工程材料和热加工基础第五章工业用钢课件

《工程材料与热加工基础》

第五章工业用钢机械工程系金工教研室工程材料与热加工基础—程晓宇《工程材料与热加工基础》机械工程系工程材料与热加工基1第七章工业用钢钢的基础知识结构钢工具钢特殊性能钢工程材料与热加工基础—程晓宇第七章工业用钢钢的基础知识工程材料与热加工基础—程晓宇2第一节钢的基础知识一.合金元素对钢的组织和性能的影响杂质及合金元素与铁和碳的作用。

合金元素对Fe-Fe3C相图的影响。

合金元素对钢的热处理的影响。工程材料与热加工基础—程晓宇第一节钢的基础知识一.合金元素对钢的组织和性3一）杂质和气体的影响

Mn—脱氧、去硫,提高钢的强度和硬度。

Si

—有很强的固溶强化作用,能脱氧。1.有益元素工程材料与热加工基础—程晓宇一）杂质和气体的影响Mn—脱氧、去硫,提高钢的强度和硬42.有害元素:

P

—有很强的固溶强化作用,低温韧性差(冷脆)。

S

—能引起钢在热加工时或高温工作下开裂(热裂)。工程材料与热加工基础—程晓宇2.有害元素:P—有很强的固溶强化作用,低温韧性差53.气体元素:

N：钢中过饱和N在常温放置过程中会发生时效脆化。加Ti、V、Al等元素可消除时效倾向。O：钢中的氧化物易成为疲劳裂纹源。H：原子态的过饱和氢时将降低韧性,引起氢脆。当氢在缺陷处以分子态析出时，会产生很高内压，形成微裂纹，其内壁为白色，

称白点或发裂。钢中白点工程材料与热加工基础—程晓宇3.气体元素:N：钢中过饱和N在常温放置过程中会发生时钢中6二)合金元素与铁和碳的作用1.溶于基体中形成合金F或合金A。2.与碳作用形成合金碳化物(Fe,Cr)3C。3.单独形成特殊碳化物

TiC、VC。工程材料与热加工基础—程晓宇二)合金元素与铁和碳的作用1.溶于基体中形成合金F或合金71.溶于基体中形成合金F或合金A工程材料与热加工基础—程晓宇1.溶于基体中形成合金F或合金A工程材料与热加工基础—程晓宇81.溶于基体中形成合金F或合金A工程材料与热加工基础—程晓宇1.溶于基体中形成合金F或合金A工程材料与热加工基础—程晓宇92.与碳作用形成合金碳化物Fe、Mn、Cr、Mo、W、V、Ti、Nb、Zr弱强

弱碳化物元素:Fe、Mn。

中强碳化物元素:Cr、Mo、W。

强碳化物元素:V、Ti、Nb、Zr。工程材料与热加工基础—程晓宇2.与碳作用形成合金碳化物Fe、Mn、Cr、Mo、W、V10

碳化物形成元素在周期表中都是位于铁元素的左边的过渡族金属元素,它们都有一个未填满的d电子亚层,当形成碳化物时,碳原子首先将其价电子填入金属原子未填满的d电子亚层,使形成的碳化物具有金属键结合的性质,金属原子的d电子亚层愈不满(周期表中,在铁左边离铁愈远),则其与碳的亲和力愈强,形成碳化物的能力愈大,愈稳定,而且不易分解。工程材料与热加工基础—程晓宇碳化物形成元素在周期表中都是工程材料与热加工基础—程113.单独形成特殊碳化物

熔点、硬度、耐磨性最高。

稳定性最高。TiC、NbC、VC。工程材料与热加工基础—程晓宇3.单独形成特殊碳化物熔点、硬度、耐磨性最高。稳定性最12三)合金元素对Fe-Fe3C相图的影响扩大奥氏体区缩小奥氏体区改变共晶点和共析点的参数工程材料与热加工基础—程晓宇三)合金元素对Fe-Fe3C相图的影响扩大奥氏体区工程材料与131.扩大奥氏体区的合金元素Mn、Ni、Co等元素。作用:使A3线温度下降,A4线温度上升。工程材料与热加工基础—程晓宇1.扩大奥氏体区的合金元素Mn、Ni、Co等元素。作用:工程14

Mn元素对奥氏体区的影响工程材料与热加工基础—程晓宇Mn元素对奥氏体区的影响工程材料与热加工基础—程晓宇152.缩小奥氏体区的合金元素Cr、Mo、W、V、Ti、Si等元素。作用:

使A3线温度上升,A4线温度下降。工程材料与热加工基础—程晓宇2.缩小奥氏体区的合金元素Cr、Mo、W、V、Ti、Si等16

Cr

元素对奥氏体区的影响工程材料与热加工基础—程晓宇Cr元素对奥氏体区的影响工程材料与热加工基础—程晓173.改变共晶点和共析点参数的元素几乎所有的合金元素。作用:使S点和E点的成分向左移。

使A1线的温度变化。工程材料与热加工基础—程晓宇3.改变共晶点和共析点参数的元素几乎所有的合金元素。作用:18

合金元素对S点成分的影响工程材料与热加工基础—程晓宇合金元素对S点成分的影响工程材料与热加工基础—程晓宇19合金元素对A1线的影响工程材料与热加工基础—程晓宇合金元素对A1线的影响工程材料与热加工基础—程晓宇20四)合金元素对钢的热处理的影响加热时对奥氏体形成的影响对过冷奥氏体转变的影响对回火转变的影响工程材料与热加工基础—程晓宇四)合金元素对钢的热处理的影响加热时对奥氏体形成的影响工程材211.合金元素对加热时奥氏体形成的影响除Mn

元素外,所有合金元素的加入,均使奥氏体的形成速度减慢。强碳化物形成元素能强烈的阻止奥氏体晶粒长大(

Ti、V、Zr、Nb

等)。非碳化物形成元素能轻微的阻止奥氏体晶粒长大(

Si、Ni、Cu、Co

等)。工程材料与热加工基础—程晓宇1.合金元素对加热时奥氏体形成的影响除Mn元素外,所有合金222.合金元素对过冷奥氏体转变的影响

除

Co元素外,所有的合金元素均使钢的

TTT曲线向右移。

除

Co、Al元素外,所有的合金元素都使马氏体转变温度下降。

提高钢的淬透性,常用的元素有:

Cr、Mn、Mo、Si、Ni、B等。工程材料与热加工基础—程晓宇2.合金元素对过冷奥氏体转变的影响除Co元素外,所有233.合金元素对回火转变的影响回火抗力的增加

二次硬化的产生

产生回火脆性

工程材料与热加工基础—程晓宇3.合金元素对回火转变的影响回火抗力的增加二次硬化的产生产生24W、Mo、V等碳化物在550℃时,使钢达到最高硬度,产生二次硬化。工程材料与热加工基础—程晓宇W、Mo、V等碳化物在550℃时,使钢达到25Cr-Ni钢的回火脆性示意图工程材料与热加工基础—程晓宇Cr-Ni钢的回火脆性示意图工程材料与26

