機(jī)械工程材料成型及工藝3

合金刃具鋼種類:低合金刃具鋼;高速鋼。牌號:合金元素及含量千分之幾的含碳量

9

SiCrW18Cr4V1.低合金刃具鋼1）.性能要求:高硬度、高耐磨性、有一定的紅硬性、強(qiáng)度和韌性,工作溫度不超過300℃。2）.化學(xué)成分特點(diǎn):*高碳*加入Cr、Mn、Si、

W、V

等合金元素。3）.熱處理特點(diǎn):球化退火淬火+低溫回火

9SiCr鋼板牙熱處理工藝曲線板牙2.高速鋼(high–speedsteel)(1)性能要求:高硬度、高耐磨性、高的紅硬性(600℃時,HRC63以上)、有一定的強(qiáng)度和韌性。高速鋼---鋒鋼、風(fēng)鋼;常用W18Cr4V：18–4–1鋼車刀銑刀鉆頭(2)化學(xué)成分特點(diǎn):高碳0.7～1.5%:鎢18%:鉬5%:鉻4%:釩1.5%:

保證高硬度退火狀態(tài)下形成M6C碳化物,在560℃左右回火時,彌散析出W2C,造成二次硬化,提高鋼的紅硬性。1%Mo的作用等同于2%W。形成Cr23C6碳化物;提高鋼的淬透性。形成VC,硬度極高,提高鋼的硬度和耐磨性,產(chǎn)生二次硬化。(3)W18Cr4V鋼的生產(chǎn)工藝及熱處理特點(diǎn)鑄造鍛造球化退火機(jī)加工淬火+三次570℃回火磨削加工

鑄造:高速鋼屬于萊氏體鋼,鑄態(tài)組織中含有大量呈魚骨狀分布的粗大共晶碳化物M6C,鋼的韌性大幅下降。

W18Cr4V鋼的鑄態(tài)組織

W18Cr4V鋼的鑄態(tài)組織W18Cr4V鑄態(tài)組織420鍛造:魚骨狀碳化物不能用熱處理來消除,只能依靠反復(fù)多次鍛打來擊碎。W18Cr4V鍛造組織210球化退火:消除應(yīng)力,調(diào)整組織,便于機(jī)加工,為淬火作好組織準(zhǔn)備。球化退火后的組織:

S+粒狀

Cm

W18Cr4V球化退火組織420W18Cr4V鋼的的熱處處理過過程示示意圖圖淬火:1280℃℃;淬火后后的組組織:M+Cm+A殘(20～25%)W18Cr4V鋼淬淬火組組織

W18Cr4V淬火組織300三次570℃回回火在570℃℃回火火時,產(chǎn)產(chǎn)生生二次硬硬化。。三次570℃回回火*淬火后后A殘殘約20～～25%。*第一次次回火火后A殘約約剩15～～18%。*第二次次回火火后A殘約約剩3～5%。*第三次次回火火后A殘約約剩1～2%。回火后后的組組織:M回+Cm+A殘(1～2%)組織硬硬度為65HRC以以上。。W18Cr4V淬火火+一一次次回火火組織織W18Cr4V淬火火+三三次次回火火組織織W18Cr4V淬火+三次回火組織420

