金属材料学：总结

1、复习总结复习总结金属材料学金属材料学复习总结本课程共三部分本课程共三部分第一部分：第第一部分：第1章章 钢的合金化概论钢的合金化概论 （合金元素的作用）（合金元素的作用）第二部分：第第二部分：第2第第8章章 具体钢铁材料分析讨论具体钢铁材料分析讨论第三部分：第第三部分：第9第第11章章 Al、Cu、Ti有色金属有色金属第一部分o 序论：略序论：略第第1章：钢的合金化概论章：钢的合金化概论一、合金元素一、合金元素1.合金元素：是指特别添加到钢中为了保证获得所要求的合金元素：是指特别添加到钢中为了保证获得所要求的组织结构、物理、化学和机械性能的化学元素。组织结构、物理、化学和机械性能的化学元素。（

2、主（主动加入）动加入）2.杂质：由冶炼时原材料以及冶炼方法、工艺操作而带入杂质：由冶炼时原材料以及冶炼方法、工艺操作而带入的化学元素。（并不都是有害）的化学元素。（并不都是有害）3. 合金钢：在化学成分上有目的的加入合金元素，用以合金钢：在化学成分上有目的的加入合金元素，用以保证一定的生产和加工工艺以及力学性能要求的保证一定的生产和加工工艺以及力学性能要求的铁基铁基合金合金 二、钢中的合金元素的作用二、钢中的合金元素的作用1. 钢中的合金元素的分类钢中的合金元素的分类（1） 按与按与Fe相互作用分类相互作用分类 奥氏体形成元素奥氏体形成元素 C, N, Cu, Mn, Ni, Co 铁素体形成

3、元素铁素体形成元素 Ti, Nb,V, W, Mo, Cr, Si, Al（2） 按与按与C相互作用（亲和力大小）分类相互作用（亲和力大小）分类 非碳化物形成元素非碳化物形成元素 Ni，Cu，Si，Al，P等等 碳化物形成元素碳化物形成元素 Ti，Zr，Nb，V，W，Mo，Cr，Mn，Fe （3） 按对奥氏体层错能的影响分类按对奥氏体层错能的影响分类提高奥氏体层错能元素提高奥氏体层错能元素 Ni，Cu等等降低奥氏体层错能元素降低奥氏体层错能元素 Mn，Cr等等2 2、钢中合金元素分布（存在形式）、钢中合金元素分布（存在形式）（1）合金元素在钢中分布或存在形式有）合金元素在钢中分布或存在形式有4

4、种种o 形成非金属相（非金属夹杂）形成非金属相（非金属夹杂）o 溶入固溶体溶入固溶体o 形成强化相（化合物相）形成强化相（化合物相）o 游离态存在或自由存在游离态存在或自由存在（2）合金元素在晶界偏聚（或晶界内吸附）合金元素在晶界偏聚（或晶界内吸附）o 什么叫晶界偏聚？产生的原因？晶界偏聚特点什么叫晶界偏聚？产生的原因？晶界偏聚特点o 如何用晶界偏聚理论解释钢的第二类回火脆性？如何用晶界偏聚理论解释钢的第二类回火脆性？3.合金元素与合金元素与Fe的相互作用的相互作用o 对对Fe基二元相图的影响基二元相图的影响 通过改变通过改变Fe的同素异构转变点的同素异构转变点A3，A4来改变来改变Fe基元素

5、相图基元素相图类型类型（1 1）扩大奥氏体）扩大奥氏体()()区又称区又称A形成元素形成元素 形成有限固溶体：形成有限固溶体：C，N， Cu， Zn， Au 形成无限固溶体：形成无限固溶体：Ni， Mn， Co（2 2）缩小奥氏体（）缩小奥氏体（）区元素又称）区元素又称F F形成元素形成元素 形成有限固溶体：形成有限固溶体：Mo，W，Ti，Nb，Al，Si，B等等 形成无限固溶体：形成无限固溶体：Cr，V形成无限固溶体的条件形成无限固溶体的条件o 点阵类型点阵类型o 原子尺寸原子尺寸o 电子层结构（电化学因素）电子层结构（电化学因素）（2）对FeFe3C相图的影响o 所有合金元素均使所有合金元

