第4章合金钢详解.ppt

用途：制造各种滚动轴承的元件，如滚珠、滚柱和 内外套圈等。 滚珠轴承 滚针轴承 滚柱轴承 6.合金工具钢 成分特点：高碳（Wc=0.8~1.5%），保证高硬度和高 耐磨性；加入Cr、Mn、Si、W、V等合金元素，以提高钢 的淬透性、回火稳定性硬度和耐磨性。 热处理：球化退火→切削加工→淬火+低温回火 组织：回火马氏体＋细小碳化物＋少量A残 ①低合金刃具钢 刃具钢、模具钢、量具钢 性能特点：具有高的硬度、耐磨性，低的热硬性， 足够的强度和韧性。 热硬性是指钢在高温下保持高硬度的能力(亦称红硬性)。 用途：用于制造各种低速 切削的刃具（最高工作温度 ＜300℃）和一些冷冲模具。 丝锥 板牙 ②高合金刃具钢——高速钢 成分特点（W18Cr4V）： 高碳 0.7～1.6%：保证高硬度。 钨18%：形成碳化物；在560℃左右回火时，弥散析 出W2C，造成二次硬化，提高钢的红硬性。 钼5%：1%Mo的作用等同于2%W。 铬4%：形成碳化物；提高钢的淬透性。 钒1.5%：形成VC，硬度极高，提高钢的硬度和耐磨 性，产生二次硬化。 工艺路线：铸造→锻造→球化退火→机加工→淬火 ＋三次570℃回火→磨削加工。 W18Cr4V钢的生产工艺及热处理特点 铸造:高速钢属于莱氏体钢,铸态组织中含有大量呈鱼骨状分布的粗大共晶碳化物,使钢的韧性大幅下降。 铸态组织 锻造：鱼骨状碳化物不能用热处理来消除,只能依靠反复多次锻打来击碎。 球化退火：消除应力，降低硬度，便于机加工，为淬火作好组织准备。 退火后的组织 :S+粒状碳化物 淬火 : 1280℃； 淬火后的组织：M+粒状碳化物+A残(20～30%) 三次570℃回火 ：消除A残；并产生二次硬化 回火后的组织：回火M+细粒状碳化物+A残(1～2%) W18Cr4V钢的热处理过程示意图 性能特点：高硬度、高耐磨性、高的红硬性（600℃ 时，HRC63以上），有一定的强度和韧性。 用途：制造高速切削用的车刀、刨刀、钻头、铣刀等。 车刀 铣刀 钻头 ③冷作模具钢 成分特点：高碳（Wc=1~2%），保证高硬度和高耐磨 性；加入Cr、Mo、W、V等合金元素提高钢的淬透性、 耐磨性、耐回火性和热硬性。 热处理特点 一次硬化法:淬火+低温回火 二次硬化法:淬火+三次回火( 510～520℃ )，适用于 在400℃~450℃温度下工作的模具。 组织：回火马氏体＋粒状碳化物＋A残 工作温度200～300℃ 性能特点：高的硬度、高的耐磨性以及足够的强度 和韧性。 用途：制造各种冷冲模、冷镦模、冷挤压模和拉丝 模等，常用Cr12型冷作模具钢。 汽车车门模具 ④热作模具钢 成分特点：中碳（Wc=0.3~0.6%），保证较高的韧性 和耐热疲劳性；加入Cr、Ni、Mn、Mo、W、V等合金元 素提高钢的淬透性、耐回火性、耐热疲劳性和热硬性。 热处理特点：淬火+高温回火（热硬性要求高时可用 二次硬化法，即淬火+三次回火）。 组织：回火索氏体或回火托氏体 工作温度600℃以上 性能特点：具有较高的强度和韧性，良好的导热性、 耐热疲劳性、高的热硬性和高温耐磨性。 用途：用于制造各种热锻模、热压模、热挤压模和 压铸模等。 汽车四缸压铸模 ⑤量具钢 量具没有专用钢种。 简单量具 —— T10、T12A钢等。 高精度量具 —— 低合金刃具钢，如9SiCr、CrWMn等。 热处理特点：淬火+冷处理+低温回火+时效处理 组织：回火马氏体（+碳化物） 性能特点：高的硬度和耐磨性、良好的尺寸稳定性。 用途：制造各种测量工具，如千分尺、游标卡尺等。 卡 尺 量 规 千分尺 7.特殊性能钢 ①不锈钢 具有抵抗大气或其它介质腐蚀的钢。 金属腐蚀的种类: 化学腐蚀 ——金属表面与周围介质直接发生化学反 应而引起的腐蚀。如高温氧化，钢的脱碳。 电化学腐蚀——金属材料与电解质溶液接触，通过 电极反应产生的腐蚀。 成分特点： 低碳——耐蚀性要求愈高，碳含量愈低。 合金元素——主加Cr，辅加Ni、Mo、Cu、Ti、Mn等。 金属的防腐： “多相”易腐蚀，“单相”不易腐蚀； 两极若电极电位接近耐腐蚀(Cr、Ni提高基体电极 电位)； 表面致密的氧化膜也耐腐蚀(Al2O3、Cr2O3)。 常用不锈钢 马氏体型不锈钢：属铬不锈钢 0Cr13~2Cr13 含C量低，具有良好的塑、韧性，可进行深冲、卷边、焊接等，制造不锈钢结构件（如汽轮机叶片等）。热处理工艺为淬火+高温回火。 3 Cr13、4Cr13 强度、硬度较高，焊接性差，用于制作耐蚀工件，如医疗器械、不锈轴承。热处理工艺为淬火+低温回火。 应用：弱腐蚀介质如大气、海水、淡水、水蒸汽。 医用镊子 铁素体型不锈钢：属铬不锈钢 组织为单相铁素体，不能进行热处理强化，可冷塑性变形强化。 应用：化工