第八章合金钢.ppt
第八章 合金钢,第一节 合金元素在钢中的作用 一、与Fe和C的作用 1合金元素与Fe的作用,第八章 合金钢,第一节 合金元素在钢中的作用 一、与Fe和C的作用 1合金元素与Fe的作用,大多数合金元素能溶入铁索体，形成合金铁素体，产生固溶强化，使铁素体的强度、硬度提高。 2元素与C的作用 非碳化物形成元素溶入铁中形成固溶体,如 Ni、Co、Cu、Al、Si等; 碳化物形成元素在钢中与C化合成碳化物，按与碳的亲合力由弱到强排列为：Mn、Cr、Mo、W、V、Nb、Ti。,二、合金元素对FeFe3C平衡图的影响,1合金元素对奥氏体相区的影响(81221),二、合金元素对FeFe3C平衡图的影响,1合金元素对奥氏体相区的影响(81221),（1）扩大奥氏体区：合金元素如 Mn、Ni、Cu、N等。 （2）缩小奥氏体区：的合金元素如 Cr、Mo、Ti、Si等。 2合金元素对临界点和S、E点位置的影响 合金元素一般使FeFe3C平衡图的S、E点位置向左移。 三、合金无素对钢的热处理和力学性能的影响 1合金元素对钢加热转变的影响 大多数合金钢需加热到更高的温度，并保温更长的时间。,2合金元素 对奥氏体冷却转变的影响,2合金元素 对奥氏体冷却转变的影响,合金元素不同程度地提高过冷奥氏体的稳定性，使奥氏体等温转变图（C曲线）右移，马氏体临界冷却速度（VK）减小，从而提高钢的淬透性。 3合金元素对回火转变的影响 提高钢的耐回火性（回火稳定性） 二次硬化:回火时若钢中含有较强碳化物形成元素（如 W、Mo、V）较多时，在 500600回火后，将析出极细的特殊碳化物，从而引起回火钢硬度升高的现象。 综上所述，合金钢的力学性能比碳钢好，主要是因为合金元素提高了钢的淬透性和耐回火性，及细化奥氏体晶粒和使铁素体固溶强化的结果。所以，合金元素对钢的作用，大多要通过热处理才能发挥出来，故合金钢多在热处理状态下使用。,第二节 合金钢的分类,一按主要用途分 1.合金结构钢:主要用于重要的机械零件和工程结构； 2.合金工具钢:主要用于重要的工模具； 3.特殊钢：具备特殊的物理或化学性能，用于有特殊要求的零件。如不锈钢、耐热钢等。,二按合金元素的含量分,1低合金钢：钢中合金元素的质量分数总量不超过5%； 2中合金钢：钢中合金元素的质量分数总量为（510）%； 3高合金钢：钢中合金元素的质量分数总量大于10%。 三按金相组织分 按正火处理后的组织可分为珠光体类钢、马氏体类钢、贝氏体类钢、奥氏体类钢。 按退火状态的组织可分为亚共析钢（铁素体十珠光体）、共析钢（珠光体）。、,第三节 合金结构钢,一、低合金结构钢（普通低合金钢） 低合金结构钢：c=(0.100.25)%并含有少量（多在3%以下）合金元素的普通低碳结构 钢。通常在热轧或正火状态下使用。 常用牌号：16Mn：16表示平均含碳量为0.16%左右，Mn后无数字表示该元素的平均质量分数在1.5%以下。 这类钢成本低、产量大，主要用于较重要的工程结构，如大桥、电视塔、车辆、船舶等。,二、合金渗碳钢 合金渗碳钢：一般c=(0.120.25)%，主加合金元素是能显著提高淬透性的元素（Mn、Cr、Ni、B等）。 常用牌号： 20CrMnTi：20表示平均含碳量为0.20%左右，Cr、Mn、Ti后无数字表示该元素的平均质量分数在1.5%以下。 三、调质钢 合金调质钢一般c=(0.250.5)%，主加合金元素是Cr、Ni、Si、Mn等。 