材料工程基础知识点复习总结

第一章钢铁冶金冶金工程根底冶金工程：是基于矿产资源的开发利用和金属材料生产加工过程的工程技术。冶金工程是赐予矿产资源的开发利用和金属材料的生产加工过程的工程技术。人们通常将矿石或境况 金属的工业叫做冶金工业。金属的冶炼：大多以化合物存在即矿石；用各种方法从矿石中提取金属元素即粗炼金属；分为火法冶金、湿法冶金和电冶金三类。火法冶金：利用高温从矿石中提取金属或化合物的方法。过程分为原料预备〔选矿、烧结、球团、焙烧〕、矿石冶炼〔金属化合物的复原〕、精炼提纯。a〕矿石预备：裂开和筛分，选矿，造块。b〕炉料：精矿、熔剂、复原剂和燃料。冶炼方法：复原冶炼、造硫冶炼和氧化冶炼。冶炼产品：熔硫或金属液，炉渣〔脉石、溶剂、燃料中的灰分〕.c〕精炼提纯：粗金属去除，杂质提纯。分为物理精炼〔熔析精炼、精憎精炼、区域熔炼〕和化学精炼〔氧化精炼、硫化精炼、氯化精炼、碱性精炼〕固液分别、溶液净化、金属或化合物提取。浸出：借助浸出剂提取金属，酸浸、碱浸、盐浸；浸出率、选择性好、易于过滤回收。固液分别是将浸出液和残渣分别，残渣中的金属离子和冶金溶剂回收，方法分为沉降分别法和过滤分别法。溶液净化是对浸出液净化富集。用电解、化学置换、加压氢复原来提取金属或化合物。准确、温度高、金属烧损少；但是耗能多。电化学冶金：分为电解精炼〔粗金属做阳极〕、电解提取〔不溶电极做阳极〕、水溶液电解〔金属的浸出液为电解液〕、熔盐电解〔熔盐作为电解质〕。钢铁的冶炼钢铁的实质为：钢和生铁的统称。钢铁的根本成分都是铁，差异仅在于碳的含量不同。一、钢铁冶金过程的热力学铁矿石：铁的氧化物+脉石炼铁的任务：使铁从铁的氧化物中复原；并使复原出的铁与脉石分别。炼钢的任务：以生铁为原料，通过冶炼降低生铁中的碳及其他杂质元素的含量。炼铁主要是复原过程，炼钢主要是氧化过程，理论根底是氧化物生成自由能和温度的关系图即氧势图。氧势图规律：①氧化物氧势线越低越稳定，位置低的能复原位置高的。②氧势线交点表示该温度下两个氧化物稳定性一样，处于平衡状态，叫转化温度。③碳和氧生成CO的氧势线向右下方倾斜，交点对应的温度是碳复原该氧化物的最低温度。二、生铁冶炼1、炼铁原料：铁矿石、熔剂、燃料；产出：生铁、煤气、炉渣。冶炼前对铁矿石的处理abc烧结和造块对铁矿石的要求：①含铁量越高越好，＜45%为贫矿，＞45%为富矿；②复原性和气孔率要好；③粒度大小SiO2、A12O3、CaO、MgO；⑤杂质含量：有害杂质S、P、As、Zn少，有益元素Mn、Ni、Cr、V适量；⑥具有肯定强度。熔剂熔剂的作用：a降低脉石熔点b去硫熔剂种类分类：碱性熔剂、酸性熔剂熔剂成分：石灰石〔CaC03〕,白云石燃料常用燃料：焦炭作用：a作为发热剂供给热量；b复原剂；c高炉料柱的骨架。对焦炭的质量要求：①含碳量高，保证由高的发热量和燃烧温度；②有含杂质硫磷及水分含量低；③常温及高温下由足够的机械强度；④气孔率大，粒度均匀，以保证高炉有良好的透气性。2、高炉生产高炉由上到下为：炉喉、炉身、炉腰、炉腹、炉缸。高炉的五个区域：块状带、软熔带、滴落带、风口前盘旋区、渣铁聚拢区3、高炉冶炼的理化过程〔1〕燃料的燃烧C02C—2C0 〔吸C02—C02 〔放2C02 〔放0的复原3Fe203+ 2Fe304+4+0O+O+O—+e3-*Fe304—FeO—Fe

C〔直接复原〕1100°C以上FeOCOFeC02C02+C?2C0FeO+CfFe+CO〔吸热〕非铁元素的复原猛的还 Mn02fMn203 —Mn304fMnO—Mn提高温度有利于镭的复原；提高炉渣的碱度也有利于镭的复原。硅的复原：SiO2+2CSi2C0〔吸热〕磷的复原：矿石中的磷主要以磷酸钙的形式存在〔4〕铁的增碳从铁矿石中复原出的铁呈固体多孔状，几乎不含碳，称为海绵铁。去硫：硫化亚铁与石灰石中CaO及固体碳作用脱硫是在铁水穿过渣层和渣铁界面处进展。承受优质炉料和提高炉温顺熔渣碱度可以削减生铁中的硫。造渣：高炉炉渣主要由Si02、A1203和CaO组成。炉渣的种类：酸性渣、碱性渣、中性渣起到绝热作用。4生铁、高炉煤气、炉渣生铁：以Fe、C、Si、Mn、S、P等元素组成的合金。分为铸造生铁、炼钢生铁和特种生铁CO、CH4H2等，是可燃性煤气，可作为工业上的燃料。炉渣：CaO、Si02,可以制造水泥、造砖和铺路。5、高炉冶炼的技术经济指标有效容积利用系数、焦比、煤比、燃料比、煤焦置换比、综合焦比、焦炭冶炼强度、综合冶炼强度。炼钢：以生铁为主要原料，通过一系列冶金过程，使其含碳量大幅度降至某一成分范围〔〈1.3%〕杂质元素的含量降低的肯定程度以下，得到钢。是氧化过程1主要材料：生铁、废铁和铁合金关心材料：造渣材料、熔剂、氧化剂〔氧气、铁矿石〕、复原剂、冷却剂〔废钢、富铁矿〕2氧化a[C[0]CO〔放热〕2[C02—2C0〔放热〕[C]+〔FeO〕-[Fe]+CO〔吸热〕b[Si]+2[0]-〔Si02〕〔放热〕[Si]+02—〔Si02〕〔放热〕[Si]+2〔FeO〕-〔Si02〕+2Fe]〔放热〕硅的氧化主要发生在炼钢初期，在碱性炼钢炉中硅的氧化较完全。c、猛的氧化：[Mn]+2[0]—〔MnO〕〔放热〕[Mn]+02-〔MnO〕 〔放热〕[Mn]+〔FeO〕-〔MnO〕+[Fe]〔放热〕酸性炉中猛的氧化较完全。脱磷和脱硫a、磷的危害：①磷使钢的偏析严峻；②磷含量高时钢会发生冷脆；③磷促使钢的回火脆性，使钢的焊接性能变差。炼钢过程中磷主要来源于生铁、废料和铁合金。b、脱磷的根本条件：①低温；②适量增加渣中CaO的含量；③渣中必需含有足够数量的FeO；④渣量，扒掉旧渣换渣。