6、素均使S点左移点左移o 对临界温度影响：对临界温度影响： 扩大扩大A相区元素降低临界点相区元素降低临界点A1，A3； 缩小缩小A相区的元素升高临界点相区的元素升高临界点A1，A3。4.合金元素与合金元素与C的相互作用的相互作用（1）按亲和力分两类）按亲和力分两类 碳化物形成元素碳化物形成元素 Ti，Zr，Nb，V（强）（强） W，Mo，Cr（中强）（中强） Mn，Fe（弱）（弱） 非碳化物形成元素非碳化物形成元素 Ni，Cu，Si，Al，Co，P，S等等（2）形成的碳化物及稳定性形成的碳化物及稳定性稳定性排序：稳定性排序： M3C，M7C3，M23C6，M6C，M2C，MC （ 弱弱 强强 ）

7、三、钢的强化方法或机制三、钢的强化方法或机制o 提高钢的强度，只要设法阻碍位错运动即可提高钢的强度，只要设法阻碍位错运动即可o 强化方法强化方法 固溶强化固溶强化 细晶强化细晶强化 弥散强化弥散强化 位错强化位错强化四、合金元素对钢相变的影响四、合金元素对钢相变的影响1、合金元素对钢加热转变的影响（、合金元素对钢加热转变的影响（A化的影响）化的影响）（1）合金元素对钢）合金元素对钢A化的影响化的影响钢加热转变包括钢加热转变包括A形成，碳化物溶解及形成，碳化物溶解及A晶粒长大过程晶粒长大过程。总的来讲，合金元素的加入，使合金钢的总的来讲，合金元素的加入，使合金钢的A化温度和化温度和时间比碳钢温度

8、高，时间比碳钢长。这是因为合金钢时间比碳钢温度高，时间比碳钢长。这是因为合金钢加热时，合金元素本身扩散慢，另外钢中还有一部分加热时，合金元素本身扩散慢，另外钢中还有一部分合金碳化物要溶解，温度高于合金碳化物要溶解，温度高于Fe3C。此外，钢中若。此外，钢中若含有碳化物形成元素时，碳化物形成元素还降低碳在含有碳化物形成元素时，碳化物形成元素还降低碳在A中的扩散速度。这些因素都降低中的扩散速度。这些因素都降低A化速度。化速度。（2）合金元素对）合金元素对A晶粒长大的影响晶粒长大的影响 2.合金元素对过冷合金元素对过冷A分解的影响分解的影响（1）对过冷）对过冷A稳定性的影响（对等温分解稳定性的影响（

9、对等温分解C曲线曲线影响）影响）非碳化物形成元素非碳化物形成元素Ni，Si，Cu等加入钢中，仍等加入钢中，仍保持碳钢保持碳钢C曲线形状，但使曲线形状，但使C曲线右移；曲线右移；碳化物形成元素碳化物形成元素Cr，Mo，W，V不仅改不仅改变变C曲线的位置，使之右移，而且改变其曲线的位置，使之右移，而且改变其形状，出现两个鼻温，使珠光体和贝氏形状，出现两个鼻温，使珠光体和贝氏体转变区分开；体转变区分开； Co使使C曲线左移曲线左移（2）对珠光体转变的影响）对珠光体转变的影响对对P转变速度的影响转变速度的影响 除除Co以外，均使以外，均使P转变曲线右移，即推迟转变曲线右移，即推迟P转变转变对珠光体转变

10、温度区的影响对珠光体转变温度区的影响 1）凡是扩大）凡是扩大相区的元素降低相区的元素降低A1，使，使P转变温区向较转变温区向较低温度低温度 2）凡是缩小）凡是缩小相区的元素，提高相区的元素，提高A1使使P转变温度升高转变温度升高对珠光体转变产物的碳化物类型的影响对珠光体转变产物的碳化物类型的影响 1）碳钢的珠光体转变产物的碳化物为）碳钢的珠光体转变产物的碳化物为Fe3C 2）非碳化物形成元素对钢的碳化物类型无影响非碳化物形成元素对钢的碳化物类型无影响 3）对珠光体转变产物（碳化物类型）的影响）对珠光体转变产物（碳化物类型）的影响 强碳化物形成元素，将形成强碳化物形成元素，将形成MC 中强碳化物

