鋼鐵材料4特殊性能用鋼

7.5特殊性能鋼具有特殊的物理化學性能并可在特殊環(huán)境下工作的鋼，如不銹鋼、耐熱鋼、耐磨鋼和低溫用鋼等不銹鋼的使用條件及材料設計原則主要作用和使用條件在腐蝕性介質中保持穩(wěn)定腐蝕速度極慢主要失效形式7.5.1不銹鋼電化學腐蝕氧化腐蝕；應力腐蝕原電池作用鋼鐵材料4特殊性能用鋼共30頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁!鋼鐵材料4特殊性能用鋼共30頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁!不銹鋼的材料設計原則盡量獲得單相均勻組織提高金屬基體腐蝕電位形成表面防護膜Fe+9%NiA(單相）降低碳含量Fe+(x/8)Cr電位階梯式升高Cr,Si,Al在表面形成致密鈍化膜不銹鋼主要的成分特點：低碳含量含有Cr,Ni等合金元素含有Al、Si、Ti、Nd等合金元素加入Ti、Nb的作用是什么？鋼鐵材料4特殊性能用鋼共30頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁!2）馬氏體不銹鋼：馬氏體型不銹鋼性能特點：含碳量較高，力學性能好熱加工性能好切削加工性好耐蝕性隨含碳量升高而降低常用馬氏體不銹鋼：1Cr13,2Cr13,3Cr13,9Cr18,1Cr17Ni21Cr13,2Cr13優(yōu)良的抗大氣、蒸汽介質腐蝕，耐蝕結構鋼。用于制作汽輪機葉片、熱烈設備配件、鍋爐附件等熱處理：淬火+高溫回火(S回)，注意回火脆3Cr13,4Cr13耐蝕性下降，但力學性能好。用于制作不銹鋼工具，如醫(yī)療器械、刃具、熱油泵軸等熱處理：淬火+低溫回火(M回)(HRC50)鋼鐵材料4特殊性能用鋼共30頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁!4）奧氏體型不銹鋼（18-8型）奧氏體型不銹鋼的成分特點含碳小于0.1%含鉻18%,含鎳8~11%其它元素Mo、Nb、Ti等奧氏體型不銹鋼的性能特點耐蝕性優(yōu)秀單相奧氏體，但有強加工硬化塑性、可焊性好有應力腐蝕傾向，注意加工應力常用奧氏體型不銹鋼：1Cr18Ni9Ti,0Cr18Ni9,00Cr18Ni9等各類耐腐蝕環(huán)境下結構件鋼鐵材料4特殊性能用鋼共30頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁!7.5.2耐熱鋼耐熱鋼的工作條件和性能要求高溫下使用高溫氧化環(huán)境使用高溫腐蝕環(huán)境使用高溫氧化高溫強度不足鋼的耐熱性包括高溫抗氧化性和高溫強度兩個方面使用條件主要失效形式鋼鐵材料4特殊性能用鋼共30頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁!2.常用耐熱鋼分類：按組織分類珠光體型耐熱鋼：16Mo,15CrMo,12CrMoV使用溫度：250~550°C主要應用：鍋爐、壓力容器、熱交換器和氣閥等耐熱件馬氏體型耐熱鋼：1Cr13,2Cr13,4Cr9Si2,4Cr10Si2Mo使用溫度：550~600°C主要應用：葉片、閥門奧氏體型耐熱鋼：使用溫度：>600~700°C固溶強化型18-8不銹鋼：加熱管，排氣管；沉淀硬化型耐熱鋼：4Cr13Ni8Mn8MoVNb(GH36)，增壓渦輪，葉片材料和高溫緊固件金屬間化合物強化耐熱鋼：0Cr15Ni26MoTi2AlVB(GH132)鋼鐵材料4特殊性能用鋼共30頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁!2.耐寒鋼：一般指用于制造、儲運液化氣體用設備的鋼材，也可用于航天真空工業(yè)。性能要求：足夠的低溫強度、低溫韌性，可焊性和耐蝕性奧氏體型低溫用鋼：18-8型不銹鋼（>-200°C)鐵素體型鋼：主要適用于地球環(huán)境下的寒冷地帶結構材料。16MnRE,09Mn2VRE,09MnTiCuRE主要耐寒鋼：說明耐寒鋼的成分設計原則。低碳馬氏體型低溫用鋼：1Ni9（>-196°C)鋼鐵材料4特殊性能用鋼共30頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁!7.6.2鑄鐵的石墨化實用鑄鐵中的碳大部分或全部以石墨的形式存在碳全部以碳化物的形式存在的白口鐵沒有實用價值。因此碳的石墨化就十分重要了！1.鐵-碳雙重相圖：鋼鐵材料4特殊性能用鋼共30頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁!3.