汽车用钢铁材料合金钢合金结构钢（课堂PPT）

1、2022-3-221一、常存杂质元素对钢性能的影响一、常存杂质元素对钢性能的影响 答：钢中常存杂质有锰、硅、硫、磷答：钢中常存杂质有锰、硅、硫、磷. 其中：锰、硅是其中：锰、硅是有益有益元素；硫磷是元素；硫磷是有害有害元素。元素。 硫硫产生产生热脆热脆；磷；磷产生产生冷脆冷脆。 二、常用碳素钢二、常用碳素钢2.Q235.Q235、08F08F、4545、65Mn65Mn、T10AT10A、ZG270-500ZG270-500 分别是哪类钢？分别是哪类钢？问题回顾问题回顾碳素钢碳素钢1. 钢中常存杂质有哪些？哪些是有益元素？哪些是有害元素？钢中常存杂质有哪些？哪些是有益元素？哪些是有害元素？答：

2、答：Q235Q235普通碳素结构钢普通碳素结构钢 08F08F、4545、65Mn65Mn优质碳素结构钢优质碳素结构钢 T10AT10A高级优质碳素工具钢高级优质碳素工具钢 ZG270-500ZG270-500 碳素铸钢碳素铸钢2【案例案例2-4】n在日常生活中，我们市场上买的低价菜刀或工具容易生锈、磨损或折断，而价格高、质量好的却不易发生上述现象呢2022-3-223任务任务2.4 2.4 合金钢合金钢合金钢的优点合金钢的优点 有利于汽车实现有利于汽车实现轻量轻量化。化。 （2）高的淬透性及回火稳定性）高的淬透性及回火稳定性 因其淬透性好，可用油淬，不易变形、开裂，因其淬透性好，可用油淬，不

3、易变形、开裂，适于形状复杂的零件。适于形状复杂的零件。（3）特殊性能：耐高（低）温、耐腐蚀、耐磨损等性能。特殊性能：耐高（低）温、耐腐蚀、耐磨损等性能。缺点：缺点：冶炼、加工工艺复杂，成本高冶炼、加工工艺复杂，成本高. （1）高强度高韧性高强度高韧性合金钢之所以有以上优点，是合金元素的作用合金钢之所以有以上优点，是合金元素的作用 Q235： s=235 Mpa 16 Mn：S=345 Mpa 45：D0=（10-18） 40Cr：D0=（20-36）适于制造尺寸大的零件。适于制造尺寸大的零件。 汽车上的汽车上的重要零件重要零件大多采用合金钢制造。大多采用合金钢制造。 2022-3-2242.4

4、.1 合金钢的分类及牌号合金钢的分类及牌号（1）按用途分类）按用途分类 1)合金结构钢合金结构钢制造各种制造各种重要重要机械零件和工程结构。机械零件和工程结构。2)合金工具钢合金工具钢制造各种制造各种重要重要的加工工具，如刃具、量具和模具等。的加工工具，如刃具、量具和模具等。3)特殊性能钢特殊性能钢制造具有制造具有特殊性能特殊性能要求的结构件和机械零件。要求的结构件和机械零件。1)低合金钢低合金钢合金元素总质量分数合金元素总质量分数小于小于5%。2)中合金钢中合金钢合金元素总质量分数为合金元素总质量分数为5%10%。3)高合金钢高合金钢合金元素总质量分数大于合金元素总质量分数大于10%。（2）

5、按合金元素的含量分类）按合金元素的含量分类1. 合金钢的分类合金钢的分类 （3）按合金元素的种类分）按合金元素的种类分2022-3-225Wc的分之几合金结构钢合金结构钢 Me 数字（数字（ Me 数字数字 ） A(E)所加合金元素合金元素百分含量例：例：16Mn16Mn 20CrMnTi 20CrMnTi 38CrMoAlA 38CrMoAlA 40Cr 40Cr 60Si2Mn 60Si2Mn高级优质或特级优质2.2.合金钢钢的牌号：合金钢钢的牌号：数字数字 + 元素符号元素符号 + 数字数字 + +A（E）2022-3-226例例：9SiCr 5CrMnMo 3Cr2W8V CrWMn

6、Cr12MoV特殊情况：特殊情况：高速钢中，高速钢中，WcWc1%1%有时有时也不标出也不标出 如：如：W18Cr4VW18Cr4V数字数字 Me 数字（数字（ Me 数字数字 ）合金工具钢合金工具钢Wc1% 分之几Wc1% 不标所加合金元素合金元素百分含量2.2.合金钢钢的牌号：合金钢钢的牌号：l特例特例：滚动轴承钢中：滚动轴承钢中： 碳含量不标出；碳含量不标出； “CrCr”用其用其“千千”分之几表示。分之几表示。 如：如：GCr15GCr15中，中，1515表示平均表示平均CrCr含量为含量为1.5%1.5%2022-3-227数字数字 Me 数字（数字（ Me 数字数字 ）WcWc 分

7、之几分之几 WcWc 0.1%0.1%，以，以“0 0”表示表示 WcWc 0.03%0.03%，以，以“0000”表示表示 特殊性能钢特殊性能钢例：例： 0Cr18Ni9Ti 00Cr18Ni9Ti2.2.合金钢钢的牌号：合金钢钢的牌号：2022-3-2282.4.2 2.4.2 合金结构钢合金结构钢1 1低合金高强度钢低合金高强度钢2 2合金渗碳钢合金渗碳钢3. 3. 合金调质钢合金调质钢4. 4. 合金弹簧钢合金弹簧钢5. 5. 滚动轴承钢滚动轴承钢用途用途工作条件工作条件性能要求性能要求成分成分处理条件处理条件性能性能2022-3-229类类 别别成分特点成分特点常用牌号举例常用牌号举

