工程材料第8章 合金鋼與合金化(二)

第8章合金鋼與合金化1、Mn:0.8%時(shí)為雜質(zhì),是有益元素。作用為：

①?gòu)?qiáng)化鐵素體（固溶強(qiáng)化）②消除硫的有害作用一、雜質(zhì)元素對(duì)性能的影響鋼中的雜質(zhì)一般是指Mn、Si、P、S。是由原料帶入或脫氧殘留的元素。2、Si：0.5%時(shí)為雜質(zhì)，是有益元素。作用為：

①?gòu)?qiáng)化鐵素體；②增加鋼液流動(dòng)性。3.S：是有害元素。常以FeS形式存在。易與Fe在晶界上形成低熔點(diǎn)共晶(985℃)，熱加工時(shí)(1150~1200℃)，由于其熔化而導(dǎo)致開(kāi)裂，稱熱脆性.鋼中的硫應(yīng)控制在0.045%以下.合金晶界的低熔點(diǎn)硫化物共晶Mn可消除硫的有害作用,

FeS+Mn→Fe+MnS，

MnS熔點(diǎn)高(1600℃)。鋼中的MnS夾雜4、P：也是有害元素。能全部溶入鐵素體中，使鋼在常溫下硬度提高，塑性、韌性急劇下降，稱冷脆性。P一般控制在0.045%以下.比利時(shí)阿爾伯特運(yùn)河鋼橋因磷高產(chǎn)生冷脆性于1938年冬發(fā)生斷裂墜入河中5、氣體元素①N：室溫下N在鐵素體中溶解度很低，鋼中過(guò)飽和N在常溫放置過(guò)程中以FeN、Fe4N形式析出使鋼變脆,稱時(shí)效脆化.加Ti、V、Al等元素可使N固定，消除時(shí)效傾向。②O：氧在鋼中以氧化物的形式存在，其與基體結(jié)合力弱，不易變形，易成為疲勞裂紋源.鋼中TiN夾雜鋼中氧化物夾雜③H：常溫下氫在鋼中的溶解度也很低。當(dāng)氫在鋼中以原子態(tài)溶解時(shí)，降低韌性，引起氫脆。當(dāng)氫在缺陷處以分子態(tài)析出時(shí)，會(huì)產(chǎn)生很高內(nèi)壓，形成微裂紋，其內(nèi)壁為白色，稱白點(diǎn)或發(fā)裂。鋼中白點(diǎn)鋼的氫脆斷口碳化物形成元素：Zr、Nb、Ti、V、W、Mo、Cr、Mn、Fe非碳化物形成元素：Ni、Co、Cu、Si、Al、N、B一、對(duì)鋼中基本相的影響1.溶于鐵素體,起固溶強(qiáng)化作用非碳化物形成元素及過(guò)剩的碳化物形成元素都溶于鐵素體，形成合金鐵素體.Si、Mn對(duì)強(qiáng)度、硬度提高顯著。Cr、Ni在適當(dāng)范圍內(nèi)提高韌性。§8.1合金元素在鋼中的作用對(duì)鐵素體沖擊韌性影響圖8-1合元素對(duì)鐵素體硬度的影響圖2.形成碳化物，起強(qiáng)化相作用

合金元素與碳的親和力從大到小的順序?yàn)椋?/p>

Zr

、Ti、Nb、V、W、Mo、Cr、Mn、Fe。鋼中碳化物1、對(duì)奧氏體相區(qū)的影響⑴Ni、Mn、Co、Cu、N等是擴(kuò)大奧氏體相區(qū)的元素，當(dāng)Mn13%或Ni9%時(shí)，A3點(diǎn)降到0℃以下，室溫下為單相奧氏體組織，稱奧氏體鋼。錳對(duì)奧氏體相區(qū)的影響二、對(duì)Fe-Fe3C相圖的影響⑵Cr、Mo、Si、Ti、W、Al等是縮小奧氏體相區(qū)的元素。當(dāng)Cr13%時(shí)，奧氏體相區(qū)消失，室溫下為單相鐵素體組織，稱鐵素體鋼.鉻對(duì)奧氏體相區(qū)的影響2、對(duì)E點(diǎn)和S點(diǎn)位置的影響所有合金元素均使E點(diǎn)和S點(diǎn)左移，即這兩點(diǎn)的含碳量下降，使碳含量比較低的鋼出現(xiàn)過(guò)共析組織（如4Cr13）或共晶組織（如W18Cr4V）。

