最新07工程材料教学讲义PPT.ppt

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1、07工程材料第七章合金钢碳钢的主要缺点：1.碳钢的淬透性低：一般情况下,碳钢水淬的最大淬透直径为10～15mm。直径过大，则淬不透，出现内外性能不均。2.强度低，屈强比低：强度低造成零件截面尺寸增大，屈强比低则强度的利用率低。3.回火稳定性差：碳钢淬火后,若其回火温度超过200℃，其硬度就显著下降。4.不能满足一些特殊性能的要求:碳钢不具备如耐热性、耐腐蚀性、耐低温性(低温下高韧性)等一些特殊性能。所谓的合金钢：为了改善钢的性能，在碳钢的基础上有意地加入一些合金元素后所获得的钢种。二、合金元素对Fe-Fe3C相图的影响①对奥氏体单相区的影响：Ni、Mn等元素是扩大γ区的元素

2、，它们使A4和NJ线升高，A3和GS线降低，使γ区增大，当扩大γ区的元素含量很高时，可把A3点温度降至室温以下，这时钢在室温下就得到奥氏体组织——称为奥氏体钢②对铁素体单相区的影响：Cr、W、Mo、V、Ti、Al、Si等是缩小γ区的元素，它们能使A4和NJ线下降，此时钢在冷却时便不发生组织转变，室温下组织铁素体组织—称为铁素体钢，如含17~28%Cr的Cr17、Cr25、Cr28等铬不锈钢均属铁素体钢。③对共析成分和温度的影响：无论是扩大γ区的合金元素，还是缩小γ区的合金均使E点和S点左移，即降低共析点的含碳量及碳在奥氏体中的最大溶解度。三、合金元素对钢的热处理的影响(一)

3、对钢加热时奥氏体形成的影响①非碳化物形成元素：Co和Ni，加速奥氏体的形成；Si、Al、Mn等元素，对奥氏体的形成速度影响不大。②碳化物形成元素：Cr、W、Nb、Mo、Ti、V阻碍C的扩散，缓减奥氏体的形成速度和均匀化.对奥氏体晶粒大小的影响：①碳化物形成元素：Ti、V、Nb、Zr⋯⋯阻碍晶粒长大②非碳化物形成元素：Cu、Si、Ni⋯⋯阻止晶粒长大；P、Cu促进晶粒长大。(二)合金元素对过冷奥氏体分解过程的影响除Co以外，大多数合金元素都增加奥氏体的稳定性，使C曲线右移。①非碳化物形成元素Al、Ni、Si、Cu等不改变C曲线的形状，只使其右移。②碳化物形成元素Mn、Cr、M

4、o、W等除使C曲线右移外，还改变其形状。即将C曲线分裂为珠光体转变的贝氏体转变两个C曲线，并在此二曲线之间出现一个过冷奥氏体的稳定区，其中Cr和Mn推迟贝氏体转变的作用大于珠光体转变；而Mo、W推迟珠光体转变的作用大于贝氏体的。除Co、Al外，其他合金元素均使Ms点降低，残余奥氏体量增多。(三)合金元素对回火的影响1.提高钢的回火稳定性回火稳定性：是指钢对回火时发生软化过程的抵抗能力。原因：合金元素固溶于马氏体中，减慢了碳的扩散，从而减慢了马氏体及残余奥氏体的分解过程和阻碍碳化物析出，聚集长大。2.产生二次硬化二次硬化：钢在回火时硬度升高的现象。原因:①Cr、W、Mo、V等

5、元素超过一定量时，在400℃以上还会形成弥散分布的特殊碳化物；②碳化物形成元素含量较高的高合金钢中,残余奥氏体的稳定性很高,加热到500～600℃仍不分解,冷却时部分转变成马氏体。3.回火脆性回火脆性：钢淬火后，在某一温度范围内回火时，出现脆化的现象.“第一类回火脆性”：结构钢回火时在350℃附近出现的冲击韧性下降的现象。又称“不可逆回火脆性”。可用等温淬火取代。“第二类回火脆性”：在500-650℃回火后缓慢冷却出现的冲击韧性下降现象。又称“可逆回火脆性”。消除：在500～600℃经保温后快冷；加入适量的W或Mo元素第二节合金钢的分类及编号方法一、分类（P104）二、编号

6、方法1.合金结构钢：用数字+化学元素+数字的方法表示前面的数字表示钢的平均含碳量的万分数，合金元素用汉字或化学符号表示，其后面的数字表示合金元素含量，一般以平均含量的百分数表示。滚珠轴承钢，在钢号前注明“滚”或“G”，后面的数字则表示铬含量的千分数，如GCr15。易切削钢，在钢号前加“易”或“Y”如Y12（Mn、Si、C、P）2.合金工具钢与合金结构钢大致相同，只是含碳量的表示方法不同。含碳量：平均含量≥1.0%时不标出；＜1.0%时的千分之几表示。高速钢例外，其平均含碳量＜1.0%时也不标出。合金元素:表示方法与结构钢相同。3.特殊性能钢含碳量:与合金工具钢相同，即≥1.

7、0%时不标出，＜1.0%时以千分之几表示，合金元素：用百分数表示。如：9Cr18平均含碳0.9%Cr18%；Mn13含碳量＞1.0%Mn13%第三节合金结构钢结构钢：在工业中，凡是制造各种机械零件以及用于建筑工程结构的钢都称为结构钢。合金结构钢：是在碳素结构钢基础上加入一种或几种合金元素(如Cr、Mn、Si、Ni、Mo、W、V、Ti等)而形成的钢。一、低合金结构钢低合金结构钢：是含碳量较低(一般C≤0.2%)，合金元素总量较少(总量一般不超过3%)，其强度、硬度显著高于相同含碳量的普通低碳钢，并且有较好的塑性和韧性