第6章 过程装备材料

1、l（1 1）金属）金属 l 黑色金属（如钢材）黑色金属（如钢材） l 有色金属（如铝、铜等）有色金属（如铝、铜等） l（2 2）非金属）非金属 如如 橡胶、石棉、塑料等橡胶、石棉、塑料等 l（3 3）复合材料）复合材料 l有优良的机械性能，强度高，塑性和韧性好有优良的机械性能，强度高，塑性和韧性好 l具有优良的工艺性能具有优良的工艺性能 l具有优良物理性能具有优良物理性能 l可通过热处理方法进一步改善和提高其性能可通过热处理方法进一步改善和提高其性能 l应用最多的是钢材，它有以下几个特性：应用最多的是钢材，它有以下几个特性： 金金 属属 材材 料料 黑黑 色色 金金 属属 有有 色色 金金 属

2、属 碳素钢碳素钢 合金钢合金钢 铸铁铸铁 铜及其合金铜及其合金 铝及其合金铝及其合金 轴承合金轴承合金 碳素结构钢碳素结构钢 碳素工具钢碳素工具钢 铸造碳钢铸造碳钢 合金结构钢合金结构钢 合金工具钢合金工具钢 特殊性能钢特殊性能钢 白口铸铁白口铸铁 灰口铸铁灰口铸铁 可锻铸铁可锻铸铁 球墨铸铁球墨铸铁 有有 色色 金金 属属 铜及其合金铜及其合金 铝及其合金铝及其合金 轴承合金轴承合金 纯铜纯铜 白铜白铜Cu-Ni 黄铜黄铜Cu-Zn 青铜青铜Cu-除除Ni Zn以外的其它金属以外的其它金属 纯铝纯铝 变形铝合金变形铝合金 铸造铝合金铸造铝合金 锡基轴承合金锡基轴承合金 铅基轴承合金铅基轴承合

3、金 铝基轴承合金铝基轴承合金 l（1）钢材的供应形式钢材的供应形式 l 一般厂家供应的钢材主要是板材、管一般厂家供应的钢材主要是板材、管 材、锻件及铸件。材、锻件及铸件。 l（2）制造方式）制造方式 l板材为轧制，薄板冷轧、厚板热轧。板材为轧制，薄板冷轧、厚板热轧。 l管材大多为冷拔状态。管材大多为冷拔状态。 l锻件是浇铸好的钢锭在大型压力机锻件是浇铸好的钢锭在大型压力机 上按希望的形状压制而成的。上按希望的形状压制而成的。 l铸件是由钢水直接浇铸而成的原材。铸件是由钢水直接浇铸而成的原材。 过程机器：加工零件过程机器：加工零件装配装配机器机器 过程设备：压力成型过程设备：压力成型焊接焊接设备

4、设备 （1）碳）碳 对机械性能影响最大对机械性能影响最大 （5）硅）硅 脱氧脱氧 （4）锰）锰 脱氧脱氧 （3）磷）磷 冷脆冷脆 （2）硫）硫 热脆热脆 l 工业纯铁工业纯铁 C0.04% C0.04% l 低碳钢低碳钢 0.04%C0.25%0.04%C0.25% l 中碳钢中碳钢 0.25%C0.6%0.25%C0.6% l 高碳钢、高碳钢、0.6%C2%0.6%C2% l l普通质量钢普通质量钢 P0.045% S0.05%P0.045% S0.05% l优质钢优质钢 P0.04% S0.04%P0.04% S0.04% l高级优质钢高级优质钢 P0.35% S0.03%P0.35% S

5、0.03% 结构钢结构钢 制造各种机器零件及各种工程构制造各种机器零件及各种工程构 件件 工具钢工具钢 制造刃具和模具制造刃具和模具 类型类型炉型炉型顺序号顺序号脱氧程度脱氧程度 A 甲类甲类 B 乙类乙类 C 特类特类 J碱性转炉碱性转炉 Y氧气转炉氧气转炉 平炉省略平炉省略 17 镇静钢镇静钢 省略省略 沸腾钢沸腾钢 F 半镇静钢半镇静钢 B l甲类钢（即甲类钢（即A A类钢）是按机械性能供应的。类钢）是按机械性能供应的。 钢号为钢号为A1 A7A1 A7。 l乙类钢（即乙类钢（即 B B类钢）是按化学成分供类钢）是按化学成分供 应的。钢号为应的。钢号为B1 B7B1 B7。 l特类钢（即

