第七章合金钢(同济-王国华)-11-28解读.ppt

VC++项目开发与多媒体技术 第七章 合金钢 概 论 随着科学技术和工业的发展，对材料提出了更高的要求，如更高的强度，抗高温、高压、低温，耐腐蚀、磨损以及其它特殊物理、化学性能的要求，碳钢已不能完全满足要求。 ??? 碳钢的在性能上主要有以下几方面的不足： ??? (1) 淬透性低? 通常，碳钢水淬最大淬透直径只有10 mm～20 mm。 ??? (2) 强度和屈强比较低? 如普通碳钢Q235钢的σs为235 MPa，而低合金结构钢Q345（16Mn）的σs则为360 MPa以上。40钢的σs /σb仅为0.43, 而合金钢35CrNi3Mo的σs /σb高达0.74。 ??? (3) 回火稳定性差 碳钢在进行调质处理时，为了保证较高的强度需采用较低的回火温度，这样钢的韧性就偏低；为了保证较好的韧性，采用高的回火温度时强度又偏低，所以碳钢的综合机械性能水平不高。 ??? (4) 不能满足特殊性能的要求 碳钢在抗氧化、耐蚀、耐热、耐低温、耐磨损以及特殊电磁性等方面往往较差，不能满足特殊使用性能的需求。为了提高钢的性能，在铁碳合金中特意加入合金元素。所获得的钢种，称为合金钢。 ??????? 老师提示?? 碳钢不能完全满足科学技术和工业的发展要求。 为了提高钢的性能，在铁碳合金中特意加入合金元素。所获得的钢种，称为合金钢。 第一节 合金元素在钢中的作用 一、 合金元素对钢中基本相的影响 2. 形成碳化物 二、 合金元素对铁碳相图的影响 三、 合金元素对钢的热处理的影响 四、 合金元素对钢的机械性能的影响 第二节 合金钢的分类及编号 第三节 合金结构钢 例：汽车齿轮 例：轴 例：汽车弹簧选材 3.2.3合金工具钢 3.2.4特殊性能钢 碳钢、合金钢部分的习题 3.合金量具钢 (1)用途 (2)性能要求 ①高硬度 ②高尺寸稳定性 主要用于制造各种测量工具。 ①高碳：w(C)=0.9%～1.5% ②加入提高淬透性的元素：Cr、W、Mn (3)成分特点 (4)常用钢种:CrWMn、GCr15 ①保证硬度的前提下，尽量降低淬火温度，以 减少残余奥氏体。 ②高淬火后立即进行-70℃～-80℃的冷处理，使残余奥氏体尽可能转变为马氏体。 (5)热处理特点 1.不锈钢 (1)腐蚀概述 金属腐蚀是自然界存在的一种自然现象，它是金属与环境化学、电化学相互作用的自发破坏过程。 世界各国因腐蚀而造成的经济损失十分惊人，一般工业发达国家的腐蚀损失是国民经济总产值的4％左右。 据估计，世界上每年因腐蚀而不能使用的金属质量，大约相当于金属年产量的l／4～l／3，而每年生产的黑色金属（钢铁）由于腐蚀而遭到破坏的有5％～20％。 金属在环境中，在金属表面或界面上进行的化学、电化学多相反应，或者由于物理溶解作用而造成的材料氧化、损坏或变质。金属的腐蚀过程属于氧化还原反应。 (2)腐蚀的定义 根据腐蚀反应机理的不同，通常可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。 (3)腐蚀的分类 是指金属表面与非电解质直接发生纯化学作用而引起的破坏。 其主要特点是非电解质中的氧化剂直接与金属表面的原子相互作用而形成腐蚀产物。 电子的传递是在金属和氧化剂之间直接进行的，因而没有电流产生。 化学腐蚀： 是指金属与电解质发生电化学反映，并伴有电流产生的腐蚀过程。 主要特点是其反应历程可以分为两个相对独立，并且可同时进行的过程—阴极反应与阳极反应。 电化学腐蚀： 最简单的原电池是Cu－Zn原电池。如图所示。当外电路接通时，电路中即有电流通过。 电极过程如下： Zn 的电极电位较负，为阳极，发生氧化反应。 Cu的电极电位较正，为阴极，发生还原反应，溶液中的H离子与从Zn电极流过来的电子相结合放出氢气。 (4)电化学腐蚀的原理 阴极：2H++2e-→H2↑　 阳极：Zn→Zn2++2e－ 腐蚀电池的总反应：Zn+2H+→Zn2++H2↑ 随着反应的不断进行，锌不断地被离子化，释放电子，在外电路形成电流。锌离子化的结果，是使锌被腐蚀。 如果将一块合金置于电解质溶液中，也会发生同样的氧化、还原反应，组成腐蚀原电池，只不过这种电池的阳极、阴极难以用肉眼去区分而已。 ① 金属组织结构的不均匀性而构成的微 观电池 金属与合金的晶粒与界面之间，各种不同的相之间的电极