【精品】金属材料学 第5.doc

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1、第六章机器零件用,常见的机器零件有轴类、齿轮、弹簧、连杆、紧固件、轴承等。常用于汽车、拖拉机、机床、电站设备、矿山机械、轧机等机器上。制造一般机械零件主要使用优质碳素结构钢和合金结构钢，因此它们又称为机器零件用钢。第一节典型机器零件的一般性能要求和分类服役条件：机器零件与工程构件不同：承受动载荷，它主要承受拉ID伸、压缩、弯曲、剪切、扭转、冲击、震动、磨擦等力的单一作用或几种力的同时作用。因此对机器零件的机械性能要求：在高的强度条件下具有较高的塑、韧性(aK)o高的疲劳强度、耐摩性和接触疲劳强度。不同零件要求不同。机器零件的加工工序一般为：下料一铸造一预先HT-切削加工

2、一最终HT-磨削。因此，机器零件用钢的工艺性能要求有：良好的塑性加工性和切削加工性，高的淬透性，一定尺寸稳定性，特殊情况有：对渗碳钢。还要求有良好的渗碳工艺性能。机器零件用钢按生产工艺及用途可分为：调质钢、低碳马氏体钢、低淬透性钢、弹簧钢、渗碳钢、氮化钢、滚动轴承钢、易切削钢、大锻件用钢、低温用钢、耐磨钢等。第二节调质钢调质钢的性能结构钢有107种，其中70种是采用处理的，称为调质钢。调质钢的基体组织为经过再结晶的F、晶粒细小,强化相是均匀分布的、弥散的粒状K。因此调质钢的组织均匀性好，综合机械性能高,工艺性能好，Tk值高。可以满足轴类、连杆、螺栓、小载荷齿轮的要求。淬

3、透性是获得良好综合机械性能的保证，对受拉、压、剪切的零件,要求心部淬成90%以上的M,要注意的是：由于高温回火，要防止第二类回火脆。二、调质钢成分及Me的作用调质钢合金化及热处理的主要原则有二个：①保证钢具有必需的淬透性，并使马低体保持细的隐晶组织。②在高温回火后零件获得预期的综合性能。调质钢含碳量一般为0.25^0.5%,对强度、硬度、耐摩性较高的零件，碳量取上限^0.4%,对要求较高塑性、韧性的零件，碳量取下限。调质钢中的Me量在1・0〜5.0%之间，常用的Me有Mn、Si、Cr>Ni、Mo、B、V、W为辅加元素，主加元素的作用是提高淬透性，强化F,提高综合机械性能

4、。辅加元素的作用是：进一步提高淬透性，降低过热敏感性回火脆性，消除某些冶金缺陷。性二类。低淬透性:根据淬透性的高低，调质钢可分为：低淬透性、中淬透性、高淬透Mn系：Mn钢、MnV钢Ci•系：Ci•钢、CrSi钢、CrV钢中淬透性:SiMn系：35SiMn、42SiMn钢调质B钢：C素B钢、MnB钢、MnVB钢CrMo系：35CrMoCrMn系：CrM钢、CrMnSi钢、CrMnTi钢CrNi钢：40CrNiMnMoB钢：40MnMoB高淬透性：MnMoV钢：30Mn2MoW高淬透钢中唯一不含Cr、Ni调质钢高CrNi钢：30CrNi3、37CrNi3CrMnMo钢：40

5、CrMnMoCrNiMo钢：40CrNiMoCrNiW钢：25Cr2Ni4WACrNiMoV：45CrNiMoVF面以典型钢种列成图表来看调质钢的发展过程及Me的作用。由表可见：一个新钢号的产生，所加元素一般总是为克服钢号中元素的某些缺点。提高钢的性能，反映在淬透性上则是从小到大，反映在性能上是由单一性能到优良综合性能O例:4040Mn……40CrMn……40CrMnMo三、调质B钢㈠B对淬透性的影响：低、中碳钢中的少量B大大提高淬透性。B对淬透性的影响和下列因素有关:1.B的存在状态：B提高淬透性的先决条件是B溶进A中，但B与O、N极易化合，因此B钢中的B不易固溶进A

6、中，造成淬透性不足。因此熔炼时必须尽量降低钢中气体，加入中时的Al、Ti进行脱氧和固定N。2.B的含量(指固溶B)：淬透性3・4.含B量>0.007%时，会生成低熔点共晶，引起热脆性。大大降低淬透性，因此冶金标准中B含量一般控制在0.0003〜0.0035%之间。B%钢的含C量：B在低、中碳钢中才提高淬透性，B的淬透性因子可用下式表示：Fb=1+1.5(0.9-C),当C%增加时，淬透性下降。00.6%后，Fb增加不多，故一般B钢C量V0.6%。淬火加热温度：在860〜870°CA化时，B钢的淬透性能较高，因为此时B吸收庆A晶界，降低表面能，提高淬透，A化温度过高时(>

7、9500oB向晶内扩散，晶界处B的偏聚减弱，降低淬透性。如果在高温加热过久，由于脱B作用以及B和侵入钢中的N、0化合形成稳定化合物而使B的有益作用永久消失。IllIII㈡B相和B脆：当钢中含B量过高或工艺条件不当时，在B钢的晶界上就会析出B化物，称为B相。它是一种M23(CB)6型折含BC化物，是脆性相。在钢中围绕A晶界是网状沉淀。使钢变脆，引起B脆。一般在B>0.003%的缓慢冷却的中碳钢中产生，快冷不易产生，但B含量高时也会产生。㈢调质B钢:C素B钢：40B>45B>50B合金B钢:40MnB、40CrB等B钢一定要淬透，若淬不透，其