6、特类钢（即C C类钢）是同时按机械性能类钢）是同时按机械性能 和化学成分供应的，其编号为和化学成分供应的，其编号为C1 C7C1 C7 屈服强度屈服强度 屈服极限屈服极限 MPa 质量等级质量等级 Q235-A Q235-B Q235-C Q235-D 特点：同时保证钢材的化学成分和机械性能特点：同时保证钢材的化学成分和机械性能 牌号命名：仅用两位数字来表示，此两位牌号命名：仅用两位数字来表示，此两位 数字表示钢中平均含碳量的万分之几十数字表示钢中平均含碳量的万分之几十 优质高碳钢钢号有优质高碳钢钢号有6060、6565、7070、8080 优质中碳钢钢号有优质中碳钢钢号有3030、3535、

7、4040、4545、5050、5555 优质低碳钢钢号有优质低碳钢钢号有0808、1010、1515、2020、2525 特点：优质或高级优质特点：优质或高级优质 牌号：牌号：T+钢中含碳量的千分之几钢中含碳量的千分之几 例如：例如：T7、T8、T9、T12、T13 特点：铸铁是一种脆性材料，不能锻造。 但是铸造性较好。另外，铸铁不但有优良 的减振性，耐磨性和切削加工性，而且生 产工艺和熔化设备简单，生产成本低廉， 因此在工业生产上得到普遍的应用。 工业铸铁含碳量：2.5%-4% 碳形式：大部或全部以Fe3C的形式存在 性能特点：很硬，用来做犁桦，矫形辊性能特点：很硬，用来做犁桦，矫形辊 断口

8、：白色 碳形式：大部或全部以自由状态的片状石墨 形式存在 断口：灰色 性能：抗拉强度低，抗压强度高；铸造性性能：抗拉强度低，抗压强度高；铸造性 和减震性好和减震性好 用途：铸造承受压力，要求消振耐磨的零用途：铸造承受压力，要求消振耐磨的零 件，如支架、间件，如支架、间 体、泵体、机座、体、泵体、机座、 管路附件，或受力不大的不重要的铸管路附件，或受力不大的不重要的铸 件。件。 牌号：牌号：HT-数字（最低抗拉强度数字（最低抗拉强度MPa） 例如：例如：HT-200 碳形式：全部以团絮状存在全部以团絮状存在 特点：塑性较好，但并不可锻 性能：性能：具有一定的延展性 用途：可用在承受冲击和振动的场

9、合，用途：可用在承受冲击和振动的场合， 例如汽车、拖拉机的后桥外壳、例如汽车、拖拉机的后桥外壳、 转向机构、低压阀门、管道配转向机构、低压阀门、管道配 件、运输机、升降机、纺织机零件、运输机、升降机、纺织机零 件等。件等。 牌号：牌号：KT（H、B、Z）-数字数字-数字数字 例如：例如：KTH-370-12 碳形式：全部以球状石墨存在全部以球状石墨存在 特点：塑性较好，但并不可锻 性能：性能：强度、塑性和韧性方面大大超过灰 铸铁，而且仍具有灰铸铁的许多优 点（铸造性、耐磨性、切削工艺性 好等） 用途：常用来做曲轴用途：常用来做曲轴 牌号：牌号：QT-数字数字-数字数字 例如：例如：QT-370