1.對(duì)鋼加熱時(shí)奧氏體形成過(guò)程的影響⑴對(duì)奧氏體形成速度的影響：除Ni、Co外，都減緩?qiáng)W氏體化過(guò)程。⑵對(duì)奧氏體晶粒長(zhǎng)大傾向的影響：碳化物形成元素阻礙奧氏體晶粒長(zhǎng)大。Mn、P促進(jìn)長(zhǎng)大。三、合金元素對(duì)鋼熱處理組織轉(zhuǎn)變的影響2.對(duì)鋼冷卻時(shí)過(guò)冷奧氏體轉(zhuǎn)變過(guò)程的影響⑴對(duì)C曲線和淬透性的影響：除Co外，凡溶入奧氏體的合金元素均使C曲線右移，淬透性提高。⑵對(duì)馬氏體轉(zhuǎn)變的影響：除Co、Al外,所有元素都使Ms、Mf點(diǎn)下降，導(dǎo)致殘余奧氏體的量增加。

合金元素對(duì)鋼淬透性的影響淬火碳鋼回火時(shí)的硬度變化3.合金元素對(duì)淬火鋼回火轉(zhuǎn)變過(guò)程的影響⑴提高回火穩(wěn)定性：淬火鋼在回火過(guò)程中抵抗硬度下降的能力，也稱耐回火性。合金元素能阻礙馬氏體分解及碳化物的析出與聚集。當(dāng)回火硬度相同時(shí)，合金鋼比同含碳量碳鋼回火溫度高。如果同溫度回火，合金鋼硬度比碳鋼高。⑵產(chǎn)生二次硬化含高W、Mo、Cr、V鋼淬火后回火時(shí)，由于析出細(xì)小彌散的特殊碳化物及回火冷卻時(shí)A’轉(zhuǎn)變?yōu)镸回,使硬度不僅不下降，反而升高的現(xiàn)象稱二次硬化。⑶防止第二類回火脆性加W、Mo可防止第二類回火脆性。高速鋼1.對(duì)鋼強(qiáng)度的影響固溶強(qiáng)化、第二相強(qiáng)化、細(xì)晶強(qiáng)化、位錯(cuò)強(qiáng)化2.對(duì)鋼韌度的影響通過(guò)細(xì)化晶粒、置換固溶、提高回火穩(wěn)定性改善韌度、細(xì)化碳化物、控制非金屬夾雜和雜質(zhì)元素改善韌度四、合金元素對(duì)鋼力學(xué)性能的影響§8.2合金鋼的分類及編號(hào)一、合金鋼的分類1.按合金元素含量微合金鋼0.001≤ωMe≤0.1%

低合金鋼1≤ωMe≤5%

中合金鋼5≤ωMe≤10%

高合金鋼ωMe>10%2.按鋼的金相組織鐵素體鋼奧氏體鋼馬氏體鋼珠光體鋼貝氏體鋼3.按鋼中S、P雜質(zhì)含量普通合金鋼S≤0.050%P≤0.045%

優(yōu)質(zhì)合金鋼S≤0.035%P≤0.035%

高級(jí)優(yōu)質(zhì)合金鋼S≤0.025%P≤0.025%

特級(jí)優(yōu)質(zhì)合金鋼S≤0.015%P≤0.020%4.按用途合金結(jié)構(gòu)鋼：低合金鋼、滲碳鋼、調(diào)質(zhì)鋼、彈簧鋼、滾動(dòng)軸承鋼、高錳耐磨鋼、易切鋼等合金工具鋼：刃具鋼、模具鋼、量具鋼等特殊性能鋼：不銹鋼、耐熱鋼等齒輪刀具二、編號(hào)