特殊性性能鋼鋼不銹鋼鋼(stainlesssteel)耐熱鋼鋼(heat––resistantsteel)耐磨鋼鋼(wear––resistantsteel)一.不不銹鋼鋼(stainlesssteel)1.定定義:在腐蝕蝕介質(zhì)質(zhì)中具具有很很高的的抗腐腐蝕能力力的鋼鋼。2.概概念:*在空氣氣中的的年年腐腐蝕蝕量量為為0.01mm以內(nèi)內(nèi)的的鋼鋼,稱稱為為在在空空氣氣中中使使用用的的不銹銹鋼鋼。。*在強(qiáng)酸酸、、強(qiáng)強(qiáng)堿堿介質(zhì)質(zhì)中中的的年年腐腐蝕蝕量為為0.1mm以以內(nèi)內(nèi)的的鋼鋼,稱稱為為在在強(qiáng)強(qiáng)酸、強(qiáng)強(qiáng)堿介介質(zhì)中中使用用的不不銹鋼鋼。3金屬屬腐蝕蝕的機(jī)機(jī)理.金屬腐腐蝕的的種類類:1)化化學(xué)腐腐蝕:金屬與與介質(zhì)質(zhì)(干干燥氣氣體和和非電解解質(zhì)溶溶液)發(fā)發(fā)生生化學(xué)學(xué)反應(yīng)而而產(chǎn)生生的腐腐蝕。。例如:高溫溫氧化化、脫脫碳等等。2)電電化學(xué)學(xué)腐蝕蝕:金屬與與介質(zhì)質(zhì)(電電解質(zhì)質(zhì)溶液,即即酸、、堿、、鹽溶溶液)發(fā)生電電化學(xué)學(xué)反應(yīng)應(yīng)而產(chǎn)產(chǎn)生的腐蝕蝕。電化學(xué)學(xué)腐蝕蝕過程程示意意圖珠光體體（或或碳鋼鋼）電電化學(xué)學(xué)腐蝕蝕示意意圖4.金金屬的的防腐腐措施施:1)覆覆蓋層層保護(hù)護(hù):涂漆、、電鍍鍍、發(fā)發(fā)藍(lán)、、磷化化等工工藝。。2)形形成氧氧化層層:加入合合金元元素Cr、、Al、Si等等,形成成Cr2O3、SiO2、Al2O3等氧化化膜。。3)提提高金金屬的的電極極電位位:加入合合金元元素Cr、、Ni、Si等等,提提高金金屬基基體的的電極極電位位。4)使使鋼在在室溫溫下呈呈單相相組織織:加入合合金元元素Mn、Ni、、Co等能能擴(kuò)大大γ區(qū),可可在室室溫獲獲得奧氏氏體體鋼鋼。加入入合合金金元元素素Cr、、Mo、、W、、V、、Ti、、Si等等能能擴(kuò)擴(kuò)大大α區(qū),可可在在室室溫溫獲獲得得鐵素素體體鋼。。5)減減少少與與消消除除鋼鋼中中的的各各種種不不均均勻勻現(xiàn)現(xiàn)象象:偏析析、、應(yīng)應(yīng)力力、、組組織織等等。。6)犧犧牲牲陽陽極極保保護(hù)護(hù)陰陰極極:鑲嵌嵌一一些些比比金金屬屬或合合金金基基體體電電極極電電位位更更低低的的金金屬屬塊塊。。5.化化學(xué)學(xué)成成分分特特點(diǎn)點(diǎn):*低碳碳:耐耐蝕蝕性性要要求求愈愈高高,碳碳含含量量愈愈低低。。*合金金元元素素:主加加Cr。。輔加加Ni、、Mo、、Cu、、Ti、、Nb、、Mn等等。。6.常常用用的的不不銹銹鋼鋼:*馬氏氏體體型型不不銹銹鋼鋼*鐵素素體體型型不不銹銹鋼鋼*奧氏體型型不銹鋼鋼1)馬氏氏體型不不銹鋼：：Cr13型型鋼化學(xué)成分分特點(diǎn):Wc=0.1～0.4%WCr=13%熱處理特特點(diǎn):正火后的組體體是馬氏體。牌號:1Cr13～4Cr13用途:醫(yī)療器械械醫(yī)用鑷子子2)鐵鐵素體型型不銹鋼鋼化學(xué)成分分特點(diǎn):Wc=0.1%左左右WCr=17%熱處理特特點(diǎn):不能進(jìn)行行熱處理理強(qiáng)化。牌號:1Cr17、1Cr17Ti、1Cr28等。用途:化工設(shè)備備中要求求耐蝕性性高、塑塑性好、強(qiáng)強(qiáng)度低的的容器、、管道等等。鐵素體型型不銹鋼鋼的用途途硝酸生產(chǎn)產(chǎn)裝置合成氨生生產(chǎn)裝置置3)奧氏氏體型不不銹鋼：：18––8型鋼化學(xué)成分分特點(diǎn):Wc=0.08～～0.14%WCr=17～19%WNi=8～～11%Cu、Ti、Mo等。。加工特點(diǎn)點(diǎn):不能進(jìn)行熱熱處理強(qiáng)化化,只能冷塑塑性性變變形形強(qiáng)強(qiáng)化化。。熱處處理理特特點(diǎn)點(diǎn):固溶溶處處理理;穩(wěn)穩(wěn)定定化化處處理理;消除除應(yīng)應(yīng)力力退退火火。。