10、-3 钢的机械性能钢的机械性能 与化学成分有关与化学成分有关 与组织结构有关与组织结构有关 热处理：将钢在固态下加热、保温、冷却热处理：将钢在固态下加热、保温、冷却 来改变其内部组织，从而获得所来改变其内部组织，从而获得所 需性能的一种方法需性能的一种方法 l非晶体：内部原子杂乱无章地不规则的堆积非晶体：内部原子杂乱无章地不规则的堆积 l晶体：内部原子有规则的排列晶体：内部原子有规则的排列 晶体：原子规则地紧密地排列而成 非晶体：原子无规则地杂乱规程着 2 2）晶体结构的基本知识）晶体结构的基本知识 晶格晶格 晶胞晶胞 晶格：表示原子在晶体中排列规律的空间格架晶格：表示原子在晶体中排列规律的空

11、间格架 晶包：能够完整晶包：能够完整 地反映晶格特征地反映晶格特征 的最小几何单位的最小几何单位 （1）体心立方晶格）体心立方晶格 Cr V W Mo 低温低温Fe： 强度高、硬度高、熔点高；塑性低、韧性低强度高、硬度高、熔点高；塑性低、韧性低 （2）面心立方晶格）面心立方晶格 Al Cu Pb Ni 高温高温Fe： 强度低、硬度低、熔点低；塑性好、韧性好强度低、硬度低、熔点低；塑性好、韧性好 （3）密排六方晶格）密排六方晶格 Mg Zn：强度低、硬度低；塑性差、韧性差：强度低、硬度低；塑性差、韧性差 l金属的结晶:金属由液态转 变为固态的过程就叫结晶。 方法：热分析法方法：热分析法 大量结晶

12、潜热，大量结晶潜热， 补偿了金属向补偿了金属向 周围散失的热周围散失的热 量。量。 结晶温度 熔点温度 过冷度 c m cm T T T TTT 过冷度：结晶温度与熔点温度之差称为过冷度过冷度：结晶温度与熔点温度之差称为过冷度 TV冷 结晶过程结晶过程 晶核生成晶核生成 晶体长大晶体长大 个别原子的活动能力弱个别原子的活动能力弱 液体中的杂质微粒液体中的杂质微粒 l晶粒愈细小，金属材料的强度和硬度越高，晶粒愈细小，金属材料的强度和硬度越高， 塑性和韧性越好，反之。塑性和韧性越好，反之。 因为晶粒细小，晶界就多。晶界处的晶体排因为晶粒细小，晶界就多。晶界处的晶体排 列极不规则，界面犬牙交错，互相

13、咬合，因列极不规则，界面犬牙交错，互相咬合，因 而加强了金属之间的结合力。而加强了金属之间的结合力。 细化晶粒的方法细化晶粒的方法 增加过冷度增加过冷度 变质处理（加入促进成核变质处理（加入促进成核 或抑制晶粒长大）或抑制晶粒长大） 附加振动附加振动 同素异构转变：金属在固态下，随温度的改变，同素异构转变：金属在固态下，随温度的改变， 由一种晶格转变为另一种晶格由一种晶格转变为另一种晶格 的现象称为的现象称为 同素异构晶体：由同素异构转变所得到的不同晶格同素异构晶体：由同素异构转变所得到的不同晶格 的晶体称为的晶体称为。由低温到高温依次是。由低温到高温依次是 FeFeFeFe 结论：同素异构转

14、变是金属能够进行热处结论：同素异构转变是金属能够进行热处 理的基本条件理的基本条件 FeFeFeFe FeFeFeFe FeFeFeFe 1538 1394 912 770 1）合金的种类）合金的种类 l固溶体：在一种组元的晶格上分布着两种固溶体：在一种组元的晶格上分布着两种 l 组元的原子。组元的原子。 l溶剂：晶格保持不变的组元溶剂：晶格保持不变的组元 l溶质：晶格消失的组元。溶质：晶格消失的组元。 （1）固溶体）固溶体 置换固溶体置换固溶体 固熔强化：通过溶入溶质元素形成固溶体，固熔强化：通过溶入溶质元素形成固溶体， 从而使金属材料的强度、硬度从而使金属材料的强度、硬度 升高的现象称为固

