广石化工程材料七工业用钢3.pptx

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1、第四节常见工业用钢的性能及用途一、结构钢二、工具钢三、特殊性能钢二、工具钢工具钢是用来制造刀具、模具和量具的钢。按化学成分分为碳素工具钢、低合金工具钢、高合金工具钢等。按用途分为刃具钢、模具钢和量具钢。1.刃具钢（1）切削刃具的工作条件及对性能的要求（2）碳素工具钢（3）低合金工具钢（4）高速钢（5）硬质合金要求：高的切断抗力，高的耐磨性，高的弯曲强度和足够的韧性，高的热稳定性。用于刃具的材料：用来制造各种切削刀具的钢种。（2）碳素工具钢a）碳素工具钢的成分与用途高碳（0.65~1.35%C）随含碳量提高，碳化物量增加，耐磨性提高，但韧性

2、下降。T7~T9：制造承受冲击的工具，如木工工具，冲子、凿子、锤子等。共有七个牌号：T7~T13。由于碳工钢热硬性、淬透性差，只用于制造小尺寸的手工工具和低速刃具。木工凿手锤圆冲丝锥锉刀手锯条钻头T10~T11：制造低速切削工具，如钻头、丝锥、车刀等。T12~T13：制造耐磨工具，如锉刀、锯条等。b）碳素工具钢的热处理★热处理：正火+球化退火+淬火+低温回火球化退火目的：降低硬度，便于加工；为淬火作组织准备。★使用状态下的组织：M回+颗粒状碳化物+A’(少量)板牙丝锥（3）低合金工具钢在碳素工具钢基础上加入少量合金元素(≤3~5)形成。★

3、高碳：0.75~1.5%C★合金元素作用提高淬透性:Cr、Mn、Si提高耐磨性、细化晶粒:W、Va.成分特点：丝锥板牙★同碳素工具钢，只是淬火介质为油（碳工钢为水）。★使用状态下的组织为：M回+颗粒状碳化物+A’（少量）b.热处理及组织c.常用钢号及用途应用最多的是9SiCr。用于制造形状复杂、要求变形小的低速刃具，如丝锥、板牙等。（4）高速钢制造高速切削刃具用钢。（俗称风钢）a.高速钢的成分特点与常用钢种★高C：1％左右，最高达1.6%，形成W2C、VC、高碳M体，硬度↑，耐磨性↑；★W：＞10%，Fe4W2C部分溶入A，高温回火时析出

4、W2C，产生二次硬化，这种碳化物在500～600℃时非常稳定，热硬性提高↑；★Cr：4%，Cr23C6全部溶入A体中(A稳定性↑)，淬透性↑；★V：<1.5%，V形成C4V3或VC非常稳定、极难溶解、硬度极高(大大超过W2C)，↑硬度和耐磨性作用很大。常用高速钢是W18Cr4V和W6Mo5Cr4V2，简称18-4-1和6-5-4-2。前者的过热敏感性小，磨削性好，但由于热塑性差，通常适于制造一般高速切削刀具，如车刀、铣刀、绞刀等；由于后者的耐磨性、韧性和热塑性较好些，适于制造耐磨性和韧性很好配合的高速刀具，如丝锥、齿轮铣刀、插齿刀等。车刀

5、铣刀钻头b.高速钢的热处理由于高速钢的合金元素含量多，使得它的C曲线右移，淬火临界冷却速度大为降低，在空气中冷却就可得到马氏体组织，因此高速钢也被俗称为风钢（锋钢）。同样因为合金元素的作用，使Fe-Fe3C相图中的E点左移，这样在高速钢铸态组织中出现大量的共晶莱氏体组织，鱼骨状的莱氏体及大量分布不均匀的大块碳化物，使得铸态高速钢既脆又硬，无法直接使用。W18Cr4V钢的铸态组织锻造：鱼骨状碳化物不能用热处理来消除,只能依靠反复多次锻打来击碎。铸造→锻造→球化退火→机加工→淬火+三次570℃回火→磨削加工W18Cr4V钢的生产工艺及热处理特

6、点：★锻造比要大(>10)★三镦三拔，打碎、揉匀鱼骨状碳化Ld′；★缓慢升温，两次预热，缓冷；★渐变形：由小到大；A’25%15～18%3～5%1～2%M回+K+A’少W18Cr4V钢的热处理过程示意图1）球化退火：硬度↓，消除应力，改善切削性能，为淬火作好组织准备；2)缓慢预热：该钢导热差、塑性低，温升快会开裂；3)淬火温度高：K十分稳定,必须高温才使合金元素溶入到奥氏体中去，↑红硬性；4)三次高温回火：A′多（20～25%）,一次回火难以全部消除，而且后一次回火可消除前一次回火中产生的内应力。铸造→锻造→球化退火→机加工→淬火+三次5

7、70℃回火→磨削加工W18Cr4V钢淬火、回火后的组织M回+颗粒状碳化物+A’（少量）未溶KM回+A'（5）硬质合金硬质合金是把一些高硬度、高熔点的粉末（WC、TiC等）和胶结物质（Co、Ni等）混合、加压、烧结成形的一种粉末冶金材料。特点：硬度极高（89-91HRA）、热硬性好（切削温度达1000℃）、耐磨性好。硬质合金分两类：1）钨钴类：YG+数字表示，如YG8表示Co含量8％，WC含量92％的钨钴类硬质合金。2）钨钴钛类：YT+数字表示，如YT15表示Ti含量15％，其余为WC、Co的钨钴钛类硬质合金。YW1和YW2称为通用或万能硬

8、质合金汽车冲压模具（1）冷作模具钢制造金属冷成型模具的钢种a.性能要求1）高硬度和耐磨性。2）足够的强度和韧性。3）良好的工艺性。2.模具钢用以制造冷热模具的钢种。Cr12钢●碳素工具钢和低合