金属工艺学电子教学教案——第五章低合金钢和合金钢01(高教版王英杰主.pdfVIP

低合金钢和合金钢

1・重点

钢的分类与牌号

2.难点

牌号与应用的关系

教学方法与手段

列举生活与生产中应用所讲钢种，分析其应用，增强感性认识。

教学组织

1•复习提问10分钟

2.讲解75分钟

3.小结5分钟教学内容

♦

为了改善钢的某些性能或使之具有某些特殊性能，在炼钢时有意加入的元素，

称为合金元素。

♦

含有一种或数种有意添加的合金元素的钢，称为合金钢。

钢中加入的合金元素主要有：硅(Si)、猛(Mn)、銘(Cr)、谋(Ni)、磚(W)、铝

(Mo)、飢(V)、钛(Ti)、锯(Nb)、钻(Co)、铝(A1)、硼(B)及稀土元素(Re)等。

第一节合金元素在钢中的作用

一、合金元素在钢中的存在形式及作用

合金元素在钢中主要以两种形式存在，一种形式是溶入铁素体中形成合金铁素

休；另一种形式是与碳化合形成合金碳化物。

(一)合金铁素体

大多数合金元素都能不同程度地溶入铁素体中。溶入铁素体的合金元素，由于

它们的原了大小及晶格类型与铁不同，使铁素体晶格发生不同程度的畸变，其结果

使铁索体的强度、硬度提高，当合金元索超过一定的质量分数后，铁索体的韧性和

塑性会显著降低。

（二）合金碳化物

按合金元索与碳之间的相互作用，可分为碳化物形成和非碳化物形成两类合金

元素。非碳化物形成合金元素，如、、及等，它们只以原子状态存在于

SiAlNiCo

铁素体或奥氏体中。碳化物形成元素，按它们与碳结合的能力，由强到弱的次序

为:、、、、、、和。它们和碳形成的碳化物有:、、、

TiNbVWMoCrMnFeTiCNbCVC

WC、CrC（Fe,Cr）C及（Fe’Mn^C等。合金碳化物的存在提高了钢的强度、硬

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度和耐磨性。

二、合金元素对钢的热处理和力学性能的影响

（-）合金元素对钢加热转变的影响

合金钢的奥氏体形成过程，基木上与非合金钢相同。由于合金元素的扩散速度

较慢，加之合金碳化物比较稳定，不易溶入奥氏体中，减缓了奥氏体的形成过程。

为了获得均匀的奥氏体，大多数合金钢需加热到更高的温度，并保温更长的时间。

（-）合金元素对回火转变的影响

合金元素对钢冋火时组织与性能的变化，都有不同程度的影响，主要是提高钢

的耐回火性，有些合金元素还造成二次硬化现象和产生钢的回火脆性。

1•提高钢的耐回火性

♦

淬火钢件在冋火时抵抗软化的能力，称为耐冋火性（或冋火稳定性）合金钢

O

都有较好的耐回火性。若在相同硬度下，合金钢的回火温度则要高于非合金钢的回

火温度。.产生二次硬化

2

♦

某些含有较多、、、元素的合金钢，在〜高温冋火时，

WMoVCrTi500°C600°C

高硬度的特殊碳化物、、、等）以弥散的小颗粒状态析出，

（W?CM02CVCCrCTiC

73

使钢的硬度升高，这些铁碳合金在一次或多次回火后提高其硬度的现象称为二次硕

化。

高速钢工具钢和高馅钢在回火时都会产生二次硬化现象，这对于提高它们的热

硬性具有重要作用。