合金鋼與鑄鐵材料介紹

1、第六章第六章 合金鋼合金鋼重要的金屬材料重要的金屬材料:n碳素鋼碳素鋼:價格低、易加工、可熱處理、可塑變。價格低、易加工、可熱處理、可塑變。n合金鋼合金鋼：為了改善鋼的性能，在碳鋼的基礎上：為了改善鋼的性能，在碳鋼的基礎上特意地加入一種或幾種合金元素所形成的鋼。特意地加入一種或幾種合金元素所形成的鋼。它具有較好機械性能（如強度、塑性、淬透性、它具有較好機械性能（如強度、塑性、淬透性、沖擊韌性等）和特殊性能（耐磨性、耐腐蝕性、沖擊韌性等）和特殊性能（耐磨性、耐腐蝕性、耐高溫性、電磁性等），但價格高。耐高溫性、電磁性等），但價格高。一、合金元素的存在形式一、合金元素的存在形式1. 非碳化物形成元素

2、非碳化物形成元素:不能和碳化合的元素稱為非碳化物形成元素，不能和碳化合的元素稱為非碳化物形成元素， 如如Ni、Si、Co、Al、Cu等，它們只能溶于鐵素體形成合等，它們只能溶于鐵素體形成合金鐵素體。金鐵素體。n2. 碳化物形成元素碳化物形成元素（次（次d電子層不滿）電子層不滿）n 凡能與碳化合的元素叫做碳化物形成元素凡能與碳化合的元素叫做碳化物形成元素.n按照碳化物形成元素所形成的碳化物的穩(wěn)定按照碳化物形成元素所形成的碳化物的穩(wěn)定程度由程度由強強弱弱的排列順序為：的排列順序為：Ti、Zr、Nb、V、W、Mo、Cr、Mn、Fe；n強碳化物形成元素：強碳化物形成元素：Ti、Zr、Nb、Vn中強碳化

3、物形成元素：中強碳化物形成元素：W、Mo、Crn弱碳化物形成元素：弱碳化物形成元素：Mn、Fe； 碳化物形成元素在周期表中都是碳化物形成元素在周期表中都是位于位于鐵元素的左邊的過渡族金屬元素鐵元素的左邊的過渡族金屬元素, ,它們都有它們都有一個未填滿的一個未填滿的d d電子亞層電子亞層, ,當當形成碳化物時形成碳化物時, ,碳原子首先將其價電子碳原子首先將其價電子填入金屬原子未填滿的填入金屬原子未填滿的d d電子亞層電子亞層, ,使使形成的碳化物具有形成的碳化物具有金屬鍵金屬鍵結(jié)合的性質(zhì)結(jié)合的性質(zhì), ,金屬原子的金屬原子的d d電子亞層愈不滿電子亞層愈不滿( (周期表周期表中中, ,在鐵左邊離

4、鐵愈遠在鐵左邊離鐵愈遠),),則其則其與碳的親與碳的親和力愈強和力愈強, ,形成碳化物的能力愈大形成碳化物的能力愈大, ,愈愈穩(wěn)定穩(wěn)定, ,而且不易分解。而且不易分解。二、合金元素的主要作用（一）合金元素對鋼中基本相的影響溶于碳鋼中原有的相中；形成新類型的特殊碳化物1.溶于基體中形成合金溶于基體中形成合金 F 或合金或合金 滲碳體滲碳體 。2.與碳作用形成合金碳化物。與碳作用形成合金碳化物。3.單獨形成特殊碳化物單獨形成特殊碳化物 。非碳化物形成元素幾乎都溶解在鐵素體中非碳化物形成元素幾乎都溶解在鐵素體中 合金鐵素體。合金鐵素體。碳化物形成元素中：碳化物形成元素中：與碳親和力與碳親和力較弱較弱

5、的元素可部分溶于滲碳體中的元素可部分溶于滲碳體中 合金滲碳體，合金滲碳體，大部分仍溶于鐵素體中大部分仍溶于鐵素體中。與碳親和力與碳親和力較強較強的一些元素含量小時，的一些元素含量小時， 合金滲碳合金滲碳體體，如，如: (Fe、Cr)3C、(Fe、Mo)3C、 (Fe、W)3C 含量多時，含量多時， 新的特殊的合金碳化物；新的特殊的合金碳化物； Cr7C3、MoC、WC、與碳親和力與碳親和力很強很強的元素的元素 特殊的碳化物如特殊的碳化物如NbC、TiC、ZrC等，等， 合金元素合金元素溶入鐵素體溶入鐵素體以固溶體的溶質(zhì)形式存在：以固溶體的溶質(zhì)形式存在：l主要是非碳化物形成元素主要是非碳化物形成