15、溶强化升高的现象称为固溶强化 间隙固溶体间隙固溶体 （2）金属化合物）金属化合物 结构特点：与原两组元都不同。 金属化合物：是两组元相互作用而形成的一种新 的具有金属特性的物质。 性能特点：一般帮具有硬度高和脆性大的特点性能特点：一般帮具有硬度高和脆性大的特点 渗碳体：渗碳体：Fe-C Fe3C l（3）机械混合物 定义：由两相或多相构成的组织称为定义：由两相或多相构成的组织称为 机械混合物机械混合物 性能：铁素体因含碳量很低，它的机械性能 接近于纯铁，强度和硬度低，塑性和 韧性好。可用来冷变形加工 铁碳合金的基本组织可以分为五种：铁碳合金的基本组织可以分为五种： （1）铁素体）铁素体 定义：

16、碳溶解于体心立方晶格的定义：碳溶解于体心立方晶格的-Fe 中的间隙固溶体，用符号中的间隙固溶体，用符号F表示表示 性能性能：使奥氏体具有一定的强度和硬度。奥 氏体的塑性很好，是绝大多数钢在高 温进行锻造和轧制时所要求的组织 （2）奥氏体）奥氏体 定义：碳溶解于面心立方晶格的定义：碳溶解于面心立方晶格的Fe 中的固溶体，用符号中的固溶体，用符号A表示表示 （4）珠光体）珠光体 定义：定义：是铁素体与渗碳体的共析混合是铁素体与渗碳体的共析混合 物，它是渗碳体和铁素体片层物，它是渗碳体和铁素体片层 相间排列的混会物。相间排列的混会物。 l（3）渗碳体（化合物） 渗碳体在钢中的作用：主耍起强化作用渗碳

17、体在钢中的作用：主耍起强化作用 晶体结构：复杂斜方晶体结构：复杂斜方 合碳量为：合碳量为：669 熔点应为：熔点应为：1227C 不发生同素异构转变不发生同素异构转变 性能特点：硬度很高，塑性很差性能特点：硬度很高，塑性很差 定义：是含碳量为定义：是含碳量为43 1148C时的共晶混时的共晶混 合物。用符号合物。用符号L表示表示 （5）莱氏体混合物）莱氏体混合物 高温高温L：由奥氏体和渗碳体组成：由奥氏体和渗碳体组成 低温低温L：由珠光体和渗联体组成：由珠光体和渗联体组成 机械性能：硬度很高，塑性很差。机械性能：硬度很高，塑性很差。 l铁碳合金相图表达了在平衡条件下合金成分、铁碳合金相图表达了

18、在平衡条件下合金成分、 组织和温度之间的关系。含碳量大于组织和温度之间的关系。含碳量大于6.696.69 的铁碳合金脆性很大，加工困难，没有使用的铁碳合金脆性很大，加工困难，没有使用 价值。当合碳量为价值。当合碳量为6 66969肘，铁和碳形成肘，铁和碳形成 渗碳体。因此，铁联合金只研究渗碳体。因此，铁联合金只研究FeFeFeFe3 3C C部部 分。分。 v1 v2 v3 v4 定义：定义：将钢加热到一定温，保温一定时间后，随将钢加热到一定温，保温一定时间后，随 炉缓慢冷却到室温炉缓慢冷却到室温 特点：获得近于平衡状态的组织特点：获得近于平衡状态的组织 目的：目的：降低硬度，提高塑性，利于切

19、削加工 细化晶粒，均匀组织成分，改善性能 消除钢中的残余内应力 l(1)(1)完全退火完全退火 l将钢加热到SK线以上2030，保温一定时间随炉 冷却， l目的：调整硬度、细化晶粒 退火方法：退火方法： l（2 2）球化退火）球化退火 l将钢加热到GS线以上2030，保温一定时间随炉冷 却，获得球状珠光体组织。 l目的：降低硬度、便于加工； l Fe3C呈球状分布，淬火时奥氏体晶粒不易粗大。 l（3 3）去应力退火）去应力退火 l将钢加热到PSK共析线以下，保温一定时间随炉冷却， l分类： l再结晶退火 600700 l主要用来消除焊接内应力及主要用来消除焊接内应力及 l冷作硬化现象冷作硬化现

