第五章-工业用钢.pptVIP

第五章 工业用钢 以铁为主要元素，碳的质量分数一般在2%以下，并含有其他元素的材料称为钢. 按照化学成分分为：碳钢和合金钢两大类。 碳钢：指碳含量wc2.11%的铁碳合金。 合金钢：指为改善钢的组织、性能，在冶炼 时特意加入合金元素的钢。 第一节 概 述 2.有害元素: 硫 ——形成低熔点的FeS，使钢产生热脆。 热脆： FeS与Fe形成的熔点（989℃ ）共晶体分布在奥氏体晶界上；当钢加热到1000-1200℃进行锻压或轧制时，由于晶界上的共晶体已经熔化，使钢在晶界开裂。这种现象称热脆。 磷——部分溶于F形成固溶体，部分在结晶时形成脆性很大的Fe3P，使钢在室温下的塑、韧性急剧下降。 冷脆：低温时由磷导致钢严重变形的现象称钢的冷脆 3.气体元素（钢中有害元素）: 二、合金元素在钢中的作用 (2)、形成碳化物 (1) 扩大奥氏体区的合金元素 (2) 缩小奥氏体区的合金元素 (3) 改变共晶点和共析点参数的元素 (2) 合金元素对过冷奥氏体转变的影响 (3) 合金元素对回火转变的影响 W、Mo、V 等碳化物在550℃～ 600℃时,使钢达到最高硬度, 产生二次硬化。 三、钢的分类和编号原则 第二节 结构钢 用于制造各种机器零件和工程结构的,称结构钢. 结构钢在机械制造中应用最广,用量最大 三、低合金高强度结构钢 四、合金结构钢 金结构钢是在优质碳素结构钢的基础上加入合金元素（如 Cr、Mn 、 Si、Ni 、 B等）形成的。 主要用于制造承受较大的交变应力和冲击负荷重要机械零件，如传动齿轮、汽车半轴、高速度重载的机床主轴和内燃机曲轴等。 对钢材的性能要求主要要求是良好的综合力学性能和高的淬透性。 合金渗碳钢应用举例： 第三节 工具钢 用于制造刃具、量具和模具等工具的钢，称为工具钢。 工具钢包括： 碳素工具钢 合金工具钢 高速工具钢 第四节 特殊性能钢 1、成分：0.1~0.2%C，合金元素2~3% 主加元素：Mn —— 固溶强化 辅加元素：Ti,Cr,Nb —— 弥散强化 2、性能：较高的σs ，良好的塑性韧性, 焊接性，抗蚀性，冷弯性能。 3、牌号：Q295，Q345，Q390，Q420，Q460 4、使用状态：热轧或正火（F + P少量） 5、用途：工程结构 —— 桥梁，船舶，车辆外壳、支架、压力容器 1、合金渗碳钢 (1)成分：0.1～0.25%C —— 低碳量 主加元素：Cr,Ni,Mn,B —— ↑淬透性（心部得M板条） 辅加元素：W,Mo,V,Ti —— 细化晶粒（VC,TiC,耐磨性↑） （2）性能：表面——高的硬度、耐磨性 　　　　　心部——强而韧 （３）最终热处理：渗碳 + 淬火 + 低温回火 组织：表层：高碳回火M + Fe3C或碳化物 + 残A（少量） 心部：淬透：低碳回火M 未淬透：F+P （４）用途：受冲击和强烈磨损、摩擦的零件（各类齿轮、凸轮） （5）常用钢号：20Cr 20CrMnTi 18Cr2Ni4W 　淬透性： 低 中 高 　适用： 小齿轮 汽车变速齿轮 飞机齿轮 2、合金调质钢 (1)成分：0.25～0.5%C —— 中碳钢 主加元素：Cr,Ni,Mn,Si —— ↑淬透性，强化基体 辅加元素：W,Mo,V,Ti —— 细化晶粒, ↑回火稳定性 （2）性能：良好的综合机械性能 （３）热处理： 预备：正火——S——改善组织，消除锻造应力，便于切削加工 最终：调质——回火S——获得良好的综合机械性能 表面要求高硬度,耐磨,↑σ-1，→表面淬火+ 低温回火(回火M） （４）用途：受复合应力的重要结构件如汽车、拖拉机、机床和其它机器上的各种重要零件（齿轮、连杆、机床主轴） 合金调质钢应用举例 （5）常用钢号：45，40Cr 30CrMnSi 40CrMnMo 　淬透性： 低 中 高 适用： 截面尺寸小 截面尺寸较大 受重负荷、大截面尺寸 五、合金弹簧钢 (1)成分： 0.45～0.7%C （碳钢0.6 ～ 0.9%C）——保证↑σe 主加元素：Mn, Si, Cr—— ↑淬透性，强化基体, ↑回火稳定性 （2）性能：高的σe 、σb 、σ-1 ，一定的塑韧性 （３）热处理： 热成型弹簧（尺寸大，60Si2Mn）：