金属工艺学第六章

1、第六章第六章 工业用钢工业用钢n钢中常存元素的作用；钢中常存元素的作用；n钢中合金元素的作用；钢中合金元素的作用；n钢的分类；钢的编号方法钢的分类；钢的编号方法;n碳素钢；碳素钢；n合金钢。合金钢。一、钢中常存元素的作用一、钢中常存元素的作用 主要元素：主要元素：FeFe、C C 有益元素：有益元素：MnMn、SiSi； 有害元素：有害元素：S S 、P P 、O O、N N、H H。 MnMn 脱氧、去硫脱氧、去硫, ,提高钢的强度和硬度。提高钢的强度和硬度。 SiSi 有很强的固溶强化作用有很强的固溶强化作用, ,能脱氧；能脱氧；1 1）有益元素：）有益元素：2 2）有害的非气体元素）有害

2、的非气体元素: : P P 有很强的固溶强化作用有很强的固溶强化作用, ,低温低温 韧韧性差性差 ( ( 冷脆冷脆 ) )； S S 能引起钢在热加工时或高温工作下能引起钢在热加工时或高温工作下开裂开裂 ( ( 热裂或称热脆热裂或称热脆 ) )。3 3）有害的气体元素）有害的气体元素: : N N：钢中过饱和钢中过饱和N在常温放置过程中会发生在常温放置过程中会发生时时 效脆化效脆化。加加Ti、V、Al等元素可消除时效等元素可消除时效 倾向。倾向。 O O：钢中的氧化物易成为钢中的氧化物易成为疲劳裂纹源疲劳裂纹源。 H H：原子态的过饱和氢时将降低韧性原子态的过饱和氢时将降低韧性, 引起引起氢氢

3、 脆脆。当氢在缺陷处以当氢在缺陷处以 分子态析出时，会产分子态析出时，会产 生很高内压，形成微生很高内压，形成微 裂纹，其内壁为白色，裂纹，其内壁为白色， 称称白点白点。钢中白点钢中白点二、钢中合金元素的作用二、钢中合金元素的作用合金元素在合金元素在钢中的存在形式钢中的存在形式固溶体固溶体形成强化相形成强化相非金属夹杂非金属夹杂单质单质（一）合金元素与铁的相互作用缩小奥氏体相区的元素： Cr、Mo、W、Ti、Si、Al、B等；扩大奥氏体相区的元素： Ni、Mn、Co、Cu、Zn、N等。（二）合金元素与碳的相互作用碳化物形成元素： Hf（铪) Zr Ti Ta Nb Mo Cr Mn Fe非碳化

4、物形成元素： Ni, Al , Si , Co, Cu。（三）合金元素对热处理工艺的影响合金元素对钢在加热时奥氏体化的影响 对奥氏体化的影响；对奥氏体晶粒度的影响。合金元素对淬透性的影响 大多数合金元素提高钢的淬透性，常用的元素有Cr、Mn、Ni、W、Mo、V、Ti等。合金元素对回火转变的影响 大多数合金元素均提高钢的回火稳定性；二次硬化；回火脆性。三三 钢的分类钢的分类按用途分类按用途分类：结构钢、工具钢、：结构钢、工具钢、特殊性能钢、（专用钢）特殊性能钢、（专用钢）；按化学成分分类按化学成分分类： 碳素钢碳素钢低碳钢、中碳钢、高碳钢低碳钢、中碳钢、高碳钢 合金钢合金钢低合金钢、中合金钢、高

5、合金钢低合金钢、中合金钢、高合金钢 主要合金元素来分主要合金元素来分锰钢、铬钢、铬镍钢锰钢、铬钢、铬镍钢按显微组织分类按显微组织分类：按退火组织：按退火组织亚共析钢、共析钢、过共析钢亚共析钢、共析钢、过共析钢 按正火组织分类按正火组织分类珠光体钢、贝氏体钢、马氏体钢、珠光体钢、贝氏体钢、马氏体钢、 奥氏体钢、铁素体钢。奥氏体钢、铁素体钢。按品质（按品质（S S、P P含量）分类含量）分类： 普通钢、优质钢、高级优质钢、特级优质钢普通钢、优质钢、高级优质钢、特级优质钢按冶炼方法分类按冶炼方法分类：根据冶炼所用炼钢炉：根据冶炼所用炼钢炉平炉钢、转炉钢和电炉钢平炉钢、转炉钢和电炉钢 根据冶炼时脱氧程