11、形成元素中强碳化物形成元素 高温区高温区形成形成M23C6或或M3C 低温区低温区，主要为，主要为Fe3C（3）对贝氏体转变影响）对贝氏体转变影响（4）对马氏体转变影响）对马氏体转变影响3.合金元素对淬火钢回火转变的影响合金元素对淬火钢回火转变的影响（1）对马氏体的分解的影响）对马氏体的分解的影响 1） 合金元素对低温合金元素对低温M分解影响不大。分解影响不大。 2）中温和高温下回火的）中温和高温下回火的M分解影响分为三个方面分解影响分为三个方面 碳化物形成元素碳化物形成元素Cr，Mo，W，V，Nb等将强烈推等将强烈推迟迟M的分解；的分解； 非碳化物形成元素非碳化物形成元素Ni，Co，Cu等影

12、响较小；等影响较小； Si虽为非碳化物形成元素，但能有效推迟虽为非碳化物形成元素，但能有效推迟M的分解。的分解。 原因是原因是Si能抑制能抑制碳化物长大，延迟碳化物长大，延迟碳化物向碳化物向Fe3C转转变。变。（2）对残余奥氏体分解的影响对残余奥氏体分解的影响o 合金元素一般都能提高残余合金元素一般都能提高残余A的稳定性，即的稳定性，即加热到更高温度残余加热到更高温度残余A才分解才分解（3）对回火过程中碳化物形成、聚集和长大的影响对回火过程中碳化物形成、聚集和长大的影响o 强碳化物形成元素强碳化物形成元素Ti，V，W，Mo在在500600时弥散析出碳化物，有二次时弥散析出碳化物，有二次硬化作用

13、。硬化作用。o 强碳化物形成元素阻碍碳化物的聚集长大强碳化物形成元素阻碍碳化物的聚集长大（4） 合金元素对合金元素对相的回复和再结晶的影响相的回复和再结晶的影响o 合金元素一般均延缓合金元素一般均延缓相的回复和再结晶，相的回复和再结晶，碳化物形成元素更为显著。碳化物形成元素更为显著。五、合金元素对钢热处理工艺性能的影响五、合金元素对钢热处理工艺性能的影响1.对贝氏体淬透性的影响对贝氏体淬透性的影响 为获得贝氏体，希望加入合金元素后，为获得贝氏体，希望加入合金元素后，P转变区显著右移，转变区显著右移，但对贝氏体转变区影响不大。但对贝氏体转变区影响不大。（1）Mo 0.3%即可即可（2）微量的）微

14、量的B能够强烈阻止多边形铁素体析出，而对贝氏能够强烈阻止多边形铁素体析出，而对贝氏体转变影响不大的元素。体转变影响不大的元素。（3）低碳）低碳 从含碳量角度，合金钢中较低（低碳），过冷奥氏体从含碳量角度，合金钢中较低（低碳），过冷奥氏体最大转变速度在贝氏体区，容易得到贝氏体，最大转变速度在贝氏体区，容易得到贝氏体，例如例如0.15%C-0.5%Mo-B(0.0040.001)。 （4）中碳）中碳 低碳钢适当提高低碳钢适当提高C含量，再加进适量的含量，再加进适量的Mn或或Cr，还可，还可以得到中碳贝氏体钢，这对于发展贝氏体型大截面用钢，以得到中碳贝氏体钢，这对于发展贝氏体型大截面用钢，有着较大的

15、实际意义。有着较大的实际意义。2.对马氏体淬透性的影响对马氏体淬透性的影响o 提高提高M淬透性的五大合金元素淬透性的五大合金元素 Mn、Mo、Cr对增加淬透性的作用最强，对增加淬透性的作用最强，Si与与Ni次之次之3. 对钢回火脆性影响对钢回火脆性影响第一类回火脆性第一类回火脆性（ 250400）是一种不可逆回火脆性，不可能用热是一种不可逆回火脆性，不可能用热处理和合金化的方法消除，处理和合金化的方法消除， Si可推迟到可推迟到350 以上。以上。第二类回火脆性第二类回火脆性（550650） 加入合金元素加入合金元素Mo、W以抑制第二类回火脆性以抑制第二类回火脆性 回火后快冷回火后快冷六.微量