复原，并返回到钢液中，称此为回磷现象。防止措施：①掌握炼钢后期钢液的温度；②削减钢液在盛钢桶内的停留时间；③向盛钢桶中炉渣加石灰提高碱度；④承受碱性衬层的盛钢桶。c炼钢中硫主要来源于生铁、废钢、炉料等。危害有：①恶化钢的热加工性能；②使钢的铸造性能和焊接性能变坏；③降低钢的使用性能。d、脱硫反响脱硫方法：炉渣脱硫、气化脱硫炉渣脱硫：将钢中的FeS转变为既能在渣中稳定存在又不溶于钢的CaSo的造渣材料，提高炉渣的流淌性；④搅拌钢液，增加和熔渣的接触面积。气化脱硫：钢液中的硫与氧及炉渣中的FeO反响生成S02气体。效果低。脱氧脱氧原理：承受脱氧剂除去钢液中残留的氧化亚铁中的氧，复原出铁。脱氧剂：硅铁、猛铁、铝。脱氧方式：集中脱氧、沉淀脱氧炉炼钢。优点：钢液干净；缺点：速度慢沉淀脱氧：脱氧剂：猛铁〈硅铁〈铝优点：速度快；缺点：脱氧产物MnO,Si02、A1203简洁留在钢液两种方法相结合：①用猛铁进展沉淀预脱氧；②用碳粉和硅铁进展集中脱氧；③用铝进展沉淀脱氧。脱氧方法及脱氧程度，钢可分为三类：全脱氧处理的钢半冷静钢：脱氧程度介于冷静钢与沸腾钢之间的钢。3、典型现代炼钢法转炉炼钢：转炉炼钢是利用空气或氧气进展氧化。装料、吹炼、脱氧、出钢。电弧炉炼钢：电弧炼钢是利用石墨电极和钢料之间形成电弧高温〔通常可达1500 1600°C〕加热，并吹氧实现炼钢过程。4、钢的浇注外形和尺寸的钢锭模或结晶器中，使之凝固成钢锭或钢坯的过程。方法：模铸法、连铸法。2章1概念

金属的液态成型一、根本概念液态成型〔铸造〕：工艺方法。二、浇注：定义：金属熔化后，液态金属通过浇注系统充填铸型型腔的过程。浇注系统的组成：浇口杯〔缓解金属液的冲蚀，阻挡熔渣〕、直浇道〔有肯定锥度保证流速，排出空〕、内浇道〔将金属液进入型腔〕。浇铸形式：顶部注入式、中间注入式、底部注入式、阶梯注入式。三、铸造生产的特点优点：适用范围广，常用金属材料均可在液态下成型；可制造各种合金铸件，铸件大小外形几乎不受限制；尺寸精度相对较高；本钱低，可大量利用废、旧金属料；与锻件相比，动力消耗少，易批量生产。缺点：1〕零件的力学性能较差2〕质量稳定性较差3〕劳动强度较大三铸造方法依据造型材料可将铸造分为两大类：砂型铸造和特种铸造铸造成形根本理论气体与夹杂物、应力、变形与裂纹、氧化性吸气性等。一、合金的充型力量1液态合金布满铸型型腔，获得外形完整、轮廓清楚的健全铸件的力量。充型力量缺乏时铸件易产生浇缺乏、冷隔、卷入性气孔和夹杂等缺陷。2、影响充型力量的因素及工艺措施：%1铸造合金的流淌性；影响流淌性的因素：a合金的成分及结晶特点；b合金的物理性能；c浇注温度%1铸型性质；a铸型的蓄热系数；b铸型的温度；c铸型中的气体。%1浇注条件；a浇注温度；b充型压头；c浇注系统的构造%1铸件构造。垂直壁比水平壁更简洁布满。合金的凝固分为逐层凝固、中间凝固和糊状凝固。铸造合金的收缩性：铸造合金从浇注、凝固到冷却到室温的过程中，其体积和尺寸减小的现象。过程为：液态收缩、凝固收缩、固态收缩。影响收缩性的因素：①合金种类；②浇注温度；③铸型条件与铸件构造。铸件中的缩孔和缩松：铸件在冷却和凝固过程中，由于合金的液态收缩和凝固收缩，往往在铸件止缩孔与缩松的措施：①挨次凝固；②同时凝固；③加压补缩；④热等静压法三、合金的铸造应力、变形和裂纹1、铸造应力：铸件在凝固以后的冷却过程中，由于温度下降而产生收缩，假设收缩受到阻碍，便会在铸件中产生应力，称为铸造应力。是铸件产生变形和裂纹的根本缘由。按形成机理分为：收缩应力、热应力、相变应力。%1收缩应力：铸件在固态收缩时，受到外力阻碍而产生的应力称为收缩应力。%1热应力：是铸件在冷却过程中由于各局部冷却速度不同，因而同一时刻的收缩量不同，彼此相互制约而产生的应力。厚壁拉应力；薄壁压应力。%1相变应力：具有相变的合金，各局部发生相变的先后及程度不同而产生的应力。减小铸造应力的方法：①减小铸件各局部的温差；②改善铸型和型芯的退让性；③选择弹性模量E和a小的材料。消退铸造应力的方法：人工时效、自然时效、振动时效2、铸件的变形拉应力内凹；压应力外凸。铸件变形的结果：可使铸件尺寸、外形不符合要求而报废；对已经机械加工、装配的周密机器，可使其快速失去精度。防止变形的途径：降低和消退铸件内的剩余应力；从工艺上实行措施以减小变形，如反变形法。3当铸件内应力超过金属的强度极限时，铸件会产生裂纹。热裂：特征：断面严峻氧化，无金属光泽，可看到树枝晶，裂纹沿晶粒边界产生和进展，外观外形曲折而不规则。分类：外裂纹，内裂纹。由拉应力引起。危害：降低铸件强度凝固时的拉应。冷裂：大而薄铸件易产生速度降低，高合金钢，空冷即淬火。四、铸件中的偏析、气体和夹杂物1、铸造合金中的偏析：化学成分不均匀的现象微观偏析〔枝晶偏析〕：晶内偏析、晶界偏析〔细化晶粒，削减氧化物硫化物〕。宏观偏析〔区域偏析〕：正偏析〔区域熔炼〕、逆偏析、重力偏析。2存在的形式：固溶体、化合物、气态气孔：金属液凝固过程中，陷入金属中的气泡在铸件中形成的孔洞。析出性气孔〔氢气孔、氮气孔〕、侵入性气孔、反响性气孔3降低强度和塑形；降低冲击韧性和疲乏强度；易产生热裂和气泡；应力集中3砂型铸造是用型砂制作成铸型的一种最常用的铸造生产方法。型砂：由原砂〔石英〕、粘结剂〔粘土、水玻璃或树脂〕和附加物〔木屑、石墨粉〕组成。一、砂型铸造的工艺过程制造模型和型芯盒；造型与制芯；合箱；浇注；落砂与清理。1、制造模型和型芯盒：是制造铸型和型芯的工具；模型形成铸件外形，型芯形成铸件内腔2造型材料性能要求：①足够的强度；②可塑性；③耐火性；④透气性；⑤退让性。