20、象 l低温退火 500600 l主要用来消除铸件、锻件、主要用来消除铸件、锻件、 l热轧件及冷拉热轧件及冷拉 l件等的内应力件等的内应力 定义：定义：将钢加热到将钢加热到GSEGSE线以上线以上30305050，保温一，保温一 定时间后，在空气是冷却到室温定时间后，在空气是冷却到室温 特点：冷却速度比退火快特点：冷却速度比退火快 目的：基本上同退火，但因冷却速度快，比退火目的：基本上同退火，但因冷却速度快，比退火 钢的组织细，强度、硬度更高钢的组织细，强度、硬度更高 应用：机械性能要求不高的零件的最终热处理应用：机械性能要求不高的零件的最终热处理 预备热处理，调整硬度，便于加工预备热处理，调整

21、硬度，便于加工 消除过共析钢的网状渗碳体消除过共析钢的网状渗碳体 定义：定义：将钢加热到将钢加热到GSGS线或线或PSKPSK以上以上30305050，保，保 温一定时间后，快速冷却到室温，以获得马氏体温一定时间后，快速冷却到室温，以获得马氏体 组织的热处理工艺组织的热处理工艺 目的：提高钢的硬度和耐磨性目的：提高钢的硬度和耐磨性 加热温度：加热温度： 冷却介质：水、盐水溶液、矿物油冷却介质：水、盐水溶液、矿物油 碳钢渗火碳钢渗火合金钢渗火合金钢渗火 定义：定义：将淬火后的钢加热到将淬火后的钢加热到PSKPSK线以下的某一温线以下的某一温 度，保温一定时间，待组织转变完成后，度，保温一定时间，

22、待组织转变完成后， 冷却到室温，这种热处理工艺称为冷却到室温，这种热处理工艺称为 目的：目的：减少和消除淬火时产生的内应力减少和消除淬火时产生的内应力 使工件达到所要求的机械性能使工件达到所要求的机械性能 稳定组织，使工件在使用过程中不发生组稳定组织，使工件在使用过程中不发生组 织转变，从而保证工件的形状和尺寸不变织转变，从而保证工件的形状和尺寸不变 温度：温度：150150250250 范围内的回火。 范围内的回火。 组织：回火马氏体组织：回火马氏体 硬度：硬度： HRC58HRC586464 目的：为了降低钢件的应力和脆性而保持钢在目的：为了降低钢件的应力和脆性而保持钢在 淬火后所得到的高

23、硬性和耐磨性。淬火后所得到的高硬性和耐磨性。 应用：刀具、量具、模具应用：刀具、量具、模具 （1 1）低温回火）低温回火 温度：温度：350500350500 范围内的回火。 范围内的回火。 组织：马氏体完全分解，细点状渗碳体密布于铁组织：马氏体完全分解，细点状渗碳体密布于铁 素体中素体中 硬度：硬度： HRC40HRC404545 特点：具有高的弹性极限特点：具有高的弹性极限 应用：弹簧应用：弹簧 （2）中温回火 调质处理：淬火+高温回火 温度：温度： 500650500650范围内的回火。范围内的回火。 组织：马氏体完全消失，渗碳体呈球状组织：马氏体完全消失，渗碳体呈球状 硬度：硬度： H

24、RC25HRC254040 特点：与片状珠光体比较特点：与片状珠光体比较 应用：轴、齿轮、螺栓应用：轴、齿轮、螺栓 kb A （3）高温回火 定义：利用快速加热的方法，仅对工件表面加热、冷 却而不改变成分的热处理工艺，称为表面淬火。 特点：处理后的零件表面具有高的硬度和耐磨性，心 部仍保持原来的组织。 表面加热表面加热 淬火工艺淬火工艺 (1)表面淬火处理 定义：利用感应电流通过工件为热效应，使工件表面 或局部加热，并进行快速冷却的热处理工艺， 称为高频感应加热表面淬火。 优点：生产率高，加热温度和淬硬层厚度容易控制， 淬火组织细小，机械性能比一般淬火工艺高， 尤其是冲击值。 缺点：设备费用昂

