最新11工业用钢教学讲义PPT课件.ppt

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1、11工业用钢本章目的1介绍合金钢的概念及其分类、编号的方法2揭示合金元素在钢中的作用，即合金化原理3分别介绍各种主要类型的合金钢第11章工业用钢(1)合金元素对钢的组织与性能影响规律(2)各类钢主要的性能要求、成分及合金化特点，合金元素的主要作用，主要的热处理方法、应用(3)各类钢的典型钢种本章重点(3)不能满足特殊性能要求——合金钢的产生合金钢的性能都优于碳素钢吗？不一定，要根据性能需要，合理选择钢材§11-1钢分类和编号一、钢的分类（1）按化学成分①碳钢（新国标称为非合金钢）高、中、低碳钢：0.25%；0.6%②合金钢：为改

2、善钢的性能，冶炼时在碳钢的基础上特意加入一定的合金元素所获得的钢高、中、低合金钢：5%；10%）（2）按用途①结构钢：工程构件、机器零件②工具钢：刃、量、模③特殊性能钢：耐热、耐蚀、磁性（3）按质量等级优质、高级优质、普通实际中往往采取综合法——高级优质合金工具钢二、钢的编号钢号可以反映：成分、用途（1）碳钢（碳素结构钢、碳素工具钢）①普通碳素结构钢（0.06%-0.4%）——力学性能要求Q195、Q215、Q235-A·F、Q255、Q275Q295、Q345、Q345、Q390、Q420、Q460与旧标准的对比：Q235≈A

3、3——为构件用钢：建筑、桥梁、船舶、压力容器、管道等②优质碳素结构钢(0.06%~0.70%)08F、10、20——塑韧性、焊接性好冷冲、焊接、渗碳件——调质后综合机性好调质件——强度高、弹性极限高弹性元件25、30、35、40、4550、60、65③碳素工具钢（0.65%-1.35%）T7、T8——一定韧性冲头、锤子、凿子T9、T10——硬度高、韧性适中钻头、手锯条、刨刀T12(A)、T13——硬度高、韧性低锉、刮刀、量具——低速运转的工具（2）合金钢C%Me%合金结构钢：1/万1/百合金工具钢：1/千~特殊性能钢：1/千~例

4、：40Cr—合金结构钢；9CrSi—合金工具钢CrWMo—合金工具钢；1Cr18Ni9—不锈钢特殊：GCr15——1.5%Cr06Cr18Ni9——C＜0.08%022Cr18Ni9——C＜0.03%Cr12Mo1V1与Cr12MoV§10-2合金元素在钢中的作用一、合金元素对钢中基本相的影响1、形成合金铁素体绝大多数合金元素可或多或少固溶于铁素体中，形成α-Fe的间隙或置换固溶体-合金铁素体-合金元素有固溶强化作用合金元素对强硬度、韧性的影响例如Si、Mn显著提高强硬度，但当Si>0.6%;Mn>1.5%；Cr>2%;Ni>5

5、%时，韧性明显下降——合金元素的限量使用但合金元素过多则降低韧性2、形成合金碳化物根据与碳的亲和力，合金元素分为两类非碳化物形成元素Ni、Co、Cu、Al、Si、N、B碳化物形成元素Mn、Cr、Mo、W、V、Nb、Zr、Ti以上由弱至强弱碳化物形成元素、中强碳化物形成元素可置换渗碳体中的铁原子→(Fe、Mn)3C、(Fe、Cr)3C（1）形成合金渗碳体意义：合金渗碳体较渗碳体稳定，熔点和硬度更高——低合金钢中的主要强化相强碳化物形成元素、或较高含量的中强碳化物形成元素（>5%）VC、TiC、WC、Mo2C、Cr23C6、Cr7C

6、3——形成特殊碳化物特殊碳化物较合金渗碳体稳定性更高，熔点与硬度也更高——耐较高温度强化相——高合金钢中的主要强化相（2）形成特殊碳化物碳及合金元素在钢中存在形式及作用(1)固溶于铁基体中(2)形成各类碳化物——固溶强化——第二相强化，提高耐磨性小结（3）形成非金属夹杂物（4）以游离状态存在二合金元素对铁碳相图的影响1影响奥氏体、铁素体存在范围LL+γγα+γγ+Fe3Cα+Fe3CαδL+Fe3CCESPQGC%6.69FeTJNA1—扩大α相区—使A3↑，A4↓—Cr、W、Mo、V、Ti、Al、Si、B、Nb、Zr扩大γ相区

7、—使A3↓，A4↑—Ni、Mn、Cu、Co、C、N在室温下可能获得单相奥氏体组织或单相铁素体组织——奥氏体型不锈钢——铁素体型不锈钢又如矿山机械用(奥氏体型)高锰钢意义所有合金元素均使S、E点左移4Cr13——过共析钢；W18Cr4V——莱氏体钢2影响相图临界点（S、E）三对钢热处理的影响1对加热时相转变的影响大多数合金元素都使奥氏体的长大减慢，成分均匀化难度加大——大多数合金钢比碳钢加热温度高，保温时间长——但须考虑合金元素对A3的影响例含Mn钢：使下降；易过热实质为对C曲线的影响非碳化物形成元素——改变位置，不改变形状碳化物

8、形成元素——改变位置与形状，使P、B转变分离(1)使C曲线位置和形状改变2对冷却转变（C曲线）的影响典型应用—含Mo的贝氏体钢的设计原理(2)大部分合金元素使C曲线右移意义：提高淬透性合金元素提高淬透性的顺序(由强至弱)Mo、Mn、W、Cr、Ni、Cu、Si、V