防止第二类回火脆性的产生的方法:在500～600℃快速冷却。加入合金元素W、Mo。工程材料与热加工基础—程晓宇防止第二类回火脆性的产生的方法:在500～600℃快27二.合金元素在钢中的作用1.主加元素:对提高钢的性能起主要作用。

Si、Mn、Cr、Ni、B。2.辅加元素:配合主加元素进一步提高钢的性能,弥补主加元素的不足与缺陷。

W、Mo、V、Ti、Nb。工程材料与热加工基础—程晓宇二.合金元素在钢中的作用1.主加元素:对提高钢的性能起主要28三、碳素钢的编号及用途1.碳素结构钢:

Q

235—A·F沸腾钢A等级235MPa屈服强度工程材料与热加工基础—程晓宇三、碳素钢的编号及用途1.碳素结构钢:沸腾钢A等级23292.优质碳素结构钢*

45---Wc=45%00*

较高锰质量分数的优质碳素结构钢

45Mn---Wc=45%00;WMn=0.7%～1.0%工程材料与热加工基础—程晓宇2.优质碳素结构钢*45---Wc=45%00*303.碳素工具钢T

12

A高级优质Wc=12%0碳素工具钢工程材料与热加工基础—程晓宇3.碳素工具钢T12A高级优质Wc=12%0碳314.铸造碳钢ZG

200-400σb

≥400MPaσs≥200MPa铸钢工程材料与热加工基础—程晓宇4.铸造碳钢ZG200-400σb≥400MPa32第二节合金结构钢

(AlloyConstructionalSteel)普通低合金钢合金渗碳钢合金调质钢弹簧钢滚动轴承钢易切削钢工程材料与热加工基础—程晓宇第二节合金结构钢

(AlloyConstr33一.普通低合金钢

(commonlow–alloyedsteel)1.化学成分:碳素结构钢+

合金元素主加合金元素:Mn1.8%以内。辅加合金元素:V、Ti、Nb、B。工程材料与热加工基础—程晓宇一.普通低合金钢

(commonlow–all34一.普通低合金钢2.牌号:

Q

345

C

质量等级345MPa屈服强度工程材料与热加工基础—程晓宇一.普通低合金钢2.牌号:Q345C质量35一.普通低合金钢Q460钢含Mo、B，正火组织为B，强度高，用于石化中温高压容器。压力容器南京长江大桥Q345钢(16Mn)综合性能好，用于船舶、桥梁、车辆等大型钢结构。

Q390钢含V、Ti、Nb，强度高，用于中等压力的容器。万吨远洋轮工程材料与热加工基础—程晓宇一.普通低合金钢压力容器南京长江大桥Q345钢(16Mn)36二.碳素渗碳钢及合金渗碳钢1.对渗碳钢的性能要求:2.对渗碳钢的含碳量的要求:低碳3.渗碳钢的热处理特点:渗碳

淬火

+

低温回火(180～200℃)表硬里韧工程材料与热加工基础—程晓宇二.碳素渗碳钢及合金渗碳钢1.对渗碳钢的性能要求:2.对渗碳37Wc≤0.25%Wc=0.15～0.25%合金元素:Cr、Mn、

Ni、B、V、W、

Mo、Ti等。表层:M回+Fe3C+A残心部:F+P表层:M回+Cm+A残心部:低碳M回

+F碳素渗碳钢合金渗碳钢化学成分热处理后的组织工程材料与热加工基础—程晓宇Wc≤0.25%Wc=0.15～0.25%合金元384.合金渗碳钢的牌号20

Mn2

Ti

A等级:高级优质含钛量WTi≤1.5%含锰量WMn2%含碳量WC20%00工程材料与热加工基础—程晓宇4.合金渗碳钢的牌号20Mn2TiA等级:395.典型合金渗碳钢种介绍

低淬透性合金渗碳钢钢含合金元素总量＜3%15Cr、20Cr、20Mn2。用于受力小的耐磨件，如柴油机的活塞销、凸轮轴等。中淬透性合金渗碳钢钢含合金元素总量在4%左右。20CrMn、20CrMnTi、20Mn2TiB。用于中等载荷的耐磨件，如变速箱齿轮。柴油机凸轮轴活塞销(20Cr)工程材料与热加工基础—程晓宇5.典型合金渗碳钢种介绍低淬透性合金渗碳钢中淬透性合金渗碳405.典型合金渗碳钢种介绍高淬透性合金渗碳钢钢含合金元素总量在4%～6%。18Cr2NiWA、20Cr2Ni4A等。用于大载荷的耐磨件，如柴油机曲轴。

柴油机曲轴工程材料与热加工基础—程晓宇5.典型合金渗碳钢种介绍高淬透性合金渗碳钢柴油机曲轴工程材料41

20CrMnTi钢制造齿轮的热处理工艺曲线工程材料与热加工基础—程晓宇20CrMnTi钢制造齿轮的热处理工艺曲42三.碳素调质钢及合金调质钢1.对调质钢的性能要求:既强又韧2.对调质钢的含碳量的要求:中碳3.调质钢的热处理特点:淬火+

高温回火(500～650℃)工程材料与热加工基础—程晓宇三.碳素调质钢及合金调质钢1.对调质钢的性能要求:既强又韧243Wc=0.25～0.6%Wc=0.25～0.5%合金元素:

Cr、Mn、

Ni、B、Si、V、

W、Mo、Ti等。表层:S回碳素调质钢合金调质钢化学成分热处理后的组织心部:P+F表层:S回心部:S回工程材料与热加工基础—程晓宇Wc=0.25～0.6%Wc=0.25～0.5%444.合金调质钢的牌号40Cr40Mn40MnB35CrMo38CrMoAlA25Cr2Ni4WA工程材料与热加工基础—程晓宇4.合金调质钢的牌号40Cr工程材料与热加工基础—程晓宇455.典型合金调质钢种介绍

低淬透性调质钢钢含合金元素总量＜3%。40Cr、40MnB等。

中淬透性调质钢钢含合金元素总量在4%左右。38CrSi、35CrMo等。圆锥齿轮柴油机凸轮轴常用于制造较小的齿轮、轴、螺栓等零件。工程材料与热加工基础—程晓宇5.典型合金调质钢种介绍低淬透性调质钢钢含合金元素总量＜3465.典型合金调质钢种介绍

高淬透性调质钢钢含合金元素总量在4%～10%。

制造大截面重载荷零件，如曲轴等用高淬透性的零件等。38CrMoAlA、40CrMnMo、25Cr2Ni4WA等。工程材料与热加工基础—程晓宇5.典型合金调质钢种介绍高淬透性调质钢钢含合金元素总量在447

40Cr钢制造连杆螺栓的热处理工艺曲线工程材料与热加工基础—程晓宇40Cr钢制造连杆螺栓的热处理工艺曲线工程材料与48四.碳素弹簧钢及合金弹簧钢1.对弹簧钢的性能要求:高的σe、高的σs/σb、高的σ-1、良好的韧。2.对弹簧钢含碳量的要求:中、高碳。3.热成型弹簧钢的热处理特点:淬火+