16、元素在钢中的作用微量元素在钢中的作用 1.有害影响（有害影响（Pb， Bi， Sb， Sn等元素在等元素在PPM数量范围内就会对钢的热塑性、蠕变强度、焊数量范围内就会对钢的热塑性、蠕变强度、焊接性、耐腐蚀性等产生有害的影响，并且可能接性、耐腐蚀性等产生有害的影响，并且可能导致钢的不同形式的脆性）；导致钢的不同形式的脆性）；2.微量元素的有益效应微量元素的有益效应 净化作用净化作用 变质作用变质作用 控制夹杂物形态控制夹杂物形态 微合金化作用微合金化作用第二部分第二部分 具体钢铁材料具体钢铁材料o 钢的分类：钢的分类：冶炼设备冶炼设备 按脱氧程度按脱氧程度按化学成分分类按化学成分分类按质量分类按

17、质量分类按金相分类按金相分类按用途分类按用途分类第第2章章 工程构件用钢工程构件用钢o 工程构件用钢分为工程构件用钢分为 普碳钢（碳素构件用钢）普碳钢（碳素构件用钢） 普低钢（低合金高强度钢）普低钢（低合金高强度钢） 微合金化低合金高强度钢微合金化低合金高强度钢（一）普碳钢普碳钢o 用量大，价格低。对性能要求不高的构件用量大，价格低。对性能要求不高的构件o 供货状态：热轧供货，供货状态：热轧供货，含碳量含碳量0.2%o 分类（分类（GB7002006）Q195 Q215 Q235 Q255 Q275每种还标出质量等级，脱氧方法等，如每种还标出质量等级，脱氧方法等，如 Q235-A.F, Q23

18、5-D.Tz, Q235-B.b（二）低合金构件用钢（二）低合金构件用钢 （普低钢，低合金高强度钢）（普低钢，低合金高强度钢）1.性能要求性能要求（1）力学性能要求：力学性能要求： 高的屈服强度，高的高的屈服强度，高的抗拉强度，塑性和韧性，时效敏感性要小抗拉强度，塑性和韧性，时效敏感性要小（2）工艺性能要求：工艺性能要求：良好的冷变形能力，良良好的冷变形能力，良好的焊接性能好的焊接性能（3）耐大气腐蚀性能耐大气腐蚀性能（4）经济性能要求经济性能要求2.化学成分及合金化特点（我国）1.低碳低碳(低于低于0.2)，低合金，低合金2.主加元素主加元素Mn，一般低于，一般低于2 （基本上不加（基本上不

19、加Cr，Ni） 固溶强化，细化晶粒固溶强化，细化晶粒3.附加元素：附加元素：Al，V，Ti，Nb 细化晶粒，沉淀强化细化晶粒，沉淀强化4.加加Cu，P改善耐大气腐蚀性能改善耐大气腐蚀性能5.加入微量稀土元素加入微量稀土元素 脱脱S，去气，净化材质，改变夹杂物形态与分布。，去气，净化材质，改变夹杂物形态与分布。3.钢号GB1591/T-2008按屈服强度分为按屈服强度分为5级级（组织是（组织是F+P，常用的钢种的屈服强度，常用的钢种的屈服强度450MPa）Q345：18Nb，09MnCuPTi，10MnSiCu，12MnV, 14MnNb， 16Mn，16MnReQ390：10MnPNbRe，1

20、5MnV，15MnTi，16MnNbQ420：14MnVTiRe，15MnVNQ460： 在其他钢号中添加在其他钢号中添加0.7Cr和和0.7NiQ500Q550Q620Q6904.使用状态o 一般热轧状态供货一般热轧状态供货o 使用组织：使用组织：FP 特殊要求正火高温回火特殊要求正火高温回火5.用途用途 工程构件工程构件（三）发展微合金化低合金高强度钢1. 化学成分及强化特点（1）尽量降低碳含量）尽量降低碳含量 （2）添加细化晶粒和沉淀强化元素）添加细化晶粒和沉淀强化元素 Al，V，Ti，Nb形成稳定的化合物，一方面细形成稳定的化合物，一方面细化晶粒，又可以产生沉淀强化化晶粒，又可以产生沉