造型方法：手工造型：分模、整模、假箱、刮板、挖砂、三箱、活块造型。机器造型：震击、压实、抛砂紧实。3、合箱：铸型的装配工序，合箱后两箱卡紧，防止错箱和抬箱。4、浇注：浇注系统是引导金属液进入铸型型腔的通道，浇口杯、直、横、内浇道。5、落砂：将浇注成形的铸件从型砂和砂箱中分别出来的工序，分为出箱和清砂，有手工落砂和机械落砂两种方法。清砂有水力清砂和水爆清砂两种方法。清理：去除浇口、冒口、飞边、毛刺及外表粘砂的工序，有滚筒、喷射和抛丸清理。铸造工艺设计就是依据铸造零件的构造特点、技术要求、生产批量和生产条件等确定铸造方案和工艺参数，绘制铸造工艺图。包括确定浇注位置、选择分型面、确定机加工余量、收缩率、拔模斜度等工艺参数等。1型铸造。砂型铸造设备简洁，投资小，造型材料来源广泛，价格低廉。砂型铸造的铸型模样制备简洁，所用木模样可重复使用。砂经技术处理后可反复屡次使用。2砂型铸造的铸件精度低、外表粗糙，一般需留较大的加工余量。件不宜承受砂型铸造。劳动强度大、条件差。4特种铸造特种铸造的分类：12345离心铸造1、定义：是用易熔材料(蜡)制成蜡模，在蜡模上涂上耐火材料，硬化后熔去模样制成型壳，再经焙烧、浇注得到铸件的一种方法。2、优点：①铸件精度高，外表光滑；②可铸出外形简单的薄壁铸件；③铸造合金种类不受限制，钢铁和有色合金均可适用；④生产批量不受限制。3、缺点：①工序简单，生产周期长；②原材料价贵，铸件本钱高；③铸件不能太大。4、应用：25kg以下高熔点，难以切削加工的合金铸件的生产，如发动机叶片叶轮。1、定义：将液体金属在重力作用下浇入金属铸型以获得铸件的一种方法。2、金属型的材料：高于液态合金的温度，锡锌镁等低熔点合金可用灰铸铁，铝铜等合金可用合金铸铁或钢。构造可分为整体式、水平分形式、垂直分形式、复合分形式。3、铸造工艺：①铸造前预热金属型；②加强金属型排气；③型腔应喷刷涂料；④尽早开型取出铸件；⑤浇10~20°C。4、优点：①可一型多铸，生产率高，劳动条件好；②铸件晶粒较细，力学性能好；③铸件精度高，外表粗糙度较低，加工余量小。5、缺点：①金属型的制造本钱高，周期长，不适合单件、小批量生产；②不适宜铸造外形简单、薄壁和大型铸件；③浇注高熔点金属会降低金属型寿命，铸件易产生硬脆的白口组织。6、应用：目前金属型铸造主要用于铜、铝、镁等有色合金铸件的大批量生产，如内燃机活塞、缸盖、油泵壳体、轴瓦、衬套等中小型铸件。三、压力铸造：1、定义：液态金属在压力作用下充填金属铸型，并在压力作用下凝固成铸件的方法。2、机器：金属铸型、压铸机，压铸机分为热室和冷室。3、优点：①生产效率高；②铸件精度高，并可直接铸出薄铸件和有孔、螺纹铸件；③铸件强度、硬度高；%14、缺点：①本钱高，耗时长，不适合小批量生产；②不适合高熔点金属；③铸件内有气孔。5、应用：低熔点有色金属的中小型铸件，如气缸盖、变速箱提、发动机罩、壳体支架齿轮1、定义：金属液在较低的气体压力下从圮竭中自下而上地充填型腔并凝固而获得铸件。2、优点：气孔、夹渣少；便于实现挨次凝固，组织致密，机械性能好；尺寸精度高，外表光滑；无需冒口,金属利用率高。3、缺点：升液管寿命短；生产效率低。4、应用：铝镁合金的生产如气缸体、缸盖、活塞、曲轴箱、壳体。1、定义：将金属液浇入高速旋转的铸型中，使液体在离心力的作用下充填铸型并凝固成型。3章金属塑性加工1塑性成形原理一、金属塑性加工：1、定义：利用金属材料所具有的塑性变形力量，在外力的作用下产生塑性变形，获得具有所需外形、尺寸和性能的加工方法。2、金属塑性加工的特点：①材料利用率高，可达90%；②改善金属的组织和构造；③尺寸精度高；④生产效率高；⑤产品质量高，性能好，缺陷少；⑥模具、设备费用昂贵。3、分类：一次塑性加工，二次塑性加工；体积成形〔轧制、挤压、拉拔、锻造〕：对金属块料、棒料或厚板在高温或室温下进展成形加工的方法,三向应力状态。板料成形〔剪切、弯曲、拉深、胀形〕：对金属板料在室温下加压，平面应力状态。1、塑性：物体在外力作用下产生永久变形而不被破坏的特征。2、塑性变形：物体在外力作用下产生变形当外力去除后仍有剩余的变形。3、加工硬化：金属材料发生塑性变形时，随着变形的增大，强度增大，塑形和韧性降低的现象，也称应变硬化。4、金属的塑性成形性：指通过塑性变形使金属变形时，获得合格塑型加工成型件难易程度的工艺性能。以金属的塑性和变形抗力来综合衡量。5、塑性成形性取决于材料的本质〔化学成分、金属组织〕及其変形条件〔变形温度、速度、应力状态〕：化学成分：纯金属〉合金；低碳钢＞高碳钢。金属组织：固溶体＞金属间化合物；细晶〉粗晶组织；热成形组织〉冷成形和铸态组织150~250°C,800°Co应力状态：拉应力降低，压应力提高。6、塑性成形过程中的根本规律：①剪〔切〕应力定律；②金属在塑性变形时存在弹性变形；③体积不变定律；④最小阻力定律2塑性加工工艺1、定义：金属材料在两个旋转的轧辗的空隙中靠摩擦力作用进入轧辗而产生塑性变形，获得要求的截面外形并转变性能的成型方法。2按轧制温度分类：热轧、冷轧按轧件与轧辐的相对运动分类：纵轧、斜轧、横轧1、定义：对放在容器〔挤压筒〕内的金属坯料施加外力，使之从模孔中流出，获得所需断面外形和尺寸的塑性成形方法。2、挤压成形加工的特点：可以提高金属的变形力量制品综合质量高〔力学性能高、零件精度高、外表粗糙度低〕产品范围广生产敏捷性大，工艺流程简洁，设备投资少加工速度低，工具消耗大，废料损失大。3正挤压：金属挤压时，制品流出方向与挤压轴运动方向一样的挤压。