我國(guó)鋼材的編號(hào)是采用漢語(yǔ)拼音字母、化學(xué)元素符號(hào)和阿拉伯?dāng)?shù)字相結(jié)合的方法。漢語(yǔ)拼音字母一般從代表鋼產(chǎn)品名稱的漢字的漢語(yǔ)拼音中選取第一個(gè)字母,表示鋼產(chǎn)品的名稱、用途、特性和工藝方法，常用鋼產(chǎn)品的名稱、用途、特性和工藝方法表示符號(hào)（GB/T221—2000）名稱符號(hào)位置名稱符號(hào)位置碳素結(jié)構(gòu)鋼Q頭橋梁用鋼q尾低合金高強(qiáng)度鋼Q頭鍋爐用鋼g尾易切削鋼Y頭焊接氣瓶用鋼HP尾碳素工具鋼T頭車輛車軸用鋼LZ頭(滾珠)軸承鋼G頭機(jī)車車軸用鋼JZ頭焊接用鋼H頭沸騰鋼F尾鉚螺鋼ML頭半鎮(zhèn)靜鋼b尾船用鋼國(guó)際符號(hào)鎮(zhèn)靜鋼Z尾汽車大梁用鋼L尾特殊鎮(zhèn)靜鋼TZ尾壓力容器用鋼R尾質(zhì)量等級(jí)A.B.C.D.E尾1.低合金結(jié)構(gòu)鋼

Q+最低屈服強(qiáng)度值+質(zhì)量等級(jí)符號(hào)Q表示“屈服強(qiáng)度”；屈服強(qiáng)度值單位是MPa；質(zhì)量等級(jí)符號(hào)為A、B、C、D、E。由A到E，其P、S含量依次下降，質(zhì)量提高。鋼板低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼都是鎮(zhèn)靜鋼或特殊鎮(zhèn)靜鋼，其牌號(hào)中沒(méi)有表示脫氧方法的符號(hào)。如Q345C。*說(shuō)明：通常情況下，屈服強(qiáng)度值小300MPa時(shí)為碳素結(jié)構(gòu)鋼，大于300MPa時(shí)為低合金高強(qiáng)度鋼。鋼管2.合金結(jié)構(gòu)鋼

兩位數(shù)字（表示平均含碳量的萬(wàn)分之幾）+合金元素符號(hào)+該元素百分含量數(shù)字+……當(dāng)合金元素的平均含量小于1.50%時(shí)，只標(biāo)元素符號(hào)，不標(biāo)含量；當(dāng)合金元素的平均含量為1.50~2.49%、2.50~3.49%、3.50~4.49%、4.50~5.49%、……時(shí)，在相應(yīng)的合金元素符號(hào)后標(biāo)2、3、4、5……等數(shù)字。如20CrNi3。高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼在牌號(hào)后加字母A，如60Si2MnA。特級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼在牌號(hào)后加字母E，如30CrMnSiE。不銹鋼制管板式換熱器所有合金鋼的合金元素量標(biāo)法相同3.合金工具鋼和高速工具鋼

含碳量+合金元素符號(hào)+該元素百分含量+……當(dāng)含碳量小于1.00%時(shí)，含碳量用一位數(shù)字標(biāo)明，這一位數(shù)字表示平均含碳量的千分之幾，如8MnSi.當(dāng)含碳量大于1.00%時(shí)，不標(biāo)含碳量。*高速鋼不標(biāo)含碳量，如W6Mo5Cr4V2(含0.85%C).**含鉻量小于1%時(shí)，在含鉻量(以千分之一為單位)前加數(shù)字“0”，如Cr06。銑刀4.滾動(dòng)軸承鋼

高碳鉻軸承鋼：

G+Cr+鉻含量(不標(biāo)含碳量)“G”表示“滾動(dòng)軸承鋼”。*鉻含量以千分之一為單位.

