合金钢的认识

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1、理论课教案课题合金钢的认识课程机械加工基础授课教师专业课型新授教案序号授课时间教学方法教学目标1、掌握合金钢的概念2、合金元素在钢中的主要作用3、合金钢的分类和牌号教学重点难点及解决办法合金钢的牌号及合金元素在钢中的主要作用作业布置习题教学后记学生听课情况学生掌握情况存在的问题审查签字年月日教学过程教师活动教学内容学生活动提问复习一、新课导入复习黑色金属的分类区别碳素钢和合金钢二、新课讲授1、合金钢合金钢就是在碳钢的基础上，改善钢的性能，在冶炼时有目的地加入一种或数种合金元素的钢。合金元素的加入是为了改

2、善与提高钢的力学性能和获得某些特殊性能。例如耐热、耐酸、耐蚀性。常用的合金元素有Mn、Cr、Ni、Si、W、Mo、Ti等。2、合金元素在钢中的主要作用(1)强化铁素体大多数合金元素（除铅外）都能溶于铁素体，形成合金铁素体。由于合金元素与铁的晶格类型和原子半径的差异，引起铁素体的晶格畸变，产生固溶强化作用，使合金钢中铁素体的强度、硬度提高，塑性和韧性有所下降。(2)形成合金碳化物锰、铬、钼、钨、钒、铌、钛等元素与碳能形成碳化物。根据合金元素与碳的亲和力不同，它们在钢中形成的碳化物可分以下两类：1)合金渗碳

3、体锰、铬、钼、钨等弱、中强碳化物形成元素倾向于形成合金渗碳体，合金渗碳体较渗碳体略为稳定，硬度也略高，可明显提高低合金钢的强度。如(Fe，Mn)3C(Fe，Cr)3C(Fe，W)3C2)特殊碳化物钒、铌、钛等强碳化物形成元素能与碳形成特殊碳化物，特殊碳化物比合金渗碳体具有更高的熔点、硬度和耐磨性，而且更稳定、不易分解。如VCTiC(3)细化晶粒金属晶粒大小对金属的力学性能有着重要的影响，一般情况下，细晶粒金属有较高的强度和韧性。常用的细化晶粒的方法有三种：增加过冷度、变质处理（液态金属加入变质剂）、振动

4、处理。几乎所有的合金元素加入到钢中都有达到细化晶粒的目的。（4）提高钢的淬透性除钴外，所有的合金元素溶解于奥氏体后，均可增加稳定性，提高钢硬度。（5）提高钢的回火稳定性1）回火稳定性——淬火钢在回火时，抵抗软化的能力。2)与碳钢相比，在相同的回火温度下合金钢比相同含碳量的碳素钢具有更高的硬度和强度。3)红硬性—金属材料在高温下保持高硬度的能力。2、合金钢的分类（1）合金钢的分类按合金钢的用途分类1）合金结构钢  用来制造机械零件和工程结构的钢低合金结构钢合金渗碳钢包括合金调质钢合金弹簧钢滚动轴承钢2）合

5、金工具钢 用于制造各种刀具、模具和量具的钢合金刃具钢包括合金模具钢合金量具钢3）特殊性能钢  具有特殊物理和化学性能的合金钢不锈钢包括耐热钢耐磨钢按合金元素总含量分类低合金钢：合金元素总含量<5%中合金钢：合金元素总含量5～10%高合金钢：合金元素总含量>10%3、合金钢的牌号我国合金钢牌号采用碳含量、合金元素的种类及含量、质量级别来编号。（1）合金结构钢的牌号采用两位数字十元素符号（或汉字）十数字表示。两位数：平均含碳量的万分数元素符号（或汉字）：表明钢中含有的主要合金元素数字：表示该合金元素的含量。

6、（合金元素含量小于1.5％时不标出）平均含量为1.5％~2.5％，2.5％~3.5%…时，则相应地标以2，3…。熟悉各合金钢的牌号，做练习巩固例如：40Cr（合金结构钢）主要合金元素为铬，含量小于1.5％平均含碳量为0.40％60Si2Mn（合金结构钢）主要合金元素为锰，含量在1.5％以下平均含硅量为2％平均含碳量为0.60％（2）合金工具钢牌号与合金结构钢的区别仅在于碳含量的表示方法，它用1位数字表示平均含碳量的千分数，当碳含量≥1.0％时，则不予标出。例如9SiCr（合金工具钢）主要合金元素为硅、铬

7、，含量均小于1.5％平均含碳量为0.90％Cr12MoV（合金工具钢）钼和钒的含量均小于1.5％主要合金元素铬的平均含量12％平均含碳量≥1.0％合金钢多为优质钢，无需特别表示。当合金钢为高级优质钢、特级优质钢时，分别在牌号尾加A、E表示。必要时可将表示产品用途、特性或工艺方法的字符加在牌号尾部。合金钢牌号常用字符：高性能建筑结构用钢GJ低温压力容器DR汽车大梁用钢L压力容器R锅炉G桥梁Q矿用钢K例如38CrMoAlA18MnMoNbER（3）高速钢含碳量均不标出，如W18Cr4V钢的平均含碳量为0.7

8、％～0.8％。（4）特殊性能钢牌号和合金工具钢的表示方法相同。当含碳量为0.03％～0.10％时，含碳量用0表示，含碳量小于等于0.03％时，用00表示。例如：不锈钢2Cr13表示含碳量为0.20％，平均含铬量为13％。0Cr18Ni9钢的平均含碳量为0.03％～0.10％。00Cr30Mo2钢的平均含碳量小于0.03％。（5）特殊专用钢牌号一些特殊专用钢为表示其用途，在钢的牌号前面冠以汉语拼音字母字头，而不标含碳量，合金元素含量的标注也和