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1、机械制造结构钢200903163.1概述用来制造各种机械零件的钢种。如轴类、齿轮、连杆、弹簧、轴承和紧固件等.一.基本概念综合力学性能；良好的加工性能；良好的切削加工性能；一定的耐腐蚀性能。二.工作条件与性能要求六.钢种调质钢低温回火马氏体钢渗碳钢氮化钢弹簧钢易切削钢轴承钢超高强度钢高锰钢3.2调质钢概念成分、合金化与分类组织热处理性能一.调质钢的概念结构钢在淬火与高温回火（500-650℃）后具有良好的综合力学性能，有较高的强度，良好的塑性和韧性。适用于这种热处理的钢种称为调质钢。二.调质钢的成分、合金化成分0.30~0.50%C的C钢或中、低合金钢。合金化Mn,Si,Cr,Ni
2、,Mo,V,Nb,Ti,Al,B合金元素作用：提高淬透性（主要作用）固溶强化；细晶强化；弥散强化三.调质钢的种类与分级常用调质钢按淬透性大小可分为几级：1）40，45，45B2）40Cr，45Mn2,45MnB,35MnSi3）35CrMo,42MnVB,40MnMoB，40CrNi4）40CrMnMo,35SiMn2MoV，40CrNiMo依据不同成分的调质钢只要其淬透性相当，当淬火及高温回火后，其性能相近四.调质钢的组织与性能回火S或回火T;具有良好综合力学性能，尤其是冲击韧性。强度（屈强：700-1200MPa）Cr,Mo,W,V可阻碍K在高温回火时聚集长大，使钢保持高强度；
3、阻碍α再结晶，使α相保持细小；合金元素的固溶强化、细晶强化韧性:调节温度可具有不同的韧性；细化；防止或减轻回火脆性，加入Mo,W,Ti或Ce（+Mo）五.调质钢的应用调质钢的不足：1）没有利用马氏体精细结构强化作用；2）K的弥散强化作用也没有充分体现。应用：在要求良好的综合机械性能，尤其是需要较高的（冲击）韧性时，采用中C钢的调质处理才正能发挥其优势。3.3低温回火状态使用的结构钢一.钢种这类钢是在淬火后低温回火（150℃~250℃）后使用的较大C%范围（0.15%~1.40%）低合金钢1）0.15~0.25%C的低C.M钢和渗碳钢；2）0.30-0.60%C的低合金超高强度钢；3
4、）滚动轴承钢等。二.低温回火钢组织与性能成分：C量较宽，合金元素综合合金化；组织：回火M（未渗透：有B，P或F）位错马氏体和孪晶马氏体两类两者强度相当，前者韧性较好强化：固溶强化；精细结构强化；弥散强化:部分C以片状ε析出韧化：提高回火T；Si；W,Mo；降P等。3.4渗碳钢一.概念表面渗碳、整体淬火加低温回火；表面是高碳M，心部是低碳M；表面有高的弯曲和疲劳强度及耐磨性；心部又有高强度和韧性。二.渗碳钢的成分与合金化低C钢，一般<0.25%；合金元素：Mn，Cr，Ni，Si，W，V，Ti，B主要作用之一是提高渗碳钢淬透性。Ti、V阻止A在高温渗碳时长大；Cr,Mn，Mo有利于渗碳
5、层增厚；Ti,V能减小渗碳层厚度；Ni,Si等元素不利于渗碳层增厚。三.渗碳钢钢种根据淬透性的大小，可分级为：1）15，202）15Cr，20Cr，20MnV，20Mn2B3）20MnVB，25MnTiBRE，20MnMoB，20MnTiB，20CrMn4）12CrNi3，22CrMnMo，20SiMnVB5）12Cr2Ni4，18Cr2Ni4W，20CrNiMo3.5氮化钢一.概述在氮化前要调质处理，得到回火S；显著提高其疲劳强度和耐磨性，还具有抗介质腐蚀能力；氮化温度低；零件变形小。适用于在一些要求疲劳强度高，耐磨性好，尺寸精确、稳定性好的零件，如镗床、磨床的主轴、蜗杆等；氮化
6、处理的缺点：生产周期长，成本高；钢中最有效的氮化元素是Al、Nb、V，其次是Cr,Mo,W二.提高疲劳寿命和耐磨性的原因表面形成的高硬度的氮化层γ’相（Fe4N）和ε相（Fe3-2N）；渗入的N原子形成高弥散的合金氮化物的弥散强化作用；N原子溶入表面层所产生的残留压应力可以抵消因外力作用而产生的张应力减少了疲劳破裂的可能性。三.氮化钢的合金化思想加入Al（HV1000以上）,V,Cr,Mo,W（HV900以下）可以提高表面硬度；加入Cr，Mn，Mo提高淬透性；加入Mo，V等可以使钢在高温下保持高强度；加入少量Mo，可以防止高温回火脆性。四．常用的氮化钢氮化层的厚度通常在0.2~0.
7、5mm；我国常用氮化钢种主要有：38CrMoAl,38CrAl，35CrMo3.6弹簧钢一.工作条件与性能要求高的弹性极限高的疲劳强度足够的塑性和韧性导电、无磁、耐高温和耐腐蚀等弹簧按外形分为板弹簧和螺旋弹簧二.成分、合金化与常用钢种1．成分与合金化中、高碳素钢或低合金钢碳素弹簧钢C%0.60%~1.05%65，70，75，80，85具有较高的强度，适当的韧性，但淬透性低；低合金弹簧钢0.45％-0.75％C加入Si、Mn、Cr、V，W，Mo，NbSi主要提高弹性极限