反挤压：金属挤压时，制品流出方向与挤压轴运动方向相反的挤压。高压介质传递到坯料上而实现挤压。1、定义：在外加拉力下使金属通过模孔产生塑性变形，以获得相应外形、尺寸一样的加工方法。2、拉拔方法：空拉、长芯杆拉拔、固定芯头拉拔、游动芯头拉拔、顶管、扩径拉拔1、定义：借助锻锤、压力机等设备对胚料施加压力，使其产生塑性变形，获得所需外形、尺寸和肯定组织性能的锻件。2、目的：成形；改善材料内部组织与性能。3、分类：分为自由锻造、模型锻造、胎模锻造、特种锻造。1〕尺寸和性能锻件的加工方法。曲、锻接错移和扭转。优点：所用工具简洁、通用性强、敏捷性大、适合单件和小批锻件的生产缺点：锻件精度低、加工余量大、生产率低、劳动强度大2〕模型锻造：利用模具使毛坯变形获得锻件的锻造方法不同，可分为：制坯模膛、模锻模膛、切断模膛五、冲压成形压成形由分别工序和成形工序组成；o特点：生产效率高，产品尺寸精度稳定，材料利用率高，操作简便，易于实现自动化。分别工序包括：剪切、冲裁、修边等；工序。第五章热处理原理概述1、热处理是将钢在固态下加热到预定的温度，并在该温度下保持一段时间，然后以预定的方式冷却到室温的一种热加工工艺。热处理只转变金属材料的组织和性能，不转变其外形和大小。热处理只适用于固态下发生相变的材料，不发生固态相变的材料不能用。2、热处理分为一般热处理〔退火，正火，淬火，回火〕，外表热处理和其他热处理；还分为预备热处理和最终热处理。3、热处理的作用：①预备热处理，消退前道工序产生的缺陷，改善钢材的工艺性能，确保后续加工的顺当进展；②最终热处理，提高使用性能，充分发挥材料的潜力。4、人1是加热时珠光体向奥氏体转变的开头温度；人3冷却时奥氏体开头析出先共析铁素体的温度；4cm加热时二次渗碳体全部溶于奥氏体的终了温度。钢在加热时奥氏体转变1、奥氏体为fee构造，等轴状的多边形晶粒，屈服强度低，塑形好，易于加工成型。2、相变驱动力是两相的体积自由能差，阻力为形成奥氏体所增加的界面能和应变能。3、转变的过程包括：奥氏体形核，长大，剩余渗碳体的溶解和奥氏体均匀化。a〕奥氏体形核：优先在铁素体和渗碳体的相界面上形成，由于浓度起伏构造起伏和能量起伏b〕奥氏体长大：铁素体长大速度大于渗碳体，长大完成的标志是铁素体消逝，尚有剩余渗碳体。c〕剩余渗碳体溶解：通过碳原子的集中溶入d〕奥氏体成分均匀化：渗碳体区域碳浓度高，延长保温时间使碳原子均匀化。4、奥氏体形核需要孕育期，温度上升孕育期缩短，形核长大时间短，渗碳体溶解时间长，均匀化时间更长。5加热温度和保温时间：加热温度必需高于人1点；转变需要肯定的孕育期。因此要较高温度下短时间加热可以减小本钱。加热速度：加热速度越快，过热度越大，孕育期越短，发生转变的温度越高，转变的温度范围越宽，完成转变所需的时间就越短，转变过程在一个温度区间内完成，因此要快速加热短时保温来缩短生产周期，但是要严格掌握，否则会产生过热。原始组织：原始组织越弥散奥氏体化速度越快。最快是淬火状态的钢〔微细粒状珠光体〕，其次是正火态的钢〔细片状珠光体〕，最慢是球化退火态的钢〔粒状珠光体〕化学成分：①钢中碳的质量分数越高，奥氏体形成速度越快。②除了钻和镰以外，都会减慢奥氏体的形成速度。6晶粒越细小，钢热处理后的强度、塑形和韧性越好。晶粒度级别N与晶粒大小n的关系：n=2心,n1~4级为粗晶粒，5~8级为细晶粒。起始晶粒度：奥氏体转变刚刚完成，其晶粒边界刚刚相互接触时的晶粒大小。C〕实际晶粒度：钢在某一具体的热处理或热加工条件下获得的奥氏体实际晶粒大小。d〕930±10°C3~8h后所得到的奥氏体晶粒大小。随加热温度上升，奥氏体晶粒930°C以下随温度上升，奥氏体晶粒长大速度缓慢，称为本质细晶粒钢。一般用Mn,Si脱氧的钢为本质粗晶粒钢；用A1脱氧的钢为本质细晶粒钢。重要的热处理工艺用本质细晶粒钢。7、影响奥氏体晶粒长大的因素加热温度和保温时间：随加热温度上升，晶粒急剧长大，在肯定温度下，随保温时间延长，晶粒长大，但是在每一个温度下都有一个加速长大期，当晶粒长大到肯定尺寸后，连续延长保温时间晶粒不再长大。加热速度：快速加热，短时保温可以获得细小的晶粒。在最高加热温度一样时，加热速度越快晶粒越细。碳质量分数增加，晶粒长大。钢在冷却时的转变1、影响过冷奥氏体等温转变〔TTT图〕的因素：碳质量分数的影响：亚共析钢有先共析铁素体，碳越多，过冷A稳定性越高，孕育期越长，转变速度越慢；过共析钢有先共析渗碳体，碳越多正好相反；碳的质量分数越偏离共析成分，过冷奥氏体向珠光体转变越快。贝氏体随着碳质量分数的增多而右移，孕育期延长，转变速度减慢。MsMf渐渐降低。合金元素的影响：除了Co和A1之外全部合金元素都会增加过冷奥氏体的稳定性，使C曲线右移,Ms降低。应力和塑性变形的影响：奥氏体状态下承受拉应力会加速等温转变，加压应力会阻碍等温转变。2、过冷奥氏体连续转变曲线〔CCT图〕：过冷奥氏体只发生马氏体转变的最小冷却速度称为上临界冷却速度或临界淬火速度；过冷奥氏体全部转变为珠光体的最大冷却速度称为下临界冷却速度。过共析钢的CCTMs线上端有所提高，因为过共析钢奥氏体以较慢速度冷却时，发生马氏体转变之前有先共析渗碳体析出访四周奥氏体贫碳。亚共析钢的CCT图有先共析铁素体析出区和贝氏体区，并且Ms右端降低。3、CCTTTTCCT曲线没有贝氏体转变区；②连续冷却得到混合组织，等温转变得到均匀组织；③CCTTTT曲线右下方。珠光体转变1、片状珠光体：由片状交替的铁素体和渗碳体构成，一片铁素体和一片渗碳体的厚度之和或相邻两片渗碳体或铁素体中心之间的距离称为珠光体的片间距，取决于珠光体形成时的过冷度。