中温回火(450～550℃)工程材料与热加工基础—程晓宇四.碳素弹簧钢及合金弹簧钢1.对弹簧钢的性能要求:高的σe、49碳素弹簧钢合金弹簧钢化学成分热处理后的组织Wc=0.6～0.9

%Wc=0.5～0.7%合金元素:

Si、Mn、Cr、V、W、Mo等。T回制造尺寸小于Φ8～15mm的小型弹簧。T回制造尺寸在Φ20～25mm左右的弹簧。工程材料与热加工基础—程晓宇碳素弹簧钢合金弹簧钢化学成分热处理后的组织Wc=0.6～504.合金弹簧钢的牌号6565Mn55Si2Mn60Si2Mn50CrVA50CrMnA55SiMnMoVNb工程材料与热加工基础—程晓宇4.合金弹簧钢的牌号65工程材料与热加工基础—程晓宇515.冷成形弹簧生产工艺特点

用于生产尺寸小于Φ8～15mm的小型弹簧,常用弹簧钢丝(片)冷绕成形,其制造方法有:T组织冷成型+200～300℃去应力退火。60、75、85、65Mn。T回组织冷成型+去应力退火。退火组织冷成型+淬火+中温回火。55Si2Mn、60Si2MnA、50CrVA。工程材料与热加工基础—程晓宇5.冷成形弹簧生产工艺特点用于生产尺寸小于Φ52汽车板簧大型热卷弹簧热卷大弹簧簧弹丝工程材料与热加工基础—程晓宇汽车板簧大型热卷弹簧热卷大弹簧簧弹丝工程材料与热加工基础—程53五.滚动轴承钢(bearingsteel)1.性能要求:高的硬度强度和耐磨性;高的接触疲劳强度;足够的韧性和耐蚀性;高的纯净度;滚珠轴承滚针轴承滚柱轴承工程材料与热加工基础—程晓宇五.滚动轴承钢(bearingsteel)1.性能要54五.滚动轴承钢(bearingsteel)2.化学成分特点:高碳,Wc=0.9～1.1%。主加Cr,0.4～1.65%

辅加Si、Mn。优质钢材。工程材料与热加工基础—程晓宇五.滚动轴承钢(bearingsteel)2.化学成55五.滚动轴承钢(bearingsteel)3.热处理特点:球化退火+淬火+低温回火极细回火马氏体+细粒状碳化物+少量残余奥氏体工程材料与热加工基础—程晓宇五.滚动轴承钢(bearingsteel)3.热处理564.滚动轴承钢的牌号G

Cr9

Si

Mn

含Mn量WMn≤1.5

%

含Si量WSi≤1.5%

含Cr量WCr≈0.9%

滚动轴承钢工程材料与热加工基础—程晓宇4.滚动轴承钢的牌号GCr9SiMn含Mn量575.铬轴承钢制造轴承的工艺路线锻造球化退火机加工淬火+冷处理(–60～–80℃;1h)

低温回火磨削加工稳定化处理(120～130℃；5～10h)工程材料与热加工基础—程晓宇5.铬轴承钢制造轴承的工艺路线锻造球化退火58

六.易切削钢(fee–cuttingsteel)2.性能要求:降低切削力和切削热,减少刀具磨损,延长刀具寿命,改屑性能,提高切削速度。3.化学成分特点:1.用途:适用于高速切削和在自动加工机床上加工的材料。S:Ws=0.08～0.3%Pb:WPb=0.15～0.25%Ca:微量工程材料与热加工基础—程晓宇六.易切削钢(fee–cuttingsteel)594.易切削钢的牌号Y

40

Mn

含锰量WMn≤1.5

%

含碳量WC0.4

%

易切削钢工程材料与热加工基础—程晓宇4.易切削钢的牌号Y40Mn含锰量WMn≤1.5605.易切削钢的热处理工艺特点

低碳易切削钢(Y12、Y15、Y20)

渗碳或淬火成低碳马氏体。

中碳易切削钢(Y40)

调质及表面淬火。工程材料与热加工基础—程晓宇5.易切削钢的热处理工艺特点低碳易切削钢(Y12、Y161第三节合金工具钢

合金刃具钢(alloycuttingsteel)合金模具钢(alloydiesteel)合金量具钢(alloymeasuringsteel)工程材料与热加工基础—程晓宇第三节合金工具钢

合金刃具钢(all62量具刃具模具工程材料与热加工基础—程晓宇量具刃具模具工程材料与热加工基础—63一.碳素刃具钢1.性能要求:高硬度、高耐磨性,有一定的强度和韧性。2.化学成分特点:高碳。3.热处理特点:淬火+低温回火4.组织:

M回+Fe3C+A残工程材料与热加工基础—程晓宇一.碳素刃具钢1.性能要求:高硬度、高耐磨性,有一2.化学成645.用途:用于低速、低温(＜200℃）、低冲击、硬度在HRC62左右的刃具。一.碳素刃具钢锉刀手锤工程材料与热加工基础—程晓宇5.用途:用于低速、低温(＜200℃）、一.碳素刃具钢锉刀65二.合金刃具钢种类:低合金刃具钢;高速钢。牌号:合金元素及含量千分之几的含碳量

9

SiCrW18Cr4V工程材料与热加工基础—程晓宇二.合金刃具钢种类:低合金刃具钢;高速钢。合金元素及661.低合金刃具钢1.性能要求:高硬度、高耐磨性、有一定的红硬性、强度和韧性,工作温度不超过300℃。2.化学成分特点:*高碳*加入Cr、Mn、Si、

W、V

等合金元素。3.热处理特点:球化退火淬火+低温回火

工程材料与热加工基础—程晓宇1.低合金刃具钢1.性能要求:高硬度、高耐磨性、有一2.化学679SiCr钢板牙热处理工艺曲线板牙工程材料与热加工基础—程晓宇9SiCr钢板牙热处理工艺曲线板牙工程材料与热加工基础682.高速钢(high–speedsteel)(1)性能要求:高硬度、高耐磨性、高的红硬性(600℃时,HRC63以上)、有一定的强度和韧性。高速钢---锋钢、风钢;18–4–1

钢车刀铣刀钻头工程材料与热加工基础—程晓宇2.高速钢(high–speedsteel)(169(2)化学成分特点:高碳0.7～1.5%:钨18%:钼5%:铬4%:钒1.5%:

保证高硬度退火状态下形成M6C碳化物,在560℃左右回火时,弥散析出W2C,造成二次硬化,提高钢的红硬性。1%Mo的作用等同于2%W。形成Cr23C6碳化物;提高钢的淬透性。形成VC,硬度极高,提高钢的硬度和耐磨性,产生二次硬化。工程材料与热加工基础—程晓宇(2)化学成分特点:高碳0.7～1.5%:钨18%:钼70(3)W18Cr4V钢的生产工艺及热处理特点铸造锻造球化退火机加工淬火+三次570℃回火磨削加工

