上一頁 下一頁前往第四節(jié)第四節(jié) 合金鋼合金鋼(2)成份、性能和熱處理特點。冷作模具鋼的成份、性能和熱處理特點。冷作模具鋼的WC=1.0%2.0

54、%，這是確保冷作模具具有很高的耐磨性必，這是確保冷作模具具有很高的耐磨性必不可少的條件。不可少的條件。鋼中加入的合金元素主要有鉻、鉗、鎢、釩等，以提高鋼的淬鋼中加入的合金元素主要有鉻、鉗、鎢、釩等，以提高鋼的淬透性、耐磨性、耐回火性和熱硬性。透性、耐磨性、耐回火性和熱硬性。冷作模具鋼的最終熱處理一般為淬火、低溫回火，組織為回火冷作模具鋼的最終熱處理一般為淬火、低溫回火，組織為回火馬氏體、粒狀碳化物和少量殘余奧氏體，硬度為馬氏體、粒狀碳化物和少量殘余奧氏體，硬度為HRC6064。由于高碳、高鉻冷作模具鋼回火時有一次硬化現(xiàn)象，對個別熱由于高碳、高鉻冷作模具鋼回火時有一次硬化現(xiàn)象，對個別熱硬性要求高

55、的冷作模具可采用一次硬化法硬性要求高的冷作模具可采用一次硬化法(見高速工具鋼部分見高速工具鋼部分)進行最終熱處理進行最終熱處理CCr12MoV鋼為鋼為11001120淬火，淬火，510520二至三次回火二至三次回火)，這種冷作模具熱硬性高，適用，這種冷作模具熱硬性高，適用于在于在400 450 條件下工作。條件下工作。上一頁 下一頁前往第四節(jié)第四節(jié) 合金鋼合金鋼常用的是常用的是Cr12型冷作模具鋼，典型牌號是型冷作模具鋼，典型牌號是Cr12和和Cr12MoV常用常用Cr12型鋼的牌號、熱處理、性能及用途見表型鋼的牌號、熱處理、性能及用途見表4-8。2)熱作模具鋼熱作模具鋼(1)用途及性能要求。

56、熱作模具鋼是用于制造使金屬在熱態(tài)用途及性能要求。熱作模具鋼是用于制造使金屬在熱態(tài)下或液態(tài)下成形的模具，如熱鍛模、熱擠壓模、壓鑄模等。下或液態(tài)下成形的模具，如熱鍛模、熱擠壓模、壓鑄模等。這類模具工作時要求具有較高的強度和韌性，良好的導(dǎo)熱性、這類模具工作時要求具有較高的強度和韌性，良好的導(dǎo)熱性、耐熱疲勞性、高的熱硬性和高溫耐磨性。耐熱疲勞性、高的熱硬性和高溫耐磨性。(2)成份、性能和熱處理特點。熱作模具鋼的成份、性能和熱處理特點。熱作模具鋼的WC=0.3%0.6% 中碳是確保較高的韌性和耐熱疲勞性中碳是確保較高的韌性和耐熱疲勞性必不可少的條件。含碳量過低，又會導(dǎo)致硬度和耐磨性不足。必不可少的條件。

57、含碳量過低，又會導(dǎo)致硬度和耐磨性不足。上一頁 下一頁前往第四節(jié)第四節(jié) 合金鋼合金鋼鋼中加入的合金元素主要有鉻、鎳、錳、鉗、鎢、釩等，以鋼中加入的合金元素主要有鉻、鎳、錳、鉗、鎢、釩等，以提高鋼的淬透性、耐回火性、耐熱疲勞性和防止回火脆性。提高鋼的淬透性、耐回火性、耐熱疲勞性和防止回火脆性。熱鍛模的最終熱處理和調(diào)質(zhì)鋼類似，淬火后在熱鍛模的最終熱處理和調(diào)質(zhì)鋼類似，淬火后在550回火，回火，可獲得回火索氏體或回火托氏體組織，硬度約為可獲得回火索氏體或回火托氏體組織，硬度約為HRC40。對壓鑄模和熱擠壓模，熱硬性要求高，要利用一次硬化現(xiàn)象，對壓鑄模和熱擠壓模，熱硬性要求高，要利用一次硬化現(xiàn)象，其最終熱

58、處理與高速鋼類似，硬度約為其最終熱處理與高速鋼類似，硬度約為HRC45 。常用熱作模具鋼。常用熱作模具鋼。5CrNiMo, 5CrMnMo是最常用的熱鍛是最常用的熱鍛模具鋼，對壓鑄模和熱擠壓模一般選用模具鋼，對壓鑄模和熱擠壓模一般選用3Cr2W8V。用熱作。用熱作模具鋼的牌號、熱處理、性能及用途見表模具鋼的牌號、熱處理、性能及用途見表4-9。四、高速工具鋼四、高速工具鋼1.用途及性能要求用途及性能要求上一頁 下一頁前往第四節(jié)第四節(jié) 合金鋼合金鋼高速工具鋼主要用來制作各種復(fù)雜刀具，如鉆頭、拉刀、成形高速工具鋼主要用來制作各種復(fù)雜刀具，如鉆頭、拉刀、成形刀具、齒輪刀具等。與合金刃具鋼相比應(yīng)具有更高

59、的熱硬性，刀具、齒輪刀具等。與合金刃具鋼相比應(yīng)具有更高的熱硬性，在切削溫度達到在切削溫度達到500600時，仍能進行切削加工。時，仍能進行切削加工。2.成份、性能、加工、熱處理特點成份、性能、加工、熱處理特點高速工具鋼的高速工具鋼的WC=0. 7%一一1.6%高碳一方面是保證鋼的淬高碳一方面是保證鋼的淬硬性，另一方面是與合金元素配合保證一次硬化的效果。硬性，另一方面是與合金元素配合保證一次硬化的效果。鋼中需加入大量鋼中需加入大量(10%)的合金元素，主要有鎢、鉻、鉗、的合金元素，主要有鎢、鉻、鉗、釩等，以提高鋼的淬透性、耐磨性和熱硬性。釩等，以提高鋼的淬透性、耐磨性和熱硬性。高速工具鋼屬于萊氏

60、體鋼，在鑄態(tài)組織中含有魚骨狀共品碳化高速工具鋼屬于萊氏體鋼，在鑄態(tài)組織中含有魚骨狀共品碳化物物(如圖如圖4-5)，使鋼脆性增加，這種碳化物的分布狀態(tài)不能用，使鋼脆性增加，這種碳化物的分布狀態(tài)不能用熱處理改變，只能通過反復(fù)鍛打?qū)⑵浯蛩?，使其呈顆粒狀均勻熱處理改變，只能通過反復(fù)鍛打?qū)⑵浯蛩?，使其呈顆粒狀均勻分布在基體上。分布在基體上。上一頁 下一頁前往第四節(jié)第四節(jié) 合金鋼合金鋼鍛打后，為消除殘余應(yīng)力，降低硬度，便于切削加工，并為鍛打后，為消除殘余應(yīng)力，降低硬度，便于切削加工，并為淬火做組織準(zhǔn)備，應(yīng)進行退火處理。退火后的組織為索氏體淬火做組織準(zhǔn)備，應(yīng)進行退火處理。退火后的組織為索氏體和粒狀碳化物和粒