调质钢常用于制造要求综合力学性能好（强韧并兼）的各种重要零件，应用很广。 常用牌号：40Cr：40表示平均含碳量为0.40%左右，Cr后无数字表示该元素的平均质量分数在1.5%以下。,四、合金弹簧钢 合金弹簧钢一般c=(0.450.7)%，常加的合金元素是Si和Mn，有些弹簧钢中还加入Cr、W、V等合金元素。 五、滚动轴承钢 滚动轴承钢：c=(0.951.15)%，钢中加入铬增加钢的淬透性，对于大型轴承用钢，还加入Si、Mn等. 常用牌号：GCrl5：“G”代表滚动轴承钢，Cr后面的数代表大约cr的千分数. 六、易切削结构钢 易切钢牌号用“易”字汉语拼音首了母Y起头，其后两位数为平均Wc的万分数。,第四节 合金工具钢和高速工具钢,一、量具刃具及冷作模具用合金工具钢 1低合金工具钢 常用的低合金工具钢是9SiCr、CrWMn和9Mn2V。 9SiCr:用于制造要求淬火变形较小和刀刃细薄的低速切削工具，尤其是板牙、丝锥、搓丝板和绞刀等。 CrWMn钢其突出特点是淬火变形很小，故称为“微变形 钢”。主要用于制造要求淬火变形小的、较精密的低速切 削刀具、冷冲模具和耐磨零件（如淬硬精密丝杠）。 9Mn2V：部分代替CrWMn钢和T10A钢使用。 低合金工具钢常用的热处理是：锻造后进行球比退火，加工成工具后进行淬火再低温回火。,2高合金工具钢 常用牌号：Cr12和Cr12MoV 二、热作模具用合金工具钢 常用的热锻模具钢：5CrNiMo和5CrMnMo。 常用的热挤压模和压铸模钢：3Cr2W8V。 三、高速工具钢（高速钢） 1高速钢的主要性能和化学成分 c=(0.550.9)%，主加合金元素为W、Mo、V、Cr。 热硬性：钢在高温下保持高的硬度和耐磨性的能力。,2高速钢的热处理特点,2高速钢的热处理特点 淬火温度很高，回火温度高和多次回火。,3高速钢的种类和应用 （1）钨系高速钢：常用的牌号是W18Cr4V（简称 18-4-1钢），热硬性高，淬火温度范围稍宽，磨削性好，适于制造一般的高速钢刀具。 （2）钨钼系高速钢：常用的牌号是W6Mo5Cr4V2（6-5-4-2钢），热硬性、耐磨性与W18Cr4V钢差不多，主要优点淬火回火后的强度、韧性比W18Cr4V钢好，在9501100高温下的热塑性好，待别适于热轧、扭制等热加工成形的刃具（如麻花钻）和要求强度、韧性较高的工模具。 （3）超硬高速钢：常用牌号有W18Cr4VCo5、W12Cr4V5Co5、W6Mo5Cr4V2Co5等,热硬性超过普通高速钢。但大多强度和韧性较低，磨削性差,主要用于制造加工超高强度钢和特种合刃具。,第五节 特殊性能钢,一、不锈钢 1铬不锈钢(马氏体型不锈钢) 常用牌号有1Cr13、2Cr13、3Cr13、3Crl3Mo等， 2铬镍不锈钢（18-8型不锈钢） 常用牌号:1Cr18Ni9,呈非铁磁性 铬镍不锈钢经约1100固溶热处理（俗称“淬火”）后成为单相奥氏体，硬度比退火后还低，塑性更好，耐腐蚀性提高。所以，这类钢“淬火”不是为了提高强度、硬度，而是提高耐蚀性或降低硬度、改善塑性，以便于加工。这类钢强化的唯一方法是加工硬化。,二、其他特殊钢简介 1抗氧化钢和热强钢 抗氧化钢:ICr18Si2、1Al3Mn2MoWTi等都是这类钢。 热强钢:不锈钢中的Cr13型钢和Cr18Ni9型钢都可作为热强钢 2抗磨钢 高锰钢ZGMn13 一般都铸造成零件，经水韧处理和磨削加工后使用。主要用来制造坦克、拖拉机履带、碎石机齿板、挖泥机挡板等承受高压、冲击及强烈磨损的零件。,
