机械工程材料 课件 第7章 合金钢

《工程材料》第7章合金钢

回顾：碳钢的种类及应用10、15、塑性好冲压件20、25一定强度轴套、轴承盖，冲击较大轴轮（渗碳）40、45综合性能较高轴、齿轮T8、T12硬度高低速刀具、模具、量具55、60强硬度较高弹簧高强度要求工作条件下，碳钢无法满足高强度矿山机械大齿轮一般机床传动齿轮40、45合金钢第7章合金钢

§1、基本理论碳钢←合金元素

Fe+C(<2.11%)+合金元素1.合金元素的种类：

Cr、Ni、Si、Mn、W、B、V、Ti、RE

2.合金元素的量：

1～40%3.合金元素存在状态：

固溶态(Cr、Ni、B等多数元素)

化合态(V、Ti、Cr、Ni等)

游离态(P、S)

VC、TiC、Cr7C3

、(Fe、Cr)3CCrP、S一、合金钢定义二、合金钢成分4.合金元素作用：

提高强度

固溶强化.细晶强化.弥散强化

提高淬透性

提高热硬性

提高特殊性

提高切削加工性

改变相图

除Co外所有元素使“C”右移各种强化、硬化作用耐蚀、耐磨、耐热Ca、S、Pb等扩大A区、缩小A区

碳钢合金钢低合金钢：与同C量碳钢相似40Cr、40钢平衡状态40Cr、40钢调质状态高合金钢：组织复杂（含大量碳化物）

T8组织W18Cr4V组织三、合金钢组织四、合金钢热处理特点加热温度高合金元素阻碍原子扩散，阻碍P—A转化淬火冷却方式不同油冷淬火、分级淬火、等温淬火回火不同回火温度高（合金阻碍M分解）回火次数多，促进A´分解（高速钢三次回火）1、水冷淬火2、油冷淬火3、分级淬火4、等温淬火1234碳钢“C”曲线,合金钢“C”曲线五、合金钢性能合金钢成分合金元素作用1.高强度

2.高淬透性

3.高热硬性

4.高特殊性

Q235Re

＝23516MnRe

＝35040钢水淬Ф15，40Cr油淬Ф25T10<250℃W18Cr4V<560℃耐蚀.1Cr18Ni9耐热.15CrMo<500℃1Cr18Ni9<750℃ZG3Cr26Ni161000℃.温度再高的？耐磨.ZGMn13南京长江大桥正桥长1577米.铁路桥全长6772米，宽19.5米。公路桥全长4589米，宽19.5米。六、合金钢应用高强度件大截面件高速刀具特殊性能件七、合金钢分类结构钢工具钢特殊性能钢低合金高强钢（普低钢）渗碳钢调质钢弹簧钢轴承钢易切钢刀具钢模具钢（热模、冷模）量具钢耐热钢耐蚀钢耐磨钢§2、合金结构钢

成分牌号热处理组织性能应用低合金钢0.1～0.20%C主MnQ345(16Mn)Q390(15MnV)退或正F+P塑性好容器.槽罐冲压件渗碳钢调质钢弹簧钢滚轴承钢易切钢0.20～0.25%C主CrNiMn

20Cr20CrMnTi渗碳+淬+低回

表M回+Fe3C心M回

表硬心强韧冲击大的轴、轮0.25～0.5%C主CrNiSiMn40Cr40CrNiMn调质S回

综合性能高大型.重载轴轮0.5～0.7%C主SiMn65Mn60Si2Mn淬+中回

T回

弹性高弹簧0.9～1.1%C主CrGCr15GCr15Mn球退+淬+低回

M回+Fe3C硬轴承低C→高C加PbSCa

Y12Y40MnT10Pb与C有关切削性能好大批与C有关容器.槽罐汽车变速器齿轮产品名称：连杆产品名称：凸轮轴冲击大的轴、轮大型.重载轴轮各种弹簧各种轴承§3、合金工具钢成分牌号热处理组织性能应用刀具模具量具热模冷模0.7～1.1%C主Cr9SiCr<350CrWMn<500W18Cr4V<650球退＋淬+低回M回+Fe3C硬、热硬、一定韧性低速

高速0.3～0.5%C主Cr5CrMnMo3Cr2W8V淬+高回S回热强、韧热作模>1%C主CrCr12MoVCr12球退＋淬+低回M回+Fe3C高硬冷冲模>1%C主Cr9SiCrCrWMn球退＋淬+低回M回+Fe3C硬量具各种刀具丝锥板牙低速刀具高速铣刀高速刀具深孔钻工作温度高的刀具各种热作模具压铸模具热拉模具锻造模具电机壳底冷冲压模具汽车尾灯座冲压模具冷冲压模具各种量具千分尺游标卡尺圆锥环规塞规塞规冷冲压模具的制造过程材料：Cr12

§4、合金钢与碳钢性能、应用比较16Mn15MnV(10、15)退或正

塑性好

高压容器.大型槽罐重要冲压件(一般容器、冲压件)(20、25)

表硬心强韧冲击大的轴、轮20Cr20CrMnTi渗碳+淬+低回

(冲击较大的轴、轮)40Cr40CrNiMn调质综合性能高大型.重载轴、轮(40