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第七章 合金钢 本章内容 7-1概论 7-2合金结构钢 7-3合金工具钢 7-4特殊性能钢 7-1概论 碳钢在性能上的不足： 淬透性低? 碳钢水最大淬透直径:10mm-20mm ?强度和屈强比较低? 普通碳钢Q235钢的σs为235MPa 低合金结构钢16Mn的σs为360MPa以上 ??? (3) 回火稳定性差 (4) 不能满足特殊性能要求 抗氧化 耐蚀 耐热 耐低温 耐磨 特殊电磁性 一、合金元素在钢中的作用 1、合金元素在钢中的存在形式 2、合金元素对力学性能的影响 二、合金元素对铁碳相图的影响 改变了奥氏体相区的范围 改变E、S点位置 S点左移，减低了共析点的含碳量。 例：Wc=0.4% WCr=14%的钢具有过共析钢组织 E点左移，使出现莱氏体的含碳量降低。 例：高速钢铸态组织中出现莱氏体 三、合金元素对热处理的影响 加热 冷却 回火 （1）合金元素对加热转变的影响 　a）大多数合金元素（ 除镍、钴以外）都减缓钢的奥氏体化过程。 合金钢在热处理时，要相应地提高加热温度或沿长保温时间，才能保证奥氏体化过程的充分进行。 b）几乎所有的合金元素（除锰以外）都能阻止奥氏体晶粒的长大，细化晶粒。 尤其是碳化物形成元素钛、矾、钼、钨、铌、锆等 （2）合金元素对冷却转变的影响 　　a）大多数合金元素（除钴以外），都能提高过冷奥氏体的稳定性，使C曲线位置右移，临界冷却速度减小，从而提高钢的淬透性。　 　合金元素对钢的淬透性的影响： 钼、锰、钨、铬、镍、硅、矾 通过复合元素，采用多元少量的合金化原则，对提高钢的淬透性会更有效。 　b）除钴、铝外，多数合金元素溶入奥氏体后，使马氏体转变温度Ms和Mf点下降，钢的Ms点越低，Ms点至室温的温度间隔就越小，在相同冷却条件下转变成马氏体的量越少。 凡是降低Ms点的元素都使淬火后钢中残余奥氏体含量增加。而钢的残余奥氏体量的多少，对钢的硬度、尺寸稳定性、淬火变形均有较大影响。 （3）合金元素对淬火钢回火转变的影响 a）对淬火钢回火稳定性的影响。 ——淬火钢在回火过程中抵抗硬度下降的能力称为回火稳定性。 b）二次硬化 碳化物形成元素 铬、钨、钼、钒 c）回火脆性 含铬、镍、锰、硅等元素的合金结构钢450～600℃ 防止： 回火后采用快冷 四、合金钢编号 1、合金结构钢编号： 两位数字+元素符号+数字+· · · 脱氧方法、质量等级 2、合金工具钢与特殊性能钢 一位数字（或没有数字）+元素+数字+… 5）专用钢 拼音 + 数字 + 元素符号 + 数字 7-2 合金结构钢 低合金结构钢 合金渗碳钢 合金调质钢 合金弹簧钢 滚珠轴承钢 一、低合金结构钢（普通低合金钢） 用途 主要用于制造桥梁、船舶、车辆、锅炉、高压容器、输油输气管道、大型钢结构等。 2. 性能要求? 高强度：一般屈服强度在300MPa以上。 (2) 高韧性：要求延伸率为15%～20%，室温冲击韧性大于600kJ/m2～800kJ/m2。对于大型焊接构件，还要求有较高的断裂韧性。 (3) 良好的焊接性能和冷成型性能。 (4) 低的冷脆转变温度。 (5) 良好的耐蚀性。 3. 成分特点? 低碳：由于韧性、焊接性和冷成形性能的要求高，其碳含量不超过0.20%。 (2) 加入以锰为主的合金元素。 (3) 加入铌、钛或钒等辅加元素：少量的铌、钛或钒在钢中形成细碳化物或碳氮化物，有利于获得细小的铁素体晶粒和提高钢的强度和韧性。??? 此外，加入少量铜（≤0.4%）和磷（0.1%左右）等，可提高抗腐蚀性能。加入少量稀土元素，可以脱硫、去气，使钢材净化，改善韧性和工艺性能。 4、常用低合金结构钢牌号、成分、性能及用途188页表6-1/6-2 Q340(16Mn) 我国低合金高强钢中用量最多、产量最大的钢种。使用状态的组织为细晶粒的铁素体—珠光体，强度比普通碳素结构钢Q235高约20%～30%，耐大气腐蚀性能高20%～38%。??? Q420(15MnVN)? 中等级别强度钢中使用最多的钢种。强度较高，且韧性、焊接性及低温韧性也较好，被广泛用于制造桥梁、锅炉、船舶等大型结构。??? Q460E-Z35——鸟巢、水立方用钢 Z向性能钢板 适用于钢结构用钢板、造船、海上采油平台、锅炉压力容器等重要焊接构件的钢板,要求厚度方向有良好的抗层状裂性能。 不仅要求沿宽度方向和长度方向有一定的力学性能，而且要求厚度方向有良好的抗层状撕裂的性能。钢板的抗层状撕裂的性能采用厚度方向拉伸试验的断面收缩率来评