6第七章合金钢课件.pptVIP

㈠ 合金元素在钢中的存在形式 1、溶于铁素体, 起固溶强化作用 非碳化物形成元素及过剩的碳化物形成元素都溶于铁素体，形成合金铁素体. Si、Mn对强度、硬度提高显著。Cr、Ni在适当范围内提高韧性。 ⑵ W、Mo、Cr为中碳化物形成元素，碳化物的稳定性、熔点、硬度、耐磨性较高，如W2C等。 ⑶ Mn、Fe为弱碳化物形成元素，碳化物的稳定性、熔点、硬度、耐磨性较低，如Fe3C等。 三、合金元素对Fe - Fe3C相图的影响 1、对奥氏体相区的影响 ⑴ 面心立方 Ni、Mn、Cu、C、N 等是扩大奥氏体相区的元素.当Mn?13%或Ni?9%时，S点降到0℃以下，室温下为单相奥氏体组织，称奥氏体钢。 ⑵ 体心立方晶格 Cr、Mo、Si、Ti、W、Al等是缩小奥氏体相区的元素。 当含大量Cr时，奥氏体相区消失，室温下为单相铁素体组织，称铁素体钢. 2、对E点和S点位置的影响 所有合金元素均使E点和S点左移，即这两点的含碳量下降，使碳含量比较低的钢出现过共析组织(如4Cr13）或共晶组织（如W18Cr4V）。 三、合金元素对热处理的影响 1、对奥氏体化的影响 ⑴ 对奥氏体形成速度的影响：除Ni、Co外,都减缓奥氏体化过程. ⑵ 对奥氏体晶粒长大倾向的影响：碳、氮化物形成元素阻碍奥氏体晶粒长大。Mn、P促进长大。 3、对回火转变的影响 ⑴ 提高耐回火性：淬火钢在回火过程中抵抗硬度下降的能力称耐回火性。 合金元素能阻碍马氏体分解及碳化物的析出与聚集。当回火硬度相同时，合金钢比同含碳量碳钢回火温度高。如果同温度回火，合金钢硬度比碳钢高。 ⑵ 产生二次硬化 含高W、Mo、Cr、V钢淬火后回火时，由于析出细小弥散的特殊碳化物及回火冷却时A’转变为M回,使硬度不仅不下降，反而升高的现象称二次硬化。 ⑶ 防止第二类回火脆性 加W、Mo可防止第二类回火脆性。 第二节 合金结构钢 对结构钢的性能要求为： 使用性能以强韧性为主。 工艺性能以可焊性、淬透性为主。 合金结构钢除少量为中高合金钢外，都是低合金钢. 一、低合金结构钢 3、热处理：大多数热轧空冷后使用。少数可用正火+高温回火处理。 4、使用状态下组织：F+P 5、用途： Q345钢(16Mn)综合性能好，用于船舶、桥梁、车辆等大型钢结构。 Q390钢含V、Ti、Nb，强度高，用于中等压力的压力容器。 Q460钢含Mo、B，正火组织为贝氏体，强度高,用于石化中温高压容器. 1、性能要求 ⑴ 表面具有高硬度、高耐磨性，心部具有足够的韧性和强度，即表硬里韧。 ⑵ 良好的热处理性能,如淬透性和渗碳能力。 2、成分特点 ⑴ 低碳：0.1~0.25%C ⑵ 合金元素作用： ① 提高淬透性： Cr、Mn、Ni、B ② 强化铁素体： Cr、Mn、Ni ③ 细化晶粒： W、Mo、Ti、V 3、热处理特点 渗碳件的加工工艺路线为：下料→锻造→正火→机加工→渗碳→淬火+低温回火 1、性能要求 ⑴ 良好的综合力学性能. ⑵ 良好的淬透性。 3、热处理及组织特点 调质件的加工工艺路线为：下料→锻造→退火→粗加工→调质→精加工→装配 调质目的：获得良好综合力学性能 使用状态下的组织为：S回 4、常用钢号及用途 低淬透性钢：D0油30~40mm, 常用 45、40Cr, 用于制造较小的齿轮、轴、螺栓等。 中淬透性钢：D0油≈40~60mm，常用40CrNi，用于制造大中型零件。 高淬透性钢：D0油60mm, 常用40CrNiMo, 用于制造大截面重载荷零件，如曲轴等。 制造弹簧或类似性能零件的钢种。 1、性能要求 弹簧是利用弹性变形储能或缓和冲击的零件。 ⑴ 高的σs，σs/σb； 高的σ-1；足够的韧性 ⑵ 高的淬透性。 3、热处理及组织特点 ⑴ 冷成型弹簧：冷拔→ 冷成型→定型处理(250~300℃)。 用于φ10mm弹簧。 ⑵ 热成型弹簧： 热成型→淬火+中温回火，使用状态下的组织：T回 用于大截面弹簧(φ10mm) 5、常用钢号及用途 Si、Mn弹簧钢，如65Mn、60Si2Mn，用于制造较大截面弹簧。 Cr、V弹簧钢，如50CrV，用于大截面、大载荷、耐热的弹簧。 3 、热处理和组织特点 滚动轴承钢是过共析钢。 ⑴ 热处理： 球化退火+淬火+低温回火 ⑵ 组织： M回+颗粒状碳化物+A’(少量) 淬火后进行冷处理(-60 ~ -80℃), 可以减少A’、稳定尺寸. 4、常用钢号及用途 一、刃具钢 ㈠ 工作条件及性能要求 1、高硬度 (≥HRC60),主要取决于含碳量。 2、高耐磨性 靠高硬度和析出细小均匀硬碳化物来达到。 3、高热硬性 即高温下保持高硬度的能力。 4、足够的韧性 以防止脆断和崩刃。 ㈡ 碳素工具钢