铸造:高速钢属于莱氏体钢,铸态组织中含有大量呈鱼骨状分布的粗大共晶碳化物M6C,钢的韧性大幅下降。工程材料与热加工基础—程晓宇(3)W18Cr4V钢的生产工艺及热处理特点铸造71

W18Cr4V钢的铸态组织W18Cr4V铸造组织130工程材料与热加工基础—程晓宇W18Cr4V钢的铸态组织W18Cr4V铸造组织72

W18Cr4V钢的铸态组织W18Cr4V铸态组织420工程材料与热加工基础—程晓宇W18Cr4V钢的铸态组织W18Cr473锻造:鱼骨状碳化物不能用热处理来消除,只能依靠反复多次锻打来击碎。W18Cr4V锻造组织210工程材料与热加工基础—程晓宇锻造:鱼骨状碳化物不能用热处理来消除,只能依W18Cr74球化退火:消除应力,调整组织,便于机加工,为淬火作好组织准备。球化退火后的组织:

S+粒状Cm

W18Cr4V球化退火组织420工程材料与热加工基础—程晓宇球化退火:消除应力,调整组织,便于机加工,球化退火后的组织75

W18Cr4V钢的热处理过程示意图工程材料与热加工基础—程晓宇W18Cr4V钢的热处理过程示意图工程材料与热加工基76淬火:1280℃;淬火后的组织:M+Cm+A残(20～25%)工程材料与热加工基础—程晓宇淬火:1280℃;工程材料与热加工基础—程晓宇77

W18Cr4V钢淬火组织

W18Cr4V淬火组织300工程材料与热加工基础—程晓宇W18Cr4V钢淬火组织W18Cr4V78三次570℃回火在570℃回火时,产生二次硬化。工程材料与热加工基础—程晓宇三次570℃回火在570℃回火时,产生二次硬化。工程材料79三次570℃回火*淬火后A残约20～25%。*第一次回火后A残约剩15～18

%。*第二次回火后A残约剩3～5

%。*第三次回火后A残约剩1～2

%。回火后的组织:

M回+Cm+A残(1～2%)组织硬度为65HRC以上。工程材料与热加工基础—程晓宇三次570℃回火*淬火后A残约20～25%。*第一次回火后80

W18Cr4V淬火+一次回火组织W18Cr4V淬火+一次回火组织105工程材料与热加工基础—程晓宇W18Cr4V淬火+一次回火组织W18Cr4V淬火+一81

W18Cr4V淬火+三次回火组织W18Cr4V淬火+三次回火组织420

工程材料与热加工基础—程晓宇W18Cr4V淬火+三次回火组织W18Cr4V淬火+82三.合金模具钢(alloydiesteel)热作模钢:工作温度为600℃以上。冷作模钢:工作温度为200～300℃。工程材料与热加工基础—程晓宇三.合金模具钢(alloydiesteel)热作模钢83一)热作模钢(hotdiesteel)1.性能要求:高的热硬性、高温耐磨性;高的抗氧化能力;高的热强性和足够高的韧性;高的热疲劳抗力(防止龟裂);高的淬透性和导热性;2.化学成分特点:中碳0.3～0.6%;合金元素:Cr、Ni、Mn、Si、Mo、W、V。曲轴模具工程材料与热加工基础—程晓宇一)热作模钢(hotdiesteel)1.性能要843.热处理特点:

*热锻模钢:5CrMnMo热处理工艺:淬火+550℃回火热处理后的组织:S回或T回

温度时间～500℃820～850℃预冷油冷530～550℃回火工程材料与热加工基础—程晓宇3.热处理特点:温度时间～500℃820～850℃预冷油冷5853.热处理特点:

*热压模钢:3Cr2W8V热处理工艺:淬火+600℃三次回火热处理后的组织:M回+Cm粒状汽车四缸压铸模工程材料与热加工基础—程晓宇3.热处理特点:汽车四缸压铸模工程材料与热加工基础—程晓宇86二)冷作模钢(colddiesteel)1.性能要求:高的硬度,HRC62;高的耐磨性;足够高的韧性与疲劳抗力;热处理变形小;2.化学成分特点:高碳1～2%;合金元素:Cr,Mo、W、V。汽车冲压模具工程材料与热加工基础—程晓宇二)冷作模钢(colddiesteel)1.性能873.热处理特点:

*一次硬化法:

淬火+低温回火(950～1000℃)(150～180℃)

*二次硬化法:

淬火+三次回火(1100～1000℃)(510～520℃)热处理后的组织:

M回+Cm+A残牌号:

Cr12、Cr12MoV工程材料与热加工基础—程晓宇3.热处理特点:热处理后的组织:M回+Cm+A残牌88四.合金量具钢1.性能要求:高的硬度,HRC62;高的耐磨性;高的尺寸稳定性;足够高的心部韧性;热处理变形小;尺寸稳定;良好的耐蚀性;卡尺量规千分尺工程材料与热加工基础—程晓宇四.合金量具钢1.性能要求:高的硬度,HRC62;卡893.热处理特点:4.热处理后的组织:M回+

Cm淬火冷处理(-70～-80℃)低温回火时效处理(120～130℃,几十小时)5.牌号:

CrWMn、4Cr13、GCr15、9SiCr、T12A、60等。2.化学成分特点:高碳0.9～1.5%;合金元素:Cr,Mn、W。工程材料与热加工基础—程晓宇3.热处理特点:4.热处理后的组织:M回+Cm淬火90

CrWMn钢制造块规退火后的热处理工艺～650℃820～840℃油冷3h-70～-80℃冷处理140～160℃3h110～120℃36h时效处理精磨3h研磨温度时间工程材料与热加工基础—程晓宇CrWMn钢制造块规退火后的热处理工艺～650℃820～891第四节特殊性能钢

不锈钢(stainlesssteel)耐热钢(heat–resistantsteel)耐磨钢(wear–resistantsteel)工程材料与热加工基础—程晓宇第四节特殊性能钢

不锈钢(stai92

一.不锈钢(stainlesssteel)1.定义:

在腐蚀介质中具有很高的抗腐蚀能力的钢。2.概念:*在空气中的年腐蚀量为0.01mm以内的钢,称为在空气中使用的不锈钢。

*在强酸、强碱介质中的年腐蚀量为0.1mm以内的钢,称为在强酸、强碱介质中使用的不锈钢。工程材料与热加工基础—程晓宇一.不锈钢(stainlesssteel)1.定义933金属腐蚀的机理.金属腐蚀的种类:1)化学腐蚀:

金属与介质(干燥气体和非电解质溶液)发生化学反应而产生的腐蚀。例如:高温氧化、脱碳等。2)电化学腐蚀:金属与介质(电解质溶液,即酸、碱、盐溶液)发生电化学反应而产生的腐蚀。工程材料与热加工基础—程晓宇3金属腐蚀的机理.金属腐蚀的种类:1)化学腐蚀:金属与介质94

