金属热处理课件7详解.ppt

钢的基础知识 结构钢 工具钢 特殊性能钢 第二节 ：工业用钢中的合金元素的作用 钢中的元素: 合金元素在钢中的作用 常见的合金元素 合金元素对硬度和断裂韧性的影响 合金元素对铁碳相图的影响 合金元素对热处理的影响 合金元素对加热时奥氏体形成的影响 合金元素对过冷奥氏体转变的影响 合金元素对回火转变的影响 非合金钢（碳素钢） 合金钢 合金钢编号 合金钢的种类 低合金结构钢 合金渗碳钢 合金调质钢 弹簧钢 滚珠轴承钢 合金工具钢 特殊性能钢和合金 低合金结构钢 渗碳钢 调质钢 弹簧钢 滚珠轴承钢 合金工具钢—量具刃具钢 合金工具钢—高速钢 合金工具钢—冷作模具钢 合金工具钢—热作模具钢 特殊性能钢—不锈钢 特殊性能钢—不锈钢 School of Mechanical Engineering, Ningbo University of Technology 工 业 用 钢 基本内容 了解碳钢、合金钢种类，牌号以及常存杂质对钢力学性能影响； 理解合金元素对合金钢组织、性能影响； 掌握常用钢铁材料牌号、用途、学会选材。 基本要求 高级优质钢（ 0.025% P ， 0.025% S ） 优质钢（ 0.035% P ，0.035% S ） 普通质量钢（0.045%P，0.05%S） 按品质分 高合金钢（合金元素总量10%） 中合金钢（合金元素总量5~10%） 低合金钢（合金元素总量5%） 高碳钢（0.6%C） 中碳钢（0.25~0.6%C） 低碳钢（0.25%C） 特殊性能钢（不锈钢、耐热钢、耐磨钢等） 工具钢（制造各种加工和测量工具） 结构钢 （用作工程结构和机器零件） 按用途分 合金钢 碳素钢 按化学成份分 第一节 ：概述 （钢的分类） 一.合金元素对钢的组织和性能的影响 杂质及合金元素与铁和碳的作用。 合金元素对Fe-Fe3C相图的影响。 合金元素对钢的热处理的影响。 基本元素：Fe、C 合金元素：为改善钢的性能而有意加入 杂质元素：无法去除的有害元素 残留元素：为去除杂质元素而加入的元素 非合金钢中的常存元素: 冷脆性——有害 矿石中 P 热脆性——有害 矿石中 S 溶入F→ 固溶强化——有益 炼钢时残留 Mn 溶入F→ 固溶强化——有益 炼钢时残留 Si 作用 来源 1.主加元素: 对提高钢的性能起主要作用。 Si、Mn、Cr、Ni、B。 2.辅加元素: 配合主加元素进一步提高钢的 性能,弥补主加元素不足与缺陷。 W、Mo、V、Ti、Nb。 Ti Zr Nb V W Mo Cr Mn Fe Co Ni Cu Si Al 弱碳化物形成元素 强碳化物形成元素 非碳化物形成元素 强 合金元素对基本相的影响： 非碳化物形成元素 溶入F 固溶强化 弱碳化物形成元素 形成合金渗碳体 较硬，耐磨，比Fe3C更稳定 强碳化物形成元素 形成特殊碳化物 高熔点，硬，耐磨，最稳定 与C的亲和力 弱 1. 改变A相区 扩大A相区元素 缩小A相区元素 ——使A1，A3，Acm线↓ ——使A1，A3，Acm线↑ 2. 改变相图临界点S和E点的位置 多数元素使S点左移 —— 0.77%C的钢中可能出现过共析组织 多数元素使E点左移 —— 2.11%C的钢中可能出现莱氏体组织 1 对加热的影响 多数元素减缓A形成，阻碍晶粒长大 合金钢需要 加热温度， 保温时间 —— 保证A均匀化 ↑ ↑ 对冷却的影响 多数元素溶入A后→ 过冷A稳定性→ Vc → 淬透性 Ms点→ 残余A量 ↑ ↓ ↑ ↑ ↓ 合金钢可以制造大截面的零件，淬火不易变形 3 对回火的影响 ① 回火稳定性→ 抗回火软化的能力 ② 产生二次硬化 ↑ ↑ 除Mn 元素外,所有合金元素的加 入,均使奥氏体的形成速度减慢。 强碳化物形成元素能强烈的阻止奥 氏体晶粒长大( Ti、V、Zr、Nb 等)。 非碳化物形成元素能轻微的阻止奥 氏体晶粒长大( Si、Ni、Cu、Co 等)。 除 Co 元素外, 所有的合金元素均使 钢