第3章机械制造结构钢-2014.ppt

3.1 概 述; 综合力学性能（主要是强韧性）； 良好的加工性能（成型、切削加工、热处理）； 一定的耐腐蚀性能。 ;三. 成分与合金化;四. 强化方式;五. 热处理;六. 钢种;3. 2 调质钢 ;一. 调质钢的概念 ;二. 调质钢的成分、合金化;合金化及常用钢 含碳量在0.25~0.45%。常用合金元素作用：;三. 调质钢的种类与分级 ; 在机械制造工业中，调质钢是按淬透性高低来分级的。 DC为油淬临界直径; 分析比较： 40Cr→40CrNi→40CrNiMo ;四. 调质钢的组织与性能;五. 调质钢的应用;? 微合金非调质钢 ; 二、获得最佳强韧化的工艺因素 ;相间沉淀析出示意图;三、组织因素对强韧性贡献的大小 ; C、N原子的固溶强化； Mn和Cr元素的脆化矢量为零； Si为0.53℃/ MPa。 铁素体中固溶C、N量极小，Mn和Si固溶 量有限。所以固溶强化相对是较小的。; Mn对非调质钢韧性的影响;;3. 3 低温回火状态使用的结构钢 ;二. 低温回火钢组织与性能 ;3. 4 渗碳钢 ;二. 渗碳钢的成分与合金化 ;三. 渗碳钢钢种 ;3. 5 氮化钢 ;二. 提高疲劳寿命和耐磨性的原因;三. 氮化钢的合金化思想;四．常用的氮化钢;3. 6 弹簧钢 ;二. 成分、合金化与常用钢种 ;低合金弹簧钢 0.45％-0.75％ C 加入Si、Mn、Cr、V，W，Mo，Nb Si 主要提高弹性极限 Cr, Mn 主要是提高淬透性 V, Mo, Nb 细化晶粒, 提高淬透性 为保证弹簧有高疲劳寿命，要求钢的纯净度高，非金属夹杂物少，表面质量高。 ; 2．常用钢种 1）Mn弹簧钢： 60Mn，65Mn 2）MnSi弹簧钢：55Si2Mn，60Si2MnA 3）Cr弹簧钢： 50CrMn， 50CrVA, 50CrMnVA （使用T300℃ ） 4）耐热弹簧：30W4Cr2VA （可达500℃） 5）耐蚀弹簧：30Cr13, 40Cr13, 12Cr18Ni9Ti 温度400℃ ;3．热处理工艺 淬火和中温回火，得到回火T 渗碳体以细小的颗粒分布在α相的基体上； 由马氏体分解产生的α相已发生回复； 高碳马氏体孪晶结构已经消失,晶粒开始多边形化，但尚未长大，保持晶粒的细小； 相变引起的内应力已经大幅度下降； 钢中残余奥氏体已分解。;3.7 超高强度结构钢 一. 概述 低合金超高强度钢 调质钢成分 + 合金化 + 淬火与低温回火 组织：回火M或下B 中合金超高强度钢 热锻模具钢成分 + 合金化 + 高温回火 组织：回火S（T）或回火M 高合金超高强度钢 马氏体时效钢、超高强度不锈钢等。;二. 低合金超高强度结构钢 1. 概念 凡含合金元素总量不超过5%，用回火M或下B作为其使用组织，经过热处理后 抗拉强度大于1400 MPa （或屈服强度大于1300MPa）的中碳低合金钢，均可称为低合金超高强度钢。 用作飞机起落架、飞机机身大梁、火箭发动机外壳、火箭壳体。;2. 成分与合金化 C：0.27%—0.45% M：Cr, Mn, Ni, Si, Mo, V等 40CrNiMo, 30CrMnSiNi, 35Si2Mn2MoV 合金元素的主要作用： 1）保证钢的淬透性（Cr, Mn, Ni）； 2）增加钢的抗回火稳定性（V, Mo）； 3）推迟低温回火脆性（Si）； 4）细化晶粒（V,Mo）。;3. 热处理 淬火 + 低温回火-----回火M 如，40MnNiMo， 900℃淬火，200℃回火， 屈强1628MPa， 抗强1884MPa 等温淬火 ------ 下B ;4. 性能特点 强度高；成本低廉；生产工艺较简单； 韧塑性较差； 较大的脱C倾向； 焊接性不太好。 ;三. 马氏体时效钢 开发思路 低合金超高强度钢：以 C强化 （固溶强化）为主 转变为 马氏体时效钢：（超）低C下金属间化合物沉淀强化（或时效强化）为主。;马氏体时效钢 化学成分？合金化 ？ 热处理工艺 ？？ 强化机制 ？？ 主要性能 ？？ 应用？？;1. 化学