影響石墨化的因素化學成分：促進石墨化元素阻礙石墨化元素2）冷卻速率：冷卻速率小，過冷度小，利于石墨化過程冷卻速率大，過冷度大，利于碳化物形成過程冷卻速率由鑄模類型、澆鑄溫度、鑄件壁厚和尺寸等決定常存元素C、Si、P合金元素Co,Cu,Ni,Al常存元素S、Mn合金元素:所有碳化物形成元素及Mg、Ce、B等鋼鐵材料4特殊性能用鋼共30頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁!7.6.3常用普通鑄鐵灰口鑄鐵性能特點：(與普通鋼材相比）機械性能低：片狀石墨的片狀特征決定的石墨=20MPa，HB=3~5，=0優(yōu)異的耐磨性和消震性工藝性能好成份特點：2.5~4.0%C,1~3%Si,0.25~1%Mn,0.02~0.2%S,0.05~0.5%P組織特征：片狀石墨+鋼基體根據石墨化程度的不同，鋼基體可為F，F(xiàn)+P，P灰鐵牌號：HT200鋼鐵材料4特殊性能用鋼共30頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁!鋼鐵材料4特殊性能用鋼共30頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁!2.可鍛鑄鐵性能特點：(與普通鋼材相比）機械性能：較灰鐵大大提高，團絮狀石墨應力敏感性小優(yōu)異的耐磨性和消震性工藝性能好成份特點：2.4~2.7%C,1.4~1.8%Si,0.5~0.7%Mn,<0.025%S,<0.008%P。另應加入B、Al、Bi等孕育劑，促進石墨化組織特征：團絮狀石墨+鋼基體根據石墨化程度的不同，鋼基體可為F，F(xiàn)+P，P可鐵牌號：KTH300-06;KTZ700-02可鐵熱處理：可鐵石墨化都是在固態(tài)下完成的石墨化工藝：三階段石墨化退火鋼鐵材料4特殊性能用鋼共30頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁!3.球墨鑄鐵性能特點：(與普通鋼材相比）機械性能：較可鐵又大大提高，球狀石墨應力敏感性進一步小。性能接近于某些鋼材保持灰鐵好的耐磨，消震性較灰鐵降低較多工藝性能好。還可進行強化熱處理！成份特點：3.8~4.0%C,2.0~2.8%Si,0.6~0.8%Mn,<0.04%S,<0.01%P。常用Mg、RE及稀土鎂作為鑄鐵孕育劑組織特征：球狀石墨+鋼基體根據石墨化程度的不同，鋼基體可為F，F(xiàn)+P，P球鐵牌號：QT420-10球鐵熱處理：球鐵的性能是由相應鋼基體性能決定的石墨化退火工藝；去應力退火工藝鋼基體的熱處理：正火、淬火回火、等溫及表面淬火鋼鐵材料4特殊性能用鋼共30頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁!4.蠕墨鑄鐵性能特點：機械性能：與球鐵類似保持灰鐵好的耐磨，消震性與灰鐵類似工藝性能好?？蛇M行強化熱處理！成份特點：3.5~3.9%C,2.1~2.8%Si,0.4~0.8%Mn,<0.1%S,<0.1%P。常用稀土硅鐵、稀土硅鐵鈣及稀土鎂等作為蠕化劑組織特征：蠕蟲狀石墨（長徑比2~10）+鋼基體蠕鐵牌號：RT420-10蠕鐵熱處理：蠕鐵熱處理與球鐵類似鋼基體可為F，F(xiàn)+P，P蠕蟲石墨與球狀石墨共存鋼鐵材料4特殊性能用鋼共30頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁!第七章總結了解鋼鐵材料的分類，熟悉鋼材牌號熟悉常用鋼鐵材料的成分、組織結構與其工程使用性能間的關系熟悉不同材料加工工藝（尤其熱處理工藝）與相應組織及其使用性能間關系了解各工程零構件和工具的使用條件和性能要求，并可通過相應的失效形式選擇所需鋼鐵材料熟悉一些新的概念：紅硬性、二次硬化、熱疲勞、高速鋼、熱強性、尺寸穩(wěn)定化、石墨化鋼鐵材料4特殊性能用鋼共30頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁!2.不銹鋼的分類及常用不銹鋼不銹鋼分類：按供應態(tài)（正火）組織分馬氏體型不銹鋼(Cr13型)鐵素體型不銹鋼(Cr17、Cr25型）奧氏體型不銹鋼(18-8型)雙相不銹鋼沉淀硬化型不銹鋼2）馬氏體不銹鋼：馬氏體型不銹鋼成分特點：含碳0.1~0.4%含鉻12~18%其它元素Mo、V、Si、Cu等說明個元素及其含量變化對材料性能影響？鋼鐵材料4特殊性能用鋼共30頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁!3）鐵素體型不銹鋼鐵素體型不銹鋼的成分特點含碳小于0.15%含鉻17~30%其它元素Mo、V、Ti等鐵素體型不銹鋼的性能特點耐蝕性較馬氏體不銹鋼好單相鐵素體，無相變強化塑性、可焊性好有金屬間化合物引起的高溫脆性常用鐵素體型不銹鋼：1Cr17,1Cr17Ti,1Cr28,1Cr25Ti,1Cr17Mo2Ti等主要用于對力學性能要求不高、但耐蝕性要求高的環(huán)境下，如化工生產結構件試說明如何提高鐵素體型不銹鋼的力學性能？

