金属材料与热处理 电子课件模块七.ppt

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1、模块七工业用钢1.合金钢的定义（常加的合金元素）Si、Mn、Cr、Mo、Ni、V、Ti等2.合金钢的特点性能比碳钢优越但成本高课题一合金元素在钢中的作用1.对钢基本相的影响（室温下的相）1）固溶于铁素体固溶强化：强度、硬度提高，塑性、韧性下降。2）形成碳化物Fe、Mn、Cr、Mo、W、V、Nb、Zr、Ti等依次与碳的结合力边强，形成的碳化物越稳定，硬度越高。渗碳体—合金渗碳体—合金碳化物—特殊碳化物2.合金元素对Fe-Fe3C相图的影响1）合金元素对奥氏体相区的影响（1）扩大奥氏体相区：Mn、Ni等合金元素（奥

2、氏体钢）；（2）缩小奥氏体相区：Cr、Mo、W、V、Ti、Si等（铁素体钢）。2）合金元素对S、E点的影响S点左移：3Cr2W8V中有网状碳化物（属过共析组织）；E点左移：W18Cr4V中出现莱氏体组织。3.合金元素对钢热处理的影响1）阻碍奥氏体晶粒长大几乎所有的合金元素都抑制奥氏体晶粒长大，因此，合金钢奥氏体化的温度更高，保温时间更长。（除锰钢外）2）提高钢的淬透性几乎所有的合金元素溶于奥氏体后都能增加过冷奥氏体的稳定性，推迟珠光体的转变，使C曲线右移。3）提高钢的回火稳定性。W18Cr4V钢在560℃回火属

3、于其低温回火4）产生二次硬化原因:含有W、Mo、V等强碳化物的高合金钢在500℃～600℃回火形成细小弥散的特殊碳化物；部分奥氏体转变为马氏体，使钢的硬度显著提高。课题二合金钢的分类1．按化学成分所含合金元素的种类分，可分为：锰钢、铬钢、硅钢、硅锰钢、铬锰钛钢等。2.按合金元素的含量分3.按质量等级分（S、P的含量、奥氏体晶粒大小）1）普通质量2）优质质量3）特殊质量WMe≤5%WMe=（5～10）%WMe≥10%1）低合金钢2）中合金钢3）高合金钢4.按用途分：1）合金结构钢2）合金工具钢3）特殊性能钢工程构

4、件用钢（低合金高强度结构钢）和机械制造用钢（合金渗碳钢、合金调质钢、合金弹簧钢、滚动轴承钢和超高强度钢）。刃具钢（低合金刃具钢和高速钢）、量具钢和模具钢（冷作模具钢和热作模具钢）抗氧化钢、不锈钢、耐热钢、耐磨钢和易切削钢等。课题三合金钢的牌号1.低合金高强度结构钢合金元素含量如﹤1.5％不标数；如1.5％～2.49％标2；2.5％～3.49％标3；3.5％～4.49％标4………类推。如40CrMnTi：平均Wc为0.4%，Cr、Mn、Ti平均含量都低于1.5%的机械结构用合金钢同于普通碳素结构钢，其屈服强度＞2

5、75MP2.机械结构用合金钢两位数字（碳含量万分数）+合金元素+合金元素含量（百分数）4.合金工具钢前面冠“0”：平均Wc≤0.08%前面冠“00”：平均Wc≤0.03%一位数字（或没有数字）+合金元素符号+其含量百分数当Wc﹥1.0%时最前面没有数字，如：CrWMn反之则用一位数字表示碳含量的千分数，如：9SiCr但有例外：W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2等其碳量低于1.0%，而未标数。5.特殊性能钢3.滚动轴承钢GCr15：平均WCr为1.5%的滚动轴承钢课题四常用合金钢的特点及其应用1.低合金高强度结

6、构钢（1）性能要求A.良好的综合力学性能Q345接近45钢B.良好焊接性能C.良好的抗大气、海水和土壤腐蚀性比碳钢好D.较低的韧脆转变温度比碳钢好（2）成分特点A.含碳量低Wc≤0.2%，一般Wc=0.16%～0.2%B.合金元素含量低WMe＜3%主要元素有：Mn→固溶强化Ti、V、Nb→细化晶粒、弥散强化Cu、P→提高耐蚀性（3）用途常用于焊接结构：船舶、车辆（车厢）、压力容器、桥梁、起重机等。（4）常用牌号Q345专用工程构件结构钢：在牌号的头部（或尾部）标注出代表产品用途的符号。例如表示压力容器用钢牌号表

7、示为“Q345R”；焊接气瓶用钢牌号表示为“Q295HP”；锅炉用钢牌号表示为“Q390g”；桥梁用钢表示为“Q420q”等等。2.机械结构用合金钢承受冲击，有承受摩擦，内韧外硬。Wc=0.10%～0.25%保证心部有良好的塑性韧性；加入Cr、Ni、Mn、Si、B等提高淬透性；V、Ti、W、Mo等细化晶粒；b.最终热处理：正火渗碳后淬火+低温回火1）合金渗碳钢①性能要求：②成分特点、用途及典型的钢号：③热处理特点：a.预先热处理：用途：变速箱齿轮、内燃机上的凸轮、活塞销,如20CrMnTi。2）合金调质钢Wc=

8、0.25%～0.50%保证综合力学性能，碳量太低强度不足，碳量过高韧性、塑性不够；加入Cr、Ni、Mn、Si、B等提高淬透性；加入Mo、W、V、Ti等细化晶粒，提高回火稳定性，Mo、W还可防止第二类回火脆性。用途：机床主轴、连杆等，如40CrNiMo。a.预先热处理：b.最终热处理：退火或正火淬火+高温回火受力复杂，要求综合力学性能好的重要零件。②成分特点、用途及典型的钢号：①性能要求