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常用金属材料讲座 培训中心 胡金国 铁碳合金的基本组织 铁素体：碳溶解在α—Fe中的间隙固溶体( F）。塑性（δ=45~50%）、韧性好，强度、硬度低。 渗碳体：铁与碳形成的金属化合物（Fe3C）。硬度很高（950~1050HV），塑性、韧性几乎为零。 铁碳合金相图中主要特性点的含义 相图中主要线的含义 ACD线—液相线 是不同成分铁碳合金开始结晶的温度线。 AECF线—固相线 各种成分的合金均处在固体状态。结晶温度终止线。 ECF水平线—共晶线 含碳量为4.3%的液态合金冷却到此线时，在1148 ℃由液态合金同时结晶出奥氏体和渗碳体的机械混合物，此反应称为共晶反应。 PSK水平线—共析线（A1线） 含碳量为0.77%的奥氏体冷却到此线时，在727 ℃同时析出铁素体和渗碳体的机械混合物，此反应称为共析反应。 GS线—（A3线） 是冷却时奥氏体转变为铁素体的开始线。 ES线—称Acm线 是碳在奥氏体中的溶解度线，实际上是冷却时由奥氏体中析出二次渗碳体的开始线。 两种反应： 1、共晶反应 2 、共析反应 Fe—Fe3C 状态图分析 ★力学性能变化：随碳含量增加，其强度、硬度↑，塑性、韧性↓。但当WC0.9%后，其HB↑↑，σb、δ、ak↓↓ 一、 常见的金属晶体结构 面心立方晶格 密排立方晶格 二、 金属的实际晶体结构 1. 基本概念 (3)系 由给定组元可以按不同比例配制一系列成分不同的合金，简称：“系”。 2、合金的结构 ◆ 特征 间隙固溶体 置换固溶体 结晶的概念 (3)结晶过程 举例：两组大小不同的鸡蛋受力情况 （3）、硫 ②按钢的质量分：（S、P含量多少） （2）碳钢的牌号、用途 ②优质碳素结构钢—S、P含量较低，用于重要零件 ④铸 钢 GB/T5613—1995 合金元素在钢中的作用 牌号：用“铸钢”汉语拼音字首 ZG表示。 如：ZG200—400 用于变速箱体、壳等，焊接性好。 屈服强度不小于200MPa 抗拉强度不小于400MPa 还有：ZG230—450，用力不大的阀体、轴承盖。ZG270—500热轧曲轴、连杆等 注意：碳钢分类：说出常见钢号 20、45、65Mn、Q235B、Q235A、T7、T10、T10A、T12、ZG200—400等，属哪类钢，有何性能特点，用途。 五、 合 金 钢 一、强化铁素体 大多数合金元素溶于铁素体，产生固溶强化 作用，使强度、硬度提高，塑性、韧性下降。 二、形成合金碳化物 形成两类碳化物：合金渗碳体、特殊碳化物。 能显著提高合金钢的强度、硬度。 三、细化晶粒 几乎所有的合金元素都有抑制钢在加热时奥氏体 晶粒长大的作用。 四、提高淬透性 几乎所有的合金元素溶解于奥氏体后，能减小钢 的淬火临界冷却速度，提高钢的淬透性。 五、提高回火稳定性 加入合金元素后，钢在回火过程中，硬度下降 较慢。 合金钢的牌号： 两位数字 +元素符号 +数字 合金结构钢 40 Cr 主要合金元素为铬，含量在1.5%以下 平均含碳量为0.4% 60 Si2 Mn 主要合金元素为锰,含量小于1.5% 平均含硅量为2% 平均含碳量为0.6% 1.5%不标出 1.5~2.5%用 2表示2.5~3.5%用 3表示 合金元素符号 合金元素含量百分数 合金结构钢 含碳量的万分数 含碳量的万分数 合金工具钢 数字 +元素符号 +数字 含碳量的千分数 合金元素符号 合金元素符号 合金元素含量百分数 合金元素含量百分数 高速钢中不标含碳量，如W18Cr4v，W6Mo5Cr4V2等。 含碳量≥1.0%时不标 主要合金元素为硅、铬,含量均小于1.5% 平均含碳量为0.9% 平均含碳量≥1.0% 钼、钒含量均小于1.5% 主要合金元素铬的含量为12% 例如 合金元素含量百分数 Cr12 MoV 9 Si Cr 不锈钢与耐热钢 滚或G+Cr+数字（Cr含量的千分数）, 例如：GCr15 含碳量为0.03%~0.10%时,用0表示;含碳量小于等于0.03%时,用00表示。 例如：9Cr18， 0 Cr18 Ni9， 00 Cr30 Mo2 数字+元素符号+数字（与合金工具钢相同） 铬滚动轴承钢 平均含碳量为0.03%~0.10% 平均含碳量小于0.03% 2. 合金结构钢 (1)低合金高强度钢：GB/T1591—1994 牌号： 两位数字+元素符号+数字 合金元素含量的% 1.5%不标出 1.5—2.5%用 2表示2.5—3.5%用 3表示 主加合金元素符号 WC的万分之几 例如：40Cr 、60Si2Mn 、20CrMnTi 合金元素总量5%，主要用于桥梁、井架、电视塔架、船舶等。 成分