珠光体P：层片间距为0.6-1.Oum,形成温度为\-650°C；索氏体S：层片间距为0.25~0.3um,形成温度为650-600°C；屈氏体T：层片间距为0.1~0.15um,形成温度为600~550°Cc〕珠光体团的直径和片间距越小，钢的强度和硬度越高，当片间距小于150nm时，随片间距减小，钢的塑性显著增加。2、粒状珠光体：在铁素体基体上分布着颗粒状渗碳体的组织称为粒状珠光体或球状珠光体。高。时片状珠光体的球化退火。主要用第三种方法。粒状珠光体比片状珠光体硬度稍低，但塑形较好。可用在重要的机器零件。马氏体转变钢从奥氏体状态快速冷却，在较低温度下发生的转变称为马氏体转变。无集中型相变。1、马氏体的晶体构造：bcc构造，具有很高的硬度和强度，轴比c/a称为立方度。2、马氏体的组织形态：板条状〔低碳〕马氏体特点：①形成温度在200°C以上；②含碳量＜0.2%；③具有位错亚构造，又称位错马氏体，是有利现象；④板条状片状〔高碳〕马氏体特点：①形成温度在200°C以下；②含碳量〉0.6%；③具有李晶亚构造，组织中存在大量显微裂纹；④针状或竹叶状除了CoA1之外，都促进片状马氏体的形成。1、热力学特点：①过冷奥氏体的冷却速度必需大于临界冷却速度，为了抑制发生珠光体和贝氏体转变；②必须深度过冷，为了获得足够的转变驱动力〔相马氏体和母相奥氏体的自由能差〕。③Ms点是马氏体转变得以进展的最小过冷度。2%1奥氏体以大于临界淬火速度冷至Ms以下马上形成一批马氏体，没有孕育期，随着温度下降连续消灭的马氏体，而先形成的马氏体不再长大；%1冷至室温后连续深冷，使剩余奥氏体连续转变为马氏体叫冷处理；%1奥氏体在外界因素的影响下，使马氏体转变温度降低和剩余奥氏体量增加的转变迟滞现象叫奥氏体的稳定化，包括热稳定化和机械稳定化两类。3%1无集中性，马氏体转变属于低温转变，铁、碳原子都失去集中力量，证据是：转变前后奥氏体和马氏体的化学成分一样，因此马氏体转变可以在低温下高速形成；%1切边性，证据是外表浮凸；%1共格性，相和母相是共格关系，称为其次类共格界面。共格性为M高速长大供给了条件，当两相间共格M便停顿长大。%1 具有严格的位向关系和惯习面。惯习面：M形成时两相的交界面。4AM,M重加热时又能无集中的转变为Ao三、马氏体的性能1、硬度和强度具有高硬度和高强度，硬度取决于碳的质量分数，0.6%高强度高硬度的缘由：①固溶强化；②相变强化；③时效强化〔自回火〕；④晶界强化自回火：碳原子通过集中产生偏聚或碳化物析出，钉扎位错，阻碍位错运动，从而造成M时效强化的现象。2、塑形和韧性片状M：塑性低，脆性大；板条状M：塑性高，韧性好。片状马氏体：李晶亚构造、碳浓度高、淬火应力大、高密度显微裂纹条状马氏体：位错亚构造、碳浓度低、自回火、淬火应力小、无显微裂纹3、马氏体的物理性能马氏体具有最大的比容、马氏体具有铁磁性片状马氏体：硬而脆条状马氏体：强而韧贝氏体转变1、贝氏体的组织形态：上贝氏体：350~550°C；中高碳钢；羽毛状；强度低、韧性差；下贝氏体：350~230°C〔Ms〕；中高碳钢；竹叶状；强度高、韧性好；粒状贝氏体：上贝氏体转变区上限温度范围内；强度适中，韧性好；2、贝氏体转变的特点具有高温集中型转变和低温无集中转变综合的特点贝氏体转变是一个形核与长大过程，形核有肯定的孕育期；贝氏体的转变包括铁素体的成长与碳化物的析出两个过程；形成浮凸；F与A存在肯定的位向关系。3、转变机制：上贝氏体：首先在A晶界上或晶界四周的贫碳区形成F晶核。下贝氏体：首先在A晶界或晶内某些贫碳区形成F晶核，但温度低，C很难迁移至晶界。4、魏氏组织定义：先共析铁素体或渗碳体沿着奥氏体的肯定晶面呈针状析出，由晶界插入晶粒内部。基体为珠光体。危害：使强度降低，脆性增大。消退方法：退火或正火。形成条件：①含碳量<0.6%,>1.2%简洁形成；②A晶粒越粗大越简洁形成；③连续冷却时，只有当钢含碳量和过冷度都在适当范围内才会形成。魏氏组织的形成机理魏氏组织是在比较大的过冷度下形成的。铁素体魏氏组织是以切变机理形成的，与贝氏体转变一样，在试样外表上也会消灭浮凸。钢在回火时的转变1、回火：将淬火钢加热到临界点Acl以下某一温度，保温后以适当方式冷至室温的一种热处理工艺。2、淬火后必需回火的缘由：淬火钢具有高的硬度和大的淬火应力，除低碳钢外，一般都很脆。因此，淬火钢实际上无法直接使用，必需进展回火。淬火钢的组织是：马氏体+剩余奥氏体，在室温下都处于亚稳定状态，它们都有向铁素体和渗碳体稳定状态转化的趋势。该转化需要肯定的温度和时间条件，回火将促进这种转变。3、回火的目的：削减或消退淬火工件的内应力，防止变形或开裂；降低脆性，提高钢的塑性和韧性；稳定钢的组织和尺寸；获得所需的强度、硬度、塑性、韧性的协作，以满足不同的工件性能要求。1、马氏体中碳原子的偏聚〔20〜100°C〕2、马氏体分解〔100〜250°C〕3、剩余奥氏体的转变〔250-300°C〕4、碳化物的转变〔250〜400°C〕5、渗碳体的聚拢长大和a相的再结晶〔400°C以上〕1、硬度：在200°C以下回火时硬度降低很少；200°C以上回火时硬度显著降低；而且温度越高，回火硬度越低。2、强度：随着回火温度的上升，钢的强度不断下降，而塑性则不断上升，在350°C时弹性极限最大。3、在500〜600°C回火时，塑性到达较高的数值，并且保存相当高的强度。〔中碳钢〕1200°C以下的回火转变产物。马氏体+£-碳化物，二者保持共格关系。片状回火马氏体：硬度高、强度高、但塑性、韧性差。