牌號號:0Cr18Ni9(304不不銹銹鋼鋼））、、1Cr18Ni9、、0Cr18Ni9Ti、、1Cr18Ni9Ti用途途:化工工容容器器、、管管道道等等。。大型化工儲罐(304)管板換熱器(304)1Cr18Ni9Ti固固溶溶處處理理組組織織金金相相圖圖1Cr18Ni9Ti固溶處理組織580七、、鑄鑄鐵鐵目的的：：了解解常常用用鑄鑄鐵鐵的的性性能能特特點(diǎn)點(diǎn)；；掌握握鑄鑄鐵鐵的的牌牌號號；；了解解鑄鑄鐵鐵的的應(yīng)應(yīng)用用。。7.1鑄鑄鐵鐵的的分分類類及及石石墨墨化化鑄鐵鐵是是指指一一系系列列主主要要由由鐵鐵、、碳碳(大大于于2.11%））和和硅硅組組成成的的合合金金總總稱稱。。7.1.1鑄鑄鐵鐵的的分分類類（（碳碳的的存存在在形形式式））1．．白白口口鑄鑄鐵鐵2．．麻麻口口鑄鑄鐵鐵3．．灰灰口口鑄鑄鐵鐵7.1.2鑄鑄鐵鐵的的分分類類（（石石墨墨-Graphite的形形態(tài)態(tài)））（1））灰灰鑄鑄鐵鐵碳碳主主要要以以片片狀狀石石墨墨形形式式出出現(xiàn)現(xiàn)的的鑄鑄鐵鐵；；（2））可可鍛鍛鑄鑄鐵鐵碳碳主主要要以以團(tuán)團(tuán)絮絮狀狀石石墨墨形形式式出出現(xiàn)現(xiàn)的的鑄鑄鐵鐵；；（3））球球墨墨鑄鑄鐵鐵碳碳主主要要以以球球狀狀石石墨墨形形式式出出現(xiàn)現(xiàn)的的鑄鑄鐵鐵；；（4））蠕蠕墨墨鑄鑄鐵鐵碳碳主主要要以以蠕蠕蟲蟲狀狀石石墨墨形形式式出出現(xiàn)現(xiàn)的的鑄鑄鐵鐵。。7.1.3鑄鑄鐵鐵的的石石墨墨化化鑄鐵鐵中中石石墨墨的的形形成成過過程程稱稱為為鑄鑄鐵鐵的的石墨墨化化。影影響響鑄鑄鐵鐵石石墨墨化化的的因因素素較較多多，，其其中中化學(xué)成分和冷卻速度是影響石墨墨化的主要要因素。1．化學(xué)成分的影響（五五大元素））碳和硅都是是強(qiáng)烈促進(jìn)進(jìn)石墨化的的元素碳和和硅都是強(qiáng)強(qiáng)烈促進(jìn)石石墨化的元元素；磷也也是促進(jìn)石石墨化的元元素，但其其作用較弱弱；硫和錳錳是阻礙石石墨化的元元素。2．冷卻速度的影響冷卻速度快快，鑄鐵容容易產(chǎn)生白白口鑄鐵組組織；冷卻速度慢慢，碳原子子擴(kuò)散充分分，有利于于石墨化過過程充分進(jìn)進(jìn)行，鑄鐵鐵容易獲得得灰口鑄鐵鐵組織?；铱阼T鐵1．灰鑄鐵鐵的化學(xué)成成分、組織織和性能（1）化學(xué)學(xué)成分灰鑄鐵的化化學(xué)成分一一般為：wC=2.5%～4．0%，，wSi=1.0%～2．5%，wMn=O．．5%～1.4%，wS≤O.15%，wP≤0.3%。(2)組織織由于石墨化化程度的不不同，灰鑄鐵的組組織有三種種類型：鐵素體(F)+片狀狀石墨(G)；鐵素體(F)—珠光光體(P)+片狀石墨(G)；珠光體(P)+片狀狀石墨(G)。（3）性能能力學(xué)性能石墨雖然降降低了灰鑄鑄鐵的力學(xué)學(xué)性能，但但卻使灰鑄鑄鐵獲得了了許多鋼所所不及的優(yōu)優(yōu)良性能。。優(yōu)良的性能能：①良好的鑄鑄造性能；；②良好的減減震性；③較低的缺缺口敏感性性；④良好的切切削加工性性；⑤良好的減減摩性；⑥良好的抗壓壓性能。灰口鑄鐵牌牌號球墨鑄鐵是20世紀(jì)紀(jì)50年代代發(fā)展起來來的一種新新型鑄鐵，，它是經(jīng)過過球化處理理后得到的的。球化處處理的方法法是在鐵液液出爐后、、澆注前加加入一定量量的球化劑劑(稀土鎂鎂合金等)和孕育劑劑，使石墨墨呈球狀析析出。1．球墨鑄鑄鐵的化學(xué)學(xué)成分、組組織和性能能（1）化學(xué)學(xué)成分是：：wC=3.6%～3.9%，wSi=2.0%～2.8%，，wMn=0.6%～0.8%，，wS<0.04%，wP≤0.1%,wMg=0.03%～～0.05%（2）組織織球墨墨鑄鐵的組組織可分為為四種類型型：鐵素體(F)+球狀石石墨(G)，鐵索體(F)-珠光體體(P)+球狀狀石墨(G)，，珠光體(P)+球狀石石墨(G)，下貝氏體體(B下下)+球球狀石墨墨(G)。為鐵素體體球墨鑄鑄鐵的顯顯微組織織。（3）性能球墨鑄鐵鐵的力學(xué)學(xué)性能與與基體的的類型以以及球狀狀石墨的的大小、、形狀及及分布狀狀況有關(guān)關(guān)。由于于球狀石