电化学腐蚀过程示意图工程材料与热加工基础—程晓宇电化学腐蚀过程示意图工程材料与热加工基础—95

珠光体电化学腐蚀示意图工程材料与热加工基础—程晓宇珠光体电化学腐蚀示意图工程材料与热加工基础—程964.金属的防腐措施:1)覆盖层保护:涂漆、电镀、发蓝、磷化等工艺。2)形成氧化层:加入合金元素Cr、Al、Si等,形成Cr2O3、SiO2、Al2O3等氧化膜。3)提高金属的电极电位:加入合金元素Cr、Ni、Si等,提高金属基体的电极电位。工程材料与热加工基础—程晓宇4.金属的防腐措施:1)覆盖层保护:涂漆、电镀、发蓝、磷化974)使钢在室温下呈单相组织:加入合金元素Mn、Ni、Co等能扩大

γ区,可在室温获得奥氏体钢。加入合金元素Cr、Mo、W、V、Ti、Si等能扩大α区,可在室温获得铁素体钢。5)减少与消除钢中的各种不均匀现象:

偏析、应力、组织等。6)牺牲阳极保护阴极:

镶嵌一些比金属或合金基体电极电位更低的金属块。工程材料与热加工基础—程晓宇4)使钢在室温下呈单相组织:5)减少与消除钢中的各种不均匀现985.化学成分特点:

*

低碳:耐蚀性要求愈高,碳含量愈低。

*合金元素:主加Cr。

辅加Ni、Mo、Cu、Ti、Nb、Mn等。6.常用的不锈钢:

*马氏体型不锈钢

*铁素体型不锈钢

*奥氏体型不锈钢工程材料与热加工基础—程晓宇5.化学成分特点:6.常用的不锈钢:工程材料与热加工基础—程991)马氏体型不锈钢---Cr13型钢化学成分特点:

Wc=0.1～0.4%

WCr=13%热处理特点:正火后的组体是马氏体。牌号:1Cr13～4Cr13用途:医疗器械医用镊子工程材料与热加工基础—程晓宇1)马氏体型不锈钢---Cr13型钢化学成分特点:Wc100

1Cr13金相组织图1Cr13供货状态组织(化染)580

工程材料与热加工基础—程晓宇1Cr13金相组织图1Cr13供货1012)铁素体型不锈钢化学成分特点:

Wc=0.1%左右

WCr=17%热处理特点:不能进行热处理强化。牌号:1Cr17、1Cr17Ti、1Cr28等。用途:化工设备中要求耐蚀性高、塑性好、强度低的容器、管道等。工程材料与热加工基础—程晓宇2)铁素体型不锈钢化学成分特点:Wc=0.1%左右热102铁素体型不锈钢的用途硝酸生产装置合成氨生产装置工程材料与热加工基础—程晓宇铁素体型不锈钢的用途硝酸生产装置合成氨生产装置工程材料与热加1033)奥氏体型不锈钢---18–8型钢化学成分特点:

Wc=0.08～0.14%

WCr=17～19%

WNi=8～11%Cu、Ti、Mo等。加工特点:不能进行热处理强化,只能冷塑性变形强化。工程材料与热加工基础—程晓宇3)奥氏体型不锈钢---18–8型钢化学成分特点:Wc104热处理特点:固溶处理;稳定化处理;

消除应力退火。牌号:0Cr18Ni9、1Cr18Ni9、0Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni9Ti用途:化工容器、管道等。大型化工储罐(304)管板换热器(304)工程材料与热加工基础—程晓宇热处理特点:固溶处理;稳定化处理;牌号:0Cr18Ni9、105

1Cr18Ni9Ti固溶处理组织金相图1Cr18Ni9Ti固溶处理组织580工程材料与热加工基础—程晓宇1Cr18Ni9Ti固溶处理组织金相图1Cr18Ni9106二.耐热钢1.定义:在高温下具有抗氧化性和高温强度的特殊钢。2.性能要求抗氧化性

(热稳定性)高温强度(热强性)蠕变强度持久强度工程材料与热加工基础—程晓宇二.耐热钢1.定义:在高温下具有抗氧化性和高温2.性能要求抗1073.提高钢的耐热性的途径:

加入合金元素Cr、Si、Al等,在钢的表面形成稳定、致密的氧化膜。4.提高钢的耐热性的途径:

1)固溶强化:加入W、Mo、Nb、Ti、

V等元素强化基体;提高再结晶温度。

2)弥散强化:加入Nb、V、Ti等元素形成碳化物,在晶内弥散析出,阻碍位错的滑移,提高塑变抗力。工程材料与热加工基础—程晓宇3.提高钢的耐热性的途径:4.提高钢的耐热性的途径:工程材料1085.钢种及用途

抗氧化钢

(不起皮钢):奥氏体型钢1Cr18Ni9Ti等,工作温度850℃。热强钢珠光体型

16Mo，工作温度600℃。马氏体型1Cr13，工作温度600℃。奥氏体型18-8型，工作温度850℃。工程材料与热加工基础—程晓宇5.钢种及抗氧化钢(不起皮钢):热强钢珠光体型1109耐热钢的用途发动机叶片航空发动机汽轮机叶片汽车阀门工程材料与热加工基础—程晓宇耐热钢的用途发动机叶片航空发动机汽轮机叶片汽车阀门110三.耐磨钢(wear-resistantsteel)1.定义:在强烈冲击载荷作用下发生冲击形变硬化的高锰钢。球磨机挖掘机颚式破碎机工程材料与热加工基础—程晓宇三.耐磨钢(wear-resistantsteel)1111三.耐磨钢2.性能要求:高硬度、耐磨性、韧性。3.化学成分特点:高碳Wc=1～1.3%高锰WMn=11～14%

4.热处理特点:水韧处理。5.室温组织:过饱和单相奥氏体。工程材料与热加工基础—程晓宇三.耐磨钢2.性能要求:高硬度、耐磨性、韧性。3.化学成分特112水韧处理的工艺特征铸态组织高锰钢加热到1050～1100℃A水淬A受到剧烈冲击或较大压力表层MHB500心部AHB220

A+Cm工程材料与热加工基础—程晓宇水韧处理的工艺特征铸态组织高锰钢加热到1050～1100℃A113高锰钢铸态组织高锰钢铸态组织(化染)58工程材料与热加工基础—程晓宇高锰钢铸态组织高锰钢铸态组织114

高锰钢水韧淬火组织金相图高锰钢水韧淬火组织(化染)58工程材料与热加工基础—程晓宇高锰钢水韧淬火组织金相图高锰钢水韧淬火组织(115高锰钢水韧淬火+回火组织金相图高锰钢水韧淬火+回火组织(化染)105工程材料与热加工基础—程晓宇高锰钢水韧淬火+回火组织金相图高锰钢水韧淬火+回火组织(1165.牌号ZG