6、度根据冶炼时脱氧程度沸腾钢、镇静钢、半镇静钢沸腾钢、镇静钢、半镇静钢四四 钢的编号钢的编号碳素结构钢：碳素结构钢：Q235-AQ235-AF F；优质碳素结构钢：优质碳素结构钢：4545、45Mn45Mn；碳素工具钢：碳素工具钢：T8T8、T8AT8A；碳素铸钢：碳素铸钢：ZG200-400ZG200-400。（一）碳钢的编号方法（一）碳钢的编号方法（二）合金钢的编号方法（二）合金钢的编号方法合金结构钢：合金结构钢：二位数字二位数字+ +元素符号元素符号+ +数字，例：数字，例：60Si2Mn60Si2Mn；合金工具钢：合金工具钢：一位数字一位数字+ +元素符号元素符号+ +数字，例：数字，例

7、： 9SiCr9SiCr；专用钢：专用钢：GCr15GCr15。五五 碳素钢碳素钢 牌号牌号 如如 Q215BQ215B，表示，表示 s 215 MPa 215 MPa（直径（直径 16mm16mm），），B B级质量。级质量。 碳素结构钢的机械性能碳素结构钢的机械性能(GB/T700-1988)(GB/T700-1988)牌牌号号等等级级拉拉 伸伸 试试 验验冲击试验冲击试验屈服点屈服点 s ，MPaMPa抗拉抗拉强度强度 b b / /MPa伸长率伸长率 s , , %温度温度V V型冲型冲击功击功( (纵向纵向) )J钢材厚度钢材厚度( (直径直径) )，mmmm钢材厚度钢材厚度( (直

8、径直径), mm), mm 164060100150150 164060100150150不小于不小于不小于不小于不小于不小于Q195195315-39033Q215A/B215195175165335-41031292726/20/27Q235A/BC/D235215195185375-46026242221/200/-20/27Q255A/B255235215205410-51024222019/20/27Q275275255235225490-610201816151.1.普通碳素结构钢普通碳素结构钢用途用途钢板、钢筋、型钢等，作桥梁、建筑等构件。钢板、钢筋、型钢等，作桥梁、建筑等构件。

9、 热处理热处理：热轧空冷：热轧空冷组织组织：S SF F多边型角钢多边型角钢螺钉、铆钉螺钉、铆钉钢筋、螺纹钢钢筋、螺纹钢建筑构件钢桥梁2 2优质碳素结构钢优质碳素结构钢牌号牌号 如如 45 45 钢，含钢，含C C量为量为 45 / 10000 = 0.45 % 45 / 10000 = 0.45 % 。 优质碳素钢的化学成分和性能优质碳素钢的化学成分和性能钢号钢号化学成分，化学成分，% s ，MPaCMnSiSP08F10203540455060650.05-0.110.07-0.130.17-0.230.32-0.390.37-0.440.42-0.500.47-0.550.57-0.65

10、0.62-0.700.25-0.500.35-0.650.35-0.650.50-0.800.50-0.800.50-0.800.50-0.800.50-0.800.50-0.800.030.17-0.370.17-0.370.17-0.370.17-0.370.17-0.370.17-0.370.17-0.370.17-0.370.0350.0350.0350.0350.0350.0350.0350.0350.0350.0350.0350.0350.0350.0350.0350.0350.0350.035175205245315335355375400420( (摘自摘自GB/T699-19