如“GCr15”的平均含鉻量為1.5%。滲碳軸承鋼牌號(hào)的表示方法與合金結(jié)構(gòu)鋼相同，僅在牌號(hào)頭部加字母“G”，如“G20CrNiMo”。5.不銹鋼和耐熱鋼

含碳量+合金元素符號(hào)+該元素百分含量+……

含碳量以千分之一為單位。含碳量的表示方法為：①當(dāng)平均含碳量≥1.00%時(shí)，用兩位數(shù)字表示，如11Cr17(平均含碳量為1.10%)；渦輪葉片②當(dāng)1.0%>平均含碳量≥0.1%時(shí)，用一位數(shù)字表示,如2Cr13（平均含碳量為0.20%）③當(dāng)0.1%>含碳量上限>0.03%時(shí)，以“0”表示，如0Cr18Ni9（含碳量上限為0.08%）④當(dāng)0.03%≥含碳量上限>0.01%時(shí),以“03”表示，如03Cr19Ni10(含碳量上限為0.03%）⑤當(dāng)含碳量上限≤0.01%時(shí)，以“01”表示，如01Cr19Ni11（含碳量上限為0.01%）。汽輪機(jī)葉片6.鑄鋼以強(qiáng)度為主要特征

ZG+數(shù)字-數(shù)字

第一組數(shù)字表示屈服強(qiáng)度最低值，第二組表示抗拉強(qiáng)度最低值。如ZG200-400以化學(xué)成分為主要特征

ZG+兩位數(shù)字（平均含碳量的萬(wàn)分之幾）+合金元素+數(shù)字（合金元素百分含量）

如ZG25Cr1Mo1V鑄鋼件2.5噸大齒輪鑄件§8.3合金結(jié)構(gòu)鋼對(duì)結(jié)構(gòu)鋼的性能要求為：使用性能以強(qiáng)韌性為主。工藝性能以可焊性、淬透性為主。合金結(jié)構(gòu)鋼除少量為中高合金鋼外，都是低合金鋼.銅陵長(zhǎng)江公路大橋1.性能特點(diǎn)⑴高強(qiáng)度及足夠韌性。⑵良好的焊接性能。⑶良好的耐蝕性及低的韌脆轉(zhuǎn)變溫度。2.成分特點(diǎn)⑴低碳：≤0.2%C.⑵合金元素：主要是Mn、Si，還有少量V、Ti、Nb等。一、低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼3.熱處理：大多數(shù)熱軋退火（或正火）后使用。4.使用狀態(tài)下組織：F+P低合金高強(qiáng)鋼合金元素細(xì)化晶粒作用①M(fèi)n、Si的作用是強(qiáng)化鐵素體；增加珠光體的量。②V、Ti、Nb等起細(xì)化晶粒和彌散強(qiáng)化作用。5.用途Q345鋼綜合性能好，用于船舶、橋梁、車輛等。Q390鋼含V、Ti、Nb，強(qiáng)度高，用于大中型鋼結(jié)構(gòu)、壓力容器等。Q460鋼，強(qiáng)度高,用于大型重要橋梁、船舶等.(鳥(niǎo)巢，4.2萬(wàn)噸Q460）南京長(zhǎng)江大橋

滲碳后使用的鋼種。

1.性能特點(diǎn)⑴經(jīng)滲碳、淬火和低溫回火后，即表硬里韌。⑵良好的熱處理性能,如淬透性和滲碳能力。二、合金滲碳鋼滲碳爐滲碳件—傳動(dòng)齒輪2、成分特點(diǎn)⑴低碳：0.1~0.25%C⑵合金元素作用：

①提高淬透性：

Cr、Mn、Ni、B②強(qiáng)化鐵素體：

Cr、Mn、Ni③細(xì)化晶粒：

W、Mo、Ti、V

滲碳件高精密獨(dú)立導(dǎo)柱3.常用鋼號(hào)及用途低淬透性鋼：20Cr柴油機(jī)凸輪軸活塞銷(20Cr)用于受力小的耐磨件，如柴油機(jī)的活塞銷、凸輪軸等。中淬透性鋼：20CrMnTi。用于中等載荷的耐磨件，如變速箱齒輪。高淬透性鋼：18Cr2Ni4WA.用于大載荷的耐磨件，如柴油機(jī)曲軸。增壓柴油機(jī)曲軸汽車變速箱齒輪滲碳淬火后的表層組織4.熱處理特點(diǎn)滲碳件的加工工藝路線為：下料→鍛造→正火→機(jī)加工→滲碳→淬火+低溫回火→磨削淬火溫度一般為Ac1+30-50℃。5.使用狀態(tài)下組織心部：T+M回+F（25~40HRC)表層：M回+顆粒狀碳化物

