第3章 机械制造结构钢.ppt

(四) 低温回火脆性 1、避免在250~350 ℃回火。 2、降低杂质元素含量。 3、加入Si，提高低温回火脆性的产生温度。 一、低温回火钢的显微组织及力学性能 (一) 特点 1、高强度、塑性和韧性好，可替代调质钢。 2、和调质钢比，冷成型和焊接性好，热处理脱碳倾向小，缺口敏感性低。 (二) 合金化 1、含C量 0.15~0.25%C。 二、低碳马氏体结构钢及应用 2、合金元素 Mn、Cr、Ni、Mo、V、Si等，和调质钢基本相同。 (1) 提高淬透性 比调质钢要求更高。 ?含C量比调质钢低，淬透性差。 ?以回火马氏体状态使用，如淬不透，达不到强度。 二、低碳马氏体结构钢及应用 (2) 提高回火稳定性 适当提高回火温度，同时避开低温回火脆性区。 (3) 降低Ms点，防止自回火 ?低碳钢Ms点高（0.2%C时Ms=~450 ℃），淬火后所得马氏体易发生自回火现象，使硬度和强度下降。 ? 加入合金元素使Ms点下降，防止自回火。 二、低碳马氏体结构钢及应用 二、低碳马氏体结构钢及应用 (三) 低碳马氏体钢的应用 15MnVB (1) 替代40Cr调质钢，制作汽车用高强度螺栓。 (2) 880 ℃加热，10%NaCl淬火，200 ℃回火，HRC38~41，σ0.2=1133 MPa，ak=70~80 J/cm2。 (3) 强度比40Cr高1/3，塑性和韧性好，生产工艺简单，头部由热锻改为冷镦，螺纹有利辊压。 20SiMn2MoV (1) 900 ℃加热，油淬，250 ℃回火， σ0.2=1238 MPa。替代35钢正火，强度提高3倍。 (2) 具有较高的综合力学性能，韧脆转变温度低，-40 ℃的冲击吸收值ak=52 J/cm2 。 二、低碳马氏体结构钢及应用 一、用途 采用表面渗碳工艺，制作工作时受到周期性变化的扭转或弯曲，并有相对摩擦和高的接触应力的工件。 用于齿轮、轴、凸轮等 制造渗碳零件的钢种。 §3.7 合金渗碳钢 经渗碳处理后使用的钢种 二、性能要求和组织 1、表面 (1) 性能：高弯曲、疲劳强度，高硬度、高耐磨性。 (2) 组织：高C回火马氏体、细小未溶碳化物。 2、心部 (1) 性能：高的屈服强度、高的冲击韧性。 (2) 组织：低碳的回火马氏体。 §3.7 合金渗碳钢 三、合金化 含量范围：Mn3.3%；Cr2%；Ni4%；Mo0.6%；W1.2%；V0.3%；Ti0.12%；B0.001-0.005%。（Si1.2%） (一) 根据心部性能要求 1、含C量 0.10~0.25%C。 低碳马氏体保证高的强韧性。 §3.7 合金渗碳钢 2、提高淬透性 心部淬火应得到低碳马氏体。 3、细化奥氏体 0.05~0.30%V，0.06~0.12%Ti。 (1) 渗碳温度高，时间长（930℃，几～几十个小时）。 (2) 渗碳后热处理温度不一定高于心部Ac3，心部组织不一定可重新细化。 §3.7 合金渗碳钢 (二) 根据渗碳层性能要求 1、渗碳层表面有适宜的含碳量 （0.8~1.05%C） (1) Cr、Mo、W：增大钢表面吸收碳原子的能力，增加渗层的碳浓度。但不能含量过高（特别是Cr），避免钢表面碳浓度过高，块状碳化物增多，降低渗碳层性能。 (2) Ni、Si：降低钢表面吸收碳原子的能力，降低渗层的碳浓度。 §3.7 合金渗碳钢 2、渗碳速度快 (1) Mn、Cr、Mo、W：促进渗层厚度增加。 (Cr、Mo、W：增加表面C浓度，促进C扩散) (Mn：不过多增加渗层碳浓度，不在渗层中形成大块碳化物)。 (2) Si、Ni：阻碍渗层厚度增加。（降低表面碳浓度） 3、渗层中残余奥氏体不能多 Mn、Cr、Ni含量不能过高。 §3.7 合金渗碳钢 四、常用渗碳钢 (一) 低淬透性渗碳钢 1、20Cr：常用渗碳钢，受力较小的工件。 (1) 表层：渗碳后奥氏体晶粒粗大，渗碳层碳含量高，易形成网状碳化物。 (2) 心部：淬透性低。 2、20Mn2，20Mn2B，20Mn2V替代20Cr。 3、20CrV：晶粒细化，可直接淬火。 §3.7 合金渗碳钢 (二) 中淬透性渗碳钢 1、20CrMnTi (1) 表层：奥氏体晶粒不易粗大，过渡层均匀，表面碳浓度适中。 (2) 心部：淬透性较好。 2、20Mn2TiB，20MnVB，25MnTiBRe 3、20SiMnVB：用于替代20CrMnTi。 §3.7 合金渗碳钢 20CrMnTi制作汽车变速齿轮 1、正火。 2、渗碳：920 ℃，6-8 h。 3、直接淬火：渗碳后预冷至870-880 ℃，油冷。 4、低温回火：2