6、元素Si、Co、Al、Cu等以等以此種形式存在；此種形式存在；l產(chǎn)生產(chǎn)生固溶強化固溶強化作用；作用；如圖所示；如圖所示； Ni、Cr特殊，特殊，含量少時，鐵素體韌性升高；含量少時，鐵素體韌性升高；含量多時，鐵素體韌性下降含量多時，鐵素體韌性下降合金元素溶入滲碳體中合金元素溶入滲碳體中置換置換Fe3C中的中的Fe原子原子 合金滲碳體；合金滲碳體；(Cr、W、Mo、V、Nb);硬度增，提高耐磨性，加熱時難硬度增，提高耐磨性，加熱時難溶于奧氏體溶于奧氏體單獨形成特殊碳化物單獨形成特殊碳化物 合金元素與碳化合合金元素與碳化合 特殊碳化物，特殊碳化物，結(jié)構(gòu)簡單、結(jié)構(gòu)簡單、熔點高、硬度高、穩(wěn)定性高熔點高、

7、硬度高、穩(wěn)定性高，當以細小的質(zhì)點，當以細小的質(zhì)點分布在固溶體基體上時，可以起到彌散強化作分布在固溶體基體上時，可以起到彌散強化作用。用。 NbC、TiC、VC（二）合金元素對（二）合金元素對Fe-C相圖的影響相圖的影響擴大或縮小擴大或縮小A區(qū)區(qū) 改變共晶點和共析點的參數(shù)改變共晶點和共析點的參數(shù)1. 奧氏體相區(qū)的變化奧氏體相區(qū)的變化擴大或縮小擴大或縮小A區(qū)區(qū) 如，室溫下，如，室溫下，1Cr18Ni 9 為單相為單相A，1Cr17Ti 為單相為單相F使共析轉(zhuǎn)變點使共析轉(zhuǎn)變點S左移左移 鋼中鋼中P%，強度增加，強度增加 。使共晶轉(zhuǎn)變點使共晶轉(zhuǎn)變點E 左移左移 鋼中出現(xiàn)鋼中出現(xiàn)Le Mn、 Ni、 C

8、o、C、N、Cu均使均使S、E點向下、向左移、點向下、向左移、A3、A1 （點）線向下移，（點）線向下移，A4點上升，故可點上升，故可擴大擴大奧氏奧氏體相區(qū)；體相區(qū)；如如P125圖圖7-4所示所示； Cr、 Mo、 W、V、Ti、Si使使S、E點向上、向左移，點向上、向左移，A3、A1點點 （線）上升，（線）上升，A4點下降，故可點下降，故可縮小縮小奧氏體奧氏體相區(qū)；如相區(qū)；如P125圖圖7-4所示；所示；3.2總結(jié)：總結(jié)：n當含當含MnMn、NiNi較高的鋼，因擴大奧氏體相區(qū)有可能將較高的鋼，因擴大奧氏體相區(qū)有可能將A A3 3降至室溫降至室溫以下，此時鋼在室溫下保持奧氏體組織，叫做奧氏體鋼

9、；以下，此時鋼在室溫下保持奧氏體組織，叫做奧氏體鋼；例如：例如：Mn13(Mn13(耐磨鋼耐磨鋼) )、1Cr18Ni91Cr18Ni9（不銹鋼）；如（不銹鋼）；如P122P122圖圖7-17-1；n當含當含CrCr較高的鋼，因縮小奧氏體相區(qū)有可能在室溫下只有鐵素較高的鋼，因縮小奧氏體相區(qū)有可能在室溫下只有鐵素體存在而成為鐵素體鋼；體存在而成為鐵素體鋼；例如：例如：Cr17Cr17（鐵素體型不銹鋼）；如（鐵素體型不銹鋼）；如P122P122圖圖7-27-2；n由于所有的合金元素均使由于所有的合金元素均使S S點左移，這就意味著鋼中的含碳量點左移，這就意味著鋼中的含碳量不足不足0.77%0.77