21、淀强化。（3）控制轧制和控制冷却）控制轧制和控制冷却2.控制轧制的工艺方法控制轧制的工艺方法（1）在高温下，再结晶区变形；）在高温下，再结晶区变形；（2）在紧邻）在紧邻Ar3以上的低温无结晶区变形；以上的低温无结晶区变形； （3）在）在AF两相区变形两相区变形3. 控制轧制与常规热轧差别控制轧制与常规热轧差别 常规轧制：常规轧制：在在晶界上形核晶界上形核 控制轧制：控制轧制： 在在晶界，晶内形核，得到细晶粒晶界，晶内形核，得到细晶粒和亚结构组织，强韧性更好和亚结构组织，强韧性更好 第3章 机器零件用钢主要介绍主要介绍o 渗碳钢渗碳钢o 调质钢调质钢o 弹簧钢弹簧钢o 滚动轴承钢滚动轴承钢（一）

22、渗碳钢渗碳钢 经渗碳，热处理使经渗碳，热处理使零件表面零件表面层具有高强度、高层具有高强度、高耐磨性；耐磨性；心部心部具有适当的强度和较好的韧性。具有适当的强度和较好的韧性。1.化学成分及合金元素作用化学成分及合金元素作用 （1） 低碳低碳 一一般在般在0.12% 0.25% （2）常用的合金元素常用的合金元素 Cr、Mn、Ni、Mo 、B提高淬透性提高淬透性 Ti、V、Nb等细化晶粒。等细化晶粒。2.牌号o 15，20，20Cr，20CrMnTi， 20MnVB，20Mn2B，20CrMn， 20CrMnMo，12Cr2Ni4，20Cr2Ni4, 18Cr2Ni4WA3.热处理工艺o 渗碳后

23、渗碳后降温直接淬火低温回火降温直接淬火低温回火 o 渗碳后渗碳后一次淬火低温回火，一次淬火低温回火，o 渗碳后渗碳后二次淬火低温回火，二次淬火低温回火，o 渗碳后渗碳后多次高温回火淬火低温回多次高温回火淬火低温回火火 或或渗碳后渗碳后空冷并直接冷处理低温回空冷并直接冷处理低温回火火 （高淬透性渗碳钢）（高淬透性渗碳钢） 4.使用状态组织o 表面表面 回火马氏体碳化物少量残余奥氏体回火马氏体碳化物少量残余奥氏体o 心部心部 回火马氏体回火马氏体（二）调质钢（淬火高温回火，综合力学性能）（二）调质钢（淬火高温回火，综合力学性能）1.化学成分 中碳：中碳：0.30.5%C 合金元素作用合金元素作用：

24、 提高淬透性提高淬透性: Mn、Si、Cr、Ni、B 固溶强化固溶强化: Mn、Si、Ni 细化晶粒细化晶粒: Ti、V、W、Mo 防止第二类回火脆性防止第二类回火脆性: W、Mo 2.牌号 45，40MnVB，40Cr，35CrMo，40CrMn，30CrMnSi，40CrNi，38CrMoAl，40CrMnMo，3.热处理及性能热处理及性能 淬火高温回火淬火高温回火 回火索氏体回火索氏体 ，综合力学性能，综合力学性能4.使用状态使用状态 回火索氏体回火索氏体5.低碳马氏体钢o解决调制钢强韧性矛盾而发展起来的解决调制钢强韧性矛盾而发展起来的（1）调质钢热处理后性能的缺点）调质钢热处理后性能的

25、缺点 1）淬火高温回火（）淬火高温回火（S回回） 塑性，韧性的提高牺牲了强度塑性，韧性的提高牺牲了强度 2）淬火低温回火（）淬火低温回火（M回回） 强度的提高牺牲了韧性强度的提高牺牲了韧性 （2）低碳马氏体钢）低碳马氏体钢 低碳马氏体钢是低碳（合金）钢，淬火后获得组织为：低碳马氏体钢是低碳（合金）钢，淬火后获得组织为： M板板板条间相界板条间相界A薄膜板条内部自回火或低温回火析出的薄膜板条内部自回火或低温回火析出的均匀分布的细小碳化物均匀分布的细小碳化物这种组织实现了钢的强度、塑性和韧性的最佳配合，这种组织实现了钢的强度、塑性和韧性的最佳配合，比调质钢热处理后具有更优越的综合力学性能比调质钢热

