第7章钢铁材料+

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1、第七章钢铁材料§7-1钢中常存杂质元素对其性能的影响§7-2合金元素在钢中的主要作用§7-3钢的分类与牌号§7-4结构钢§7-5工具钢§7-6特殊性能钢§7-7铸铁本章重点1.钢的分类及各种钢号2.常用结构钢、工具钢的组织、性能以及用途一、硅来自生铁和脱氧剂强化FSiO脆性夹杂物，疲劳性能降低二、锰来自生铁和脱氧剂强化FMnS熔点1600℃（降低S的有害性）上一页返回§7-1钢中常存杂质元素对其性能的影响三、硫来自生铁和燃料FeS与Fe形成低熔点共晶（985℃），产生热脆MnS易断削四、磷来自生铁

2、强化F产生冷脆五、气体元素的影响H、N、O§7-2合金元素在钢中的主要作用一.合金元素在钢中的存在形式形成合金固溶体形成碳化物<5%时，合金渗碳体，如(Fe,Mn)3C；>5%时，特殊碳化物，如Cr7C3、MoC、WC、VC、TiC。二.合金元素对铁碳平衡相图的影响扩大或缩小A、F区域如，室温下，1Cr18Ni9为单相A，1Cr17Ti为单相F。使共析转变点、共晶转变点左移；P%增加，或出现Ld’三、对热处理的影响加热→A化温度提高、时间延长冷却→C曲线右移；Ms，Mf降低使Ar增加回火→稳定性提

3、高；某些钢产生二次硬化效果；影响回火脆性上一页返回§7-3钢的分类与牌号一.钢的分类按成分按质量按用途按GB二.钢的牌号表示方法字母数字化学元素符号上一页返回碳钢牌号表示方法碳素结构钢Q+数字+质量等级+脱氧方法，例如Q195优质碳素结构钢C%（2位数字）+Mn（低Mn%可以省略），例如20、45、60、65Mn碳素工具钢T+C%（数字）+质量等级，例如T8、T12A铸钢ZG200-400合金钢牌号表示方法合金结构钢C%（2位数字）+元素符号+合金%（＜1.5%不标注）+质量级别，例如40Cr，6

4、0Si2Mn合金工具钢C%（≥1%不标注）+元素符号+合金%（＜1.5%不标注），例如9SiCr；CrWMn高速钢：不标C%。W18Cr4V特殊钢工具钢与相同，例如Mn13不锈钢C%标注不同，例如0Cr18Ni9；2Cr13轴承钢，例如GCr15§7-4结构钢一.碳素结构钢普通质量碳素结构钢优质碳素结构钢二.低合金结构钢成分：C%＜0.2%；主加元素是Mn。性能：高强度，高韧性，良好焊接性能和冷成形性能。热处理、组织：热轧空冷，S＋F应用举例◆低强度级别：16Mn，一般工程结构。◆中等强度：15M

5、nVN，大型桥梁、船舶、焊接结构。◆高强度：18MnMoNb，高压锅炉、高压容器。上一页返回三.表面硬化钢1.渗碳钢●成分：C%=0.1～0.25%●性能●热处理正火→渗碳→一次(或二次)淬火→低温回火●组织表层：回火M＋残余A＋碳化物心部：低C的M′或T＋M′＋F(少量)●应用举例◆低淬透性：20Cr，冲击载荷小的耐磨件，如小轴、活塞销、小齿轮。◆中淬透性：20CrMnTi，高速较高载有冲击的耐磨件，如汽车齿轮。◆高淬透性：18Cr2Ni4WA，重载大截面耐磨件，如柴油机曲轴、连杆。上一页返回2

6、.渗氮钢牌号和分类性能3.表面淬火钢四.调质钢●成分：C%=0.25～0.50%，合金元素可提高淬透性，细化晶粒，消除回火脆性，提高回火稳定性，强化F。●性能：综合机械性能高●热处理：调质●组织：S′●应用举例◆低淬透性：40Cr，一般尺寸重要零件，如齿轮、主轴。◆中淬透性：35CrMo，较大截面零件，如曲轴、连杆。◆高淬透性：37CrNi3，大截面重载零件，如汽轮机主轴上一页返回五.弹簧钢●成分:C%=0.45～0.70%，Si,Mn为主要合金元素，可提高淬透性和屈强比，细化晶粒。●性能:σe、

7、σs、屈强比和疲劳抗力高，有足够塑性，耐震动、冲击。●热处理◆热轧弹簧：热成型→淬火+中温回火→喷丸◆冷轧弹簧：淬火+中温回火→冷成型→去应力→喷丸●组织：T′●应用举例上一页返回六.滚动轴承钢●成分：C%=0.95～1.10%，主加元素是Cr，GCr15中含Cr%≈1.5%.提高淬透性合金渗碳体加Si、Mn、Mo提高淬透性细化晶粒高纯净度→夹杂少●性能：高接触疲劳强度、高硬度和耐磨性，足够的韧性和淬透性，一定耐蚀能力和良好尺寸稳定性。上一页返回●热处理◆球化退火：便于切削,使碳化物细小均匀,为淬

8、火作准备。◆淬火+低温回火◆冷处理，时效（120～140℃,10～20h）：稳定尺寸，去应力。●组织——M′＋细碳化物＋少量AR●失效:磨损、接触疲劳●应用举例：高碳铬系；渗碳；不锈钢；高温轴承钢……◆GCr15：中小型轴承，冷冲模，量具，丝锥、形状复杂的刃具……◆GCr15SiMn：大型轴承。七.超高强度钢（自学）●性能：很高的强度和比强度，足够的韧性。●常用牌号及热处理。八.其它专用结构钢1.铸钢牌号、碳%铸造性能：比铸铁差组织特征及热处理浇注温度高→晶粒粗大→预备热处理？表面