《航空材料》第五章　合金钢.ppt

第五章 合金钢 第五章 合金钢 碳钢 第一节 合金元素的作用 一、合金元素在钢中的存在形式 2. 形成合金碳化物 2. 形成合金碳化物 二、合金元素对铁碳合金相图的影响 二、合金元素对铁碳合金相图的影响 三、合金元素对钢热处理的影响 三、合金元素对钢热处理的影响 三、合金元素对钢热处理的影响 第二节 合金钢的分类和编号 按用途分类 二、编号 二、编号 二、编号 二、编号 二、编号 第三节 合金结构钢 合金结构钢是在碳素结构钢的基础上，有意加入了一种或数种合金元素，以满足其各种使用性能要求的钢种。航空工业常用的合金结构钢有：合金渗碳钢、合金调质钢、超高强度钢、合金弹簧钢、滚动轴承钢。 合金结构钢 1. 合金渗碳钢 合金结构钢 2. 合金调质钢 合金结构钢 3. 超高强度钢 4. 合金弹簧钢 合金结构钢 合金弹簧钢 合金结构钢 第四节 合金工具钢 1. 合金刃具钢 合金工具钢 低合金刃具钢（碳素工具钢 + 合金元素） 合金工具钢 低合金刃具钢 合金工具钢 高速钢 合金工具钢 高速钢 合金工具钢 2. 合金模具钢 合金工具钢 合金工具钢 合金工具钢 合金工具钢 3. 合金量具钢 第五节 不锈钢 不锈钢 第六节 耐热钢及高温合金 1. 高温性能指标 耐热钢及高温合金 2. 耐热钢 耐热钢及高温合金 3. 高温合金 耐热钢及高温合金 耐热钢及高温合金 耐热钢及高温合金 合金模具钢按用途分为冷作模具钢和热作模具钢。 冷作模具钢 —— 常温下使金属或非金属变形的模具 T工作≯200℃～300℃ （冷冲、冷镦、冷挤压模、拉丝模、搓丝板等） 受力特点：压力、弯曲应力、冲击力、摩擦力 失效形式：磨损，崩刃、断裂、变形等 性能要求： ① 高硬度（58HRC～62HRC） ② 高耐磨性(特别是表面抗磨损能力) ③ 高淬透性 ④ 足够的强度(包括抗拉、抗压和抗弯强度) ⑤ 足够的韧性和疲劳抗力 ⑤ 热处理变形小 冷作模具钢 冷镦模具 冷作模具钢 成分特点： 高C （wC ＞ 1.0 %） 加入Cr、Mo、W、V等合金元素 提高硬度、耐磨性 提高淬透性 提高回火稳定性 细化晶粒 常用钢种： 　 　① T10、9Mn2V、9SiCr、CrWMn——小型、轻载模具。 　　 ② Cr12、Cr12MoV——大型、复杂、重载、高精度、高耐磨模具。 ③ 高速钢——热硬性要求高的模具。 热作模具钢 热作模具：使加热的固态或液态金属在压力下成形的模具 （T工作 = 400℃～600℃） 热锻模、热压模、热挤压模和压铸模等 受力特点：高冲击、强摩擦、热应变和热压力 失效形式：高温氧化、崩裂、磨损、龟裂等 性能要求： ① 高的热硬性和高温耐磨性； ② 高的抗氧化性能； ③ 高的热强性和足够的韧性； ④ 高的热疲劳抗力； ⑤ 高的淬透性和导热性。 热作模具钢 成分特点： 中碳 （0.3%～0.6%）：保证高强度、高韧性、较高的硬度和抗热疲劳性。 合金元素： ① Cr、Ni、Mn、Si：提高淬透性和回火稳定性； ② Mo、W、V：产生二次硬化，提高高温强度和回火稳定性。 热处理特点及组织性能： 热锻模：淬火＋高温回火；组织：回火索氏体或回火屈氏体 热压模： 淬火＋略高于二次硬化峰值的温度多次回火；组织：回火M 常用钢种： ① 5CrMnMo、5CrNiMo、5CrMnSiMoV：热锻模 ② 3Cr2W8V、4Cr5MoVSi? ：热强性更好的大型锻压模或压铸模 性能 ：高的硬度和耐磨性、良好的尺寸稳定性。 成分特点： 高碳（0.9%～1.5%）+ 高淬透性合金元素（ Cr、W、Mn） 应用：简单量具 —— T10A、T12A 等 高精度量具 —— GCr15、CrWMn等 最终热处理 ： 淬火 +（ -70～-80℃ ）冷处理 + 低温回火 + 时效处理 　时效处理：120～130℃，保温几～几十小时，使M、 A 稳定，消除内应力。 金属腐蚀的概念 （1）化学腐蚀——金属与化学介质直接产生化学反应 （2）电化学腐蚀——金属在腐蚀介质中形成原电池，阳极失去电子被腐蚀 提高耐蚀性的途径 加入Cr 、Al等形成钝化模（致密而牢固的氧