第六章-合金钢.ppt

1、6.1简介：合金钢：为了改善钢的机械性能、工艺性能或物理化学性能，在冶炼过程中会特别添加一些合金元素。这种钢被称为合金钢。碳钢的缺点是：淬透性低；耐回火性差；基本相是软的，首先，Me对基本相的影响：铁素体；碳化物合金元素：分为碳化物形成元素和非碳化物形成元素：镍硅铝钴铜和其他碳化物形成元素：锰铬钼钨钒钛铌锆，对于铁素体：合金元素溶解在铁素体中形成合金铁素体，提高基体强度。碳化物：形成碳化物的元素有弱碳化物和强碳化物，形成合金渗碳体，如(铁、铬)3C等合金渗碳体比渗碳体更稳定，硬度较高的合金元素也能形成特殊碳化物，如Cr7C3碳化钨碳化钛等特殊碳化物比合金渗碳体更稳定，硬度更高。2.对Fe-Fe

2、3C相图1的影响。像镍锰钴氮这样的合金元素扩大了A 2区。合金元素如铬钒钼收缩面积A 3。合金元素将相图的S点和E点向左移动3。对加热和冷却转变的影响1。对加热转变的影响除镍和钴以外的所有合金元素都减缓了的形成过程；除了锰，合金元素阻碍了晶粒的生长。(2)对过冷相变的影响。1.钴以外的合金元素使碳曲线向右移动。2.除钴和铝外，合金元素降低了熔点，增加了残余奥氏体量。4.对回火转变的影响。1.提高回火抗力(回火稳定性)合金元素阻碍原子的扩散，使马氏体难以分解，分解后碳化物难以形成。在一定的回火温度范围内，随着回火温度的升高，硬度不降低而是增加，这种情况一般发生在含有较多碳化物形成元素的合金钢中。

3、回火脆性钢的韧性明显降低。第一种回火脆性在250400范围内产生后不能消除，因此在该温度范围内避免回火称为不可逆。第二种回火脆性在550650范围内产生后可以消除，故称之为可逆预防措施：回火后迅速冷却，并加入钼钨等合金元素。合金工具钢。特殊性能钢、6.2合金结构钢、结构钢：用于制造机械零件和工程部件1。6个化学符号的分类和编号：平均碳含量，1/10000:所含元素含量，非标准含量低于1.5，2。普通低合金钢1。用途：制造桥梁、船舶、车辆、管道等。2.性能要求：高屈服极限，高s。保证塑性和韧性；焊接性能的主要添加元素：锰固溶强化，提高强度，辅助添加元素：钛钒铌铜等。钛钒铌细化晶粒铜，以提高钢的抗

4、大气腐蚀4。普通钢16Mn 15MnV 16MnCu 5。热处理热轧或正火。添加合金元素的易切削钢，易于切削。1.其他元素，如硫、铅、钙等。形成(锰、铁)硫夹杂物，中断基体的连续性。铅：分离成微粒。Ca:形成高熔点硅酸盐(13001600)附着在刀刃上，并起到保护膜的作用以减少磨损。2.Y12 Y40Mn Y40Cr ScA钢级。用于制造渗碳零件的渗碳钢1。例如，使用齿轮，2。性能要求表面有较高的硬度，较高的韧性和疲劳强度中心有足够的强度。成分特点：低碳，保证中心的韧性。0.10.25主要元素：铬、镍、锰等。淬透性强化铁素体，改善铁芯性能，辅助元素：钨、钼、钒、钛等。细化晶粒，提高韧性和强度。

5、普通钢等级20 20Cr 20CrMnTi 18Cr2Ni4W 5。热处理渗碳淬火低温回火。淬火和回火后使用的淬火和回火钢。例如机床主轴等。1.组成特征是碳，0.250.5.如果碳含量太低，强度和硬度不足；如果太高，韧性不够，主要是增加了铬镍锰的淬透性；强化铁素体并添加元素：钨、钼、钛、钒等细化晶粒；提高回火抗力钨钼：防止第二种回火脆性2。普通钢40级40Cr 40CrMn 40CrMnMo 3。热处理：淬火和回火处理。弹簧钢的弹簧效应：减振驱动器1。高性能要求(避免高载荷下的塑性变形)、高疲劳极限(避免疲劳损伤)、高s/b(尽可能高)并具有一定的塑性和韧性、良好的淬透性。中高碳钢，0.60.

6、75，保证合金钢的高疲劳极限和屈服极限：0.450.7，主要添加元素：硅锰铬淬透性等。硅的固溶强化：显著提高s/b1，辅助添加元素：钼钨钒等。降低脱碳倾向和过热倾向。钢等级65 65Mn 60Si2Mn 50CrVA 4。热处理尺寸不同，成形不同于热处理：1)热成形大于1015毫米，淬火加热成形利用余热在中温淬火回火；2)冷成形铅浴等温处理、冷拉和加热、500550铅浴等温成形区应力退火(200300)、组织转变：调质钢丝冷拉淬火回火成形区应力退火；7.滚动轴承钢用于制造滚动轴承内外圈和滚动体；1.滚动体和内外圈的工作条件是交替的。接触应力大；不仅滚动，而且滑动，易受强烈磨损。高性能要求和均匀