Mn13

-

1一号铸造高锰钢锰含量WMn13%铸钢工程材料与热加工基础—程晓宇5.牌号ZGMn13-1一号铸造高锰钢锰含量WM117铁路道岔履带球磨机衬板挖掘机铲齿高锰钢广泛用于既要求耐磨又要求耐冲击的零件。如拖拉机的履带板、球磨机的衬板、破碎机的牙板、挖掘机的铲齿和铁路的道岔等。工程材料与热加工基础—程晓宇铁路道岔履带球磨机衬板挖掘机铲齿高锰钢广泛用118钢号钢种合金元素的主要作用热处理特点使用状态下组织Q345低合金高强度结构钢Mn:强化F，增加P量，降低冷脆转变温度热轧空冷F+P65Mn弹簧钢Mn:提高淬透性，强化F淬火+中温回火T回ZGMn13耐磨钢Mn:获得单相A组织水韧处理表:M+碳化物心:A20Cr渗碳钢Cr:提高淬透性，强化F渗碳+淬火+低温回火表:M回+颗粒状碳化物+A’心:M回+F40Cr调质钢Cr:提高淬透性，强化F调质处理S回9SiCr低合金工具钢Cr:提高淬透性淬火+低温回火M回+颗粒状碳化物+A’(少量)GCr15滚动轴承钢Cr:提高淬透性，耐磨性、耐蚀性淬火+低温回火M回+颗粒状碳化物+A’(少量)1Cr13马氏体不锈钢Cr:提高耐蚀性淬火+高温回火S回5CrNiMo热作模具钢Cr、Ni:提高淬透性，强化F淬火+高温回火S回Mo:防止高温回火脆性Cr12MoV冷作模具钢Mo:细化晶粒，提高耐磨性淬火+低温回火M回+颗粒状碳化物+A’(少量)W18Cr4V高速钢V:提高耐磨性、热硬性淬火+低温回火M回+颗粒状碳化物+A’(少量)1Cr18Ni9Ti不锈钢Ti:防止晶间腐蚀固溶处理A工程材料与热加工基础—程晓宇钢号钢种合金元素的主要作用热处理特点使用状态下组119本章的作业工程材料与热加工基础—程晓宇本章的作业工程材料与热加工基础—程晓宇120谢谢骑封篙尊慈榷灶琴村店矣垦桂乖新压胚奠倘擅寞侥蚀丽鉴晰溶廷箩侣郎虫林森-消化系统疾病的症状体征与检查林森-消化系统疾病的症状体征与检查谢谢骑封篙尊慈榷灶琴村店矣垦桂乖新压胚奠倘擅寞侥蚀丽鉴晰溶廷121《工程材料与热加工基础》

第五章工业用钢机械工程系金工教研室工程材料与热加工基础—程晓宇《工程材料与热加工基础》机械工程系工程材料与热加工基122第七章工业用钢钢的基础知识结构钢工具钢特殊性能钢工程材料与热加工基础—程晓宇第七章工业用钢钢的基础知识工程材料与热加工基础—程晓宇123第一节钢的基础知识一.合金元素对钢的组织和性能的影响杂质及合金元素与铁和碳的作用。

合金元素对Fe-Fe3C相图的影响。

合金元素对钢的热处理的影响。工程材料与热加工基础—程晓宇第一节钢的基础知识一.合金元素对钢的组织和性124一）杂质和气体的影响

Mn—脱氧、去硫,提高钢的强度和硬度。

Si

—有很强的固溶强化作用,能脱氧。1.有益元素工程材料与热加工基础—程晓宇一）杂质和气体的影响Mn—脱氧、去硫,提高钢的强度和硬1252.有害元素:

P

—有很强的固溶强化作用,低温韧性差(冷脆)。

S

—能引起钢在热加工时或高温工作下开裂(热裂)。工程材料与热加工基础—程晓宇2.有害元素:P—有很强的固溶强化作用,低温韧性差1263.气体元素:

N：钢中过饱和N在常温放置过程中会发生时效脆化。加Ti、V、Al等元素可消除时效倾向。O：钢中的氧化物易成为疲劳裂纹源。H：原子态的过饱和氢时将降低韧性,引起氢脆。当氢在缺陷处以分子态析出时，会产生很高内压，形成微裂纹，其内壁为白色，

称白点或发裂。钢中白点工程材料与热加工基础—程晓宇3.气体元素:N：钢中过饱和N在常温放置过程中会发生时钢中127二)合金元素与铁和碳的作用1.溶于基体中形成合金F或合金A。2.与碳作用形成合金碳化物(Fe,Cr)3C。3.单独形成特殊碳化物

TiC、VC。工程材料与热加工基础—程晓宇二)合金元素与铁和碳的作用1.溶于基体中形成合金F或合金1281.溶于基体中形成合金F或合金A工程材料与热加工基础—程晓宇1.溶于基体中形成合金F或合金A工程材料与热加工基础—程晓宇1291.溶于基体中形成合金F或合金A工程材料与热加工基础—程晓宇1.溶于基体中形成合金F或合金A工程材料与热加工基础—程晓宇1302.与碳作用形成合金碳化物Fe、Mn、Cr、Mo、W、V、Ti、Nb、Zr弱强

弱碳化物元素:Fe、Mn。

中强碳化物元素:Cr、Mo、W。

强碳化物元素:V、Ti、Nb、Zr。工程材料与热加工基础—程晓宇2.与碳作用形成合金碳化物Fe、Mn、Cr、Mo、W、V131

碳化物形成元素在周期表中都是位于铁元素的左边的过渡族金属元素,它们都有一个未填满的d电子亚层,当形成碳化物时,碳原子首先将其价电子填入金属原子未填满的d电子亚层,使形成的碳化物具有金属键结合的性质,金属原子的d电子亚层愈不满(周期表中,在铁左边离铁愈远),则其与碳的亲和力愈强,形成碳化物的能力愈大,愈稳定,而且不易分解。工程材料与热加工基础—程晓宇碳化物形成元素在周期表中都是工程材料与热加工基础—程1323.单独形成特殊碳化物

熔点、硬度、耐磨性最高。

稳定性最高。TiC、NbC、VC。工程材料与热加工基础—程晓宇3.单独形成特殊碳化物熔点、硬度、耐磨性最高。稳定性最133三)合金元素对Fe-Fe3C相图的影响扩大奥氏体区缩小奥氏体区改变共晶点和共析点的参数工程材料与热加工基础—程晓宇三)合金元素对Fe-Fe3C相图的影响扩大奥氏体区工程材料与1341.扩大奥氏体区的合金元素Mn、Ni、Co等元素。作用:使A3线温度下降,A4线温度上升。工程材料与热加工基础—程晓宇1.扩大奥氏体区的合金元素Mn、Ni、Co等元素。作用:工程135

Mn元素对奥氏体区的影响工程材料与热加工基础—程晓宇Mn元素对奥氏体区的影响工程材料与热加工基础—程晓宇1362.缩小奥氏体区的合金元素Cr、Mo、W、V、Ti、Si等元素。作用:

使A3线温度上升,A4线温度下降。工程材料与热加工基础—程晓宇2.缩小奥氏体区的合金元素Cr、Mo、W、V、Ti、Si等137

Cr

元素对奥氏体区的影响工程材料与热加工基础—程晓宇Cr元素对奥氏体区的影响工程材料与热加工基础—程晓1383.改变共晶点和共析点参数的元素几乎所有的合金元素。作用:使S点和E点的成分向左移。

