【2017年整理】§4-1.2合金钢的分类、牌号和应用.docVIP

【课题名称】 §4-1.2合金钢的分类、牌号和应用 【教学目标与要求】 1、了解合金钢的分类及牌号表示方法、性能和应用场合。 2、熟悉常用合金钢牌号的含义、特点及应用场合。 3、读懂合金钢牌号的含义。 4、熟悉常用合金钢的牌号的表示方法及其性能特点和应用。 【教学重点】常用合金钢的牌号及性能特点和应用场合。 【教学难点】常用合金钢的性能和应用场合。 【教学方法】 叙述性教学方法，例举实例 【教学安排】3学时 【教学过程】 合金元素对钢性能的影响 合金钢的定义：在碳钢的基础上加入其他元素的钢。 加入的其他元素就叫做合金元素 ２、常加入的合金元素： 硅（Ｓｉ）锰（Ｍｎ）铬(　Ｃｒ　)镍（Ｎｉ）钨（Ｗ）钼（Ｍｏ）钒（Ｖ）钛（Ｔｉ）铝（Ａｌ）硼（Ｂ）及 稀土元素（Ｒｅ） ３、合金元素在钢中的作用，是通过与钢中的铁和碳发生作用、合金元素之间的相互作用提高了钢的力学性能，改善钢的热处理工艺性能 二、合金钢牌号表示方法 1、合金结构钢的牌号：采用“两位数字＋元素符号＋数字”表示。前面的两位数字表示钢的平均碳含量的万分数，元素符号表示钢中所含的合金元素，而后面数字表示该元素平均含量的质量分数。当合金元素含量小于1.5%时，牌号中只标明元素符号，而不标明含量，如果含量大于1.5%、2.5%、3.5%等，则相应地在元素符号后面标出2、3、4等。例如60Si2Mn，表示平均碳含量为0.6%；含硅量约为2%，含锰量小于1.5%。 2、合金工具钢的牌号表示方法与合金结构钢相似，其区别在于：用一位数字表示平均碳含量的千分数，当碳含量大于或等于1.00%时则不予标出。如：9SiCr，其中平均碳含量为0.9%，Si、Cr的含量都小于1.5%；Cr12MoV，表示平均碳含量大于1.00%，铬含量约为12%，钼和钒的含量都小于1.5%的合金工具钢。 3、 除此之外，还有一些特殊专用钢，为表示钢的用途在钢号前面冠以汉语拼音，而不标出含碳量。如GCr15为滚珠轴承钢，“G”为“滚”的汉语拼音字首。还应注意，在滚珠轴承钢中，铬元素符号后面的数字表示铬含量的千分数，其他元素仍用百分数表示。如GCr15SiMn，表示铬含量为1.5%，硅、锰含量均小于1.5%的滚珠轴承钢。 三、合金钢结构钢 1. 工程结构用钢：工程结构用钢主要用于制造各种工程结构，如桥梁、建筑、船舶、车辆、高压容器等。这类钢是在普通碳素结构钢的基础上加入少量合金元素制成的钢，故名普通低合金结构钢（简称普低钢）。由于合金元素的作用，普低钢比相同含量的普通碳素结构钢强度高得多，而且还具有良好的塑性、韧性、焊接性和较好的耐磨性。因此，采用普低钢代替普通碳素结构钢可减轻结构重量，保证使用可靠，节约钢材。如用普低钢16Mn代替Q235钢，一般可节约钢材25%～30%以上。 普低钢大多数是在热轧状态下使用。加工过程中经常采用冷弯、冷卷和焊接成构件后不再进行热处理。主加元素为锰（0.8%～1.8%），为了某些需要，还加入钒、钛、铌、铜或铬、钼、硼等元素，合金元素总量一般不超过3%。常用普低钢的性能和用途见表4-5 2. 机械制造用钢 机械制造用钢主要用于制造各种机械零件。它是在优质或高级优质碳素钢结构钢的基础上加入合金元素制成的合金结构钢。这类钢一般都要经过热处理才能发挥其性能。因此，这类钢的性能与使用都与热处理相关。机械制造用合金结构钢按用途和热处理特点，可以分为合金渗碳钢、合金调质钢、合金弹簧钢等 (1)合金渗碳钢 在机械制造中有许多零件是在高速、重载、较强烈的冲击和受磨损条件下工作的，如汽车、拖拉机的变速齿轮、十字轴以及内燃机凸轮轴等，要求零件的表面具有高硬度、高耐磨性，而心部有足够的韧性，为了满足这样的性能要求，可采用合金渗碳钢。所谓合金渗碳钢，就是用于制造渗碳零件的合金钢。合金渗碳钢的碳含量一般在0.1%～0.25%之间，加入的主要合金元素是铬、镍、锰、硼等，还加入少量的钒、钛等元素。经过渗碳处理后，再进行淬火和低温回火处理，达到表面高硬度、高耐磨性和心部高强度并有足够韧性。20CrMnTi是应用最广泛的合金渗碳钢。 (2)合金调质钢 合金调质钢一般指经过调质处理（淬火后高温回火）后使用的合金结构钢。这种钢经调质处理后具有高强度和高韧性相结合的良好的综合力学性能。为了获得综合力学性能，必须具有合理的化学成分。合金调质钢的碳含量在0.25%～0.50%之间，主加合金元素为锰、铬、硅、镍、硼等，还加入少量的钼、钨、钒、钛等元素。合金调质钢主要用于那些在重载荷、受冲击条件下工作的零件，如机床主轴、汽车后桥半轴、连杆等。40Cr钢是合金调质钢中最常用的一种，其强度比40钢高20%，并有良好的韧性 3)合金弹簧钢 合金弹簧钢是用于制造各种弹簧的专用合金结构钢。要求合金弹簧钢具有高的弹性极限、高疲劳强