第五章 合金钢课件.ppt

合金钢：为了改善钢的性能，在碳钢的基础上特意地加入一种或几种合金元素所形成的钢。 一 、合金元素的存在形式： 1.非碳化物形成元素: Ni、Si、Co、Al、Cu等，它们与碳不形成碳化物，但可固溶于Fe中形成固溶体。 2.碳化物形成元素 与碳形成碳化物的合金元素叫做碳化物形成元素，如：Ti、V、Mo、Cr等； 按照碳化物形成元素所形成的碳化物的稳定程度由强到弱的排列顺序为：Ti、Zr、Nb、V、W、Mo、Cr、Mn、Fe； 其中Ti、Zr、Nb、V是强碳化物形成元素，W、Mo、Cr是中强碳化物形成元素，Mn、Fe是弱碳化物形成元素； 二、合金元素的主要作用 2、形成合金碳化物，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。 ⑴ Ti、Nb、V为强碳化物形成元素，碳化物的稳定性、熔点、硬度、耐磨性高，如TiC、VC等。 ⑵ W、Mo、Cr为中碳化物形成元素，碳化物的稳定性、熔点、硬度、耐磨性较高，如W2C等。 ⑶ Mn、Fe为弱碳化物形成元素，碳化物的稳定性、熔点、硬度、耐磨性较低，如Fe3C等。 弥散强化 ㈡ 合金元素对Fe-Fe3C相图的影响 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。 当Mn?13%或Ni?9%时，S点降到0℃以下，室温下为单相奥氏体组织，称奥氏体钢。 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。 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、对临界点的影响 扩大奥氏体相区的元素，能使A3和A1点降低，缩小奥氏体相区的元素能使A3和A1点升高。 所有合金元素均使E点和S点左移，即这两点的含碳量下降，使碳含量比较低的钢出现过共析组织（如4Cr13）或共晶组织（如W18Cr4V）。 ㈢ 对热处理过程的影响 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： 碳、氮化物形成元素阻碍奥氏体晶粒长大。 ⑴ Zr、Ti、Nb、V、Al强烈阻止晶粒长大。 ⑵ W、Mo、Cr为中等影响因素 ⑶ Si、Ni、Cu影响不大。 (4) C、Mn、P促进长大。 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。非碳化物形成元素只使C曲线右移，但不改变C曲线的形状。碳化物形成元素，不仅右移，而且改变C曲线的形状，使珠光体和贝氏体转变区域分开，形成“双鼻子” 常用提高淬透性的元素为： Cr、 Mn、Si、Ni、B。 ⑵ 对Ms、Mf点的影响：除Co、 Al外,所有元素都使Ms、Mf点下降。 相同含碳量下，合金钢中残余奥氏体比碳钢中多 3、对回火转变的影响 ⑴ 提高回火稳定性：淬火钢在回火过程中抵抗硬度下降的能力称回火稳定性。 合金元素能阻碍马氏体分解及碳化物的析出与聚集。 ⑵ 产生二次硬化 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,使硬度不仅不下降，反而升高的现象称二次硬化。(一般为500-600) 二次淬火：高合金钢中回火时A’转变为M回，导致硬度升高的现象。 ⑶ 防止第二类回火脆性 加W、Mo可防止第二类回火脆性。 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。 合金钢的编号： 2.1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。 所有合金钢的合金元素量标法相同 例如：20MnVBA、36Mn2Si、40CrNiMo等。 ⑵ 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，这一位数字表示平均含碳量的千分之几，如8MnSi. 当含碳量大于1.00%时，不标含碳量。 高速钢不标含碳量，如W6Mo5Cr4V2(含0.85%C). 含铬量小于1%时，在含铬量(以千分之一为单位)前加数字“0”，如Cr06