26、处理后具有更优越的综合力学性能 15MnVB，20CrMnTi，20SiMn2MoVA，18Cr2Ni4WA （三）弹簧钢o 冷成型弹簧，小型弹簧冷成型弹簧，小型弹簧o 热成型弹簧，大型弹簧热成型弹簧，大型弹簧1.化学成分特点 碳素弹簧钢，含碳量：碳素弹簧钢，含碳量：0.6-0.9，接近共析点；，接近共析点；合金弹簧钢合金弹簧钢 含碳量：含碳量：0.45-0.7。 主加合金元素主加合金元素：Si（明显提高弹性极限），（明显提高弹性极限），Mn 附加合金元素附加合金元素：Cr，Mo，W，V等等 主要作用主要作用 （1）提高淬透性）提高淬透性 （2）强化铁素体）强化铁素体 （3）提高回火稳定性）提

27、高回火稳定性2.主要牌号o 65钢，钢， 65Mn，60Si2Mn，50CrVA，60CrMnBA3.热处理o 淬火中温回火淬火中温回火o 回火屈氏体回火屈氏体4.表面质量表面质量要求较高，热处理后一般进行喷丸处理要求较高，热处理后一般进行喷丸处理（四）滚动轴承钢（四）滚动轴承钢1.化学成分（1） 高碳高碳 0.95-1.15 保证硬度保证硬度（2） Cr：1.5左右，最常用，提高淬透性，左右，最常用，提高淬透性，形成合金渗碳体（形成合金渗碳体（Fe，Cr）3C，提高耐磨，提高耐磨性和接触疲劳抗力，提高耐蚀性性和接触疲劳抗力，提高耐蚀性 Si，Mn：提高淬透性提高淬透性 Si还可以提高回火稳定

28、性还可以提高回火稳定性2.牌号GCr15，GCr9SiMn，GCr15SiMn3.热处理热处理球化退火，淬火低温回火球化退火，淬火低温回火回火马氏体碳化物少量残余回火马氏体碳化物少量残余A 碳素工具钢碳素工具钢 刃具用钢刃具用钢 低合金工具钢低合金工具钢 高速工具钢高速工具钢分类分类 冷作模具钢冷作模具钢 模具用钢模具用钢 热作模具钢热作模具钢 塑料模具钢塑料模具钢 量具用钢量具用钢第第4章章 工具用钢工具用钢（一）（一） 工具钢特点工具钢特点1. 工具钢性能要求 高硬度，高耐磨性；高硬度，高耐磨性； 高热稳定性，红硬性；高热稳定性，红硬性； 足够的韧性足够的韧性2. 化学成分特点化学成分特点

29、 （1）高的碳含量）高的碳含量 0.61.3；（2）合金元素）合金元素 1）加入碳化物形成元素）加入碳化物形成元素 Cr，W，Mo，V 保证高硬度和高耐磨性保证高硬度和高耐磨性 2）加入）加入Mn，Si 减少工具热处理变形，提高淬透性和回火稳定性减少工具热处理变形，提高淬透性和回火稳定性 3）控制）控制S，P含量含量 改善塑性，降低热处理开裂的可能改善塑性，降低热处理开裂的可能3.热处理（1）预备热处理：球化退火）预备热处理：球化退火（2）淬火温度：在两相（）淬火温度：在两相（AK）区）区目的：碳化物的存在不仅可以阻止奥氏体长大，目的：碳化物的存在不仅可以阻止奥氏体长大，使晶粒细小，韧性提高；

