工程材料7要点.ppt

第二类回火脆性产生的原因，与合金元素促进了P，Sn，Sb，As等杂质在原A晶界偏聚有关，偏聚的结果减弱了晶界上原子间的结合力，晶界的断裂强度降低，产生脆性。 一般碳钢不产生第二类回火脆性，含有Cr、Ni，Mn等的合金钢第二类回火脆性倾向较大，W，Mo可减弱这种倾向。 使用性能以强韧性为主。 工艺性能以可焊性、冷变形性为主。 合金结构钢除少量为中高合金钢外，其余都是低合金钢。 二、低合金高强度结构钢 1、性能要求: ①高强度:σs＞300MN/m2 （300-650 MN/m2 ） ②高韧性：低温韧性（低温工作） 断裂韧性（焊接结构） ③良好焊接性能和冷成形性能 ④较高耐腐蚀性（大气、海洋等环境） 2、成分特点与合金化原则： ①低C:＜0.2% ②主加元素：以Mn、Si为主，Mn和Si固溶强化 ③辅加元素：V,Nb,Ti 等元素细化组织 Cu抗腐蚀;少量的稀土元素可改善韧 性和工艺性能。 3、热处理：热轧空冷后使用 4、使用状态下组织：F+P细 5、典型钢号及其应用： 按σs 分6级（300、350、400、450、500、600 MN/m2 ）: ①低强度级别:16Mn（Q345）一般工程结构 ②中等强度级别:15MnVN（Q420）大型桥梁,锅炉,船舶,焊接结构. ③高强度级别（500MN/m2 ） : 18MnMoNb高压锅炉,高压容器 一、渗碳钢——制造渗碳零件的钢种 1、性能要求： ⑴ 表硬里韧 ⑵ 良好淬透性和渗碳能力。 2、成分特点：低碳(0.1~0.25%C), 加Cr、Mn、Ni、B等元素 ① Cr、Mn、Ni、B：提高淬透性 ② Cr、Mn、Ni ：强化铁素体 ③ W、Mo、Ti、V ：细化晶粒 3、热处理特点 渗碳件的加工工艺路线为：下料→锻造→正火→机加工→渗碳→淬火（直接淬火、一次淬火，二次淬火） +低温回火 正火目的为调整硬度，便于切削加工。 淬火温度: Ac1+30-50℃。 4、使用状态下组织 心部：低碳M回+F 表层： 高碳M回+颗粒状合金碳化物+A’(少量) 5、常用钢号及用途 低淬透性钢：20、20Cr。用于受力小的耐磨件，如柴油机的活塞销、凸轮轴等。 中淬透性钢：20CrMnTi。用于中等载荷的耐磨件，如变速箱齿轮。 高淬透性钢：18Cr2Ni4WA。用于大载荷的耐磨件，如柴油机曲轴。 二、调质钢——调质后使用的钢种。 1、用途：齿轮、轴、连杆、高强螺栓 性能特点： 高水平综合机械性能, 能满足多种和较复杂的工作条件 成分特点与合金化原则： ①中C：0.3%～0.50%，以0.4左右为主 ②加入提高淬透性元素Cr, Mn, Si, Ni , B ③加入Mo,W消除回火脆性 ④细化晶粒：Ti、V 2、热处理及组织特点 调质件的加工工艺路线为：下料→锻造→退火→粗加工→调质→精加工→装配 调质目的:获得良好综合力学性能 为提高表面耐磨性，调质后 可进行表面淬火或氮化。 3、常用钢号及用途 ①低淬透性（油淬临界直径30- 40mm）: 40Cr,40MnB一般尺寸重要零件, 如齿轮,主轴 ②中淬透性（油淬临界直径40- 60mm）: 35CrMo截面尺寸较大零件, 如曲轴,连杆. ③高淬透性（油淬临界直径60- 100mm）: 40CrNiMo大截面重载重要零件,如汽轮机主轴、叶轮、航空发动机轴 三、弹簧钢——制造弹簧或类似性能零件的钢种。 1、性能要求 (弹簧是储存能量或缓和冲击的零件) 高的σs、σs/σb；足够的韧性 2、成分特点：中高碳 碳素弹簧钢为0.6~0.9%C；合金弹簧钢为0.45~0.7%C 合金元素作用： ① 提高淬透性、强化铁素体：Mn、Si、Cr ②??提高?s/?b：Si ③ ?细化晶粒,提高回火抗力：V 3、热处理及组织特点 ⑴ 冷成型弹簧：冷拔→冷成型→定型处理 用于φ10mm弹簧。 ⑵ 热成型弹簧： 热成型法弯曲成型→淬火+中温回火→喷丸 用于大截面弹簧（φ10mm） 使用状态下的组织：T回。 4、弹簧的表面质量 弹簧的表面质量对其寿命影响很大。 提高表面质量的方法： ①