11、99)GB/T699-1999)用途用途较重要的零件，如齿轮、轴、连杆、弹簧等。较重要的零件，如齿轮、轴、连杆、弹簧等。 汽车曲轴汽车曲轴热处理热处理： 渗碳、淬火、回火等。渗碳、淬火、回火等。3 3碳素工具钢碳素工具钢 牌号牌号 如如 T12A T12A 钢，含钢，含C C量为量为 12 / 1000 = 1.2 % 12 / 1000 = 1.2 % ，A A表示高级优质，表示高级优质，w(S) w(S) 0.020 % 0.020 % ，w(P) w(P) 0.030 % 0.030 % 。钢号C, %Mn, %Si, %S, %P, %退火后HBS, 水冷淬火温度，T7T8T8MnT9

12、T10MnT10T12T130.65-0.740.75-0.840.80-0.900.85-0.940.95-1.040.95-1.041.15-1.241.25-1.350.400.400.40-0.600.400.40-0.600.400.400.400.350.350.350.350.35 0.35 0.350.350.0300.0300.0300.0300.0300.0300.0300.0300.0350.0350.0350.0350.0350.0350.0350.03518718718719219207207217800-820780-800780-800760-780760-780

13、760-780760-780760-780碳素工具钢的化学成分和性能（淬火后HRC62)( (摘自摘自GB/T1298-1986)GB/T1298-1986)用途用途冲头、凿子、钻头、锉刀、量规等。冲头、凿子、钻头、锉刀、量规等。 螺纹量规螺纹量规热处理热处理：淬火：淬火 + + 低温回火低温回火组织组织：回火：回火M M 粒状粒状FeFe3 3C C + A + A 六六 合金钢合金钢基本概念基本概念 合金化和合金钢：在碳钢中加入一定量的合金化和合金钢：在碳钢中加入一定量的一种或几种元素，以提高钢的某些性能的过程一种或几种元素，以提高钢的某些性能的过程称为称为合金化合金化，这种钢称为，这种钢

14、称为合金钢合金钢。 合金元素合金元素：在合金钢中所加入的元素；：在合金钢中所加入的元素； 按用途分类（：按用途分类（： 合金结构钢合金结构钢 低合金结构钢、渗低合金结构钢、渗C C钢钢 、调质钢、调质钢 、弹簧钢弹簧钢 、轴承钢等。、轴承钢等。 合金工具钢合金工具钢 刃具刃具 、模具、量具钢。、模具、量具钢。 特殊性能钢特殊性能钢 不锈钢、耐热钢、耐磨钢。不锈钢、耐热钢、耐磨钢。n 合金钢的编号合金钢的编号结构钢结构钢 如如 60Si2Mn 60Si2Mn ，w(C)=0.6% w(C)=0.6% ， w(Si)=2% w(Si)=2% ，w(Mn)w(Mn)1.5%1.5%工具钢、特殊性能钢

15、工具钢、特殊性能钢 如如 9SiCr 9SiCr ，w(C)=0.9% w(C)=0.9% ，w(Si)w(Si)、w(Cr) w(Cr) 均均1.5%1.5%，而，而 CrWMn CrWMn 中，中，w(C)w(C)1.0% 1.0% 专用钢专用钢 如，如，滚滚动轴承钢动轴承钢 G GCr15Cr15，w(C)=1.0% w(C)=1.0% ， w(Cr)=1.5%w(Cr)=1.5%高级优质钢高级优质钢 如，如，20Cr2Ni420Cr2Ni4A A 合金元素对钢力学性能的影响合金元素对钢力学性能的影响1. 固溶强化固溶强化2 第二相强化第二相强化Fe、Mn、Cr、Mo、W、V、Ti、Nb

16、、Zr弱弱强强v 弱碳化物元素弱碳化物元素: Fe: Fe、MnMn。v 中强碳化物元素中强碳化物元素: Cr: Cr、MoMo、W W。v 强碳化物元素强碳化物元素: V: V、TiTi、NbNb、ZrZr。3.细化组织强化细化组织强化 强碳化物形成元素和强氮化合物形成元素强碳化物形成元素和强氮化合物形成元素可形成稳定性高的碳化物和氮化物粒子，阻碍可形成稳定性高的碳化物和氮化物粒子，阻碍奥氏体晶粒长大，从而间接细化铁素体晶粒。奥氏体晶粒长大，从而间接细化铁素体晶粒。4. 提高位错密度强化提高位错密度强化 思考题：思考题： 如何理解淬火是上述如何理解淬火是上述4 4种强化机制的综合作种强化机制