25、贵，所以感应加热表面淬火主要用 于大批生产的工厂。 (2)高频感应加热表面淬火 l(3)(3)、化学热处理、化学热处理 l定义：将钢件放在一定的介质中加热，使介质中的活定义：将钢件放在一定的介质中加热，使介质中的活 性原子渗入工件表层，改变表层的化学成分及组织，性原子渗入工件表层，改变表层的化学成分及组织， 以获得预期的组织和性能的一种热处理过程。以获得预期的组织和性能的一种热处理过程。 l基本过程：基本过程： l 分解：介质在一定温度下，发生化学分解，分解：介质在一定温度下，发生化学分解， l 产生渗入元素的活性原子产生渗入元素的活性原子 l 吸收：活性原子被工件表面吸收吸收：活性原子被工件

26、表面吸收 l 扩散：活性原子由表层向中心扩散扩散：活性原子由表层向中心扩散 向钢件表层渗人碳原子的过程，其目的是提高 表面硬度和耐磨性。 向钢件表层渗人氮原子的过程，其目的是提高 表面硬度和耐磨性，以及提高疲劳强度和耐蚀性 用木炭用木炭 和煤油和煤油 ： ：渗铬、渗铝、渗硅等。渗铬可以提高钢件 表面硬度、耐磨性和抗腐蚀性；渗硅可以提 高钢件表面的耐酸性能；渗铝可提高零件的 耐热和抗氧化性等。 氰化处理也称为碳氮共渗，是同时向钢件表层同 时渗碳和渗氮的过程。 用尿素用尿素 渗渗 合金钢：在碳钢的基础上，为了改善钢的某些合金钢：在碳钢的基础上，为了改善钢的某些 性能，在冶炼时有意加入一些元素的性能

27、，在冶炼时有意加入一些元素的 钢称为钢称为 常加入的元素：常加入的元素：Si Mn Cr Ni W Mo Co V Ti Si Mn Cr Ni W Mo Co V Ti Al B Al B及及ReRe 6.4.16.4.1合金元素在钢中的作用合金元素在钢中的作用 1)1)合金元素在钢中的形式合金元素在钢中的形式： （2 2）形成合金碳化合，一般有以下几种情况。）形成合金碳化合，一般有以下几种情况。 （1 1）溶入铁素体，形成合金铁素体（固溶体）溶入铁素体，形成合金铁素体（固溶体） 2 2）合金元素的基本作用）合金元素的基本作用 （1 1）强化铁素体）强化铁素体 产生固溶强化产生固溶强化 此类

28、合金元素主要有：此类合金元素主要有：Mn Si Ni (Mn Si Ni (强化效果强强化效果强) ) Cr Mo W V ( Cr Mo W V (强化效果弱强化效果弱) ) （2 2）形成合金碳化物）形成合金碳化物 在钢中能形成碳化物的元素有： Fe Mn Cr Mo W V Nb Zr Ti 强强弱弱 FeFe3 3C CrC Cr23 23C C6 6 WC VC TiC WC VC TiC （3 3）细化晶粒）细化晶粒 （4 4）改善钢的热处理性能）改善钢的热处理性能 大多数合金元素如大多数合金元素如n n、CrCr、AIAI、SiSi、 NiNi、B B、P P 等都能使钢在较缓慢

29、冷却速度下，就能得到淬火等都能使钢在较缓慢冷却速度下，就能得到淬火 组织组织马氏体马氏体 形成的碳化物，在热处理加热时能阻止奥氏体晶 粒变粗，冷却后便能细化晶粒，故强度、韧性提 高 与碳亲和力强如 Ti、Nb、B、MO、Cr等 6.4.26.4.2合金钢的分类及牌号合金钢的分类及牌号 l合金结构钢：用于制作重要的机器零件及钢结构合金结构钢：用于制作重要的机器零件及钢结构 l合金工具钢：用于制造重要的工具合金工具钢：用于制造重要的工具 l特殊性能钢：具有某种特殊物理化学性能，如不特殊性能钢：具有某种特殊物理化学性能，如不 l 锈钢、耐热钢、低温用钢（钢号末锈钢、耐热钢、低温用钢（钢号末 l 尾标

