1、7. 合金钢,碳钢的缺点 淬透性低； 强度低； 特殊性能（耐热、耐磨、耐腐蚀）差。 常见合金元素的分类 非碳化物形成元素：Ni、Co、Cu、Si、Al、N、B等。 弱碳化物形成元素：Mo、Cr、Mn、Fe等。 强碳化物形成元素：Zr、Nb、Ti、V、W等。,合金元素在钢中的存在状态,非碳化物形成元素：固溶于铁素体内 弱碳化物形成元素：形成合金渗碳体(Fe、M)3C 强碳化物形成元素：形成特殊碳化物。,合金元素对铁碳合金相图的影响,奥氏体形成元素：Ni、Mn等扩大A区，降低共析温度 铁素体形成元素Cr、Mo、W、V、Ti等缩小A区，提高共析温度。,合金元素对钢的热处理的影响,合金元素除Co、Ni
2、外，都阻碍碳原子的扩散，因而对热处理影响极大： 奥氏体化：需要更高温度和更长的保温时间； 过冷奥氏体的分解：更困难； 马氏体的分解：需要更高温度和更长的保温时间,合金钢的回火,二次硬化现象：合金钢回火时，由于特殊碳化物的析出，使钢的硬度不但不降低，反而升高的现象。 回火脆性 低温回火脆性：第一类；不可逆 高温回火脆性：第二类；可逆。,合金钢的分类,合金结构钢： 包括普通低合金钢、渗碳钢、调质钢、弹簧钢、轴承钢、易切钢、超高强度钢 合金工具钢 刃具钢 模具钢 量具钢 特殊性能钢 不锈钢 耐热钢 耐磨钢,普通低合金钢,成分特点：低碳(0.2%),低合金(3%) 热处理方式:材料原状态-退火或正火，
3、成型后一般不热处理。 组织特点：F为主，有少量P 性能特点：塑韧性良好，加工性能良好。 典型牌号：16Mn 主要用途:强度要求高或截面积较大的结构件，如桥梁、船舶、压力容器等。,渗碳钢,成分特点：低碳低合金 热处理方式：渗碳+淬火+低温回火 组织特点：表层高碳M，心部F 性能特点：外坚内韧 典型牌号：20CrMnTi 主要用途：重要齿轮,典型渗碳件工艺举例,零件名称：凸轮轴齿轮 技术要求： 渗碳层深度：1.01.5mm 渗层浓度：0.81.0%C 齿表面硬度：HRC55 60 心部硬度： HRC30 45 选用材料：20CrMnTi,生产工艺路线：下料锻造正火加工齿形渗碳预冷淬火低温回火喷丸,
4、调质钢,成分特点：中碳低合金 热处理方式：调质 组织特点：回火索氏体 性能特点：强韧性好 典型牌号：45、40Cr 主要用途：重要轴、连杆、齿轮等,典型调质件工艺分析,零件名称：汽缸螺栓 性能要求： b900N/mm2 s700N/mm2 5 12% 50% aK 80J/cm2 HB=300341 选用材料：40CrMo,生产工艺路线：下料锻造正火粗加工调质精加工喷丸,弹簧钢,成分特点：中高碳、低合金 成型方式：热成型、冷成型 热处理方式：淬火+中温回火 组织特点：回火屈氏体 性能特点：高弹性 典型牌号：65Mn、60Si2Mn 主要用途：各类弹簧,典型弹簧件工艺分析,零件名称：汽车板簧 选
5、用材料：60Si2Mn 生产工艺路线：扁钢下料加热压弯成型淬火中温回火喷丸,滚动轴承钢,成分特点：高碳(1%)、低合金。 热处理方式： 预处理：球化退火 终处理：淬火+低温回火 组织特点：回火马氏体 性能特点：高硬度、高耐磨性 典型牌号：GCr9、GCr15 主要用途：滚动轴承套及滚珠。,超高强度钢简介,概念：强度b1500N/mm2的钢 种类： 低合金超高强度钢：中碳低合金钢 中合金超高强度钢：二次硬化 高合金超高强度钢：马氏体时效钢,刃具钢,刃具钢的性能要求 高硬度：高含碳量 高耐磨性：细小弥散的碳化物 高的热硬性：高的回火稳定性。 刃具钢的种类 碳素刃具钢：T8、T10、T12 低合金刃
6、具钢：9SiCr 高速钢：W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2,碳素刃具钢,优点：价格低廉 缺点：淬透性差，硬度和耐磨性不够高。 常见牌号：T7、T8、T9、T10、T12 热处理方式：淬火+低温回火 主要用途：手工工具,木工钻,低合金刃具钢,成分特点：高碳低合金 热处理方式：淬火+低温回火 常见牌号：9SiCr、CrWMn 主要用途：需要高硬度的低速工具，如丝锥、板牙、绞刀、搓丝板、冷冲模。,低合金工具钢扳手,高速钢,成分特点：高碳高合金 合金元素的作用： C：提高淬硬性 Cr：提高淬透性 W：提高热硬性 V：提高耐磨性。,高速钢铣刀,刃具,高速钢的锻造与热处理,锻造：使碳化物破碎成颗粒状
7、退火：降低硬度，便于切削加工 淬火：得到马氏体 多次回火：消除A残，并使碳化物充分析出。 蒸汽处理：防止切粘着,W18Cr4V钢的铸态组织,硬质合金,成型方式：粉末冶金 特点：由强化相（占80%以上）和少量粘接金属粉末构成。 种类： 钨钴类：加工铸铁、有色金属、塑料等 钨钴钛类：加工合金钢、耐热钢等 钢结硬质合金：生产复杂刀具，如麻花钻头、铣刀等。,冷作模具钢,典型牌号：Cr12MoV 成分特点：高碳高合金 热处理方式；淬火+低温回火+表面处理 性能特点：热处理变形极小。 用途：冷变形模具，如冷冲模、冷挤压模、冷镦模等。,热作模具钢,性能要求 高强度和高韧性； 良好的抗热疲劳性能； 良好的导热
8、性及回火稳定性； 足够的淬透性。 典型牌号： 5CrMnMo 成分特点：中碳低合金 热处理方式：淬火+中（高）温回火,不锈钢,金属的腐蚀 化学腐蚀 电化学腐蚀 防止腐蚀的冶金方法： 形成单相固溶体并提高其电极电位； 表面形成致密的氧化膜。,常见不锈钢简介,铁素体不锈钢：Cr17系列 特点：单相铁素体钢。价廉，塑性较好，但强度低 马氏体不锈钢：Cr13系列 不锈结构钢：1Cr13、2Cr13 不锈工具钢：3Cr13 奥氏体不锈钢：Cr18Ni9系列 特点：强度较高，加工性能良好。 热处理：固溶处理；稳定化处理；去应力退火。,耐热钢,钢的耐高温性能 热强钢：高温下保持高强度 抗氧化钢：抗高温氧化能力 提高耐热性的途径 提高强度：加入Cr、Mo、V、Ti等 抗氧化：加入Cr、Al、Si等 常用耐热钢 珠光体耐热钢： 马氏体耐热钢：即马氏体不锈钢 奥氏体耐热钢：即奥氏体不锈钢,耐磨钢高锰钢,成分特点：高碳高锰 性能特点：具有良好的韧性，同时具有突出的形变硬化能力。该钢不能锻造，也难以进行切削加工，只能铸造成型。 典型牌号：ZGMn13 热处理：水韧处理 组织：单相奥氏体 用途：破碎机齿板、挖掘机铲齿、铁轨道岔等。,