17、的综合作用结果？用结果？（一）合金结构钢（一）合金结构钢 1.1.普通低合金钢普通低合金钢( common low ( common low alloyed steel ) alloyed steel ) 化学成分化学成分: : 碳素结构钢碳素结构钢 + + 合金元素合金元素主加合金元素主加合金元素: Mn 1.8 %以内。以内。辅加合金元素辅加合金元素:V、Ti、Nb、B。牌号牌号: Q 345 C 质量等级质量等级345 MPa屈服强度屈服强度普通低合金钢性能及用途普通低合金钢性能及用途nQ460钢含钢含Mo、B，正火组织，正火组织 为为B，强度高强度高，用于石化中温，用于石化中温 高压容

18、器。高压容器。压力容压力容器器南京长江大南京长江大桥桥n Q345钢钢(16Mn)综合性能好综合性能好， 用于船舶、桥梁、车辆等大用于船舶、桥梁、车辆等大 型钢结构。型钢结构。n Q390钢含钢含V、Ti、Nb，强度强度 高高，用于中等压力的容器。，用于中等压力的容器。万吨远洋轮万吨远洋轮2. 2. 合金弹簧钢合金弹簧钢 对弹簧钢的性能要求对弹簧钢的性能要求:高的高的e、高的、高的s/ b、高的、高的-1、良好的韧性。、良好的韧性。 对弹簧钢含碳量的要求对弹簧钢含碳量的要求:中、高碳。中、高碳。 热成型弹簧钢的热处理特点热成型弹簧钢的热处理特点:淬火淬火 + 中温回火中温回火( 450550

19、) 合金弹簧钢的牌号合金弹簧钢的牌号6565 Mn55 Si 2 Mn60 Si 2 Mn50 Cr V A50 Cr Mn A55 Si Mn Mo V Nb 碳素弹簧钢碳素弹簧钢 冷成形弹簧生产工艺特点冷成形弹簧生产工艺特点 用于生产尺寸小于用于生产尺寸小于815mm的小型弹簧的小型弹簧,常用弹簧常用弹簧钢丝钢丝(片片)冷绕成形冷绕成形,其制造方法有其制造方法有:v T组织冷成型组织冷成型+200300去应力去应力 退火。退火。60、75、85、65 Mn。v T回回组织冷成型组织冷成型+去应力退火。去应力退火。v 退火组织冷成型退火组织冷成型+淬火淬火+中温回火。中温回火。 55Si2M

20、n、60Si2MnA、50CrVA。 热成形弹簧生产工艺特点热成形弹簧生产工艺特点 针对直径较大或厚度较大的弹簧，一般采用热成针对直径较大或厚度较大的弹簧，一般采用热成形，热卷弹簧后进行淬火加中温回火处理，得到回火形，热卷弹簧后进行淬火加中温回火处理，得到回火屈氏体组织。屈氏体组织。汽车板簧汽车板簧大型热卷弹簧大型热卷弹簧热卷大弹簧热卷大弹簧弹簧丝弹簧丝3 .3 .滚动轴承钢滚动轴承钢 ( bearing steel )( bearing steel ) 性能要求性能要求:v高的硬度强度和耐磨性高的硬度强度和耐磨性;v高的接触疲劳强度高的接触疲劳强度;v足够的韧性和耐蚀性足够的韧性和耐蚀性;v