7、的耐磨性；高弹性极限和接触疲劳极限；足够的韧性和淬透性；一定的耐腐蚀性。成分和品牌是高碳，0.951.15摄氏度确保高强度、硬度和耐磨性。主要添加元素：铬淬透性形成碳化铬，接触疲劳强度和耐磨性由硅锰淬透性品牌：GCr补充，铬含量为1/1000。4.钢级GCR15GCR15SIMN，5。热处理预热处理：球化退火最终热处理：淬火和低温回火。6.3合金工具钢，用于制造工具、模具和测量工具。1.分类和编号。1)碳素工具钢2)合金工具钢2)切削工具钢3)模具钢3)量具钢。3.编号类似于合金结构钢。化学符号前的数字：平均碳含量用1/1000合金元素表示，与结构钢相同。9SiCr高速钢没有标以干碳含量，例如

8、，W18Cr4V合金工具钢是优质钢，所以它没有标以a，b，刀具钢(1)工作条件它的任务是进行刀具加压；有相对摩擦产生热量，切割速度越高，温度越高；承受一定的冲击和振动，(2)性能要求1。高硬度和耐磨性高硬度：主要取决于碳含量和高耐磨性：它不仅取决于高硬度，还取决于钢中碳化物的数量和分布。高碳马氏体均匀细小的碳化物具有高硬度和耐磨性。因此，刀具钢都是高碳钢。2.高红色硬度和红色硬度：刀具在高温下保持高硬度的能力也称为热硬度。回火稳定性越高，红色硬度越好。3.一定的强度、塑性和韧性。(3)碳切削工具钢T7T13 T7AT13A的含碳量越高，耐磨性越好，韧性越差。热处理：低温淬火和回火微观组织：细回

9、火马氏体(M)细碳化物残余奥氏体(少量)的缺点。低合金刀具钢Me5 1。常用的低合金切削工具钢9sicr9n2v crwmn合金元素功能：淬透性和热硬度均优于碳素切削工具钢，2。热处理预热处理：球化退火最终热处理：低温淬火回火组织：细小马氏体碳化物(晶粒)残余奥氏体，5。红色硬度低的高速钢，不能用于高速切削的高速钢的红色硬度高达600，可以长时间保持切削刃锋利。它也被称为“丰钢铁”。1.化学成分高：0.71.65，保证形成足够数量的合金碳化物和高碳马氏体，保证高硬度、高耐磨性和高红硬性合金元素：含有大量的碳化元素如钨、钼、铬、钒、钨，提高了红硬性主要元素的耐磨性，阻碍了退火后的晶粒长大。淬火加

10、热时，一部分溶解成，淬火后，形成溶有钨的马氏体，在500600回火时析出弥散的W2C，导致二次硬化。Cr:淬透性Cr23C6 1100全部溶于钒：阻碍晶粒长大钒：溶于马氏体时还能提高热硬度钼：效果与钨相似，1取代2 Co:提高钢的临界点。因此，允许加热到更高的温度并充分发挥合金元素的作用。2.常用的高速钢w系统：最早开发的W18Cr4V 18-4-1。广泛使用的钨钼体系：W6Mo5Cr4V2 6-5-4-2具有良好的高温塑性。3.锻造和预热处理必须重复进行。原因：高速钢中含有大量的合金元素，使得e点明显左移，因此高速钢属于莱氏体钢。鱼骨组织中有很强的共晶碳化物，这些粗大的碳化物不能通过热处理消

11、除，只能通过锻造粉碎并均匀分布。预热处理：退火或退火淬火和回火。4.高速钢的热处理特点1)淬火温度很高W18cr 4v 12601280 W6mo 5cr 4v 212201240，因为温度越高，合金元素溶解在a中越多，淬火后马氏体中的合金元素越多，回火后红硬性高的W18Cr4V 12701280。在a，78W，4Cr，1v，2)中，在淬火加热过程中预热的高速钢的导热性差。为了减少热应力和防止加热过程中的变形和开裂。它必须预热两次：第一次，第二次在550，850，3)在550，570回火。经三次淬火后，显微组织为：马氏体+马氏体+马氏体，回火过程中过量的钾不变，只有和发生变化。硬度在550、5

12、70回火时达到最大值有两个原因：一是三次回火：高速钢的合金元素含量高，所以其熔点低。为了将氩转化为钼并从钼中沉淀出弥散的钾以产生弥散强化，应在550570下进行三次回火。一次回火后，温度降至15。经过两次回火，温度降至35。经过三次回火，它降低到12。后一次回火可以消除前一次回火时由反电动势引起的内应力。回火组织：氩的回火马氏体。模具钢类型：冷加工模具钢热加工模具钢(1)冷加工模具钢1。工作条件接近室温。同时，模具和坯料之间有很大的摩擦。2.性能要求高硬度；高耐磨性和尺寸精度；足够的强度和韧性。3.成分与刀具钢相同，是高碳钢中小模：T10A 9SiCr 9Mn2V CrWMn大模：Cr12cr12mov，4。热处理淬火和低温回火，(2)热作模具钢，1。性能要求(1)强度和韧性的良好结合(2)