30、以尾标以”D”D”，如，如16MnDR16MnDR）等。）等。 ）分类分类 （1 1）按用途分）按用途分 低合金钢：加入的合金元素总量小于低合金钢：加入的合金元素总量小于5%;5%; 中合金钢：加入的合金元素总量为中合金钢：加入的合金元素总量为5%5%一一10%10%； 高合金钢：加入的合金元素总量超过高合金钢：加入的合金元素总量超过1010。 （2 2）按合金元素的含量：）按合金元素的含量： l（1）合金结构钢）合金结构钢 2）牌号牌号 2位数字位数字元素符号元素符号数字数字 含碳量的万分含碳量的万分 之几十之几十 加入的合金加入的合金 元素元素 前面合金元前面合金元 素的含量素的含量 例例

31、16Mn 60Si2Mn 09Mn2V (少于少于1.5%省略省略) （2）合金工具钢）合金工具钢 1位数字位数字元素符号元素符号数字数字 含碳量的千分含碳量的千分 之几之几 加入的合金加入的合金 元素元素 前面合金元前面合金元 素的含量素的含量 例例 9SiCr Cr12MoV (少于少于1.5%省略省略) (大于大于1%省略省略) （3）特殊性能钢）特殊性能钢 1位数字位数字元素符号元素符号数字数字 含碳量的千分含碳量的千分 之几之几 加入的合金加入的合金 元素元素 前面合金元前面合金元 素的含量素的含量 例例 1Cr13 4Cr13 1Cr18Ni9Ti V 其含碳量其含碳量 12% 热

32、处理：热处理： 1Cr13 、 2Cr13调质处理调质处理 3Cr13、 4Cr13淬火淬火+低温回火低温回火 耐蚀性：弱腐蚀介质耐蚀性：弱腐蚀介质 特点：具有磁性特点：具有磁性 典型材料：典型材料： 1Cr13 、2Cr13汽轮机叶片、水压机阀，汽轮机叶片、水压机阀， 食品机械食品机械3Cr13、 4Cr13医疗器械，餐具医疗器械，餐具 （1）铬不锈钢）铬不锈钢 成份：成份：Cr 18%、Ni8%,简称简称188型不锈钢型不锈钢 热处理：热处理： 固溶处理固溶处理 组织：单一奥氏体组织组织：单一奥氏体组织 性能：耐硝酸、磷酸、有机酸腐蚀；塑性好，性能：耐硝酸、磷酸、有机酸腐蚀；塑性好， 低温

33、强度高低温强度高 耐蚀性：弱腐蚀介质耐蚀性：弱腐蚀介质 特点：无磁性特点：无磁性 典型材料：典型材料： 1Cr18Ni9Ti 、0Cr18Ni9Ti （2）铬镍不锈钢）铬镍不锈钢 固溶处理。加热到固溶处理。加热到10501150，在水中冷却，在水中冷却 稳定化退火。（快热快冷；慢热慢冷）稳定化退火。（快热快冷；慢热慢冷） 超低碳法。控制含碳量低于超低碳法。控制含碳量低于0.04% 00Cr18Ni9Ti 合金化法。加入与碳亲和力更强的元素合金化法。加入与碳亲和力更强的元素Ni Ti 缺点：易产生晶间腐蚀缺点：易产生晶间腐蚀 原因：晶间贫铬原因：晶间贫铬 防止晶间腐蚀的措施：防止晶间腐蚀的措施：