板条回火马氏体：高的强韧性。2350〜450°C范围内的回火转变产物。针状F+粒状碳化物屈服强度高、韧性好，因此弹性高。3500〜600°C范围内的回火转变产物。块状F+颗粒状碳化物良好的综合力学性能。3、回火珠光体650°C〜A1左右的回火转变产物。粗粒状碳化物〔粒状珠光体〕强度低、塑性好，具有良好的加工工艺性能。四、回火脆性：1、第一类回火脆性〔低温回火脆性，不行逆回火脆性〕形成温度：250〜400°C材料：几乎全部的钢种形成缘由：由于碳化物沿着马氏体条或片的界面呈薄片状析出，降低晶界断裂强度。防止方法：避开在脆化温度范围内回火。2、其次类回火脆性〔高温回火脆性〕形成温度：450 650°C形成缘由：P、As、Sb、Sn等微量杂质元素在晶界上偏聚和析出，降低了晶界断裂强度。防止措施：〔1〕高温回火后快速冷却；〔2〕降低钢中杂质元素含量；〔3〕在钢中参加合金元素〔Mo、W〕〔4〕承受亚临界淬火工艺第六章钢的热处理工艺1、定义：依据钢在加热和冷却过程中的组织转变规律，制定钢在热处理时的具体加热、保温顺冷却的工艺参数。2、工艺参数：加热温度；保温时间；冷却介质与冷却方法。3一般热处理：退火、正火、淬火、回火外表热处理：化学热处理、外表淬火特别热处理：形变热处理、磁场热处理依据热处理在零件生产工艺流程中的位置和作用：预备热处理：为随后的加工〔冷拔、冲压、切削〕或进一步热处理作预备的热处理。最终热处理：赐予工件所要求的使用性能的热处理。6. 1、钢的退火和正火一、退火和正火的目的1、退火：把钢加热到肯定温度，保温肯定时间，然后缓慢冷却，以获得接近平衡组织的热处理工艺2、正火：将钢加热到Ac3或Accra以上适当温度，保温肯定时间，使之完全奥氏体化，然后在空气中冷却，从而得到珠光体型组织的热处理工艺。3软化：降低硬度以适应切削加工冷冲压要求；均匀化：消退偏析使成分和组织均匀；稳定化：消退内应力，稳定组织，保证零件的外形和尺寸；细化：细化晶粒，提高机械性能。二、退火工艺及应用重结晶退火〔Acl以上〕：集中退火、完全退火、不完全退火、球化退火低温退火〔Acl以下〕：再结晶退火、去应力退火1定义：将钢加热到Ac3温度以上〔过热度20^50°C〕,保温足够的时间，使组织完全奥氏体化后缓慢冷却，以获得接近平衡组织的热处理工艺。目的：细化晶粒，消退热加工组织缺陷、改善性能；降低硬度，改善加工性能；消退内应力、稳定尺寸缺乏：很难准确掌握退火组织的硬度；工件内外组织和性能不均匀；冷却时间长，生产率低。等温退火：将奥氏体化的钢很快降低至稍低于Ari的温度，等温肯定时间，使A转变为P,再空冷至室温的方法。2亚共析钢加热到：Acl〜Ac3Acl〜Accm保温后缓慢冷却，以获得接近平衡组织的热处理工艺。应用：过共析钢获得球状珠光体组织。3球化退火是使钢中碳化物球化，获得粒状珠光体的一种热处理工艺。温度：Acl20~30°C,随炉冷却。应用范围：共析钢、过共析钢和合金工具钢目的：降低硬度，改善切削加工性能；获得均匀的组织，改善热处理工艺性能，为以后的淬火作组织预备。4温度：略低于固相线温度，长时间保温，随炉冷却。目的：消退枝晶偏析、使成分均匀化实质：使钢中各元素的原子在奥氏体中进展充分集中应用范围：主要用于枝晶偏析严峻的优质合金钢铸件5温度：加热到Acl以下某一温度(500~650°C),保温一段时间，缓慢冷却。目的：消退剩余应力，提高工件的尺寸稳定性，防止变形和开裂。应用范围：用于铸件、锻件、焊接件、冷冲压件和切削加工件等。一般是在精加工或淬火之前进展1、工艺过程和特点：将钢加热到Ac3或Accm以上适当温度，保温肯定时间，使之完全奥氏体化，然后在空气中冷却，从而得到珠光体型组织的热处理工艺。2、正火与完全退火相比：两者加热温度一样，但冷却速度较快，转变温度较低。正火钢的强度、硬度和韧性都较退火钢高。3、正火的实质：完全奥氏体化+伪共析转变4、适用范围：碳素钢及低、中碳合金钢，不适用于高合金钢缘由：高合金钢的奥氏体格外稳定，即使在空气中冷却也会获得马氏体组织。5改善低碳钢的切削加工性能消退中碳钢热加工缺陷，如魏氏组织，晶粒粗大。消退过共析钢的网状碳化物，便于球化退火提高一般构造零件的机械性能四、退火和正火的选用1金属的最正确切削硬度约在170〜230HB范围内。低、中碳(C<0.5%)构造钢：以正火作为预备热处理中碳(00.5%)以上的合金钢：宜承受退火2、从使用性能考虑，受力不大，要求不高不用淬火、回火，可将正火作为最终热处理。3、从经济上考虑，尽可能用正火代替退火。62钢的淬火一、概述1、淬火：将钢加热到临界点Ac3或Acl以上肯定温度，保温肯定时间，然后以大于临界淬火速度的速度冷却，使过冷奥氏体转变为马氏体或贝氏体组织的热处理工艺。2、淬火工艺的实质：奥氏体化+马氏体转变(或贝氏体转变)3、淬火的目的：得到马氏体或下贝氏体4、淬火+回火的目的：提高硬度和耐磨性淬火+低温回火提高强韧性淬火+高温回火表层压，芯部拉。2表层拉，芯部压。素：化学成分、冶金质量、工件截面尺寸、钢材导热系数、钢的淬透性、钢在马氏体温度范围的冷速三、钢的淬火工艺淬火加热工艺：加热温度、加热时间、加热方式、加热介质淬火冷却工艺：冷却介质、冷却方法1、淬火加热：1〕加热温度：亚共析钢：Ac3+〔30 50°C〕过共析钢：Acl+〔30~50°C〕预备热处理组织：退火或正火组织淬火后的组织：<0.5%CM>0.5%CM+F+M过热：淬火加热时，温度过高或保温时间过长，造成A晶粒粗大的缺陷；过烧：淬火加热时，温度过高，A晶界发生氧化或局部熔化的现象防止工件氧化或脱碳，承受盐浴加热、保护气氛加热、真空加热、装箱加热。