+A’(少量)；(58~62HRC）調(diào)質(zhì)件（螺桿）調(diào)質(zhì)后使用的鋼種。1.性能特點(diǎn)⑴調(diào)質(zhì)后具有良好的綜合力學(xué)性能.⑵較高的淬透性。三、合金調(diào)質(zhì)鋼2.成分特點(diǎn)⑴中碳：0.3~0.5%C⑵合金元素作用：

①提高淬透性:Mn、Si、Cr、Ni、B②強(qiáng)化鐵素體:Mn、Si、Cr、Ni③提高回火穩(wěn)定性:V、W、Mo

調(diào)質(zhì)件（冷卻輪）破碎機(jī)主軸3.熱處理及組織特點(diǎn)調(diào)質(zhì)件的加工工藝路線為：下料→鍛造→退火→粗加工→調(diào)質(zhì)→精加工→裝配調(diào)質(zhì)目的：獲得良好綜合力學(xué)性能使用狀態(tài)下的組織為：S回回火索氏體調(diào)質(zhì)處理車間(表面淬火+低溫回火)①為表面淬火作組織準(zhǔn)備；②獲得最終心部組織.表面：

M回；心部：S回柴油機(jī)凸輪軸4.常用鋼號(hào)及用途低淬透性鋼：

D0油<30~40mm,常用40Cr,用于制造較小的齒輪、軸、螺栓等。中淬透性鋼：

D0油≈40~60mm，常用42CrMo，用于制造大中型零件，汽車曲軸、連桿等。單缸汽車曲軸高淬透性鋼：D0油>60mm,常用40CrNiMo,用于制造大截面重載荷零件，如曲軸、汽輪機(jī)主軸、葉輪等。

合金結(jié)構(gòu)鋼曲軸制造彈簧和彈性元件的鋼種。1、性能特點(diǎn)⑴高的彈性極限σe，屈強(qiáng)比σs/σb(2)高的疲勞極限(3)足夠的塑性和韌性四、合金彈簧鋼2.成分特點(diǎn)⑴中高碳：0.5~0.7%C

⑵合金元素作用：

①提高淬透性、強(qiáng)化鐵素體：Mn、Si②

提高s/b：Si③

細(xì)化晶粒：Cr、V、W汽車彈簧彈簧絲3.常用鋼號(hào)及用途Si、Mn彈簧鋼，如65Mn、60Si2Mn，用于制造較大截面彈簧。Cr、V彈簧鋼，如50CrV，用于大截面、大載荷、耐熱的彈簧。汽車板簧汽車板簧淬火線4.熱處理及組織特點(diǎn)⑴冷成型彈簧：

冷拔→冷成型→定型處理(250~300℃去應(yīng)力退火)

用于<φ8mm彈簧。

⑵熱成型彈簧：

熱成型→淬火+中溫回火使用狀態(tài)下的組織：T回用于大截面彈簧(>φ8mm)冷卷螺旋壓縮彈簧大型熱卷彈簧⑴高而均勻的硬度（61~65HRC)和耐磨性。⑵高接觸疲勞強(qiáng)度。⑶一定的韌性、淬透性和耐蝕性.五、滾動(dòng)軸承鋼用于制造滾動(dòng)軸承零件的鋼種。1.性能特點(diǎn)軸承工作時(shí),承受接觸應(yīng)力(達(dá)3000~3500MPa)、周期性交變載荷(頻率達(dá)數(shù)萬(wàn)次/分)和摩擦。圓柱滾子軸承自動(dòng)調(diào)心球軸承2.成分特點(diǎn)⑴高碳：0.95~1.10%C⑵合金元素：以Cr為主,加入Mn、Si、Mo。推力球軸承滾針軸承Cr提高淬透性、耐磨性（形成合金滲碳體）和耐蝕性。滾針軸承滾柱軸承滾珠軸承大型軸承3.常用鋼號(hào)及用途應(yīng)用最廣的是GCr15，大量用于大中型軸承；大型軸承用GCr15SiMn。還可用于制造模具、量具等.向心球軸承4.熱處理和組織特點(diǎn)⑴熱處理：預(yù)備:（正火+）球化退火最終：淬火+低溫回火⑵組織：

M回+顆粒狀碳化物+A’(少量)淬火后進(jìn)行冷處理(-60~-80℃),可以減少A’、穩(wěn)定尺寸.

