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1、结构钢中碳及合金元素地作用1.结构钢中碳及合金元素地作用（1）碳 其主要作用是保证钢地硬度、强度与韧性.例如,普通低碳钢中地低碳就是为了保证钢地良好韧性、优秀地加工工艺性能（焊接与压力加工工艺性）,调质钢中地中碳是为了保证经热处理后该钢具有良好地综合力学性能,渗碳钢中地低碳是为保证工件心部具有良好地韧性（而表面层地高硬度则由渗碳+相应地热处理工艺来保证）,弹簧钢中地中、高碳是为保证钢地高强度（弹性极限、疲劳强度）.特例：滚动轴承钢中地高碳则是为了保证该钢地高硬度、高耐磨性,这又与工具钢相同. （2）合金元素 其主要作用可概括为：主加元素（Cr
2、、Mn、Ni、Si）——提高淬透性、强化铁素体；辅加元素（W、Mo、V、Ti）——细化晶粒、进一步提高淬透性.例如,在调质钢中主加元素地作用就是提高淬透性、强化铁素体（微量地合金元素B也具有此作用）,这样可确保工件在较大截面上均可获得马氏体组织、从而使回火后该钢具有良好地综合力学性能,而辅加元素地作用则起到在淬火加热时可阻止奥氏体晶粒长大（即细化晶粒）、进一步提高钢地淬透性,同时W、Mo又具有防止第二类回火脆性地作用；弹簧钢中主加元素地作用除具有提高淬透性、强化铁素体外,还可提高钢地弹性极限、屈服强度地作用.［特例：滚动轴承钢中Ｃr地主要作用是增
3、加钢地淬透性、同时又起着细化晶粒、提高耐磨性地作用,而对大型轴承而言,还须在该钢中加入Ｓi、Ｍn等以使淬透性进一步提高；低合金结构钢中主加元案为Ｍn、Cr,因为该钢一般不经过淬火处理,故其作用应主要为固溶强化、细化晶粒、降低韧一脆转折温度地作用,而辅加元素Ｖ、Ｔi、Ｎｂ、Ａl等元素也起着细化晶粒．沉淀强化地作用.］2.工具钢中碳及合金元素地作用（1）碳 其主要作用是保证高硬度与高耐磨性.〔特例：热作模具钢中含有中碳（0.3%—0.６％地碳）,主要是为了保证较高地韧性及热疲劳抗力〕． （2）合金元素 其主要作用可概括为： 主加元素（Ｃｒ、W、Ｍｏ、
4、V）——使钢具有高硬度和高耐磨性； 辅加元素（Ｃr、Ｍn、Si、Ni）——减少工具在热处理时地变形,增加钢地淬透性和回火稳定性. 例如：低合金刃具钢、冷作模具钢中合金元素地作用基本如此；高速钢中合金元素主要作用应分别牢记：W（Ｍo）——提高红硬性,Ｃr——提高淬透性,Ｖ——提高耐磨性.〔特例：热作模具钢中合金元素作用除与调质钢相似外,同时还具有：Ｃr、Ｗ、Ｓi提高钢地高温强度和热疲劳抗力,W、Mo、Ｖ等产生二次硬化,使之在较高温度下保持相当高地硬度．〕3.特殊性能钢中碳及合金元素地作用（1）碳 通过降低钢地含碳量,有利于保证钢地耐蚀性与耐热性
5、.一般不锈钢、耐热钢中含碳量大多≤0.2%.因为随含碳量地增加,一方面可使钢地强度、硬度增加；另一方面,第二相碳化物地数量亦随之增加,它易产生晶间腐蚀（不锈钢中）或易使碳化物聚集长大、发生石墨化等（耐热钢中）,故应使含碳量与合金元素相匹配.［特例：耐磨钢ZGMn13中含碳量为1.1—1.3%］.］（2）合金元素 其主要作用可概括为：在不锈钢中,Ｃｒ、Ｎi、（Ｍｎ、N代替部分Ni）提高耐蚀性（通过提高基体电极电位,形成单相组织等）,Mo、Cu提高钢在非氧化性介质中地耐蚀性,Ｔi、Nb能形成稳定碳化物、防止晶间腐蚀.在耐热钢中,Ｃr、Si、Al提高钢
6、地抗氧化性,Ｃｒ提高钢地组织稳定性、固溶强化效果,Ｍo提高高温强度、固溶强化效果,V、Nｂ、Ｔｉ等能形成强碳化物而起到弥散强化、提高高温强度作用,Ｂ、Ｒｅ等元素可提高晶界强度作用,而Ni（Ｍｎ）可以扩大奥氏体相区、使之形成单相奥氏体,从而提高钢地高温性能等.5.4如何识别钢种类别？１.根据碳含量表示法作初步分析结构钢中地碳含量用两位数字,表示含碳量地万分之几；工具钢中地碳含量用一位数字,表示含碳量地千分之几；特殊性能钢中地碳含量亦用一位数字来表示含碳量地千分之几.２.依据所含地合金元素进一步细分低合金结构钢、渗碳钢、珠光体耐热钢地含碳量都是万分之
7、几,要区分它们只有通过合金化特点进一步判断.低合金结构钢中,合金元素地总含量一般均<3%,主要含Mn、V、Ti或N等；渗碳钢中合金元素地作用：主加元素Cr、Mn、Ni、Si用以提高淬透性、强化铁素体,辅加元素W、Mo、V、Ti用以细化晶粒、进一步提高淬透性；而珠光体耐热钢则主要含Cr、W、V等合金元素,用以提高耐热性、高温强度等.由于用途与性能要求不同,在结构钢中主加元素所起地主要作用而在工具钢中就变为辅加元素起辅助作用了,而特殊性能钢中合金元素总含量大多>10%即为高合金钢.根据这些特点,我们就能识别一般钢种类型.常用钢号表示方法说明及举例详见
8、表5－4所示.表5－4 中国常用钢号表示方法说明及举例5.5铸铁地分类与组织特征 铸铁地分类与组织特征见表5-5示.表5—5 铸铁地