30、剩余碳化物提高耐磨使晶粒细小，韧性提高；剩余碳化物提高耐磨性。性。通过调整加热温度可以调整碳化物数量来通过调整加热温度可以调整碳化物数量来控制钢的淬透性和残余奥氏体的数量。控制钢的淬透性和残余奥氏体的数量。（3）低温回火）低温回火（二）刃具用钢1.碳素工具钢（1）牌号 T7，T8，T10，T12 碳含量高，硬度高，耐磨性高，韧性低碳含量高，硬度高，耐磨性高，韧性低（2）热处理）热处理球化退火，淬火低温回火球化退火，淬火低温回火回火马氏体碳化物少量残余奥氏体回火马氏体碳化物少量残余奥氏体（3）用途）用途 尺寸小，形状简单，切削速度低的工具尺寸小，形状简单，切削速度低的工具2.低合金工具钢（1）化

31、学成分）化学成分高碳，低合金含量高碳，低合金含量（2）主要牌号）主要牌号 9SiCr，CrWMn，Cr2，9Mn2V， GCr15，W等等 Si，Cr，Mn提高淬透性提高淬透性 V细化晶粒细化晶粒（3）热处理：淬火（油淬）低温回火）热处理：淬火（油淬）低温回火（4）用途：大截面工具，形状复杂，淬火变形小）用途：大截面工具，形状复杂，淬火变形小3.高速钢（1）化学成分）化学成分高碳、高合金高碳、高合金Cr，Mo提高淬透性提高淬透性Cr，W，Mo，V提高回火稳定性，红硬性，提高回火稳定性，红硬性，二次硬化二次硬化（2）牌号）牌号 W18Cr4V， W6Mo5Cr4V2（3）淬火o 要求红硬性，温度

32、越高越好，只要不过热和要求红硬性，温度越高越好，只要不过热和过烧；如要求韧性好，降低淬火温度过烧；如要求韧性好，降低淬火温度（4）回火）回火560三次或多次，降低残余奥氏体含量，二三次或多次，降低残余奥氏体含量，二次硬化，二次淬火效应次硬化，二次淬火效应 回火马氏体碳化物少量残余回火马氏体碳化物少量残余A（三）模具用钢1.冷作模具钢冷作模具钢（1）碳素工具钢）碳素工具钢（2）低合金工具钢）低合金工具钢（3）高）高Cr中中Cr模具钢模具钢 要求更高耐磨性，淬透性，淬火变形小，形状复杂用这类钢要求更高耐磨性，淬透性，淬火变形小，形状复杂用这类钢牌号：高牌号：高CrCr：Cr12，Cr12MoV 中

33、中CrCr：Cr4W2MoV热处理热处理Cr12MoV：要求红硬性，较高温度淬火多次高温回火：要求红硬性，较高温度淬火多次高温回火 要求晶粒细，韧性好：较低温度淬火低温要求晶粒细，韧性好：较低温度淬火低温回火回火（4）基体钢o 以高速钢淬火组织中基体为成分的钢种以高速钢淬火组织中基体为成分的钢种o 具有高足够的韧性，克服高速钢韧性不足具有高足够的韧性，克服高速钢韧性不足o 牌号：牌号： 65Nb（6Cr4W3Mo2VNb） 2.热作模具钢（1）热锻模）热锻模5Cr06NiMo ，5Cr08MnMo淬火高温回火，回火索氏体淬火高温回火，回火索氏体（2）热挤压模）热挤压模W W系系 3Cr2W8V

34、 淬火二次高温回火，淬火二次高温回火，CrCr系系 4Cr5MoSiV（H11），）， 4Cr5MoSiV1（H13）足够的塑性韧性和超高强度）足够的塑性韧性和超高强度淬火高温回火淬火高温回火（3）压铸模）压铸模 可根据加工合金熔点选材可根据加工合金熔点选材第5章 不锈钢1.金属的化学腐蚀和电化学腐蚀金属的化学腐蚀和电化学腐蚀2. 金属腐蚀破坏的基本类型金属腐蚀破坏的基本类型3. 提高不锈钢耐蚀性途径提高不锈钢耐蚀性途径4.不锈钢的分类不锈钢的分类 铁素体不锈钢铁素体不锈钢 奥氏体不锈钢奥氏体不锈钢 马氏体不锈钢马氏体不锈钢 FA双相钢双相钢 沉淀硬化不锈钢沉淀硬化不锈钢5. F不锈钢（1）牌