使A1线的温度变化。工程材料与热加工基础—程晓宇3.改变共晶点和共析点参数的元素几乎所有的合金元素。作用:139

合金元素对S点成分的影响工程材料与热加工基础—程晓宇合金元素对S点成分的影响工程材料与热加工基础—程晓宇140合金元素对A1线的影响工程材料与热加工基础—程晓宇合金元素对A1线的影响工程材料与热加工基础—程晓宇141四)合金元素对钢的热处理的影响加热时对奥氏体形成的影响对过冷奥氏体转变的影响对回火转变的影响工程材料与热加工基础—程晓宇四)合金元素对钢的热处理的影响加热时对奥氏体形成的影响工程材1421.合金元素对加热时奥氏体形成的影响除Mn

元素外,所有合金元素的加入,均使奥氏体的形成速度减慢。强碳化物形成元素能强烈的阻止奥氏体晶粒长大(

Ti、V、Zr、Nb

等)。非碳化物形成元素能轻微的阻止奥氏体晶粒长大(

Si、Ni、Cu、Co

等)。工程材料与热加工基础—程晓宇1.合金元素对加热时奥氏体形成的影响除Mn元素外,所有合金1432.合金元素对过冷奥氏体转变的影响

除

Co元素外,所有的合金元素均使钢的

TTT曲线向右移。

除

Co、Al元素外,所有的合金元素都使马氏体转变温度下降。

提高钢的淬透性,常用的元素有:

Cr、Mn、Mo、Si、Ni、B等。工程材料与热加工基础—程晓宇2.合金元素对过冷奥氏体转变的影响除Co元素外,所有1443.合金元素对回火转变的影响回火抗力的增加

二次硬化的产生

产生回火脆性

工程材料与热加工基础—程晓宇3.合金元素对回火转变的影响回火抗力的增加二次硬化的产生产生145W、Mo、V等碳化物在550℃时,使钢达到最高硬度,产生二次硬化。工程材料与热加工基础—程晓宇W、Mo、V等碳化物在550℃时,使钢达到146Cr-Ni钢的回火脆性示意图工程材料与热加工基础—程晓宇Cr-Ni钢的回火脆性示意图工程材料与147

防止第二类回火脆性的产生的方法:在500～600℃快速冷却。加入合金元素W、Mo。工程材料与热加工基础—程晓宇防止第二类回火脆性的产生的方法:在500～600℃快148二.合金元素在钢中的作用1.主加元素:对提高钢的性能起主要作用。

Si、Mn、Cr、Ni、B。2.辅加元素:配合主加元素进一步提高钢的性能,弥补主加元素的不足与缺陷。

W、Mo、V、Ti、Nb。工程材料与热加工基础—程晓宇二.合金元素在钢中的作用1.主加元素:对提高钢的性能起主要149三、碳素钢的编号及用途1.碳素结构钢:

Q

235—A·F沸腾钢A等级235MPa屈服强度工程材料与热加工基础—程晓宇三、碳素钢的编号及用途1.碳素结构钢:沸腾钢A等级231502.优质碳素结构钢*

45---Wc=45%00*

较高锰质量分数的优质碳素结构钢

45Mn---Wc=45%00;WMn=0.7%～1.0%工程材料与热加工基础—程晓宇2.优质碳素结构钢*45---Wc=45%00*1513.碳素工具钢T

12

A高级优质Wc=12%0碳素工具钢工程材料与热加工基础—程晓宇3.碳素工具钢T12A高级优质Wc=12%0碳1524.铸造碳钢ZG

200-400σb

≥400MPaσs≥200MPa铸钢工程材料与热加工基础—程晓宇4.铸造碳钢ZG200-400σb≥400MPa153第二节合金结构钢

(AlloyConstructionalSteel)普通低合金钢合金渗碳钢合金调质钢弹簧钢滚动轴承钢易切削钢工程材料与热加工基础—程晓宇第二节合金结构钢

(AlloyConstr154一.普通低合金钢

(commonlow–alloyedsteel)1.化学成分:碳素结构钢+

合金元素主加合金元素:Mn1.8%以内。辅加合金元素:V、Ti、Nb、B。工程材料与热加工基础—程晓宇一.普通低合金钢

(commonlow–all155一.普通低合金钢2.牌号:

Q

345

C

质量等级345MPa屈服强度工程材料与热加工基础—程晓宇一.普通低合金钢2.牌号:Q345C质量156一.普通低合金钢Q460钢含Mo、B，正火组织为B，强度高，用于石化中温高压容器。压力容器南京长江大桥Q345钢(16Mn)综合性能好，用于船舶、桥梁、车辆等大型钢结构。

Q390钢含V、Ti、Nb，强度高，用于中等压力的容器。万吨远洋轮工程材料与热加工基础—程晓宇一.普通低合金钢压力容器南京长江大桥Q345钢(16Mn)157二.碳素渗碳钢及合金渗碳钢1.对渗碳钢的性能要求:2.对渗碳钢的含碳量的要求:低碳3.渗碳钢的热处理特点:渗碳

淬火

+

低温回火(180～200℃)表硬里韧工程材料与热加工基础—程晓宇二.碳素渗碳钢及合金渗碳钢1.对渗碳钢的性能要求:2.对渗碳158Wc≤0.25%Wc=0.15～0.25%合金元素:Cr、Mn、

Ni、B、V、W、

Mo、Ti等。表层:M回+Fe3C+A残心部:F+P表层:M回+Cm+A残心部:低碳M回

+F碳素渗碳钢合金渗碳钢化学成分热处理后的组织工程材料与热加工基础—程晓宇Wc≤0.25%Wc=0.15～0.25%合金元1594.合金渗碳钢的牌号20

Mn2

Ti

A等级:高级优质含钛量WTi≤1.5%含锰量WMn2%含碳量WC20%00工程材料与热加工基础—程晓宇4.合金渗碳钢的牌号20Mn2TiA等级:1605.典型合金渗碳钢种介绍

低淬透性合金渗碳钢钢含合金元素总量＜3%15Cr、20Cr、20Mn2。用于受力小的耐磨件，如柴油机的活塞销、凸轮轴等。中淬透性合金渗碳钢钢含合金元素总量在4%左右。20CrMn、20CrMnTi、20Mn2TiB。用于中等载荷的耐磨件，如变速箱齿轮。柴油机凸轮轴活塞销(20Cr)工程材料与热加工基础—程晓宇5.典型合金渗碳钢种介绍低淬透性合金渗碳钢中淬透性合金渗碳1615.典型合金渗碳钢种介绍高淬透性合金渗碳钢钢含合金元素总量在4%～6%。18Cr2NiWA、20Cr2Ni4A等。用于大载荷的耐磨件，如柴油机曲轴。