2、淬火冷却途径：查找一种比较抱负的淬火冷却介质、从淬火的冷却方法上设法改进Ms点以下所用的冷却介质。抱负的冷却曲线：应只在C曲线鼻尖处快冷，而在Ms四周尽量缓冷，以到达既获得马氏体组织，又减小内应力的目的。抱负冷却介质：使淬火钢件的冷却过程符合抱负冷却速度的介质。31、淬透性的概念淬透性：指钢在淬火时获得马氏体的力量，其大小用钢在肯定条件下淬火所获得的淬透层深度来表示。淬透层深度：指由工件外表到半马氏体区〔50%M+50%分解产物〕的深度。淬透性与淬硬性的区分：%1淬透性：是指钢在淬火时获得马氏体的力量。主要取决于过冷奥氏体的稳定性和钢的临界冷却速度,%1过冷A越稳定，临界冷却速度越小，则钢的淬透性深度越深，淬透性越好。淬硬性：表示钢淬火时的硬化力量。指钢在淬火后获得的马氏体组织所能到达的最高硬度，取决于马氏体中的含碳量。淬透性和实际工件的淬透层深度的区分：%1淬透性：的淬透层深度表示。%1实际工件的淬透层深度：是实际工件在具体条件下淬得的马氏体和半马氏体的深度，是变化的，与钢的淬透性及外在因素〔介质、零件尺寸)有关。影响淬透性的因素：(1)碳含量(2)合金元素(3)奥氏体化温度(4)钢中未溶其次相2、淬透性的测定方法(1)临界淬火直径法临界淬火直径是指圆形钢棒在介质中冷却，中心被淬成半马氏体的最大直径，用DO表示。(2)末端淬火法3、淬透性的实际意义依据淬透性曲线可以比较不同钢种淬透性大小依据淬透性曲线可求出沿工件截面的硬度分布6.3钢的回火依据钢的回火温度范围，可将回火分为三类。回火温度：150-250°C回火目的：在保存高硬度、高强度、高耐磨性的同时，降低内应力和脆性。应用：适用于各种高碳钢、渗碳件及外表淬火件。二、中温回火：回火温度：350-500°C回火组织：回火屈氏体T回火目的：提高弹性极限，有良好的塑性和韧性。应用：适用于弹簧热处理三、高温回火：调质：淬火+高温回火回火温度：500-650°C回火目的：获得良好的综合力学性能，即在保持较高的强度同时，具有良好的塑性和韧性。应用：广泛用于各种构造件如轴、齿轮等热处理。也可作为要求较高周密件、量具等预备热处理。6. 4钢的外表淬火1、外表淬火是一种不转变钢外表化学成分，但转变外表组织的局部热处理方法。2、目的：获得表硬里韧的工件。1、材料：0.4%、0.5%的中碳钢，中碳合金钢；球墨铸铁，提高外表耐磨性。2、分为：①淬硬区：完全相变，马氏体组织；②过渡区：局部相变，M+F；③心部无相变的原始组织。3、工艺路线：下料、锻造、退火或正火、粗加工、调质或正火、精加工、感应加热外表淬火、低温回火、精磨、成品。4、感应淬火频率下降，淬透层深度增加。二、激光淬火激光自冷不需要冷却介质。6. 5化学热处理1的化学成分、组织和性能的热处理工艺。2、方法：渗碳、渗氮、碳氮共渗。3、目的：外表高硬度高强度高耐磨性，芯部足够的韧性。4、过程：分解、吸取、集中。1、将工件放在渗碳介质中加热保温，使碳原子渗入表层的化学热处理工艺。2、目的：增加工件表层的含碳量。表硬里韧。3、渗碳层深度：外表到过渡区一半的深度。4最表层：P+网状渗碳体；次表层：P;过渡区：P+F；芯部：F多+P少5固体渗碳，操作简洁但渗碳速度慢；气体渗碳：质量好，效率高6、渗碳后的热处理方法：淬火+低温回火预冷直接淬火法：渗碳后工件从渗碳温度预冷至略高于Ar3的温度后再进展淬火。适用于低合金渗碳钢。M+AM+F。二次淬火法：渗碳缓冷后进展两次淬火处理。外表和芯部组织和性能都比较好。7、工艺流程：下料、锻造〔获得所需外形；消退铸造缺陷〕、正火〔提高零件硬度；适合切削加工〕、切削加工、渗碳、淬火+低温回火、精加工。二、钢的渗氮1、工艺流程：下料、锻造、退火、粗加工、调质〔保证芯部性能〕、精加工、去应力退火〔去除前面的工艺缺陷〕、粗磨、渗氮、精磨。2、特点：①氮化件外表硬度高，耐磨性好；②氮化温度低；③变形小；④强度高，耐磨性好；⑤渗氮前需要调质处理。3、缺点：工艺简单，本钱高。第八章常用金属材料及其选用&］碳钢工业用钢按化学成分分为碳素钢和合金钢两类2.11%的铁碳合金。合金钢：为了提高钢的性能，在碳钢根底上参加肯定量合金元素的钢。11〕W0.25%0.25~0.6%；③高碳钢＞0.6%2〕合金钢：①低合金钢，合金元素〈5%；②中合金钢5~10%；③高合金钢＞10%2、按质量分：以硫磷的含量划分一般质量钢、优质钢、高级优质钢、特级优质钢3按炉别：平炉钢、转炉钢、电炉钢；按脱氧程度：沸腾钢〔脱氧不充分，浇注时C与0反响发生沸腾，成材率高但不致密〕、冷静钢〔脱氧充分，组织致密，成材率低〕、半冷静钢、特别冷静钢。4、按用途分：构造钢、工具钢、特别性能钢汉语拼音字母、化学元素符号、阿拉伯数字1300MPaQ+最低屈服强度值+质量等级符号+脱氧方法符号；如Q235AFQ235BZ2300MPa与碳素构造钢一样但是可以省略脱氧方法，Q345C也可承受两位数字表示含碳量万分之几+化学元素符号16Mn3两位数字表示含碳量的万分之几；如45号钢含猛量为0.7~1%时，后面加Mn；沸腾钢加F,半冷静钢加b；高级优质钢加A4T+数字，表示含碳量为千分之几；高级优质钢后面加AT8A&2钢的合金化1、目的：获得所需要的组织构造、物理、化学性能和力学性能。2、合金元素在钢中的存在形式：主要取决于它们与铁和碳的相互作用状况溶入固溶体中，合金F,合金A；形成强化相，如碳、氮化合物，合金渗碳体形成氧化物、硫化物等夹杂物；以游离状态存在。