35、号）牌号Cr13型型：06Cr11Ti，06Cr13Al等等Cr17型：型：10Cr17，10Cr17Mo等等Cr25Cr28型型：16Cr25N，008Cr30Mo2等等（2）F不锈钢使用过程中的脆性不锈钢使用过程中的脆性晶粒粗大脆性，晶粒粗大脆性，475脆性，脆性，相脆性，高温脆性相脆性，高温脆性6. M不锈钢（1） Cr13型型：12Cr13，20Cr13，30Cr13， 40Cr13 Cr 17型型 :14Cr17Ni2 Cr18型型：95Cr18 ，90Cr18MoV（2）热处理）热处理 12Cr13，20Cr13 淬火高温回火淬火高温回火 S回回 30Cr13，40Cr13 淬火低

36、温回火淬火低温回火 M回回KA 14Cr17Ni2 淬火高温回火淬火高温回火 S回回 95Cr18 淬火低温回火淬火低温回火 M回回KA7. A不锈钢（1）A不锈钢在使用过程中的主要问题不锈钢在使用过程中的主要问题 晶间腐蚀，应力腐蚀，点蚀晶间腐蚀，应力腐蚀，点蚀（2）A不锈钢热处理方法（固溶处理，不锈钢热处理方法（固溶处理，消除应力处消除应力处理，稳定化处理理，稳定化处理）（3）什么是奥氏体不锈钢的晶间腐蚀？防止方法）什么是奥氏体不锈钢的晶间腐蚀？防止方法（4）主要牌号）主要牌号 12Cr19Ni9，06Cr19Ni10，022Cr19Ni10，06Cr17Ni12Mo2Ti等等8.AF节N

37、i不锈钢o 以Mn代Ni 12Cr18Mn9o MnN代Ni 06Cr17Mn13Mo2No 节Ni 12Cr18Mn10Ni5Mo3N 12Cr18Mn8Ni5NFAA9.A-M 沉淀硬化不锈钢具有高塑性韧性和焊接性能具有高塑性韧性和焊接性能成分设计考虑室温下是不稳定的组织，成分设计考虑室温下是不稳定的组织，Ms点略低于室温，利用这种方法处理得到点略低于室温，利用这种方法处理得到M，通过时效沉淀析出金属间化合物强化通过时效沉淀析出金属间化合物强化第第6章章 耐热钢和耐热合金耐热钢和耐热合金1. 提高耐热钢热强性主要方法及途径提高耐热钢热强性主要方法及途径2. 耐热钢分类耐热钢分类 抗氧化钢，

38、抗氧化钢，P耐热钢，耐热钢，M耐热钢，耐热钢，A耐热钢耐热钢3. 抗氧化钢抗氧化钢F型：型：Cr13型、型、Cr18型、型、Cr25型型 16Cr25N，1050-1100 A型：型： Fe-Al-Mn Cr-Mn-N4.P耐热钢（1）低碳珠光体耐热钢（锅炉管子用钢）低碳珠光体耐热钢（锅炉管子用钢） 化学成分特点化学成分特点 使用过程中组织稳定性（使用过程中的主要问题）使用过程中组织稳定性（使用过程中的主要问题） 合金元素的主要作用合金元素的主要作用 热处理特点热处理特点 主要牌号主要牌号 12CrMo12CrMo，12Cr1MoV12Cr1MoV，15CrMo15CrMo（2）中碳珠光体热强钢）中碳珠光体热强钢 紧固件及转子用钢紧固件及转子用钢5.M耐热钢（1）叶片用钢 12Cr13，20Cr13，15Cr11MoV（2）内燃机排气阀用钢内燃机排气阀用钢 42Cr9Si2， 40Cr10Si2Mo 45Cr14Ni14W2Mo6 A耐热钢 A A基体原子结合力大，热强性高基体原子结合力大，热强性高 A A耐热钢分类耐热钢分类（固溶强化型，碳化物沉淀强化型，金固溶强化型，碳化物沉淀强化型，金属间化合物沉淀强化型属间化合物沉淀强化型） 固溶强化型：固溶强化型：12Cr18Ni9