21、高的纯净度高的纯净度;滚珠轴承滚珠轴承滚针轴承滚针轴承滚柱轴承滚柱轴承 化学成分特点化学成分特点:高碳高碳, Wc = 0.9, Wc = 0.91.1%1.1%。主加主加CrCr, 0.4, 0.41.65 %1.65 % 辅加辅加SiSi、MnMn。优质钢材优质钢材。 热处理特点热处理特点: :球化退火球化退火+ 淬火淬火+ 低温回火低温回火极细回火马氏体极细回火马氏体+ +细粒状碳化物细粒状碳化物+ +少量残余奥氏体少量残余奥氏体 滚动轴承钢的牌号滚动轴承钢的牌号G Cr9 Si Mn 含含Mn量量WMn1.5 % 含含Si量量WSi1.5 % 含含Cr量量WCr 0.9 % 滚滚动轴承

22、钢动轴承钢（二）合金工具钢（二）合金工具钢合金刃具钢合金刃具钢 ( alloy cutting steel )( alloy cutting steel )合金模具钢合金模具钢 ( alloy die steel )( alloy die steel )合金量具钢合金量具钢( alloy measuring steel )( alloy measuring steel )量量 具具刃刃 具具模模 具具实验二实验二 钢的热处理及力学性能测试钢的热处理及力学性能测试实验班级：实验班级：1、2、3班班实验时间：下个星期一、星期三实验时间：下个星期一、星期三实验地点：思学楼实验地点：思学楼D103实验

23、分组：实验分组： 周一下午周一下午23点（点（1班第一组：班第一组：104123）、下午）、下午34点（点（1班第二组剩余同学）；班第二组剩余同学）； 周二上午周二上午1011点（点（2班第一组：班第一组：201217，222，224，226）、）、1112点（点（2班第二组剩余同学）班第二组剩余同学） 。 周三下午周三下午4.155.15（3班第一组：班第一组：301321）、下）、下午午5.156.15（3班第二组：剩余同学）班第二组：剩余同学） 。2.2.高速钢高速钢 ( high ( high speed steel ) speed steel )(1) (1) 性能要求性能要求: :

24、高硬度、高耐磨性、高的红硬性高硬度、高耐磨性、高的红硬性(600(600时时,HRC63,HRC63以上以上) ) 、有一定的强度和韧性。、有一定的强度和韧性。高速钢高速钢 - - 锋钢、风钢锋钢、风钢 ; ; 常用常用W18Cr4VW18Cr4V：18 18 4 4 1 1钢钢车刀车刀铣铣刀刀钻钻头头(2) (2) 化学成分特点化学成分特点: :v高碳高碳 0.71.5%:v钨钨 18%:v钼钼 5%:v铬铬 4%:v钒钒1.5%: 保证高硬度保证高硬度退火状态下形成退火状态下形成M6C碳化物碳化物,在在560左右回火时左右回火时, 弥散析弥散析出出W2C, 造成二次硬化造成二次硬化, 提高

25、提高钢的红硬性钢的红硬性。1%Mo的作用等同于的作用等同于2%W。形成形成Cr23C6碳化物碳化物;提高钢的提高钢的淬透性淬透性。形成形成VC, 硬度极高硬度极高, 提高钢的提高钢的硬度和耐磨性硬度和耐磨性, 产生二次硬化。产生二次硬化。(3) W18Cr4V(3) W18Cr4V钢的生产工艺及热处理特点钢的生产工艺及热处理特点铸造铸造 锻造锻造 球化退火球化退火 机加工机加工 淬火淬火+三次三次570回火回火 磨削加工磨削加工 铸造铸造:高速钢属于高速钢属于莱氏体钢莱氏体钢,铸态组织铸态组织 中含有中含有大量呈鱼骨状分布的粗大量呈鱼骨状分布的粗 大共晶碳化物大共晶碳化物M6C,钢的韧性大钢的

