1合金化原理素材.ppt

几个基本概念（1） 合金元素：特别添加到钢中为了保证获得所要求的组织结构、物理、化学和机械性能的化学元素。 杂质：冶炼时由原材料以及冶炼方法、工艺操作而带入的化学元素。 碳钢：含碳量在0.0218-2.11%范围内的铁碳合金。 合金钢：在碳钢基础上加入一定量合金元素的钢 。 几个基本概念（2） 低合金钢：一般指合金元素总含量小于或等于5%的钢。 中合金钢：一般指合金元素总含量在5～10%范围内的钢。 高合金钢：一般指合金元素总含量超过10%的钢。 微合金钢：合金元素(如V,Nb,Ti,Zr,B)含量小于或等于0.1%，而能显著影响组织和性能的钢。 元素周期表 二、合金元素与铁和碳的相互作用及其对γ层错能的影响（2） ①开启γ相区(无限扩大γ相区)（图1-1） 这类合金元素主要有Mn、Ni、Co等。如果加入足够量的Ni或Mn，可完全使体心立方的α相从相图上消失，γ相保持到室温，故而由γ相区淬火到室温较易获得亚稳的奥氏体组织，它们是不锈钢中常用作获得奥氏体的元素。 二、合金元素与铁和碳的相互作用及其对γ层错能的影响（5） ①封闭γ相区(无限扩大α相区)（图1-3） 当合金元素达到某一含量时，A3与A4重合，其结果使δ相与α相区连成一片。当合金元素超过一定含量时，合金不再有α-γ相变，与α-Fe形成无限固溶体（这类合金不能用正常的热处理制度）。 这类合金元素有：Si、Al 和强碳化物形成元素Cr、W、Mo、V、Ti 、P及Be 等。但应该指出，含Cr 量小于7%时，A3 下降；含Cr 量大于7%时，A3 才上升。 二、合金元素与铁和碳的相互作用及其对γ层错能的影响（6） ②缩小γ相区(不能使γ相区封闭) 合金元素使A3 升高，A4 下降，使相区缩小， 但不能使其完全封闭。如图1-4。 这类合金元素有：B、Nb、Zr、Ta 等。 1.3 合金钢的分类与编号 一、合金钢的分类 1．按化学成分分类 （1）按钢中所含合金元素的种类分，可分为：锰钢、铬钢、硅钢、硅锰钢、 铬锰钛钢等。 （2）按钢中合金元素总质量分数分，可分为：低合金钢、中合金钢和高合金钢。 2．按钢的用途分类 （1）合金结构钢： 工程构件用钢（低合金高强度结构钢）和机械制造用钢（合金渗碳钢、合金调质钢、合金弹簧钢、滚动轴承钢和超高强度钢）。 （2）合金工具钢： 刃具钢（低合金刃具钢和高速钢）、量具钢和模具钢（冷作模具钢和热作模具钢）。 （3）特殊性能钢 ：抗氧化钢、不锈钢、耐热钢、耐磨钢和易削钢等。 3．按金相组织分类 （1）按退火后的组织分：亚共析钢、共析 钢、过共析钢、莱氏体钢。 （2）按正火后的组织分：铁素体钢、珠光体钢、贝氏体钢、马氏体钢和奥氏体钢。 4．按冶金质量分类 （1）普通低合金钢 （2）优质低合金钢 （3）高级优质合金钢 （4）特高级优质合金钢 二、合金钢的牌号 1．合金结构钢 （1）工程构件用钢（低合金高强度结构钢） 由代表屈服点的汉语拼音字母（Q）、屈服点数值、质量等级符号（A、B、C、D、E）等三个部分按顺序排列组成。如Q390A。 专用工程构件结构钢：在牌号的头部（或尾部）标注出代表产品用途的符号，例如表示压力容器用钢牌号表示为“Q345R”；焊接气瓶用钢牌号表示为“Q295HP”；锅炉用钢牌号表示为“Q390g”；桥梁用钢表示为“Q420q”等等。 （2）机器零件制造用钢 由三部分组成，即由“二位数字+元素符号+数字”组成。前面的两位数字表示钢的碳的质量分数的万倍，元素符号表示所含合金元素，后面的数字表示合金元素含量的百倍。 凡合金元素质量分数小于1.5%时，编号中只标明元素符号，一般不标含量。如果合金元素平均质量分数等于或大于1.5%、2.5%、3.5%……，则在元素符号后相应标出2、3、4……。 合金结构钢中的Nb、Ti、B 等元素，虽然含量很低，但属有意加入，故在钢的牌号中仍应表示出来。如40B，其平均碳的质量分数为0.4%，硼的质量分数仅为0.0005%~0.0035%。 合金结构钢都是优质钢、高级优质钢（牌号后加“A”字）或特级优质钢（牌号后加“E”字）。 高碳铬轴承钢的牌号在头部加符号“G”，但不标碳含量。铬含量以千分之几计，其他合金元素按合金结构钢的合金含量表示。例如：平均含铬量为1.50%的轴承钢，其牌号表示为“GCr15”。 其它专用机器零件制造用钢也要在牌号的头部（或尾部）加上代表产品用途的符号，例如铆螺钢“ML30CrMnSi。 2．合金工具钢 表示方法与机器零件制造用结构钢相似，但当其平均碳的质量分数大于1%时，含碳量不标出；当其平均碳的质量分数小于1%时，则牌号前的数字表示平均碳的质量分数的千倍。合金元素的表示方法与合金结构钢相同。由于合