第6章合金钢分解.ppt

第七章 合金钢 本章介绍合金钢的分类方法、成份和 主要应用。着重介绍各类合金钢的钢号、成份特点、热处理工艺、组织、性能和应用。 重点掌握各类合金钢的钢号、成份特点、热处理工艺、组织、性能以及它们的应用。 合金钢的分类 §1 合金钢的基础知识 碳钢：价格低，但力学性能低，淬透性低，回火抗力差，不能满足特殊性能要求（如耐热、耐低温、耐蚀等）。 合金钢 ：在碳钢的基础上，加入某些合金元素而得到的钢。 碳钢的优点与不足： 优点： 1价格低，容易冶炼； 碳钢3-4千元/吨，合金钢5-6千元/吨 2、加工工艺性好 例：锻、焊、切削加工性好 3、 改善性能好（C%，热处理） 不足： 1、淬透性差 2、强度级别低，屈强比低 屈强比 3、回火稳定性差，耐热性差 碳钢制作的刀具，刀 刃处工作温度200℃， 高速钢温度600℃，硬质 合金刀具达到1000 ℃。 4、不能满足特殊性能的要求 1、 2、 3、 4、 正是碳钢的不足，促进了合金钢的进步。 合金钢用量占钢铁材料的比例，反映了一个国家工业技术的水平。 钢中的合金元素 铁的左边 钢中的合金元素 合金元素对钢中基本相的影响 溶入F（α相）形成合金F：非碳化物元素和部分弱碳化物元素； 例：Mn、Ni、Co、Si、Al、B 产生固溶强化。 溶入Fe3C：部分弱碳化物元素，置换出Fe3C中的Fe； 例：Cr、Mn形成合金渗碳体 （Fe.Cr）3C （Fe.Mn）3C 合金元素对铁素体相性能的影响 2、形成新相 多是碳化物形成元素，与碳的亲合力比较强，形成合金碳化物。 常见有Cr23C6、Fe4W2C、WC、VC、TiC等； 非碳化物形成元素 溶于F 固溶强化 弱碳化物形成元素 形成合金 较硬、耐磨，比 渗碳体 Fe3C更稳定 强碳化物形成元素 形成特殊 高熔点、硬、耐碳化物 磨，最稳定 合金元素对Fe-Fe3C相图的影响 影响A和F存在的范围 Mn、Ni、Co等扩大γ相区，扩大A存在的区域，如1Cr18Ni9 Ti和Mn13，室温下只有单相A，形成A钢。 Cr、Mo、W、V、Ti、Si缩小γ相区均缩小A存在区域，有可能在室温下只有单相F存在而成为F钢。 如1Cr17Ti高铬铁素体不锈钢 合金元素对钢的热处理的影响 加热时对奥氏体形成的影响 冷却时对过冷A转变的影响 除Co外，合金元素的加入使C曲线右移。即增大过冷A的稳定性，提高钢的淬透性。增强淬透性常用的元素有: Cr、Mn、Mo、Si、Ni、B等。 3、对M转变的影响 除Co、Al之外，其余合金元素均使Ms、Mz点下降。 结果增加A残量 4、合金元素对回火转变的影响 （1）提高钢的回火稳定性：Cr Mo W V Nb Si 提高了回火温度，提高了韧性 同样的回火温度，硬度较高 原因：减缓碳的扩散和碳化物的长大，推迟马氏体的分解。 （2）产生二次硬化：Mo W V Ti等合金元素使钢在500~600℃回火时硬度升高的现象。 （3）回火脆性: §2 合金钢的分类与牌号 §3 合金结构钢 低合金（高强度）结构钢 成分：Wc0.2%，合金含量%3%，主加元素Mn Q345钢(16Mn)综合性能好，用于船舶、桥梁、车辆等大型钢结构。 热处理及典型钢种 16Mn 360MPa 15MnTi、15MnV 400MPa 一般在热轧空冷状态下使用，制成构件后不经热处理直接使用。 渗碳钢 用途：制造要求高耐磨性、承受高接触应力和冲击载荷的重要零件。如：汽车中传递动力的齿轮 成分特点：低碳+提高淬透性元素+强碳化物元素 热处理及典型钢种 低淬透性合金渗碳钢：合金元素总量＜3 %，15Cr、20Cr、20Mn2。用于受力小的耐磨件，如柴油机的活塞销、凸轮轴等。 中淬透性合金渗碳钢：合金元素总量在4 %左右。20 CrMn、20CrMnTi