职业技校金属材料与热处理(劳动版第五版)教案：合金元素在钢中的主要作用.doc

职业技校金属材料与热处理(劳动版第五版)教案：合金元素在钢中的主要作用 复习旧课： 热处理的工序位置包括哪些? 新课导入： 碳素钢可以通过热处理得到不同的性能，以满足工业生产上的各种需要，但是，碳素钢的淬透性差，缺乏良好的综合性能，如重型机械的传动轴、汽轮叶片、汽车和拖拉机的一些重要零件，若选用碳素钢，就达不到性能要求。此外，碳素钢缺乏一些特殊性能，如耐热、耐腐蚀、高磁性、无磁性、耐磨性等。因此，随着现代工业和技术的发展，人们在机械制造中还广泛采用合金钢。 合金钢——在碳素钢的基础上，为了改善钢的性能，在冶炼时有目的地加入一种或数种合金元素的钢。 性能：较高的力学性能、较高的淬透性和回火稳定性等，有的还具有耐热、耐酸、抗蚀性等特殊性能。 常加入的合金元素：硅、锰、铬、镍、钨、钼、钒、钴、铝、硼和稀土等 讲授新课： 合金元素在钢中的主要作用 一、强化铁素体 由于合金元素与铁的晶格类型和原子半径的差异，引起铁素体的晶格畸变，产生固溶强化作用，使合金钢中铁素体的强度、硬度提高，塑性和韧性有所下降。 二、形成合金碳化物 根据合金元素与碳的亲和力不同，可分为： （1）合金渗碳体 ——锰、铬、钼、钨——弱、中强碳化物 合金渗碳体较渗碳体略为稳定，硬度也略高，可明显提高低合金钢的强度。 （2）特殊碳化物 ——钒、铌、钛——强碳化物 特殊碳化物比合金渗碳体具有更高的熔点、硬度和耐磨性，而且更稳定、不易分解。 显著提高钢的强度、硬度和耐磨性。 三、细化晶粒 几乎所有合金元素有抑制奥氏体晶粒长大的作用，达到细化晶粒的目的。 1、提高钢的淬透性 除钴外，所有的合金元素溶解于奥氏体后，均可增加过冷奥氏体的稳定性，推迟其向珠光体的转变，使C曲线右移，从而减小钢的临界冷却速度，提高钢的淬透性。 常用提高淬透性的合金元素有：钼、锰、铬、镍（Ni）和硼（B）等。 五、提高钢的回火稳定性 回火稳定性——淬火钢在回火时，抵抗软化的能力。 热硬性（红硬性）——金属材料在高温下保持高硬度的能力。 §5-2 合金钢的分类和牌号 一、合金钢的分类 1、按用途分类 合金结构钢 合金工具钢 特殊性能钢 2、按合金元素总含量分类 低合金钢：合金元素总含量＜5％。 中合金钢：合金元素总含量5％～10％ 高合金钢：合金元素总含量＞10％ 二、合金钢的牌号 1、合金结构钢 牌号组成：“两位数字（碳含量）＋化学元素符号（或汉字）＋数字” 前面两位数字表示钢的平均含碳量的万分数。 元素符号（或汉字）表明钢中含有的主要合金元素。 后面的数字表示该元素的百分含量。合金元素含量小于1.5％时不标，平均含量为1.5％~2.5％，2.5％~3.5%…时，则相应地标以2，3…。 §5—1 2、合金工具钢 牌号组成：“一位数字+化学元素符号+数字” 与合金结构钢的区别仅在于碳含量的表示方法，它用1位数字表示平均含碳量的千分数，当碳含量≥1.0％时，则不予标出。 特别注意：高速钢平均含碳量小于1.0%，其含量也不予标出，如W18Cr4V钢表示平均含碳量为0.7％～0.8％。平均含钨量为18%，平均含铬量为4%，含钒量小于1.5%的高速钢。 3、特殊性能钢 牌号和合金工具钢的表示方法相同 当含碳量为0.03％～0.10％时，含碳量用0表示，含碳量小于等于0.03％时，用00表示。 例如： 不锈钢2Cr13表示含碳量为0.20％，平均含铬量为13％。 4、滚动轴承钢 牌号组成：“G+Cr+数字” “G”表示“滚”字拼音字母字头，不标含碳量； “Cr”表示铬元素； “数字”表示含铬量的千分之几。其他元素含量仍按百分数表示。 如：GCrl5SiMn表示含铬量为1.5％，硅、锰含量均小于1.5％的滚动轴承钢。 5、特殊专用钢 一些特殊专用钢为表示其用途，在钢的牌号前面冠以汉语拼音字母字头，而不标含碳量，合金元素含量的标注也和上述有所不同。 滚动轴承钢前面标 “G”，如GCr15。这里应注意牌号中铬元素后面的数字是表示含铬量的千分数，其他元素仍用百分数表示。 易切钢是在牌号前冠以拼音字母 “Y”，如Y15表示含碳量为0.15％的易切钢。 6、高级优质合金钢 在牌号的最后标上“A”。如38CrMoAlA表示含碳量为0.38％高级优质合金结构钢。 课后小结： 1、合金元素对钢的组织和性能的影响。 2、合金钢的分类和牌号。 布置作业： 2 60 Si2 Mn（合金结构钢） 平均含硅量为2％ 平均含碳量为0.60％ 主要合金元素为锰，含量小于1.5％ 40 Cr（合金结构钢） 主要合金元素为铬，含量在1.5％以下 平均含碳量为0