8、例热处理方法热处理方法性能特点性能特点用途举例用途举例合合金金结结构构钢钢低合金高强钢合金渗碳钢合金调质钢合金弹簧钢滚动轴承钢带着问题去学习带着问题去学习2022-3-2210用途用途用于强度较高的大型金属结构用于强度较高的大型金属结构 如：桥梁、船舶、车辆（载重汽车大梁）如：桥梁、船舶、车辆（载重汽车大梁） 压力容器（锅炉），输油、输气管道等。压力容器（锅炉），输油、输气管道等。1低合金高强度钢低合金高强度钢2022-3-2211 工作条件工作条件 不作相对运动，长期承受静载荷；不作相对运动，长期承受静载荷； 锅炉：使用温度可达锅炉：使用温度可达250以上；以上； 有一定温度要求有一定温度要

9、求 桥梁、载重汽车大梁：冬天要承受低温；桥梁、载重汽车大梁：冬天要承受低温； 耐腐蚀耐腐蚀桥梁、船舶：承受大气和海水的侵蚀。桥梁、船舶：承受大气和海水的侵蚀。 较高的强度和良好的塑韧性；较高的强度和良好的塑韧性；S=300460Mpa，而普碳钢，而普碳钢S=275Mpa； 低的韧脆转变温度（低的韧脆转变温度（-40-50）；）； 耐蚀性好；耐蚀性好； 良好的焊接性和冷成型性；良好的焊接性和冷成型性； 性能要求性能要求1低合金高强度钢低合金高强度钢2022-3-2212成分特点：成分特点：低合金(WMe 3% )低C(Wc 10mm大截面弹簧大截面弹簧)： 热成型热成型淬火淬火+中温回火中温回火

10、喷丸喷丸 冷轧弹簧冷轧弹簧(10mm弹簧）：弹簧）： 淬火淬火+中温回火中温回火冷成型冷成型去应力去应力喷丸喷丸 热处理特点热处理特点大型热卷弹簧大型热卷弹簧冷卷螺旋压缩弹簧冷卷螺旋压缩弹簧获得高弹性的获得高弹性的T回回2022-3-2227u 低淬透性（低淬透性（65Mn）用于用于气门弹簧、制动室复位弹簧、气门弹簧、制动室复位弹簧、离合器压紧弹簧等离合器压紧弹簧等u中淬透性（中淬透性（ 60Si2Mn)用于用于汽车钢板弹簧、牵引钩弹簧汽车钢板弹簧、牵引钩弹簧 常用牌号及应用常用牌号及应用4合金弹簧钢合金弹簧钢汽车板簧汽车板簧气门弹簧气门弹簧离合器压紧弹簧离合器压紧弹簧一辆汽车上装有一辆汽车上

11、装有5060种、种、100多件弹簧，多件弹簧，用于悬架、发动机、离合器、制动器等重要部位用于悬架、发动机、离合器、制动器等重要部位.2022-3-2228 高而均匀的硬度和耐磨性高而均匀的硬度和耐磨性高的高的 b和接触疲劳强度和接触疲劳强度足够的韧性、淬透性和耐蚀性足够的韧性、淬透性和耐蚀性l工作条件工作条件承受高接触应力承受高接触应力(达达30003500MPa)周期性交变载荷周期性交变载荷(频率达数万次频率达数万次/分分)和摩擦和摩擦l 用途用途用于制造轴承套和滚动体的专用钢用于制造轴承套和滚动体的专用钢 汽车的油泵柱塞、喷油嘴、针阀汽车的油泵柱塞、喷油嘴、针阀等等 向心向心球轴承球轴承滚

12、针滚针轴承轴承圆柱滚圆柱滚子轴承子轴承l性能要求性能要求5滚动轴承钢滚动轴承钢2022-3-2229l 成分特点成分特点 高碳：高碳：0.950.951.101.10%C%C，以满足高硬度，高耐磨性要求，以满足高硬度，高耐磨性要求主加元素主加元素CrCr（0.4-1.65%），），提高淬透性。提高淬透性。辅加元素辅加元素MnMn、SiSi，提高淬透性，提高淬透性l 热处理特点热处理特点球化退火球化退火 + + 淬火淬火 + + 低温回火低温回火冷处理冷处理(-60 -80) ，时效时效（120140,1020h）减少减少AA、稳定尺寸、去应力、稳定尺寸、去应力5滚动轴承钢滚动轴承钢2022-3-22305滚动轴承钢滚动轴承钢 常用牌号及应用常用牌号及应用 GCr9、GCr15用于中小型轴承、量具、丝锥等；用于中小型轴承、量具、丝锥等； GCr15SiMn用于大型、重载轴承。用于大型、重载轴承。 汽车的油泵柱塞、喷油嘴、针阀汽车的油泵柱塞、喷油嘴、针阀等等汽车油泵柱塞汽车油泵柱塞汽车化油器针阀汽车化油器针阀汽车喷油嘴汽车喷油嘴2022-3-22311 1低合金高强度钢低合金高强度钢Q345Q345（16Mn16