軸承生產(chǎn)車間

只有ZGMn13一個(gè)鋼號(hào).性能特點(diǎn)：高耐磨性和韌性1.成分特點(diǎn)⑴高碳：0.75~1.45%C

以保持高耐磨性。⑵高錳：11~14%Mn以保證形成奧氏體組織.六、高錳耐磨鋼高錳鋼鑄件高錳鋼2.熱處理及組織鑄態(tài)組織為奧氏體+碳化物,性能硬而脆.熱處理采用水韌處理。即將鋼加熱到1100℃，使碳化物溶入奧氏體，并進(jìn)行水淬。室溫組織為過(guò)飽和單相奧氏體。高錳鋼水韌處理組織澆鑄高錳鋼件廣泛用于既要求耐磨又要求耐沖擊的零件。如拖拉機(jī)的履帶板、球磨機(jī)襯板、破碎機(jī)牙板、挖掘機(jī)鏟齒和鐵路轍岔等.履帶球磨機(jī)襯板挖掘機(jī)鏟齒鐵路轍岔破碎機(jī)牙板3.使用及用途水韌處理后，韌性高，硬度低.使用時(shí)必須伴隨著壓力和沖擊作用?！?.4合金工具鋼按用途分為:合金刃具鋼合金模具鋼合金量具鋼模具刃具量具用來(lái)制造各種切削刀具的鋼種。一、合金刃具鋼切削加工1.性能特點(diǎn)高硬度

(≥60HRC),主要取決于含碳量。高耐磨性靠高硬度和析出細(xì)小均勻硬碳化物來(lái)達(dá)到。高熱硬性即高溫下保持高硬度的能力。足夠的韌性以防止脆斷和崩刃。切削加工的基本形式2.低合金刃具鋼(1)成分特點(diǎn)：高碳：0.9~1.1%C合金元素：

①提高淬透性:Cr、Mn、Si②

提高耐回火性：Si③提高耐磨性、細(xì)化晶粒:W、V低合金工具鋼制品(2)熱處理及組織淬火+低溫回火。使用狀態(tài)下的組織為：

M回+顆粒狀碳化物+A’(少量)

(3)常用鋼號(hào)及用途9SiCr。用于制造形狀復(fù)雜、要求變形小的低速刃具，如絲錐、板牙等.

絲錐板牙低合金工具鋼扳手(1)性能特點(diǎn)高熱硬性(600℃)、高淬透性

(2)成分特點(diǎn)高碳:0.70~1.5%C

合金元素:①

提高淬透性：Cr②

提高熱硬性、耐磨性:W、Mo、V3.高速工具鋼制造高速切削刃具用鋼。高速鋼冷軋鋼帶高速鋼形材W18Cr4V鋼的鑄態(tài)組織(3)加工與熱處理加工工藝路線：下料→鍛造→球化退火→機(jī)加工→淬火+回火→噴砂→磨削高速鋼是萊氏體鋼，其鑄態(tài)組織為亞共晶組織，由魚(yú)骨狀萊氏體與樹(shù)枝狀M+T組成，脆性大且無(wú)法熱處理改善。W18Cr4V鋼淬火、回火后的組織(4)使用狀態(tài)下組織

M回+顆粒狀碳化物+A’（少量）不同狀態(tài)下W18Cr4V的組織鑄態(tài)淬火回火態(tài)淬火態(tài)退火態(tài)5、常用鋼號(hào)及用途常用鋼號(hào)為W18Cr4V和W6Mo5Cr4V2。用于高速切削刃具，如車刀、刨刀、銑刀、鉆頭等。車刀銑刀高速鋼銑刀汽車沖壓模具用以制造冷熱模具的鋼種.

