工程材料及应用合金钢教学文案.ppt

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1、工程材料及应用合金钢一、合金钢介绍第一节分类及编号钢中常用合金元素钢的成分中含有的元素一般除Fe、C外，还包括：常存合金元素Si、Mn未清除净的杂质S、P、H、O主要元素(含量较高)Cr、Ni、W、Mo强碳化物元素V、Nb、Tb、Zr、B其他元素Re(稀土)、Al2二、合金钢分类第一节分类及编号1．按用途分类结构钢主要用来制造承受力结构零部件，按热处理或专门构件的类型：调质钢、渗碳钢、弹簧钢、轴承钢等。工模具钢主要用来制造加工其它零件的工具或模具，其中又分为刃具钢、模具钢、量具钢等。特殊钢具有特殊性能而作某项专用的钢，其中又分为不锈钢、耐热钢、电工钢等。3二、合金钢分类第一节分类及编号主要用

2、途42．按钢的成分分类按其加入的量较多元素又有铬钢、锰钢、铬锰钢、钨钼钢等；按其总量分为低、中、高合金钢。<5%5—10%>10%5二、常用合金钢的牌号第一节分类及编号合金结构钢(合结钢)数字两位数字表示钢的含碳量的万分之几元素符号和数字用化学元素符号表示钢中的所含主要或关键合金元素，元素含量＜1.5不标出，≥1.5%，2,5%，3,5%,4.5%…234518Cr2Ni4W字母字母为级别标志、注明特殊要求或专门用途。两位数字＋元素符号＋数字＋其它20CrMnTi、40Cr、40MnB、60Si2Mn、38CrMoAlA(E)6合金工具钢(合工钢)牌号的组成和合结钢基本相同，仅第一部分用一位

3、数字表示钢的含碳量的千分之几，含碳量大于1.0％的将这部分数字略去，如1Cr18Ni9Ti、5CrNiMo、9CrSi、Cr12MoV、W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2等。其他专用牌号对于某些专门用途或特殊性能的钢有些牌号，如滚动轴承钢GCr15、GCr6，铸钢件ZG45、ZGMn13，易切削钢Y40CrSCa等等。7第二节合金元素在钢中的作用一、对钢中基本相的影响合金元素在钢中存在的形式有两类型,一种是溶解到碳钢原有的相中，另一种是形成新相.存在形式决定于元素的数量和性质,其中关键在于元素与碳的亲和力.非碳化物形成元素与碳的亲合力比铁弱，主要有Ni、Co、Si、Al、B等。在低温时溶解

4、在铁素体中，高温时溶解于奥氏体中。元素的溶入，有固溶强化的结果，均提高材料的强度和硬度。Cr、Ni、Mn少量溶入时，对塑性影响不大，且因强度的提高，韧性增加；当数量过多或其他一些元素的加入会对材料的塑性带来少量的下降。8一、对钢中基本相的影响第二节合金元素在钢中的作用碳化物形成元素与碳的亲合力比铁强，常用元素主要有Mn、Cr、W、Mo、V、Zr、Nb、Ti等。量少时溶入渗碳体中，形成合金渗碳体(Fe,M)3C，合金渗碳体比Fe3C稳定，在奥氏体中的溶解和聚集长大比Fe3C难。合金元素和碳量都较高时，可形成稳定性更高的合金碳化物，常见的有Mn3C、Cr7C3、Cr23C6、Fe4W2C、WC、

5、MoC、VC、TiC等，具有比渗碳体更高的熔点和更高的硬度。与铁、碳之外的其他元素的结合合金元素与非金属元素N、O、S结合，生产夹杂物，钢中常见的有TiN、AlN、SiO2、Al2O3、MnS、Ni3Al、Ni3Ti等。此外Pb、Cu、C(石墨)以游离态的方式存在于钢中。9一、对钢中基本相的影响第二节合金元素在钢中的作用10二、对铁碳相图的影响第二节合金元素在钢中的作用扩大γ相区合金元素的加入，A3线下移，扩大了γ相区。包括：Mn、Ni、Co、N等，也称γ相稳定化元素。碳也是属于扩大γ相区的元素。元素含量增加，A1线也下移。含量超过一定量后，室温下只有单相的奥氏体存在，即A1点降到室温以下或

6、根本不出现fcc向bcc的转变，这时的钢称为奥氏体类型钢。缩小γ相区合金元素的加入，A3线上移，缩小γ相区，包括：Cr、Mo、W、V、Ti、Al、Si等，也称为α相稳定化元素。碳的含量较低，钢中加入一定量的Cr、Si，造成γ相区封闭，在室温下的铁素体升温直到溶化也不出现bcc向fcc的转变，即α相和高温的δ相区相通。另外，B、Nb、Zr只能缩小γ相区，而达不到封闭。比如：Cr17，Cr25，Cr28。11二、对铁碳相图的影响第二节合金元素在钢中的作用影响共析点S的成分合金元素的加入，随着对γ相区的缩小或扩大，除造成A1温度的上升或下降外，对S点还会造成左右移动，即改变S点的成分。几乎所有的元

7、素都使S点左移，同时E点也随之左移。如：Mo、W、Ti含量高的钢中，0.3－0.4%的碳量已是过共析钢，而含碳量达到0.8－1.0％就超过了E点，在钢的组织中出现了莱氏体。12三、对相变过程的影响第二节合金元素在钢中的作用1．加热转变奥氏体形成速度所有元素在奥氏体中的需要均匀化，故奥氏体化的时间必需加长；非碳化物元素中，Co、Ni可加速奥氏体化，有些不明显，但不会减慢；合金元素与碳的亲和力明显影响碳的迁移速度