34、 6.4.56.4.5耐热钢耐热钢 工作条件：长期工作在高温下，但强度要求不高工作条件：长期工作在高温下，但强度要求不高 加入元素：加入元素： Cr 、 Si 、Al 特点：形成致密的氧化膜，严密覆盖在钢的表面，特点：形成致密的氧化膜，严密覆盖在钢的表面， 使钢与高温氧化性气体隔绝使钢与高温氧化性气体隔绝 典型材料：典型材料： 4Cr9Si2 、1Cr13SiAl 1）抗氧化钢）抗氧化钢 工作条件：长期工作在高温、高压下工作条件：长期工作在高温、高压下 加入元素：加入元素： W Mo Ti V 难熔金属，难熔金属， Cr Si Al 特特 点：形成稳定的碳化物，阻碍其高温变形，点：形成稳定的碳

35、化物，阻碍其高温变形， 从而提高钢的强度；形成致密的氧化膜，从而提高钢的强度；形成致密的氧化膜， 严密覆盖在钢的表面，严密覆盖在钢的表面， 典型材料：典型材料： 4Cr14Ni14W2Mo(汽轮机叶片，汽轮机叶片， 大型发动机排气阀大型发动机排气阀) 2）热强钢）热强钢 6.4.66.4.6其它特殊性能钢其它特殊性能钢 应用：空分设备应用：空分设备 工作条件：长期工作在低温下工作条件：长期工作在低温下 基本要求：具有良好的韧性，加工工艺性和焊接性能基本要求：具有良好的韧性，加工工艺性和焊接性能 加入元素：加入元素： Mn Al Ti Cu V 典型材料：典型材料：4Cr9Si2 、1Cr13S

36、iAl 1）低温钢）低温钢 应用：履带、球磨机衬板、挖掘机铲齿，铁道道岔应用：履带、球磨机衬板、挖掘机铲齿，铁道道岔 工作条件：强烈冲击，严重磨损工作条件：强烈冲击，严重磨损 基本要求：具有良好的韧性和耐磨性基本要求：具有良好的韧性和耐磨性 加入元素：加入元素： Mn 典型材料典型材料： ZGMn13 硬度硬度180220HB，塑性韧性很好。，塑性韧性很好。 2）耐磨钢）耐磨钢 工作条件：温度工作条件：温度200300，压力，压力30MPa 氢的危害：使钢脱碳，并产生大量晶界裂纹氢的危害：使钢脱碳，并产生大量晶界裂纹 氢腐蚀的原因：与渗碳体发生化学反应生成甲烷氢腐蚀的原因：与渗碳体发生化学反应

37、生成甲烷 加入元素：加入元素： Cr Ti W V Nb Mo以形成稳定的以形成稳定的 碳化物碳化物 典型材料：典型材料： 15CrMo 20CrMo 12Cr3MoA 3）抗氢腐蚀钢）抗氢腐蚀钢 工作条件：温度工作条件：温度300500，一定压力下，一定压力下 氮的危害：形成氮化物，使钢变脆氮的危害：形成氮化物，使钢变脆 加入元素：加入元素： Cr Ti 以形成稳定的氮化层较紧密的以形成稳定的氮化层较紧密的 物质物质 典型材料：典型材料： 1Cr18Ni9Ti 氨合成塔内件氨合成塔内件 4）抗氮腐蚀钢）抗氮腐蚀钢 l1）铜及其合金 （1 1）纯铜）纯铜 物理性能：有很高的导电、导热性物理性能：有很高的导电、导热性 机械性能：塑性，在低温时可保持较高的机械性能：塑性，在低温时可保持较高的 塑性和冲击韧性。塑性和冲击韧性。 化学性能：铜不耐浓的硫酸、亚硫酸、稀的化学性能：铜不耐浓的硫酸、亚硫酸、稀的 和中等浓度的盐酸、醋酸及其它和中等浓度的盐酸、醋酸及其它 非氧化性酸等介质的腐蚀。铜不非氧化性酸等介质的腐蚀。铜不 耐各种浓度的硝酸、氨和铵盐溶耐各种浓度的硝酸、氨和铵盐溶 液腐蚀。对淡水、大气、碱类溶液腐蚀。对淡水、大气、碱类溶 液的耐蚀能力很好。液的耐蚀能力很好。 工业纯铜：T1、