第章金属材料讲解.ppt

第二章 金属材料 工业材料的脊梁—钢铁 丰富多彩的非铁金属材料 第一节 钢铁材料 二、合金钢 三、 合金结构钢 6、易切削钢 四、合金工具钢 1、合金刃具钢 四、特殊性能钢 1、不锈钢 1. 不锈钢（续） 2. 耐热钢 3. 耐磨钢 * * 工程材料的分类： 胶粘剂 涂料 钢铁——现代工业化的基础 九大应用领域： 电力系统中的工业锅炉、转子、铁芯等 汽车工业 机床与工程机械 铁路与桥梁 船舶与海上钻井平台 兵器 石油开采机械 化工容器与管道 建筑钢筋和构架 五光十色的有色金属（或非铁金属） （1）轻合金 铝，钛，镁，钙，钾，钠，钡等 （2）重合金 铜，锡，镍，铅，钴，锑等 （3）贵金属 金，银，铂族金属（铂、铑、钯、铱、锇）等 （4）难熔金属 钨，钼，钛，锆，钒，铌等 （5）稀土金属等等 铸铁 碳钢 合金钢 灰铸铁 球墨铸铁 可锻铸铁 蠕墨铸铁 碳素结构钢 碳素工具钢 普通碳素结构钢 优质碳素结构钢 合金结构钢 合金工具钢 特殊性能钢 一、钢铁的主要分类 合金钢 工程构件用钢（低合金高强度结构钢） 机械零件用钢 渗碳钢 调质钢 弹簧钢 滚动轴承钢 易切削钢 刃具钢 模具钢 量具钢 低合金刃具钢 高速钢 热模具钢 冷模具钢 合金结构钢 合金工具钢 特殊性能钢 不锈钢 耐热钢 耐磨钢 合金钢的编号 1、合金结构钢 基本组成：“两位数字+元素符号+数字+……” 如：20CrMnTi；18Cr2Ni4WA 等 2、合金工具钢 基本组成：“一位数字（或无数字）+元素符号+数字+……” 如：9SiCr；CrWMn 等 3、特殊编号钢 不锈钢 如 0Cr13Al、00Cr12等 滚动轴承钢 如 GCr15、GCr9 等 高速钢 如 W18Cr4V 等 易切削钢 如 Y12、Y40Mn 等 1、普通低合金结构钢（低合金高强钢） 用途：建筑结构、桥梁、容器等用钢 性能要求：良好的焊接性和冷成形性 成分特点：低碳 ωc? 0.25%， ωAE 3% 加入以锰为主的合金元素 牌号：如Q345A (旧国标16Mn) 热处理特点：一般为热轧空冷状态下使用； 必要时也可进行正火 鸟巢钢Q460——刚柔并济 2、合金渗碳钢 用途：变速齿轮、凸轮轴、活塞销等 性能要求： 表面硬度高 心部具有高韧性和高强度 有良好的热处理工艺性能 成分特点： 低碳 ωc=0.10~0.25% 加入提高淬透性的合金元素 加入少量阻碍奥氏体晶粒长大的合金元素 牌号：如20Cr；20CrMnTi 热处理特点： 渗碳+淬火+低温回火 例：用20CrMnTi钢制造汽车变速齿轮，技术要求：滲层深度为1.2~1.6mm，表面碳浓度为1.0%，齿顶硬度为58~60HRC，心部硬度为30~45HRC。 工艺路线为：下料→锻造→正火→齿形加工→渗碳 →淬火+低温回火→喷丸→磨齿 3、合金调质钢 用途：齿轮、轴类、连杆、螺栓等重要零件 性能要求： 具有高水平的综合机械性能 成分特点： 中碳 ωc =0.35~0.5% 加入提高淬透性的合金元素 Cr、Mn、Si、Ni、B等 牌号：如 40Cr；38CrMoAlA 等 热处理特点：调质 4、合金弹簧钢 用途：用于制造各种弹簧和弹性元件 性能要求： 高弹性极限 高疲劳强度 足够的塑性和韧性 成分特点： 中、高碳 ωC=0.5~0.7% 加入以Si、Mn为主的提高淬透性元素 牌号：如 65Mn；50CrVA 等 热处理特点：冷成形弹簧 铅淬，淬火+中温回火 热成形弹簧 淬火+中温回火 5、滚动轴承钢 用途：制造滚动轴承的零件用钢及量具、模具等 性能要求： 高的接触疲劳强度 高的硬度、强度和耐磨性 足够的韧性和耐蚀性 成分特点： 高碳， ωC=0.95~1.1%； Cr为主，辅加Si、Mn、V等。 牌号：如GCr15， GCr9 热处理：球化退火、淬火+低温回火 用途：可用于结构钢件和某些模具钢件等 性能要求： 降低切削力和切削热 减少刀具磨损，提高寿命 改善排屑性能，提高切削速度 成分特点： 低、中碳， ωC=0.08~0.45%； S为主，辅加Pb 、Mn、Ca等。 牌号：如Y15， Y40Mn，Y12Pb等 1、刃具钢 2、模具钢 3、量具钢 性能要求： 高的硬度和耐磨性 高的热硬性（即红硬性） 高的淬透性 足够的塑性和韧性 成分特点： 高碳，含W、Cr、V、Si、Mn等 类别： 常用热处理： 球化退火+淬火+___回火 低合金刃具钢 如 9SiCr 等 高速钢 如 W18Cr4V 等 例：用W18C