26、韧性大 幅下降。幅下降。 W18Cr4VW18Cr4V钢的铸态组织钢的铸态组织 W18Cr4VW18Cr4V钢的铸态组织钢的铸态组织W18Cr4V铸态组织 420 锻造锻造:鱼骨状碳化物不能用热处理来消除鱼骨状碳化物不能用热处理来消除,只能依只能依 靠反复多次锻打来击碎。靠反复多次锻打来击碎。W18Cr4V锻造组织 210 球化退火球化退火:消除应力消除应力,调整组织调整组织,便于机加工便于机加工, 为淬火作好组织准备。为淬火作好组织准备。球化退火后的组织球化退火后的组织 : S + 粒状粒状 Cm W18Cr4V球化退火组织 420 W18Cr4VW18Cr4V钢的热处理过程示意图钢的热处理

27、过程示意图淬火淬火 : 1280; 淬火后的组织淬火后的组织:M+Cm+A残残(2025%)三次三次570回火回火在在570回火时回火时 , 产生产生二次硬化。二次硬化。三次三次570回火回火*淬火后淬火后A残约残约2025 %。*第一次回火后第一次回火后A残约剩残约剩1518 %。*第二次回火后第二次回火后A残约剩残约剩35 %。*第三次回火后第三次回火后A残约剩残约剩12 %。回火后的组织回火后的组织: M回回 + Cm + A残残 ( 1 2 % )组织硬度组织硬度为为65HRC以上。以上。n 特殊性能钢特殊性能钢不锈钢不锈钢 ( stainless steel )( stainless

28、 steel )耐热钢耐热钢 ( heat ( heat resistant steel ) resistant steel )耐磨钢耐磨钢 ( wear ( wear resistant steel ) resistant steel ) 一一. .不锈钢不锈钢 ( stainless steel )( stainless steel )1.定义定义: 在腐蚀介质中具有很高的抗腐在腐蚀介质中具有很高的抗腐 蚀能力的钢。蚀能力的钢。2.概念概念:*在在空气空气中的年腐蚀量为中的年腐蚀量为0.01mm 以内的钢以内的钢, 称为在空气中使用的称为在空气中使用的 不锈钢。不锈钢。 *在在强酸、强碱强

29、酸、强碱介质中的年腐蚀介质中的年腐蚀 量为量为0.1mm以内的钢以内的钢,称为在强称为在强 酸、强碱介质中使用的不锈钢。酸、强碱介质中使用的不锈钢。3 3金属腐蚀的机理金属腐蚀的机理. .金属腐蚀的种类金属腐蚀的种类:1)化学腐蚀化学腐蚀: 金属与介质金属与介质 ( 干燥气体和干燥气体和 非电解质溶液非电解质溶液 ) 发生化学发生化学 反应而产生的腐蚀。反应而产生的腐蚀。 例如例如:高温氧化、脱碳等。高温氧化、脱碳等。2)电化学腐蚀电化学腐蚀:金属与介质金属与介质 ( 电解质溶电解质溶 液液,即酸、碱、盐溶液即酸、碱、盐溶液 ) 发生电化学反应而产生发生电化学反应而产生 的腐蚀。的腐蚀。 电化

30、学腐蚀过程示意图电化学腐蚀过程示意图 珠光体（或碳钢）电化学腐蚀示意图珠光体（或碳钢）电化学腐蚀示意图4.4.金属的防腐措施金属的防腐措施: :1)覆盖层保护覆盖层保护: 涂漆、电镀、发蓝、磷化等工艺。涂漆、电镀、发蓝、磷化等工艺。2)形成氧化层形成氧化层: 加入合金元素加入合金元素Cr、Al、Si 等等,形成形成Cr2O3、SiO2、Al2O3等氧化膜。等氧化膜。 3)提高金属的电极电位提高金属的电极电位: 加入合金元素加入合金元素Cr、Ni、Si等等,提高金属基体的电极电位。提高金属基体的电极电位。4)使钢在室温下呈单相组织使钢在室温下呈单相组织:加入合金元素加入合金元素 Mn、Ni、Co