鋼鐵材料4特殊性能用鋼共30頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁!5）其他類型不銹鋼雙相不銹鋼：A+(5~20%)抗應力腐蝕性能更好并具有更好的抗晶間腐蝕能力和抗熱裂性能0Cr21Ni5Ti,1Cr18Mn10Ni5Mo3Si2沉淀硬化型不銹鋼：解決奧氏體不銹鋼強度不足，加工硬化引起的應力腐蝕問題加入Ni、Al、Ti、Nb形成金屬間化合物Ni3Al，Ni3Nb，強化A不銹鋼但不影響其耐蝕性用于高強高硬度且要求耐蝕性的條件下鋼鐵材料4特殊性能用鋼共30頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第19頁!高溫抗氧化性：材料的抗氧化性不是指其不氧化，而是指其能很快在表面形成致密氧化膜，使材料不再繼續(xù)氧化主要合金化元素：Cr，Si，Al2）高溫強度：又稱熱強性，鋼在高溫下抵抗塑性變形和破斷的能力。通常以蠕變極限和持久強度表示強化方式：固溶強化晶界強化彌散強化鋼鐵材料4特殊性能用鋼共30頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第20頁!7.5.3其他特殊鋼耐磨鋼：專指在強烈沖擊載荷或高壓條件下發(fā)生表面硬化而具有高耐磨性的高錳鋼。材料：ZGMn13。含碳0.8~1.4%，含Mn11~14%鑄態(tài)組織：A+碳化物（Fe,Mn)3C熱處理：水韌處理——固溶A體化（~1100°C），水淬組織：A；硬度：HB190-220；韌性很高應用：材料被強烈沖擊或摩擦時，A產生強烈的加工硬化，并在表面誘發(fā)生成形變馬氏體，表面硬度急劇升值HB500~550。注意：一般機器零件的工作條件，耐磨鋼的耐磨性不即滲碳鋼和其它高硬度鋼材。高錳鋼水韌處理后不能進行回火處理，否則鋼材會脆化鋼鐵材料4特殊性能用鋼共30頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第21頁!7.6鑄鐵7.6.1概述鑄鐵：含碳量大于2.11%的Fe-C基合金。主要特征：C>2.5~4%,Si1~3%,Mn0.5~1.4%,P0.01~0.5%,S0.02~0.2%工藝性能好，鑄造性能、切削價共性能優(yōu)良生產工藝簡單，成本低廉耐磨減摩性好，缺口敏感性低。機械性能較好主要應用及分類：按碳在鑄鐵中的存在形式及石墨形態(tài)分類：鑄鐵主要應用：白口鐵、灰口鐵、球墨鑄鐵、蠕墨鑄鐵和可鍛鑄鐵機床構件、內燃機氣缸和活塞等，農用機械等鋼鐵材料4特殊性能用鋼共30頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第22頁!2.鑄鐵的石墨化過程按溫度石墨化過程可分為兩個階段：完全石墨化組織：F+G共晶轉變石墨初生(一次)石墨Fe3CI,Fe3CE,Fe3CII分解石墨Fe3Cs,Fe3CIII分解石墨第一階段石墨化第二階段石墨化非完全石墨化組織：(F+P)+G或P+G鋼鐵材料4特殊性能用鋼共30頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第23頁!鋼鐵材料4特殊性能用鋼共30頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第24頁!鋼鐵材料4特殊性能用鋼共30頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第25頁!灰口鐵的熱處理：可以改變鋼基體的組織結構，但不能改變石墨的形態(tài)和分布去應力退火：保證尺寸穩(wěn)定和防止變形開裂消除白口退火：加熱至階段石墨化溫度（800~950°C）表面淬火：增加表面的硬度和耐磨性鋼鐵材料4特殊性能用鋼共30頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第26頁!鋼鐵材料4特殊性能用鋼共30頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第27頁!鋼鐵材料4特殊性能用鋼共30頁，您現(xiàn)在瀏覽的是