金属工艺学电子教学教案——第五章低合金钢和合金钢02（高教版王英杰主编）(中职教育)

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1、第四节合金钢教学重点与难点1・重点钢的分类与牌号2.难点牌号与应用的关系教学方法与手段列举生活与生产中应用所讲钢种，分析其应用，增强感性认识。教学组织1•复习提问10分钟2.讲解75分钟3.小结5分钟教学内容一、工程结构用合金钢工程结构用合金钢主要用丁制造工程结构，如建筑工程钢筋结构、压力容器、承受冲击的耐磨铸钢件等。典型的耐磨钢牌号是ZGMnl3,其碳的质量分数为1.0%〜1.3%,锚的质量分数为11%〜14%。耐磨钢水韧处理后，其韧性与塑性好，硬度低（180〜220IIBS）,它在较大的压应力或冲击力的作用下，曲于表面层的塑性变形，迅速产生

2、冷变形强化，同时伴随有形变马氏体转变，使表面硕度急剧提高到52〜56IlRCo同时，耐磨钢在使用过程中其基体仍具有良好的韧性。耐磨钢不易切削加工，但耐磨钢铸造性能好，可铸成复杂形状的铸件，故耐磨钢一般是铸造后经热处理后使用。耐磨钢常用丁•制造坦克和拖拉机履带板、球磨机衬板、挖掘机铲齿、破碎机牙板、铁路道岔等。常用的耐磨钢牌号有ZGMnl3-l、ZGMnl3-2、ZGMnl3-3.ZGMnl3-4和ZGMnl3-5等。其中1、2、3、4、5表示品种代号，适用范围分别是低冲击件、普通件、复杂件和高冲击件。二、常用机械结构用合金钢机械结构用合金钢属于

3、特殊质量合金钢，它主要用于制造机械零件，如轴、连杆、齿轮、弹簧、轴承等，其质量等级都属于特殊质量等级要求，一般需热处理，以发挥材料的力学性能潜力。机械结构用合金钢按其用途和热处理特点。又分为合金渗碳钢、合金调质钢、合金弹簧钢和超高强度钢等。（一）合金渗碳钢用于制造渗碳零件的合金钢称为合金渗碳钢。用于渗碳的零件如齿轮、轴、活塞销等，往往要求表面具有高的皱度（55〜65IIRC）和耐磨性，心部具有较高的强度和足够的韧性。各种合金渗碳钢的热处理工艺规范与性能虽有不同，但其加工工艺过程却基本相同，即：卜'料一锻造一预备热处理一机械加工（粗加工、半精加工

4、）一渗碳一机械加工（精加工）-＞淬火、回火-＞磨削。（二）合金调质钢♦合金调质钢是在中碳钢（30、35、40、45、50）的基础上加入一种或数种合金元索，以提高淬透性和耐回火性，使之在调质处理后具冇良好的综合力学性能的钢。合金调质钢常用來制造负荷较大的重要零件，如发动机轴、连杆及传动齿轮等。表面要求很高的帔度、耐磨性和疲劳强度的零件，可采用氮化钢38CrMoAlA,其热处理工艺是调质和氮化处理。各种合金调质钢的热处理工艺规范与性能虽冇所不同，但其加工工艺过程却大致相同，一般是：下料一锻造一预备热处理一机械加工（粗加工、半精加工）一调质一机械加工

5、（精加工）一表面淬火或氮化一磨削。（三）合金弹簧钢♦在非合金弹簧钢的基础上，加入合金元素，用于制作重要弹簧的钢种，称为合金弹簧钢。合金弹簧钢中加入的合金元索主要是Mn、Si、Cr、V、Mo、W、B等。常用弹簧的热处理一般根据加工工艺的不同可分为：冷成形加工弹簧和热成形加工弹簧1•冷成形加工弹簧该方法适用于加工小型弹簧（D＜4mm,成形后只需在250°C〜300°C进行去应力退火，以消除成型时产生的应力，稳定弹簧尺寸。冷成形弹簧的一般加工工艺过程是：卜•料f卷簧成形f去应力退火f试验f验收2.热成形加工弹簧该方法适用于加工大型弹•簧，热成形后进行

6、淬火和中温冋火，以便提高弹簧钢的弹性极限和屈服点，如汽车板弹簧、火车缓冲弹簧等多用60Si2Mn來制造。热成形弹簧的一般加工工艺过程是：下料一加热一卷簧成形一淬火一中温回火一试验一验收（四）超高强度钢♦超高强度钢一般是指。s>1380N/mm。b>1500N/mm2的特殊质量合金结构钢。超高强度钢按其化学成分和强韧化机制分类，可分为低合金超高强度钢、二次硬化型超高强度钢（如4Cr5MoSiV等）、马氏体时效钢（如Ni25Ti2AlNb等）和超高强度不锈钢。超高强度钢主要用于航空和航天工业，如35Si2MnMoVA钢具抗拉强度口J达1700N/

7、mni2,用于制造飞机的起落架、框架、发动机曲轴等；40SiMnCrWMoRe钢工作在300°C〜500°C时仍能保持高强度、抗氧化性和抗热疲劳性，用于制造超咅速飞机的机体构件。三、滚动轴承钢滚动轴承钢屈于特殊质量合金钢，它主要用于制造滚动轴承的滚动体和内圈、外圈，在量具、模具、低合金刃具等方面也被广泛应用。滚动轴承钢碳的质量分数较高（0.95%〜1.15%），钢中洛的加入量为0.4%〜1.65%,目的在于增加钢的淬透性，并使碳化物呈均匀而细密状态分布，提高滚动轴承钢的耐磨性。最常用的滚动轴承钢是GCrl5o滚动轴承钢的热处理主要是锻造后进行球

8、化退火，制成零件后进行淬火和低温回火，得到回火马氏体及碳化物组织，硬度M62HRC。四、合金工具钢与高速钢合金工具钢与高速钢的质量等级都属于特殊质量等