合金钢(材料第六章)课件.ppt

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1、第六章合金钢合金钢：是指为了提高钢的性能(机械性能、工艺性能或物理、化学性能），在碳钢基础上有意加入一定量合金元素所获得的铁基合金。第一节概述一、合金元素对钢中基本相的影响1、溶于铁素体,起固溶强化作用非碳化物形成元素及过剩的碳化物形成元素都溶于铁素体，形成合金铁素体.Si、Mn对强度、硬度提高显著。Cr、Ni在适当范围内提高韧性。合金元素对铁素体性能的影响(退火状态)(a)对硬度的影响(b)对韧性的影响到2、形成碳化物，起强化相作用合金元素与碳的亲和力从大到小的顺序为：Ti、Zr、Nb、V、W、Mo、Cr、Mn、Fe。⑴Ti、Nb、V为强碳化物形成元素，

2、碳化物的稳定性、熔点、硬度、耐磨性高，如TiC、VC等。钢中碳化物⑵W、Mo、Cr为中碳化物形成元素，碳化物的稳定性、熔点、硬度、耐磨性较高，如W2C等。⑶Mn、Fe为弱碳化物形成元素，碳化物的稳定性、熔点、硬度、耐磨性较低，如Fe3C等。二、对Fe-Fe3C相图的影响1、对奥氏体相区的影响⑴Ni、Mn、Co、C、N等是扩大奥氏体相区的元素，使A1、A3点下降，A4点上升。当Mn13%或Ni9%时，S点降到0℃以下，室温下为单相奥氏体组织，称奥氏体钢。锰对奥氏体相区的影响⑵Cr、Mo、Si、Ti、W、Al等是缩小奥氏体相区的元素，使A1、A3点上升，A

3、4点下降。当Cr13%时，奥氏体相区消失，室温下为单相铁素体组织，称铁素体钢.铬对奥氏体相区的影响2、对E点和S点位置的影响所有合金元素均使E点和S点左移，即这两点的含碳量下降，使碳含量比较低的钢出现过共析组织（如4Cr13）或共晶组织（如W18Cr4V）。三、对钢中相变过程的影响1、对奥氏体化的影响⑴对奥氏体形成速度的影响：除Ni、Co外，都减缓奥氏体化过程。⑵对奥氏体晶粒长大倾向的影响：碳、氮化物形成元素阻碍奥氏体晶粒长大。Mn、P促进长大。2、对过冷奥氏体转变的影响⑴对C曲线和淬透性的影响：除Co外，凡溶入奥氏体的合金元素均使C曲线右移，淬透性提高

4、。常用提高淬透性的元素为Mn、Si、Cr、Ni、B。⑵对Ms、Mz点的影响：除Co、Al外,所有元素都使Ms、Mz点下降。合金元素对钢淬透性的影响淬火碳钢回火时的硬度变化3、对回火转变的影响⑴提高耐回火性：淬火钢在回火过程中抵抗硬度下降的能力称耐回火性(回火抗力)。合金元素能阻碍马氏体分解及碳化物的析出与聚集。当回火硬度相同时，合金钢比同含碳量碳钢回火温度高。如果同温度回火，合金钢硬度比碳钢高。⑵产生二次硬化含高W、Mo、Cr、V钢淬火后回火时，由于析出细小弥散的特殊碳化物及回火冷却时A’转变为M回,使硬度不仅不下降，反而升高的现象称二次硬化。⑶防止第二类

5、回火脆性加W、Mo可防止第二类回火脆性。高速钢五、合金钢的分类(主要讲如下两种)1、钢的分类按化学成分分中碳钢0.25~0.6%C高碳钢0.6%C低碳钢0.25%C低合金钢合金元素总量5%中合金钢合金元素总量5~10%高合金钢合金元素总量10%碳素钢合金钢2、按用途分工程用钢建筑、桥梁、船舶、车辆普低合金钢易切削钢渗碳钢调质钢弹簧钢滚动轴承钢机器用钢结构钢刃具钢模具钢量具钢工具钢不锈钢耐热钢耐磨钢特殊性能钢挤压模具第二节合金结构钢结构钢：工业上凡是用于制造各种机械零件以及用于建筑工程结构的钢。当形状复杂、截面较大、要求淬透性较好以及机性要求较高时，

6、就必须采用合金结构钢。一、合金结构钢的分类及编号1、分类：主要包括：普通低合金钢、易切削钢、调质钢、渗碳钢、弹簧钢、滚动轴承钢等。2、编号：数字+化学元素符号+数字所加合金元素合金元素的百分之几C含量的万分之几高级优质钢后加“A”/“高”；表明用途时前面附加字母，如GCr15。对结构钢的性能要求为：使用性能以强韧性为主。工艺性能以可焊性、淬透性为主。一、碳素结构钢1、成分：<0.4%C,P、S量及非金属夹杂较多.2、性能：可焊性、塑性好。3、热处理：不进行专门热处理，热轧空冷态下使用。4、使用状态下组织：F+P螺纹钢圆钢5、用途常以热轧板、带、棒及型钢使用

7、，用量约占钢材总量的70%。用于建筑结构，适合焊接、铆接、栓接等。热轧钢板螺纹钢黄河小浪底枢纽工程1、性能要求⑴高强度及足够韧性。⑵良好的焊接性能。⑶良好的耐蚀性及低的韧脆转变温度。2、成分特点⑴低碳：≤0.2%C.⑵合金元素：主要是Mn，还有少量V、Ti、Nb等。二、普通低合金钢（低合金高强度结构钢）3、热处理：大多数热轧空冷后使用。少数可用正火+高温回火处理。4、使用状态下组织：F+P低合金高强钢合金元素细化晶粒作用①Mn的作用是强化铁素体；增加珠光体的量。②V、Ti、Nb等起细化晶粒和弥散强化作用。③另外加Cu、P可提高耐蚀性；加Re可提高韧性、疲劳

8、极限，降低冷脆转变温度。5、用途：Q345钢(16Mn)综合性能好