机械基础 作者 刘钢 3.ppt

第二节　低合金钢和合金钢 (3)按用途分类　按钢的用途可分为结构钢、工具钢和特殊用途钢三大类。三、低合金钢低合金钢是一类可焊接的低碳低合金工程结构用钢，主要用于车辆、铁道、房屋、桥梁、船舶、高压容器及大型军事工程等工程结构件。1.低合金高强度结构钢 表8-1　新旧低合金高强度结构钢标准牌号对照及用途举例 第二节　低合金钢和合金钢 2.低合金耐候素钢3.低合金专业用钢四、机械结构用合金钢机械结构用合金钢通常是在优质碳素结构钢的基础上加入一些合金元素而形成的钢种，主要用于制造各种机械零件，其质量等级都属于特殊质量等级，大多需经热处理后才能使用，按其用途及热处理特点可分为合金渗碳钢、合金调质钢、合金弹簧钢、滚动轴承钢等。1.合金渗碳钢2.调质用钢3.合金弹簧钢4.滚动轴承钢 第二节　低合金钢和合金钢 五、合金工具钢工具钢是指制造各种刃具、模具、量具的钢，相应地称为刃具钢、模具钢与量具钢。1.刃具钢(1)合金刃具钢　合金刃具钢的合金元素的质量分数一般不超过5%，wC＝0.75%～1.50%，它相当于在碳素刃具钢的基础上适量加入合金元素。(2)高速工具钢　高速工具钢(简称高速钢)用于制造高速切削刃具，在高速切削时其温度高达600℃，而硬度仍无明显下降，切削时能长期保持刃口锋利，故俗称为“锋钢”。 第二节　低合金钢和合金钢 0802.TIF 第二节　低合金钢和合金钢 图8-2　W18Cr4V高速钢的淬火、回火工艺 2.模具钢(1)冷作模具钢　冷作模具钢用于制作使金属冷塑性变形的模具，如冷冲模、冷镦模、冷挤压模等，工作时承受大的弯曲应力、压力、冲击及摩擦。(2)热作模具钢　热作模具钢用于制作使金属在高温下塑变成形的模具，如热锻模、热挤压模、压铸模等。(3)塑料模具钢　塑料模具包括塑料模和胶木模等。3.量具钢六、特殊性能钢 第二节　低合金钢和合金钢 特殊性能钢用来制造特殊环境下工作的零件。1.不锈钢(1)铬不锈钢　这类钢包括马氏体不锈钢和铁素体不锈钢两种类型，其中Cr13型不锈钢属马氏体不锈钢，可淬火获得马氏体组织。(2)铬镍不锈钢　这类钢含铬wCr＝18％～20%，含wNi＝8％～12%，经1100℃水淬固溶处理，在常温下呈单相奥氏体组织，故又称奥氏体不锈钢。2.耐热钢3.耐磨钢 第一节　钢的热处理原理 图7-3　共析碳钢的奥氏体化示意图a)奥氏体晶核形成　b)奥氏体晶核长大　c)残余渗碳体溶解　d)奥氏体均匀化 2.奥氏体晶粒长大及其控制(1)奥氏体晶粒度　奥氏体晶粒度是指将钢加热到相变点(亚共析钢为Ac3，过共析钢为Ac1或Accm)以上的某一温度并按给定时间保温所得到的奥氏体晶粒大小。 第一节　钢的热处理原理 图7-4　标准的晶粒度等级示意图 1)起始晶粒度是指在珠光体向奥氏体转变刚刚完成时奥氏体晶粒 第一节　钢的热处理原理 的大小。2)实际晶粒度是指钢在某一具体加热条件下实际获得的奥氏体晶粒的大小。3)本质晶粒度表示某种钢在规定的加热条件下，奥氏体晶粒长大的倾向，但不是晶粒大小的实际度量。(2)奥氏体晶粒度的控制　将钢加热到临界点以上时，刚形成的奥氏体晶粒都很细小。1)合理选择加热温度和保温时间　奥氏体形成后，随着加热温度的升高，保温时间的延长，奥氏体晶粒将会长大。2)选用含有合金元素的钢　碳与一种或数种金属元素所构成的化合物，称为碳化物。二、钢在冷却时的转变 第一节　钢的热处理原理 图7-5　两种冷却方式示意图a)等温冷却　b)连续冷却 第一节　钢的热处理原理 图7-6　共析碳钢过冷奥氏体等温转变曲线 1.过冷奥氏体的等温转变 第一节　钢的热处理原理 (1)共析钢过冷奥氏体等温转变图的特点　如图7-6所示为共析钢过冷奥氏体等温转变图。(2)共析钢过冷奥氏体等温转变产物的组织和性能1)珠光体转变　转变发生在A1～550℃温度范围内。2)贝氏体转变　贝氏体转变发生在550℃～Ms温度范围内。3)马氏体转变　快冷至Ms点以下而其冷却曲线不与C曲线相遇，则过冷奥氏体将发生马氏体转变。2.过冷奥氏体的连续冷却转变 图7-7　共析钢过冷奥氏体连续冷却转变图 第一节　钢的热处理原理 1)同一成分钢的连续冷却转变曲线位于等温冷却转变曲线右下方。2)连续冷却转变是在一个温度范围内进行的，转变产物的类型可能不只一种，有时是几种类型组织的混合。3)连续冷却转变时，共析钢不发生贝氏体转变。 第二节　钢的整体热处理 一、退火与正火退火与正火是钢件常用的两种基本热处理工艺方法，主要用来热处理钢制毛坯件，为以后切削加工和最终热处理作组织准备，因此，退火与正火通常又称为预备热处理。1.退火(1)完全退火　完全退火工艺是将亚共析钢工件加热到Ac3以上30～50℃，保温一定时间，