㈠冷作模具鋼制造金屬冷成型模具鋼種.1.性能特點(diǎn)⑴高硬度和耐磨性。⑵足夠的強(qiáng)度和韌性。⑶良好的工藝性能（淬透性、切削加工性等）二、合金模具鋼2.成分特點(diǎn)高碳(1.0~2.0%C)；高鉻(11.5~13%Cr)合金元素:Cr提高淬透性；Mo、W、V提高耐磨性，細(xì)化晶粒。

3.常用鋼種⑴小尺寸、形狀簡(jiǎn)單、受力不大的模具,可用碳素工具鋼和低合金刃具鋼制造。⑵截面、受力大的冷模具用Cr12型冷作模具鋼制造如Cr12和Cr12MoV.Cr12鋼冷沖壓件4.加工及熱處理：

Cr12型模具鋼也是萊氏體鋼，需進(jìn)行鍛造、退火,目的同高速鋼.最終熱處理為:淬火+低溫回火使用狀態(tài)下的組織:M回+顆粒狀碳化物+A’(少量)汽車外板冷沖模㈡熱作模具鋼用于制造對(duì)金屬進(jìn)行熱變形加工的模具.1.性能要求⑴高溫下良好的綜合力學(xué)性能。⑵抗熱疲勞性能。⑶高的淬透性和良好的導(dǎo)熱性。曲軸模具熱模鍛曲軸毛坯熱鐓模凸緣模2.常用鋼種⑴熱鍛模鋼

5CrNiMo、5CrMnMo前者用于大型熱鍛模，后者用于中小型熱鍛模.成分特點(diǎn)及熱處理同調(diào)質(zhì)鋼。使用狀態(tài)下的組織:S回⑵壓鑄模鋼如3Cr2W8V.W、Cr提高抗熱疲勞性能.型板壓鑄模壓鑄工藝、制造各種量具用鋼。如千分尺、卡尺、塊規(guī)、塞規(guī)等。三、量具鋼卡尺塞規(guī)千分尺1.性能特點(diǎn)量具在使用過(guò)程中與被測(cè)零件接觸，承受摩擦和沖擊。⑴高硬度和耐磨性。⑵高的尺寸穩(wěn)定性。⑶足夠的韌性。漸開(kāi)線花鍵環(huán)規(guī)、塞規(guī)矩形花鍵環(huán)規(guī)、塞規(guī)光面量規(guī)2.量具用鋼⑴低碳鋼滲碳、中碳鋼表面淬火⑵碳素工具鋼、低合金工具鋼兩者用于尺寸小、形狀簡(jiǎn)單、精度要求不高的量具。⑶滾動(dòng)軸承鋼、冷作模具鋼。用于制造精密量具.⑷不銹鋼用于制造接觸腐蝕介質(zhì)的量具。量塊電子卡尺3.熱處理特點(diǎn)預(yù)備熱處理采用球化退火。最終熱處理為淬火+低溫回火。量規(guī)§8.5特殊性能鋼

特殊性能鋼是指具有特殊物理、化學(xué)性能的鋼。本節(jié)只介紹不銹鋼和耐熱鋼。化工管道的腐蝕裂解管內(nèi)壁的高溫腐蝕減薄化學(xué)腐蝕是指金屬直接與介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)造成的腐蝕。電化學(xué)腐蝕是指金屬在電解質(zhì)溶液中的腐蝕，是有電流參與作用的腐蝕。一、不銹鋼在腐蝕介質(zhì)中具有耐蝕性能的鋼。1.金屬的腐蝕的概念金屬的腐蝕分化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕。

不同組織、成分、應(yīng)力區(qū)域之間都可構(gòu)成微電池。防止電化學(xué)腐蝕的措施：①獲得單一均勻的組織。②提高合金的電極電位。③使表面形成致密的鈍化膜。工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家每年金屬腐蝕造成的直接經(jīng)濟(jì)損失占GNP的4%左右。中國(guó)每年腐蝕的損失至少到400億元以上.ZnZnZn-Cu原電池示意圖珠光體腐蝕示意圖電解液2.成分特點(diǎn)(1)低碳：碳高，則降低耐蝕性。(2)Cr：是提高耐蝕性的主要元素①形成穩(wěn)定致密的Cr2O3氧化膜.②Cr含量大于13%時(shí)，形成單相鐵素體組織。③提高基體電極電位(3)Ni：獲得單相奧氏體組織。

