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时间:2020-11-09
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1、工学金属材料011. 硫的影响S以FeS的形式存在于钢中,FeS与Fe形成(Fe+FeS)共晶,其熔点仅985℃,在锻造过程(加热温度在1050-1200℃)(Fe+FeS)共晶熔化而产生热裂(称为热脆性),因此,钢中含硫量均<0.05%2. 磷的影响:因此,钢中含磷量均<0.045%。磷在钢中能溶于铁素体,固溶强化效果很强,而使塑韧性急剧降低,在冷塑性变形(如板冲压)产生脆裂(冷脆性)钢中含磷量均<0.045%4,1,2. 合金元素改善钢的力学性能图、合金元素对钢的力学性能的影响合金元素在
2、钢中的分布形式:碳化物形成元素非碳化物形成元素Ti.V.W.Mo.Cr.Mn.Si.Al.Ni.B作用26Fe3d64S形成合金碳化物形成合金铁素体合金钢强化的原因:a.固溶强化b.第二相强化c.细化晶化(碳化物阻碍奥氏体晶粒长大)提高强度和韧性4.1.3.钢的分类及牌号表示1.分类:2.牌号表示:(1)结构钢a.碳钢以“钢中平均含碳量的万倍”编号例:0.40%C的钢,牌号为40钢b.合金结构钢“钢中平均含碳量的万倍+Me符号及含量的百倍+……”Me含量的标注:<1.5%不标出,1.5~2.4%标2,
3、…(2)工具钢和不锈钢a、碳素工具钢T+钢中平均含碳量的千倍(高级优质+A)例:T12b、合金工具钢和不锈钢钢中平均含碳量的千倍+Me符号及含量的百倍+……其中,钢中含碳量>1.0%不标含碳量,高速钢(>10%Me的高合金钢且Cr:4%)不标含碳量。例:9SiCrCrWMn.W18Cr4V(高速钢,4%Cr)4Cr13(不锈钢,含Cr量≥13%)。Summary钢号前有两个位数为结构钢,如40Cr,一个位数和没有数的,<13%Cr是工具钢,如9SiCr,CrWMn,W18Cr4V.≥13%Cr是不锈钢
4、2Cr13,1Cr18Ni94.2结构钢4.2.1.工程结构钢1、性能特点:① 强度低——主要用于静载② 塑性高——便于成型,C和Me含量越低,塑性越高③ 焊接性好——便于施焊,C和Me含量越低,可焊性越高。2、成分特点:低碳,低合金含量(1)普通结构钢牌号:Q+钢的屈服极限(MPa)+质量等级(A-D)Q195Q275(共五种)(2)低合金结构钢低合金结构钢=普通结构钢(Q235)+Me(<3.0%﹚常用Me:Mn、V、Ti。合金元素的作用:强化铁素体,细化晶粒,增加碳化物相对量。因此,低合金
5、结构钢的强度比Q235高40%至一倍。3、主要应用框架结构,建筑结构,压力容器等使用状态:不热处理或正火,或去应力退火,对特殊要求的零件可进行淬火。4.2.2优质结构钢:1,渗碳钢(1)性能特点(以齿轮为例)通过渗碳-淬火实现c.高冲击韧性d.高淬透性*表层高硬度,高耐磨性,心部高韧性(1)成分特点低碳,0.15~0.20%C——保证零件心部高韧性Cr、Mo、W、V、Ti——形成合金碳化物,保证渗碳过程细化晶粒Cr、Mn、Ni、B——提高淬透性。(2)常用钢:20(一般要求),20MnVB(代用钢)2
6、0Cr、20CrMnTi、20CrMnMo等ⅰ(3)应用:齿轮、凸轮、活塞销等。渗碳零件的工艺流程:毛坯锻造——正火——机加工——渗碳——淬火+低温回火——精加工——……2、调质钢(1)性能特点具有高的综合力学性能a高强度——以抵抗扭转和弯曲变b高韧性——以抵抗振动和冲击(2)成分特点中碳:0.25~0.5%CSi、Mn、Cr、Ni、B——提高淬透性Cr、V—细化晶粒(3)常用钢一般要求40,45,40Cr较高要求35CrMo42CrMo40CrNi40CrNiMo无Cr,Ni代用钢:40MnB40M
7、nVB42Mn2V(4)热处理特点调质组织:回火索氏体硬度HRC25-32调质钢加工工艺流程:a、轴杆类零件:如连杆,曲轴,连杆螺栓等锻造——正火——机加工——调质——---精加工——检验组织:回火索氏体(HRC25-32)b、齿轮,轴颈等要求表面耐磨零件锻造---正火----机加工----调质----精加工----表面淬火+低温回火---检验组织:表层:回火马氏体(HRC54-58)心部:回火索氏体(HRC25-32)3、弹簧钢(1)性能特点高弹性极限,高疲劳极限(2)成分特点:中高碳0.5——0.
8、7%(合金钢),0.6——0.9%(碳钢)Si——强化铁素体,提高弹性极限Si、Mn——提高淬透性Cr、Mo、W——提高高温强度(高温弹簧所必须)(3)常用钢:65,75,65Mn,55Si2Mn,60Si2Mn.高温弹簧钢50CrMo,50CrV(4)热处理特点:淬火+中温回火。组织:回火托氏体(HRC40-50)(5)应用:弹性元件,要求高韧性、高耐磨性的零件、工具,如铲刀,刀剪等。4、滚动轴承钢(1)成分和性能特点:高硬度,高耐磨性——高碳0.95
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