钢铁材料热处理

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1、第4篇结构合金的热处理结构合金是现代工业最重要的基础材料，用于所有的工业领域和H常生活。按其重要性和用量，结构合金主要指钢铁、铝合金、镁合金、钛合金和粉木冶金材料。结构合金的使用以其力学性能为基础。由于使用环境不同，结构合金在服役过程中与环境介质存在着相互作用，因此対其物理性能和化学性能，例如耐蚀性、抗氧化性、抗辐照性也有一定的要求。结构合金的热处理以获得最理想的微观结构和最优化的力学性能及物理化学性能为冃的。本篇介绍典型结构用合金的热处理工艺。第4篇结构合金的热处理第12章钢铁是铁与C（碳）、Si（硅）、Mn（镒）、P（磷）、S（硫）以及少量的其它元素所组成的合金。

2、它是工程技术中最重要，用量最大的金属材料（含碳量小于2.11%的铁碳合金称为钢，含碳量大于2.11%的铁碳合金称为铸铁）。12.1钢铁材料概述12.1.1钢的分类钢的种类繁多，分类方法也各有不同，最常用的分类方法有以下两种。1.按化学成分分类（1）碳素钢钢屮除铁、碳外，还含有少量镒、硅、硫、磷等元素，按其含碳量的不同可分为：低碳钢，碳的质量分数W（W0.25%；中碳钢，碳的质量分数臥>0.25%〜0.60%；高碳钢，碳的质量分数WQ0.60%。（2）合金钢为了改善钢的性能，在冶炼碳素钢的基础上，加入一些合金元索而炼成的钢称合金钢。如珞钢、镒钢、珞镒钢、珞鎳钢等。按其合

3、金元素的总含量，可分为低合金钢，合金元素的总含量W5%；屮合金钢，合金元素的总含量5%~10%；高合金钢，合金元素的总含量>10%。2.按钢的用途分类（1）结构钢结构钢有建筑及工程用结构钢，简称建造用钢。它是指用于建筑、桥梁、船舶、锅炉或其金属材料热处理他工程上制作金属结构件的钢。如碳素结构钢、低合金钢、钢筋钢等；机械制造用结构钢，是指用于制造机械设备上结构零件的钢。这类钢基本上都是优质钢或高级优质钢，主要有优质碳索结构钢、合金结构钢、易切结构钢、弹簧钢、滚动轴承钢等。(2)工具钢工具钢一般用于制造各种工具，如碳素工具钢、合金工具钢、高速工具钢等。按用途又可分为刃具钢

4、、模具钢、量具钢(3)特殊用途钢特殊用途钢是具有特殊性能的钢，如不锈耐酸钢、耐热不起皮钢、高电阻合金钢、耐磨钢、磁钢等。按用途分类的钢种，可以通过钢牌号进行识别。如：Q235表示屈服点为235MPa的碳素结构钢；45钢表示平均碳含量约为0.45%的优质碳素结构钢；18Cr2Ni4WA,表示平均碳含量约为0.18%、Cr含量1.5%~2.5%、Ni含量3.5%~4.5%、W含量0.5%~1.5%的高级优质合金结构钢；T8表示平均碳含量约为0.8%的碳素工具钢；9SiCr表示平均碳含量约为0.9%、Si含量0.5%~1.5%、Or含量0.5%~1.5%的合金工具钢；Crl

5、2表示平均碳含量＞1.0%.Cr含量$12%的合金工具钢。专门用途的结构钢，钢号冠以前缀(或后缀)代表该钢种的用途。例如，钏螺专用的30CrMnSi钢，钢号表示为Ml,30CrMnSio汽车大梁的专用钢种为16MnL,压力容器的专用钢种为16InR。12.1.2铸铁的分类铸铁具有优良的工艺性能和使用性能，牛产工艺简单，成木低廉，因此应用广泛。按质量计算，在机床和重型机械屮铸铁件占60%~90%,在农业机械屮铸铁件占40旷60%,在汽车、拖拉机屮铸铁件占50旷70%°工业用铸铁是以铁、碳、硅为主要组成元素并含有鎰、磷、硫等杂质的多元合金。普通铸铁的成分大致为2.0%~

6、4.0%C、0.6%~3.0%Si、0.2%~1.2%Mn、0.1%~1.2%P、0.08%~0.15%S,均为质量分数。有时为了进一步提高铸铁的性能或得到某种特殊性能，还加入Cr.Mo.V、Al等合金元索或提高Si、Mn.P等元素含量，这种铸铁称为合金铸铁。铸铁的分类方法较多，主要有以下两种。1.按铸铁的断口特征分类(1)灰口铸铁(灰铸铁)这种铸铁屮的碳大部分或全部以白由状态的片状石墨形式存在，其断口呈暗灰色，有一定的力学性能和良好的被切削性能，普遍应用于工业中。(2)白口铸铁白口铸铁组织中完全没有石墨，其断口呈白亮色，硬而脆，不能进行切削加工，很少在工第4篇结构合

7、金的热处理业上直接用来制作机械零件。由于具具有很高的表面硬度和耐磨性，乂称激冷铸铁或冷硬铸铁。冷硬铸铁常用于轧線，特别是冶金轧辘，此外，还用于柴油机挺杆、拖拉机带轮、碾砂机走轮等。(3)麻口铸铁。麻口铸铁是介F白口铸铁和灰铸铁之间的一种铸铁，其断口呈灰白相间的麻点状，性能不好，极少应用。但通过适当的热处理可以明显地改善合金的组织形貌和性能，提高使用范国。1.按铸铁的石墨形态分类(1)灰铸铁(灰口铸铁)灰铸铁(灰口铸铁)中的石墨呈条片状。基体形式为：铁素体、珠光体、珠光体加铁素体。(2)端墨铸铁蠕墨铸铁的石墨呈蠕虫状。(3)球墨铸铁球墨铸铁的石墨球呈状