柴油机曲轴工程材料与热加工基础—程晓宇5.典型合金渗碳钢种介绍高淬透性合金渗碳钢柴油机曲轴工程材料162

20CrMnTi钢制造齿轮的热处理工艺曲线工程材料与热加工基础—程晓宇20CrMnTi钢制造齿轮的热处理工艺曲163三.碳素调质钢及合金调质钢1.对调质钢的性能要求:既强又韧2.对调质钢的含碳量的要求:中碳3.调质钢的热处理特点:淬火+

高温回火(500～650℃)工程材料与热加工基础—程晓宇三.碳素调质钢及合金调质钢1.对调质钢的性能要求:既强又韧2164Wc=0.25～0.6%Wc=0.25～0.5%合金元素:

Cr、Mn、

Ni、B、Si、V、

W、Mo、Ti等。表层:S回碳素调质钢合金调质钢化学成分热处理后的组织心部:P+F表层:S回心部:S回工程材料与热加工基础—程晓宇Wc=0.25～0.6%Wc=0.25～0.5%1654.合金调质钢的牌号40Cr40Mn40MnB35CrMo38CrMoAlA25Cr2Ni4WA工程材料与热加工基础—程晓宇4.合金调质钢的牌号40Cr工程材料与热加工基础—程晓宇1665.典型合金调质钢种介绍

低淬透性调质钢钢含合金元素总量＜3%。40Cr、40MnB等。

中淬透性调质钢钢含合金元素总量在4%左右。38CrSi、35CrMo等。圆锥齿轮柴油机凸轮轴常用于制造较小的齿轮、轴、螺栓等零件。工程材料与热加工基础—程晓宇5.典型合金调质钢种介绍低淬透性调质钢钢含合金元素总量＜31675.典型合金调质钢种介绍

高淬透性调质钢钢含合金元素总量在4%～10%。

制造大截面重载荷零件，如曲轴等用高淬透性的零件等。38CrMoAlA、40CrMnMo、25Cr2Ni4WA等。工程材料与热加工基础—程晓宇5.典型合金调质钢种介绍高淬透性调质钢钢含合金元素总量在4168

40Cr钢制造连杆螺栓的热处理工艺曲线工程材料与热加工基础—程晓宇40Cr钢制造连杆螺栓的热处理工艺曲线工程材料与169四.碳素弹簧钢及合金弹簧钢1.对弹簧钢的性能要求:高的σe、高的σs/σb、高的σ-1、良好的韧。2.对弹簧钢含碳量的要求:中、高碳。3.热成型弹簧钢的热处理特点:淬火+

中温回火(450～550℃)工程材料与热加工基础—程晓宇四.碳素弹簧钢及合金弹簧钢1.对弹簧钢的性能要求:高的σe、170碳素弹簧钢合金弹簧钢化学成分热处理后的组织Wc=0.6～0.9

%Wc=0.5～0.7%合金元素:

Si、Mn、Cr、V、W、Mo等。T回制造尺寸小于Φ8～15mm的小型弹簧。T回制造尺寸在Φ20～25mm左右的弹簧。工程材料与热加工基础—程晓宇碳素弹簧钢合金弹簧钢化学成分热处理后的组织Wc=0.6～1714.合金弹簧钢的牌号6565Mn55Si2Mn60Si2Mn50CrVA50CrMnA55SiMnMoVNb工程材料与热加工基础—程晓宇4.合金弹簧钢的牌号65工程材料与热加工基础—程晓宇1725.冷成形弹簧生产工艺特点

用于生产尺寸小于Φ8～15mm的小型弹簧,常用弹簧钢丝(片)冷绕成形,其制造方法有:T组织冷成型+200～300℃去应力退火。60、75、85、65Mn。T回组织冷成型+去应力退火。退火组织冷成型+淬火+中温回火。55Si2Mn、60Si2MnA、50CrVA。工程材料与热加工基础—程晓宇5.冷成形弹簧生产工艺特点用于生产尺寸小于Φ173汽车板簧大型热卷弹簧热卷大弹簧簧弹丝工程材料与热加工基础—程晓宇汽车板簧大型热卷弹簧热卷大弹簧簧弹丝工程材料与热加工基础—程174五.滚动轴承钢(bearingsteel)1.性能要求:高的硬度强度和耐磨性;高的接触疲劳强度;足够的韧性和耐蚀性;高的纯净度;滚珠轴承滚针轴承滚柱轴承工程材料与热加工基础—程晓宇五.滚动轴承钢(bearingsteel)1.性能要175五.滚动轴承钢(bearingsteel)2.化学成分特点:高碳,Wc=0.9～1.1%。主加Cr,0.4～1.65%

辅加Si、Mn。优质钢材。工程材料与热加工基础—程晓宇五.滚动轴承钢(bearingsteel)2.化学成176五.滚动轴承钢(bearingsteel)3.热处理特点:球化退火+淬火+低温回火极细回火马氏体+细粒状碳化物+少量残余奥氏体工程材料与热加工基础—程晓宇五.滚动轴承钢(bearingsteel)3.热处理1774.滚动轴承钢的牌号G

Cr9

Si

Mn

含Mn量WMn≤1.5

%

含Si量WSi≤1.5%

含Cr量WCr≈0.9%

滚动轴承钢工程材料与热加工基础—程晓宇4.滚动轴承钢的牌号GCr9SiMn含Mn量1785.铬轴承钢制造轴承的工艺路线锻造球化退火机加工淬火+冷处理(–60～–80℃;1h)

低温回火磨削加工稳定化处理(120～130℃；5～10h)工程材料与热加工基础—程晓宇5.铬轴承钢制造轴承的工艺路线锻造球化退火179

六.易切削钢(fee–cuttingsteel)2.性能要求:降低切削力和切削热,减少刀具磨损,延长刀具寿命,改屑性能,提高切削速度。3.化学成分特点:1.用途:适用于高速切削和在自动加工机床上加工的材料。S:Ws=0.08～0.3%Pb:WPb=0.15～0.25%Ca:微量工程材料与热加工基础—程晓宇六.易切削钢(fee–cuttingsteel)1804.易切削钢的牌号Y

40

Mn

含锰量WMn≤1.5

%

含碳量WC0.4

%

易切削钢工程材料与热加工基础—程晓宇4.易切削钢的牌号Y40Mn含锰量WMn≤1.51815.易切削钢的热处理工艺特点

低碳易切削钢(Y12、Y15、Y20)

渗碳或淬火成低碳马氏体。

中碳易切削钢(Y40)

调质及表面淬火。工程材料与热加工基础—程晓宇5.易切削钢的热处理工艺特点低碳易切削钢(Y12、Y1182第三节合金工具钢

合金刃具钢(alloycuttingsteel)合金模具钢(alloydiesteel)合金量具钢(alloymeasuringsteel)工程材料与热加工基础—程晓宇第三节合金工具钢

合金刃具钢(all183量具刃具模具工程材料与热加工基础—程晓宇量具刃具模具工程材料与热加工基础—184一.碳素刃具钢1.性能要求:高硬度、高耐磨性,有一定的强度和韧性。2.化学成分特点:高碳。3.热处