(4)Mo：耐有機(jī)酸腐蝕。(5)Ti,Nb:

防止奧氏體鋼晶間腐蝕.晶間腐蝕是沿晶粒周界發(fā)生腐蝕的現(xiàn)象，危害很大.它是由于Cr23C6析出于晶界，使晶界附近Cr含量降到12%以下，在介質(zhì)作用下發(fā)生強(qiáng)烈腐蝕。加Ti、Nb則先于Cr與C形成不易溶于奧氏體的碳化物,避免晶界貧Cr。

奧氏體不銹鋼晶界的Cr23C6析出晶間腐蝕晶間腐蝕破壞304不銹鋼消火栓齒輪架3.常用不銹鋼(1)馬氏體不銹鋼主要是Cr13型不銹鋼鋼號(hào)為1Cr13~4Cr13隨含碳量提高，強(qiáng)度、硬度提高，耐蝕性下降.①1Cr13、2Cr13熱處理:淬火+高溫回火使用狀態(tài)下的組織:S回不銹鋼棒1Cr13、2Cr13具有耐大氣、蒸汽腐蝕能力及良好的綜合力學(xué)性能。用于要求塑韌性較高的耐蝕件，如汽輪機(jī)葉片等.汽輪機(jī)葉片透平轉(zhuǎn)輪②3Cr13、4Cr13熱處理：淬火+低溫回火。使用狀態(tài)下的組織：M回。具有較高強(qiáng)度、硬度。用于要求耐蝕、耐磨件，醫(yī)療器械、量具等。醫(yī)療器械不銹鋼刀1Cr17削片刀鐵素體不銹鋼水加熱器(2)鐵素體不銹鋼典型鋼號(hào)如0Cr13、1Cr17等。①成分：高鉻低碳②無(wú)α?γ相變，不能進(jìn)行熱處理強(qiáng)化。③組織：?jiǎn)蜗噼F素體⑤

用途

耐酸蝕，抗氧化能力強(qiáng)，塑性好，廣泛用于硝酸和氮肥工業(yè)的耐蝕件。合成氨廠硝酸生產(chǎn)裝置鐵素體不銹鋼制品(3)奧氏體不銹鋼主要是18-8（18Cr-8Ni）型不銹鋼。①性能特點(diǎn)：具有良好的耐蝕性，高的塑韌性,

可焊性。無(wú)磁性。②熱處理：采用固溶處理。即加熱到1100℃使碳化物溶解后水冷。組織為單相奧氏體。不銹鋼帶④常用鋼種

1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti

廣泛用于化工設(shè)備及管道.反應(yīng)釜(316L)大型化工儲(chǔ)罐(304)熱交換器(316L)⑷應(yīng)力腐蝕奧氏體不銹鋼易發(fā)生應(yīng)力腐蝕。即在特定合金環(huán)境體系中，應(yīng)力與腐蝕共同作用引起的破壞。應(yīng)力腐蝕易在含Clˉ的介質(zhì)中發(fā)生，裂紋為樹(shù)枝狀。

發(fā)生應(yīng)力腐蝕奧氏體不銹鋼管道內(nèi)壁應(yīng)力腐蝕裂紋1.性能要求(1)高的抗氧化性指鋼在高溫下對(duì)氧化作用的抗力。鋼中加入Cr、Si、Al可形成致密穩(wěn)定的氧化膜，阻礙氧進(jìn)一步擴(kuò)散，提高抗氧化性。二、耐熱鋼氣輪機(jī)葉片提高熱強(qiáng)性的途徑:①固溶強(qiáng)化(Cr,Ni,W,Mo)；②第二相強(qiáng)化(V,Ti,Nb,Al)；③晶界強(qiáng)化(加入B、Zr等)高溫合金中的‘析出相高溫合金中的彎曲晶界裂紋中止于晶界顆粒狀析出物(2)高的熱強(qiáng)性渦輪機(jī)機(jī)殼