工程材料-第七章_工业用钢解析.ppt

主要内容： 钢的分类和编号 钢中的杂质及合金元素 结构钢 工具钢 特殊性能钢 第一节　钢的分类和编号 一、钢的分类 　1.按化学成分分类 　2.按用途分类 　3.按金相组织分类 　4.按质量分类 汽车四缸压铸模 普通热锻模 型板压铸模 第七章 工业用钢－§7.4 工具钢 第七章 工业用钢－§7.4 工具钢 三、量具钢（Gauge Steel） 量具钢是制造计量工件尺寸的工具的金属材料。 　 量具钢的性能要求： 　　 保持尺寸精度（或尺寸稳定性）是量具最基本的性能要求。 　 ①高的硬度和耐磨性。HRC58～64。 　　 ②高的组织稳定性。尽量减少残余奥氏体量。 　　 ③良好的耐腐蚀性。 　 量具钢的成分特点： 　 ①高碳：保证高的硬度，并形成足够多的碳化物以提高耐磨性。 　　 ②合金元素：Cr、Mn、W等，提高淬透性、耐磨性。 第七章 工业用钢－§7.4 工具钢 量具钢 （1）化学成分特点 　　 高碳：0.9～1.5%；合金元素： Cr、Mn、W等。 　　 高的含碳量保证形成足够的合金碳化物提高硬度及耐磨性。 （2）典型钢号 　　 低合金工具钢：CrWMn、GCr15 　　 碳素工具钢：T10、T12 （3）热处理特点 　　 球化退火→淬火→冷处理→长时间低温回火→人工时效 （4）组织和性能 组织：M回＋k＋A?(少量)，硬度：HRC58～64。 （5）应用 　　 游标卡尺、千分尺、直尺、塞尺、块规等。 淬火后继续冷至－70～－80?C，减少A 提高钢的组织稳定性 低温回火后在120～130?C长时间保温，进一步稳定尺寸 千分尺 第七章 工业用钢－§7.4 工具钢 千分尺 卡尺 卡尺 第七章 工业用钢－§7.4 工具钢 塞尺 量规 量规 第七章 工业用钢－§7.4 工具钢 块规 第七章 工业用钢－§7.5 特殊性能钢 第五节　特殊性能钢 特殊性能钢是指具有特殊的物理、化学性能的钢。 　特殊性能钢主要有不锈钢和耐热钢。 不锈钢棒 锅炉管 不锈钢刀 第七章 工业用钢－§7.5 特殊性能钢 一、不锈钢（Stainless Steel） 　不锈钢是能抵抗大气或酸等化学介质腐蚀的钢种。 　不锈钢又称不锈耐酸钢。 　 金属腐蚀的形式： 　 ①化学腐蚀 　金属与介质（干燥气体和非电解质溶液）直接发生化学反应而产生的腐蚀，称为化学腐蚀。例如氧化。 　　 ②电化学腐蚀 　金属与介质（电解质溶液，即酸、碱、盐溶液）由于形成原电池而发生电化学反应所产生的腐蚀，称为电化学腐蚀。 　　电化学腐蚀是金属腐蚀的主要形式。 电化学腐蚀的过程： 　两种金属放入电解液，由于电极电位不同而形成原电池。 　电极电位高的金属（Cu）为阴极，电极电位低的金属（Fe）为阳极。 　阳极不断被溶解，转变为离子态而进入电解液中，同时有电子从阳极流向阴极而形成电流。而阴极不会被腐蚀，当得到电子后便放出氢气。 第七章 工业用钢－§7.5 特殊性能钢 Fe-Cu原电池原理图 H2SO4水溶液 Fe Cu － ＋ H2 e Fe2+ 阴极 阳极 　合金中的原电池： 　在合金中，由于组成合金的相不同，而不同相的电极电位有高有低，因此就会形成无数个原电池。 第七章 工业用钢－§7.5 特殊性能钢 举例： 　钢中的珠光体，由F和Fe3C组成，F的电极电位低，为阳极，Fe3C的电极电位高，为阴极，如果钢的表面覆盖了酸性介质（如酸雨）,则作为阳极的F（钢的基体）就会被腐蚀掉，从而造成钢的腐蚀。 珠光体腐蚀示意图 第七章 工业用钢－§7.5 特殊性能钢 防止金属电化学腐蚀的措施： 室温下获得单相组织 例如：加入＞24%Ni，室温下可获得单相奥氏体组织。 　　　　加入＞13%Cr，室温下可获得单相铁素体组织。 提高金属基体的电极电位 例如：加入＞13%Cr，Fe的电极电位从－0.56V跃增至0.2V。 金属表面形成钝化膜 例如：加入Cr、Al、Si可在金属的表面形成致密的氧化膜，将金属与介质分隔开。 马氏体不锈钢（Martensitic Stainless Steel） （1）化学成分特点 　　 碳含量：0.1～0.45%；铬含量：12～14% （2）典型钢号 　　 Cr13型：1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13 （3）热处理特点及组织 　　 预备热处理：完全退火或高温回火。 　　 最终热处理：淬火（1000～1100?C）→ 回火。 　　 　1Cr13、2Cr13的回火：高温回火（600～700?C），组织：S回。 　　 　3Cr13、4Cr13的回火：低温回火（200