《金属材料第四章》-课件.ppt

针对上述原因采用如下热处理措施： 调质处理。其目的是获得回火索氏体组织，以减少淬火变形和提高机械加工的光洁度。 淬火和低温回火。量具钢为过共析钢，通常采用不完全淬火+低温回火处理。 冷处理。高精度量具在淬火后必须进行冷处理，以减少残余奥氏体量，从而增加尺寸稳定性。冷处理温度一般为-70～-80℃。 时效处理。为了进一步提高尺寸稳定性，淬火、回火后，再在120～150 ℃进行24～36小时的时效处理，这样可消除残余内应力，大大增加尺寸稳定性而不降低硬度。 第四节 量具用钢 一、量具的工作条件及性能要求 量具是用来度量工件尺寸的工具，如卡尺、块规、塞规及千分尺。 由于量具在使用过程中经常受到工件的摩擦与碰撞，而量具本身又必须具备非常高的尺寸精确性和恒定性，因此要求具有以下性能： 高硬度和高耐磨性，以此保证在长期使用中不致被很快磨损，而失去其精度。 高的尺寸稳定性，以保证量具在使用和存放过程中保持其形状和尺寸的恒定。 足够的韧性，以保证量具在使用时不致因偶然因素－碰撞而破坏。 在特殊环境下具有抗腐蚀性。 二、常用量具用钢 形状简单、精度要求不高的量具，可选碳素工具钢，如T10A、T11A、T12A。 精度要求较高的量具，通常选用高碳低合金工具钢。如Cr2、CrMn、CrWMn及轴承钢GCr15等。 对于形状简单、精度不高、使用中易受冲击的量具，如简单平样板、卡规、直尺及大型量具，可采用渗碳钢15、20、15Cr、20Cr。也可采用中碳钢50、55、60、65制造量具。 在腐蚀条件下工作的量具可选用不锈钢4Cr139Cr18制造。若量具要求特别高的耐磨性和尺寸稳定性，可选渗氮钢38CrMoAl或冷作模具钢。 三、量具钢的热处理 量具钢热处理的主要特点是在保持高硬度与高耐磨性的前提下，尽量采取各种措施使量具在长期使用中保持尺寸的稳定。 时效效应：量具在使用过程中随时间延长而发生尺寸变化的现象。 原因如下： 用于制造量具的过共析钢淬火后含有一定数量的残余奥氏体，残余奥氏体变为马氏体引起体积膨胀； 马氏体在使用中继续分解，正方度降低引起体积收缩 残余内应力的存在和重新分布，使弹性变形部分地转变为塑性变形引起尺寸变化。 * 第四章 工具钢 概 述 刃具用钢 模具用钢 量具用钢 第四章 工具钢 第一节 概述 工具钢是用以制造各种加工工具的钢种。 根据用途，分为刃具用钢、模具用钢和量具用钢。 按化学成分，可分为碳素工具钢、合金工具钢和高速钢。 本章主要介绍刃具钢、模具钢的工作条件、失效形式及其性能要求，阐述各类钢种的衍变、选材原则及其发挥材料性能潜力的途径。 第二节 刃具用钢 刃具用钢是用来制造各种切削加工工具的钢种。如车刀、铣刀、刨刀、钻头、丝锥及板牙。 一、刃具钢的工作条件及性能要求 工作条件：刃具在切削过程中，刀刃与工件表面金属相互作用，使切屑产生变形与断裂，并从工件整体上剥离下来。故刀刃本身承受弯曲、扭转、剪切应力和冲击、振动等负荷作用，同时还要受到工件和切屑的强烈摩擦作用。由于切屑层金属的变形以及刃具与工件、切屑的摩擦产生大量的摩擦热，均使刃具温度升高。切削速度越快，则刃具的温度越高，有时刀刃温度可达600℃左右。 刀刃温度的升高（△T）与切削速度（v)、走刀量(S)和切削进刀深度(t)之间有如下经验关系 a、b、c、C均为随刃具与工件材料而异的常数。其中切削速度影响最大。 刃具钢应具有如下使用性能： 为了保证刀刃能犁入工件并防止卷刃，必须使刃具具有高于被切削材料的硬度，故刃具钢应是以高碳马氏体为基体的组织。 为了保证刃具的使用寿命，应当要求有足够的耐磨性。在马氏体基体上分布着弥散的碳化物，尤其是各种合金碳化物能有效提高刃具钢的耐磨损能力。 由于各种形式的切削加工过程中，刃具承受着冲击、振动等作用，应当要求刃具有足够的塑性和韧性，以防止使用过程中崩刃或折断。 为了使刃具能承受切削热的作用，防止在使用过程中因温度升高而导致硬度下降，应要求刃具有高的红硬性。红硬性是指钢在受热条件下，仍能保持足够高的硬度和切削能力。 二、刃具钢的钢种衍变 按照使用情况及相应的性能要求不同，将刃具钢分为：碳素刃具钢、合金刃具钢和高速钢。 1.碳素刃具钢 含碳量Wc=0.65%~1.35%,属高碳钢，包括亚共析钢、共析钢和过共析钢。 碳素刃具钢的热处理工艺为淬火+低温回火。 一般亚共析钢采用完全淬火，淬火后的组织为细针状马氏体。 过共析钢采用不完全淬火，淬火后的组织为隐晶马氏体+未溶碳化物，且由于未溶碳化物的存在，使钢的韧性较低，脆性较大。 碳素刃具钢在性能上有两个缺点，一个不足。即淬透性差，红硬性差，耐磨性不足。 用途：只能用来制造切削量小、切削速度较低的小型刃具。 2.合金刃具钢 合金刃具钢是在碳素刃具钢的基础上加入某些合金元素而发展起来的。其目