第七章工程材料.ppt

§1????合金元素在钢中的作用 一、对钢中基本相的影响 1、溶于铁素体, 起固溶强化作用 非碳化物形成元素及过剩的碳化物形成元素都溶于铁素体，形成合金铁素体. Si、Mn对强度、硬度提高显著。Cr、Ni在适当范围内提高韧性。 2、形成碳化物，起强化相作用 合金元素与碳的亲和力从大到小的顺序为： Ti、Zr、Nb、V、W、Mo、Cr、Mn、Fe。 1、对奥氏体相区的影响 ⑴ Ni、Mn、Co、C、N等是扩大奥氏体相区的元素，使A1、A3点下降，A4点上升。 ⑵ Cr、Mo、Si、Ti、W、Al等是缩小奥氏体相区的元素，使A1、A3点上升，A4点下降。 当Cr?13%时，奥氏体相区消失，室温下为单相铁素体组织，称铁素体钢. 2、对E点和S点位置的影响 所有合金元素均使E点和S点左移， 碳含量比较低的钢出现过共析组织（如4Cr13） 碳含量比较低的钢出现共晶组织（如W18Cr4V） 三、对钢的热处理的影响 1、对奥氏体化的影响 ⑴ 对奥氏体形成速度的影响：除Ni、Co外，都减缓奥氏体化过程。 ⑵ 对奥氏体晶粒长大倾向的影响： 2、对过冷奥氏体转变的影响 ⑴对C曲线和淬透性的影响：除Co外，凡溶入奥氏体的合金元素均使C曲线右移，淬透性提高。 常用提高淬透性的元素为Mn、Si、Cr、Ni、B。 3、对回火转变的影响 ⑴ 提高回火稳定性（耐回火性）：淬火钢在回火过程中抵抗硬度下降的能力 合金元素能阻碍马氏体分解及碳化物的析出与聚集。 ⑵ 二次硬化 含高W、Mo、Cr、V钢淬火后回火时，由于析出细小弥散的特殊碳化物及回火冷却时A’转变为M回,使硬度不仅不下降，反而升高的现象称二次硬化。 ⑶ 防止第二类回火脆性 加W、Mo可防止第二类回火脆性。 §2 合金钢的分类及编号 一、钢的分类 1、按合金元素的总量分 2、按用途分 二、钢的编号 我国钢材的编号是采用汉语拼音字母、化学元素符号和阿拉伯数字相结合的方法。 采用汉语拼音字母表示钢产品的名称、用途、特性和工艺方法时，一般从代表钢产品名称的汉字的汉语拼音中选取第一个字母. 常用钢产品的名称、用途、特性和工艺方法表示符号（GB/T 221-2000） 1、低合金高强度钢 Q+最低屈服强度值+质量等级符号 Q表示“屈服强度”；屈服强度值单位是MPa； 质量等级符号为A、B、C、D、E。由A到E，其P、S含量依次下降，质量提高。 低合金高强度结构钢都是镇静钢或特殊镇静钢，其牌号中没有表示脱氧方法的符号。如Q345C。 根据需要，低合金高强度结构钢的牌号也可以采用两位阿拉伯数字（C%）和化学元素符号，如16Mn。 2、合金结构钢 两位数字（表示平均含碳量的万分之几）+合金元素符号+该元素百分含量数字+…… 当合金元素的平均含量小于1.50%时，只标元素符号，不标含量； 当合金元素的平均含量为1.50~2.49%、2.50~ 3.49%、3.50~4.49%、4.50~5.49%、……时，在相应的合金元素符号后标2、3、4、5 ……等数字。如20CrNi3。 高级优质钢在牌号后加字母A，如60Si2MnA。 特级优质钢在牌号后加字母E，如30CrMnSiE。 3、合金工具钢 含碳量+合金元素符号+该元素百分含量+…… 当含碳量小于1.00%时，含碳量用一位数字标明，数字表示平均含碳量的千分之几 9SiCr 当含碳量大于1.00%时，不标含碳量 Cr12MoV 4、不锈钢和耐热钢 含碳量+合金元素符号+该元素百分含量+…… 含碳量以千分之一为单位 低碳时，C%的标注 珠光体耐热钢含碳量的标注同结构钢。如15CrMo §3 低合金钢 1、性能要求 ⑴ 高强度及足够韧性。 ⑵ 良好的焊接性能。 ⑶ 良好的耐蚀性及低的韧脆转变温度。 2、成分特点 ⑴ 低碳：≤0.2%C ⑵ 合金元素：主要是Mn，还有少量V、Ti、Nb等。 3、热处理：大多数热轧空冷后使用。少数可用正火+高温回火处理。 4、使用状态下组织：F+P 5、用途： Q345钢(16Mn)综合性能好，用于船舶、桥梁、车辆等大型钢结构。 Q390钢含V、Ti、Nb，强度高，用于中等压力的压力容器。 Q460钢含Mo、B，正火组织为贝氏体，强度高,用于石化中温高压容器. §4 合金结构钢 制造渗碳零件的钢种 1、性能要求 ⑴ 表面具有高硬度、高耐磨性，心部具有足够的韧性和强度，即表硬里韧。 ⑵ 良好的热处理性能,如淬透性和渗碳能力。 2、成分特点 ⑴ 低碳：0.1~0.25%C ⑵ 合金元素作用： ① 提高淬透性： Cr、Mn、Ni、B ② 强化铁素体： Cr、Mn、Ni ③ 细化晶粒： W、Mo、Ti、