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材料及热加工工艺之工业用钢 第五章 工业用钢 钢的基础知识 结构钢 工具钢 特殊性能钢 一、钢中的常存杂质 Mn、Si ，S、 P ； 二、合金元素与在钢中的作用 （2）合金元素溶于渗碳体或形成特殊碳化物 3、合金元素对钢相变过程的影响（对热处理） §2 结构钢 碳素结构钢 优质碳素结构钢 普通低合金钢 合金渗碳钢 合金调质钢 弹簧钢 滚动轴承钢 易切削钢 三、 低合金高强度结构钢（普低钢） 合金渗碳钢的牌号 五、易切削钢( fee – cutting steel ) 3、易切削钢的牌号 第三节 工具钢 9SiCr钢板牙热处理工艺曲线 2、量具钢 第四节 特殊性能钢 不锈钢( stainless steel )1Cr13 、 1Cr18Ni9Ti 耐热钢( heat – resistant steel ) 4Cr9Si2 耐磨钢( wear – resistant steel ) ZGMn13 一、不锈钢 ( stainless steel ) 1、马氏体型不锈钢 --- Cr13型钢 Cr12% 二、耐热钢 W18Cr4V钢的铸态组织 3、加工与热处理 加工工艺路线：下料→反复锻打→球化退火→机加工→淬火→回火→磨削 高速钢是莱氏体钢，其铸态组织为亚共晶组织，由鱼骨状莱氏体与树枝状M+T组成，脆性大且无法用热处理改善。 降低硬度，为切削加工及淬火作准备 退火后组织： S+颗粒状碳化物 退火后硬度： 207-255HBS ⑴ 反复锻造目的：打碎粗大的鱼骨状碳化物， 使其均匀分布于基体中;锻后必须缓冷. W18Cr4V钢的退火组织 ⑵ 等温球化退火目的： W18Cr4V钢的淬火组织 （3）淬火： 淬火加热前为防止变形开裂需预热；1280℃; 盐浴分级淬火或油冷； 淬火后的组织: 隐晶M+粒状碳化物+A’(20～25%) 硬度约在60HRC 碳化物，产生二次硬化。 ② A‘中碳及合金元素含量下降，Ms点上升，回火冷却时，A’转变为M，二次淬火。 三次回火：每次回火加热都使前一次的淬火M回火。 ⑷ 回火 目的：主要为减少A’。 消除内应力、稳定组织。 常用560℃三次回火. 回火时的组织变化： ① 析出W、Mo、V的 三次回火后的组织: M回 + Cm + A’ ( 1～ 2 % ) 硬度：63~66HRC W18Cr4V钢淬火、回火后的组织 高速钢铣刀 淬火后进行冷处理可减少回火次数。 制造各种量具用钢。如千分尺、卡尺、块规、塞规等。 卡尺 塞规 千分尺 1、性能要求 量具在使用过程中与被测零件接触，承受摩擦和冲击。 ⑴ 高硬度和耐磨性。 ⑵ 高的尺寸稳定性。 ⑶ 足够的韧性。 渐开线花键环规、塞规 矩形花键环规、塞规 光面量规 2、量具用钢 ⑴ 低碳钢、中碳钢 ⑵ 碳素工具钢、 低合金工具钢 量块 ⑶ 滚动轴承钢、冷作模具钢 ⑷ 不锈钢 4、量具钢的热处理特点 ⑴ 淬火前预备热处理采用球化退火或调质处理。 ⑵ 下限温度淬火及冷处理。减少A’。 ⑶ 长时间低温时效，以消除内应力， 降低马氏体的正方度。 量规 3、合金量具钢的成分特点： 成分与低合金刃具钢相同：高碳(0.9%-1.5%)、 提高淬透性的元素 (Cr、W、Mn 等)。 -650℃ 820-840℃ 油冷 3h -70--80℃ 冷处理 140-160℃ 3h 110-120℃ 36h 时效处理 精磨 3h 研磨 温度 时间 CrWMn钢制造精密量块的生产工艺为锻造→球化退火→切削加工→淬火→冷处理→低温回火→粗磨→等温人工时效→精磨→去应力退火→研磨。 3、模具钢 用于冷态金属成形的模具钢称为冷作模具钢，如各种冷冲模、冷挤压模、冷拉模的钢种等，实际工作温度不超过200-300℃。 用于热态金属成形的模具钢称为热作模具钢，如制造各种热锻模、热挤压模、压铸模的钢种等。这类模具工作时型腔表面的工作温度可达600℃以上。 3、模具钢 汽车冲压模具 ㈠ 冷作模具钢 工作条件：工作时承受很大的压力、弯曲力、冲击载荷和摩擦。主要失效形式是磨损。 2) 性能要求: ⑴ 高硬度和耐磨性。 ⑵ 足够强度和韧性。 3、常用钢种 ⑴ 小尺寸、形状简单、受力不大的模具, 可用碳素工具钢和低合金工具钢制造。 ⑵ 截面、受力大的冷模具用Cr12型冷作模具钢制造。 ① 成分特点：高碳(1.4~2.3%C)；高铬(11.5~13%Cr) 合金元素作用： Cr 提高淬透性； Mo、V 提高耐磨性，细化晶粒。