31、等能扩大等能扩大 区区,可在室温获得可在室温获得奥氏体钢奥氏体钢。加入合金元素加入合金元素 Cr、Mo、W、V、Ti、 Si 等能扩大等能扩大区区,可在室温获得可在室温获得铁素体铁素体 钢。钢。5)减少与消除钢中的各种不均匀现象减少与消除钢中的各种不均匀现象: 偏析、应力、组织等。偏析、应力、组织等。6)牺牲阳极保护阴极牺牲阳极保护阴极 : 镶嵌一些比金属镶嵌一些比金属 或合金基体电极电位更低的金属块。或合金基体电极电位更低的金属块。5.化学成分特点化学成分特点: * 低碳低碳:耐蚀性要求愈高耐蚀性要求愈高,碳含量愈低。碳含量愈低。 * 合金元素合金元素:主加主加Cr。 辅加辅加Ni、Mo、C

32、u、Ti、Nb、Mn 等。等。6.常用的不锈钢常用的不锈钢: *马氏体型不锈钢马氏体型不锈钢 *铁素体型不锈钢铁素体型不锈钢 *奥氏体型不锈钢奥氏体型不锈钢1)1)马氏体型不锈钢：马氏体型不锈钢： Cr13Cr13型钢型钢化学成分特点化学成分特点: Wc = 0.1 0.4 % WCr = 13 %热处理特点热处理特点:正火正火后的组体是后的组体是马氏体马氏体。牌号牌号: 1Cr134Cr13用途用途: 医疗器械医疗器械医用镊子医用镊子2) 2) 铁素体型不锈钢铁素体型不锈钢化学成分特点化学成分特点: Wc = 0.1 %左右左右 WCr = 17 %热处理特点热处理特点: 不能进行热处理强化

33、不能进行热处理强化。牌号牌号: 1Cr17、1Cr17Ti、1Cr28等。等。用途用途:化工设备中要求耐蚀性高、塑化工设备中要求耐蚀性高、塑 性好、强度低的容器、管道等。性好、强度低的容器、管道等。铁素体型不锈钢的用途铁素体型不锈钢的用途硝酸生产装置硝酸生产装置合成氨生产装置合成氨生产装置3)3)奥氏体型不锈钢：奥氏体型不锈钢：18 18 8 8型钢型钢化学成分特点化学成分特点: Wc = 0.08 0.14 % WCr = 1719 % WNi = 811 % Cu、Ti、Mo等。等。加工特点加工特点: :不能进行热处理强化不能进行热处理强化, ,只能只能 冷塑性变形强化。冷塑性变形强化。热

34、处理特点热处理特点:固溶处理固溶处理;稳定化处理稳定化处理; 消除应力退火。消除应力退火。牌号牌号: 0Cr18Ni9(304不锈钢）、不锈钢）、1Cr18Ni9、 0Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni9Ti用途用途: 化工容器、管道等。化工容器、管道等。大型化工储罐大型化工储罐(304)(304)管板换热器管板换热器 ( 304 ) 1Cr18Ni9Ti1Cr18Ni9Ti固溶处理组织金相图固溶处理组织金相图1Cr18Ni9Ti固溶处理组织 580 七七 、铸铁、铸铁目的：目的：了解常用铸铁的性能特点；了解常用铸铁的性能特点；掌握铸铁的牌号；掌握铸铁的牌号；了解铸铁的应用。了解铸铁的应用。7

35、.1 7.1 铸铁的分类及石墨化铸铁的分类及石墨化 铸铁是指一系列主要由铁、碳铸铁是指一系列主要由铁、碳( (大于大于2.11%2.11%）和硅组）和硅组成的合金总称。成的合金总称。 7.1.1 7.1.1 铸铁的分类（碳的存在形式）铸铁的分类（碳的存在形式）1 1白口铸铁白口铸铁 2 2麻口铸铁麻口铸铁3 3灰口铸铁灰口铸铁7.1.2 7.1.2 铸铁的分类（石墨铸铁的分类（石墨- -Graphite的形态）的形态）（1 1）灰）灰 铸铸 铁铁 碳主要以片状石墨形式出现的铸铁；碳主要以片状石墨形式出现的铸铁；（2 2）可锻铸铁）可锻铸铁 碳主要以团絮状石墨形式出现的铸铁；碳主要以团絮状石墨形

