合金元素在钢中的主要作用

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1、§5－1合金元素在钢中的主要作用教学过程一、复习提问：碳素钢的性能特点二、新课教学：合金元素在钢中的主要作用（强化铁素体、形成合金碳化物、细化晶粒、提高钢的淬透性、提高钢的回火稳定性）三、课后小结：合金钢与碳素钢的区别四、作业安排：练习册P23，一、1、2；二、1、2、4；三、6五、板书设计（见下页）：六、教学后记：§5－1合金元素在钢中的主要作用1、定义：为改善钢的性能，在冶炼时有目的地加入一种或几种合金元素的钢。2、含碳量：＜2.11%。3、常用元素：Cr铬、Ni镍、Mo钼、W钨、V钒、Ti钛、Al铝、B硼、Nb铌、Nd钕。4、合金元素的

2、影响：可以得到所需的力学性能，用于重要零件；特殊物理（熔点、磁性）、化学（耐热、耐腐蚀）性能；特殊工艺性能（焊接、热处理）；使C曲线右移，淬透性提高。一、强化铁素体（除铅外）：1、存在形式：物极必反大多数合金元素溶于α-Fe，形成合金铁素体。2、作用：由于晶格畸变，产生固溶强化，强度↑、硬度↑、塑性↓，韧性↓。3、对韧性的影响：Si＜1.0%、Mn＜1.5%，F韧性不下降，超过此量，则F韧性下降。Cr≤2%、Ni≤5%，明显强化F，提高F韧性。二、形成合金碳化物：1、存在形形式（合金元素与碳亲和力不同）：19（1）非碳化物形成元素：镍、钴、铜

3、、硅、铝、硼，不形成碳化物，溶于F和A，形成合金F和合金A。（2）弱碳化物形成元素：Mn锰，与碳亲和力弱，大部分溶于F或A，少部分溶于Cm，形成合金渗碳体。（3）中碳化物形成元素：Cr铬、Mo钼、W钨，和碳亲和力强，形成合金渗碳体，硬度提高，明显提高低合金钢强度，组织比Cm稳定。（4）强碳化物形成元素：V钒、Nb铌、Ti钛，与碳形成特殊碳化物，比合金Cm有更高的熔点、硬度和耐磨性，组织更稳定。2、作用：碳化物种类、性能、在钢中分布状态，直接影响钢的性能、热处理相变。如果碳化物以弥散状分布，则强度↑、硬度↑、耐磨性↑，对工具钢有重要意义。三、细

4、化晶粒（除Mn外）：便宜的Al1、元素作用：Mn使晶粒长大倾向增大，即过热。其他元素加热时抑制A长大，降低长大速度V、Nb、Ti形成的碳化物，铝在钢中形成的AlN、Al2O3细小质点，相当于孕育剂，增加形核率。2、结果：细化晶粒，使强度↑、韧性↑。使晶粒细化。四、提高钢的淬透性(除钴外)：1、作用：合金元素溶于A，使过冷A稳定性增强，推迟珠光体转变，使C曲线右移，V临↓、淬透性↑。2、结果：淬透性好，可采用冷却能力较低的介质，防变形、开裂，保持尺寸和形状精度。在同样淬火条件下，合金钢淬硬层较深，大截面零件组织均匀，综合力学性能提高。有B则灵3

5、、常用元素：Mo、Mn、Cr、Ni、Si、B。4、特例：微量的B（0.0005%～0.003%）可明显提高淬透性。五、提高钢的稳定性：1、回火稳定性：钢在回火时，抵抗软化、抵抗硬度下降的能力。2、产生原因：合金元素阻碍M分解，且碳化物不易析出，即使析出也不易长大，保持较大弥散度，硬度下降慢。19§5－2合金钢的分类和牌号教学过程一、复习提问：合金元素在钢中的主要作用二、新课教学：合金钢的分类合金钢的牌号三、课后小结：牌号识读四、作业安排：练习册P23，一、3；二、3、5；五、板书设计（见下页）：六、教学后记：§5－2合金钢的分类和牌号一、合金

6、钢的分类：1、按用途分：1.1合金结构钢：低合金高强度结构钢低合金结构钢：低合金耐候钢合金渗碳钢：低合金专业用钢合金调质钢：合金弹簧钢：热成形弹簧钢、冷成形弹簧钢。滚动轴承钢：1.2合金工具钢：刀具、模具、量具。合金刀具钢：低合金刀具钢、高速钢合金模具钢：冷作模具钢、热作模具钢19合金量具钢1.3特殊性能钢：不锈钢：铬不锈钢、镍不锈钢、铬锰不锈钢耐热钢：抗氧化钢、热强钢耐磨钢2、按合金元素总含量分类：低合金钢：合金元素总量＜5%中合金钢：合金元素总量5%～10%高合金钢：合金元素总量＞10%3、按质量分类（S、P含量）：3.1优质钢：S、P≤

7、0.035%3.2高级优质钢:S、P≤0.025%3.3特级优质钢:S≤0.015%，P≤0.025%二、合金钢牌号：1、合金结构钢：1.1原则：两位数字（含碳量）+主要合金元素符号+数字（合金含量）优质“A”，特级“E”两位数字表示平含碳量的万分数。合金元素＜1.5%，不标；合金元素1.5～2.5%时，标2；合金元素2.5～3.5%时，标3；依此类推。1.2举例：40Cr-合金调质钢，平均含碳量为0.4%，主要合金元素为Cr，含量＜1.5%。16Mn-低合金结构钢，平均含碳量为0.16%，主要合金元素为Mn，含量＜1.5%。（区别15Mn：

8、较高含锰量碳素结构钢，含碳量为0.15%Mn0.7～1%，Mn前数字为5的倍数，无其他合金元素符号）。60Si2Mn-合金弹簧钢，平均含碳量为0.6%，19主要合金