金属材料与热处理教学课件作者吴广河第六章.ppt

第四节　合金工具钢 一、合金刃具钢 合金刃具钢用于制造各种机床刀具. 如车刀、铣刀等. 在高速切削金属的过程中. 要求刃具材料有高的硬度和耐磨性. 足够的强度、塑性和冲击韧性. 高的红硬性.红硬性指钢在高温下保持高硬度的能力. 常常以保持６０ＨＲＣ 的最高温度来表示.合金刃具钢分为低合金刃具钢和高速钢. (一) 低合金刃具钢 低合金刃具钢是在碳素工具钢的基础上加入少量合金元素而成的.加入铬、锰、硅、钨和钒等元素. 使钢的淬透性提高. 基体强化. 晶粒细化. 回火稳定性增大. 下一页 返回 第四节　合金工具钢 因此. 低合金刃具钢的耐磨性和强度比碳素工具钢高. 红硬性略有提高(为２５０℃). 可采用油淬. 减小了变形和开裂倾向. 但是合金元素加入多使临界点升高. 提高了淬火加热温度. 从而使脱碳倾向增大. 这类钢经淬火和低温回火后. 不仅具有高的硬度和耐磨性. 而且热处理变形小. 常用作形状复杂的低速切削刀具和精密量具. (二) 高速钢 高速钢是红硬性和耐磨性很高的高合金刃具钢. 其红硬性可达６００℃. 切削时能长期保持刃口锋利. 故用于制造高速切削刀具和成型刀具. 高速钢的优良性能决定于它的化学成分和正确的热处理. 上一页 下一页 返回 第四节　合金工具钢 二、合金模具钢 合金模具钢用于制造各种模具. 按工作条件可分为冷作模具和热作模具两大类. 三、合金量具钢 合金量具钢用于制造测量零件尺寸的各种量具. 如卡尺、千分尺、塞规、样板等. 要求有高的硬度、耐磨性、尺寸稳定性和一定的韧性、抗蚀性. 为满足性能要求. 形状复杂或精密的量具常采用低合盘刃具钢或轴承钢制造. 如ＣｒＷＭｎ、ＧＣｒ１５ 等. 上一页 下一页 返回 第四节　合金工具钢 量具钢的热处理特点是保证尺寸稳定性. 对精密量具在淬火后应立即进行冷处理. 以消除不稳定的残余奥氏体. 然后在１５０℃ ~ １６０℃下低温回火. 低温回火后还应进行一次人工时效. 以进一步消除组织应力. 精磨后再进行一次人工时效来消除磨削应力. 上一页 返回 第五节　特殊性能钢 一、不锈钢 不锈钢是指能够抵抗大气、酸、碱或其他介质腐蚀的合金钢. (一) 金属的腐蚀和保护 金属受周围介质作用而引起的损坏称作金属的腐蚀. 按腐蚀机理可分为化学腐蚀和电化学腐蚀两类. 化学腐蚀是金属与周围介质直接发生化学反应而产生的腐蚀. 如锻造时钢件表面的氧化皮. 铜合金与橡胶制品接触时. 橡胶中的硫与铜产生化学反应. 形成硫化铜使铜合金损坏等. 均属于化学腐蚀. 电化学腐蚀是金属在电解质溶液中发生电化学反应而发生的腐蚀. 例如金属在酸、碱、盐的水溶液中发生的腐蚀. 下一页 返回 第五节　特殊性能钢 在潮湿空气或海水中发生的腐蚀等. 均属于电化学腐蚀.碳钢是由铁素体和渗碳体两相组成的. 在潮湿空气中. 钢表面形成电解液膜. 两相又互相接触而导通. 因而使电极电位低的铁素体发生电化学腐蚀. 防止金属腐蚀可以从外部和内部两方面采取措施. 一是表面保护法. 将金属与腐蚀介质隔离. 如发蓝、磷化、喷漆、电镀等. 二是合金化处理. 提高金属本身的抗蚀能力. 不锈钢就是经合金化处理后的耐蚀钢. 上一页 下一页 返回 第五节　特殊性能钢 (二) 常用的不锈钢 通过分析可知. 铬不仅能在钢表面生成致密氧化膜. 而且当铬量超过１２. ７％ 时. 钢完全呈单相铁素体组织. 此外. 当含铬量达到１２％ 以后. 钢的基体电位跃增. 因此铬是不锈钢的主要合金元素. 常用的不锈钢为含铬量大于１３％ 的低碳高铬合金钢. 按正火组织的不同. 不锈钢可分为铁素体不锈钢、马氏体不锈钢和奥氏体不锈钢等. １.铁素体不锈钢 上一页 下一页 返回 第五节　特殊性能钢 这类钢含碳量低(小于０.１５％). 含铬量高(１２％ ~３０％). 属于铬不锈钢.它具有单相铁素体组织. 抗蚀性很好. 能够抗大气与酸的腐蚀. 并且有良好的高温抗氧化性(７００℃以下). 其塑性和焊接性能好. 但强度不高. 而且不能用热处理强化. 只能用冷塑性变形等来改善性能. 铁素体不锈钢的典型钢种是１Ｃｒ１７. 主要用做化工设备中的容器、管道等. ２. 马氏体不锈钢 Ｃｒ１３ 型不锈钢是典型的马氏体不锈钢. 也属于铬不锈钢. 因含铬量较低(１３％ 左右).抗蚀性比１Ｃｒ１７ 的差. 为提高强度. 通常加入一定量的碳. 但随含碳量的增多. 抗蚀性降低. 这类钢空冷即可淬透. 但为了避免碳化物析出. 一般采用高温加热后油淬. 以获得单相马氏体. 上一页 下一页 返回 第五节　特殊性能钢 ３. 奥氏体不锈钢 １８ －８ 型不锈钢是典型的奥氏体不锈钢. 是应用最广的不锈钢. 这类钢属于铬镍不锈钢.含碳量很低. 含铬量和含镍量分别在１８％ 和８％ 左右. 故而得名１８ －８型