3、合金元素与铁的作用完全扩大A相区：Mn、Ni、Co；局部扩大A相区：C、N、Cu完全封闭A相区：Cr、Mo、W,V、Ti、Al、Si；局部缩小：B、Nb、Zr4C的亲和力量5AS点左移，A3AS点左移，A3线上升6对加热转变的影响%1A化过程，Co、Ni加快，Al、Si、Mn影响不大%1A晶粒大小：促进长大：Mn>P、B对过冷A分解的影响CoC曲线右移，即提高钢的淬透性Co、Al外，多数合金使MsMf下降，使淬火后钢中参与A增多。3〕%1提咼回火稳定性；%1产生二次硬化：剩余奥氏体的转变；沉淀硬化。%1增大回火脆性7四种强化机制：固溶强化、位错强化、细晶强化、其次相强化固溶强化：通过形成固溶体使金属强度和硬度提高的现象韧性没有明显降低位错强化：增加位错密度提高金属强度的方法其次相强化：其次相粒子可以阻碍位错的运动。越弥散，间距越小，强化作用越好。对退火状态下钢的机械性能的影响：靠固溶强化作用，提高强度和硬度，但同时降低塑形和韧性。对正火状态下钢的机械性能的影响：细晶强化、其次相强化。对淬火、回火状态下的钢：位错强化、细晶强化、固溶强化、其次相强化。8透性能。&3合金钢的分类及编号数字+元素符号+数字1%时不标出。其次个数字：合金元素的含量，百分之几；＜1.5%只标出元素，不标出含量；1.5~2.49标2；2.5~3.49标3；3.5~4.494。一、低合金高强度构造钢：1、性能要求高强度及足够的韧性；良好的焊接性能；良好的耐蚀性及低的韧脆转变温度。2、成分特点1〕W0.2%；2〕合金元素主要是Mn,V、Ti、Nb等。®MnFP的量；%1V、Ti、Nb的作用是细化晶粒和弥散强化；%1Cu、P可提高耐蚀性；加RE可提高韧性、疲乏极限，降低冷脆转变温度。3、热处理：大多数热轧空冷后使用；少数可用正火+高温回火处理。4、使用时的组织：F+P5、用途：Q345钢，16Mn,综合性能好，船舶、桥梁、车辆等大型钢构造；Q390钢，强度高，用于中等压力的压力容器；Q460钢，强度高，用于石化中温高压容器。二、渗碳钢1、性能要求表硬里韧；2〕良好的热处理性能，如淬透性和渗碳力量。2、成分特点1〕0.1“0.25%C合金元素作用：%1提高淬透性：Cr、Mn、Ni、B；%1强化FCr、Mn、Ni；%1细化晶粒：W、Mo、Ti、V3、热处理特点：渗碳，淬火+低温回火4、使用时的组织：心部：回火M+FM+A5、用途：低淬透性钢20、20Cr：用于受力小的耐磨件，如柴油机的活塞销、凸轮轴；中淬透性刚20CrMnTi：中等载荷的耐磨件，如变速箱齿轮。高淬透性钢18Cr2NiWA：用于大载荷的耐磨件，如柴油机曲轴。合金调质钢1、性能要求：1〕良好的综合力学性能；2〕良好的淬透性。2、成分特点1〕中碳，0.3~0.5%C2〕合金元素的作用：%1提高淬透性：Mn、Si、Cr、Ni、B；%1强化铁素体：Mn、Si、Cr、Ni；%1细化晶粒：Ti、V%1防止其次类回火脆性：W、Moo3、热处理：调质处理，目的：为外表淬火做组织预备；获得最终芯部组织。为提高外表耐磨性，调制后可进展外表淬火或氮化4、使用时的组织：外表：回火MS。5、用途：低淬透性钢45、40Cr：用于制造较小的齿轮、轴、螺栓等；中淬透性刚4OCrNi：制造大中型零件。高淬透性钢40CrNiMo：制造大截面重载荷零件，如曲轴等。1、性能要求：高的屈服极限，足够的韧性；高的淬透性。2、成分特点：1〕0.6~0.9%0.45~0.7%2〕%1提高淬透性，强化铁素体：Mn、Si、Cr；%1提高屈服强度和抗拉强度：Si；%1细化晶粒：V；3、热处理：冷成形弹簧：冷拔、冷成型、定型处理，用于横截面积＜10mm热成型弹簧：淬火+中温回火4、使用时的组织：回火屈氏体提咼弹簧外表质量：1〕防止外表脱碳；2〕避开外表缺陷；3〕进展喷丸处理，是外表产生压应力。5、用途：Si、Mn65Mn60Si2Mn,用于制造较大截面弹簧；Cr、V弹簧钢，如50CrV,用于大截面、大载荷、耐热的弹簧。五、滚珠轴承钢1、性能要求：高而均匀的硬度和耐磨性；高的抗拉强度和接触疲乏强度；足够的韧性、淬透性和耐蚀性。2、成分特点1〕高碳：0.95~1.1%2〕合金元素：%1提高耐磨性〔形成合金渗碳体〕和耐蚀性：Cr、Mn,Si；%1当＞1.65%CA增加而使硬度和稳定性下降。3、热处理：球化退火+淬火+低温回火4、M+A5、用途：GCrl5用于大中型轴承；GCrl5SiMn用于大型轴承。&4工具钢按用途分为：刃具钢、模具钢、量具钢。一、合金刃具钢用来制造各种切削刀具的钢种1高硬度，主要取决于含碳量；高耐磨性，靠高硬度和析出细小均匀硬碳化物来到达；高热硬性；足够的韧性。2共有七个牌号，T7~T13成分特点：高碳0.65^1.35%,随含碳量增加，耐磨性提高但韧性下降。热处理：正火+球化退火+淬火+低温回火球化退火目的：①降低硬度，便于加工；②为淬火做组织预备使用时的组织：回火M+颗粒状碳化物+少量剩余A用途：T7~T9：制造承受冲击的工具，如木工工具：冲子、凿子、锤子等；TlO^Tll：制造低速切削工具，如钻头、丝锥、车刀等；T12~T13：制造耐磨工具，如锂刀、锯条等。3在碳素工具钢根底上参加少量合金元素1〕0.75~1.5%合金元素作用：%1提高淬透性：Cr、Mn、Si；%1提高耐回火性：Si；%1提高耐磨性、细化晶粒：W、V。热处理：淬火介质为油使用时的组织：回火M+颗粒状碳化物+少量剩余A用途：9SiCr用于制造外形简单、要求变形小的低速刃具，如丝锥、板牙等。4〔风钢〕1〕0.7~1.5%合金元素作用：%1提高淬透