36、式出现的铸铁；（3 3）球墨铸铁）球墨铸铁 碳主要以球状石墨形式出现的铸铁；碳主要以球状石墨形式出现的铸铁；（4 4）蠕墨铸铁）蠕墨铸铁 碳主要以蠕虫状石墨形式出现的铸铁。碳主要以蠕虫状石墨形式出现的铸铁。 7.1.3 7.1.3 铸铁的石墨化铸铁的石墨化 铸铁中石墨的形成过程称为铸铁的石墨化石墨化。影响铸铁石墨化的因素较多，其中化学成分化学成分和冷却速度冷却速度是影响石墨化的主要因素。1 1化学成分化学成分的影响（五大元素）的影响（五大元素） 碳和硅都是强烈促进石墨化的元素碳和硅都是强烈促进石墨化的元素；磷也是促进石墨化的元素，但其作用较弱；硫和锰是阻碍石墨化的元素。2 2冷却速度冷却速度的

37、影响的影响 冷却速度快，铸铁容易产生白口铸铁组织； 冷却速度慢，碳原子扩散充分，有利于石墨化过程充分进行，铸铁容易获得灰口铸铁组织。 灰口铸铁灰口铸铁1 1灰铸铁的化学成分、组织和性能灰铸铁的化学成分、组织和性能（1）化学成分 灰铸铁的化学成分一般为：wC=2.5% 40%，wSi=1.0% 25%，wMn=O5% 1.4%，wSO.15%，wP0.3%。(2)组织 由于石墨化程度的不同， 灰铸铁的组织有三种类型： 铁素体(F)+片状石墨(G)； 铁素体(F)珠光体(P)+ 片状石墨(G)； 珠光体(P)+片状石墨(G)。 （3）性能力学性能 石墨虽然降低了灰铸铁的力学性能，但却使灰铸铁获得了

38、许多钢所不及的优良性能。 优良的性能： 良好的铸造性能； 良好的减震性； 较低的缺口敏感性； 良好的切削加工性； 良好的减摩性； 良好的抗压性能。灰口铸铁牌号灰口铸铁牌号b类 别牌号用 途 举 例铁素体灰铸铁HTl00低载荷和不重要零件，如盖、外罩、手轮、支架等铁索体珠光体灰铸铁HT150承受中等应力的零件，如底座、床身、工作台、阀体、管路附件及一般工作条件要求的零件珠光体灰铸铁HT200承受较大应力和较重要的零件，如汽缸体、齿轮、机座、床身、活塞、齿轮箱、油缸等HT250孕育铸铁HT300床身导轨，车床、冲床等受力较大的床身、机座、主轴箱、卡盘、齿轮等，高压油缸、泵体、阀体、衬套、凸轮，大型

39、发动机的曲轴、汽缸体、汽缸盖等HT350 球墨铸铁球墨铸铁 是是2020世纪世纪5050年代发展起来的一种新型铸年代发展起来的一种新型铸铁，它是经过球化处理后得到的。球化处理铁，它是经过球化处理后得到的。球化处理的方法是在铁液出炉后、浇注前加入一定量的方法是在铁液出炉后、浇注前加入一定量的球化剂的球化剂( (稀土镁合金等稀土镁合金等) )和孕育剂，使石墨和孕育剂，使石墨呈球状析出。呈球状析出。 1 1球墨铸铁的化学成分、组织和性能球墨铸铁的化学成分、组织和性能（1 1）化学成分是：）化学成分是：w wC=3.6%C=3.6%3.9%3.9%，w wSi=2.0%Si=2.0%2.8%2.8%，w wMn=0.6%Mn=0.6%0.8%0.8%，w wS0.04%S0.04%，w wP0.1%,P0.1%, w wMg=0.03%Mg=0.03%0.05%0.05%（2 2）组织）组织 球墨铸铁的组织可分为四种类型：球墨铸铁的组织可分为四种类型：铁素体铁素体(F)+(F)+球状