10、%時，鋼就變?yōu)檫^共析鋼而析出時，鋼就變?yōu)檫^共析鋼而析出FeFe3 3C C；例如：例如：4Cr134Cr13（馬氏體型不銹鋼）就是過共析鋼；（馬氏體型不銹鋼）就是過共析鋼；n合金元素的存在將改變鋼的共析溫度，擴大奧合金元素的存在將改變鋼的共析溫度，擴大奧氏體相區(qū)的合金元素將使氏體相區(qū)的合金元素將使A1下降，縮小奧氏體下降，縮小奧氏體相區(qū)的合金元素將使相區(qū)的合金元素將使A1上升；如圖上升；如圖7-5所示；所示；n大多數(shù)合金元素均使大多數(shù)合金元素均使E點左移，這就意味著當點左移，這就意味著當鋼中的含碳量小于鋼中的含碳量小于2.11%時就會出現(xiàn)共晶萊氏時就會出現(xiàn)共晶萊氏體；體；例如：例如：W18Cr

11、4V的鑄態(tài)組織中已出現(xiàn)了萊氏體的鑄態(tài)組織中已出現(xiàn)了萊氏體；合金元素對合金元素對 S 點成分的影響點成分的影響（三）合金元素對熱處理過程的影響（三）合金元素對熱處理過程的影響1.1.合金元素對加熱時合金元素對加熱時奧氏體形成奧氏體形成過程的影響過程的影響2.2. 大多數(shù)合金元素（除少數(shù)大多數(shù)合金元素（除少數(shù)NiNi、CoCo，主要是碳化，主要是碳化物形成元素）會物形成元素）會減慢奧氏體的形成過程減慢奧氏體的形成過程。3.3. 所有合金元素（除所有合金元素（除MnMn、P P、C C、N N外）均阻礙奧氏外）均阻礙奧氏體晶粒的長大，獲得晶粒細小的奧氏體組織，但作用體晶粒的長大，獲得晶粒細小的奧氏體

12、組織，但作用的強弱不同，強碳化物形成元素的作用大。的強弱不同，強碳化物形成元素的作用大。 強碳化物形成元素強碳化物形成元素能強烈的阻止奧氏體晶粒長大能強烈的阻止奧氏體晶粒長大( Ti( Ti、V V、ZrZr、Nb Nb 等等) )。 非碳化物形成元素非碳化物形成元素能輕微的阻止奧氏體晶粒長大能輕微的阻止奧氏體晶粒長大( Si( Si、NiNi、CuCu、Co Co 等等) )。 因此，一般合金鋼的熱處理加熱溫度較碳因此，一般合金鋼的熱處理加熱溫度較碳鋼的高，但晶粒細小，尤其是存在強碳化物形成元素鋼的高，但晶粒細小，尤其是存在強碳化物形成元素的合金鋼。的合金鋼。 2. 合金元素對合金元素對過冷

13、奧氏體轉(zhuǎn)變過程過冷奧氏體轉(zhuǎn)變過程的影響：的影響：n除除Co以外，大多數(shù)合金元素的加入（溶入奧以外，大多數(shù)合金元素的加入（溶入奧氏體中）均氏體中）均使使C曲線右移曲線右移，提高過冷奧氏體的，提高過冷奧氏體的穩(wěn)定性，穩(wěn)定性， Vk從而提高了鋼的淬透性；從而提高了鋼的淬透性；n一些碳化物形成元素還使一些碳化物形成元素還使C曲線的形狀發(fā)生改曲線的形狀發(fā)生改變，變，如圖如圖7-6所示所示；n除除Co，Al外，所有的合金元素都使外，所有的合金元素都使 Ms、Mf 點下降，淬火后殘余點下降，淬火后殘余A量量, 硬度硬度n提高鋼的淬透性。最常采用的是：提高鋼的淬透性。最常采用的是：Cr，Mn，Si，Ni，B合

14、金元素對珠光體轉(zhuǎn)變的影響合金元素對珠光體轉(zhuǎn)變的影響 除了除了Co、Al外均外均推遲推遲奧氏體向奧氏體向珠光體的轉(zhuǎn)變。珠光體的轉(zhuǎn)變。合金元素溶入奧氏體中，就或多或少合金元素溶入奧氏體中，就或多或少地推遲珠光體轉(zhuǎn)變，提高淬透性。多地推遲珠光體轉(zhuǎn)變，提高淬透性。多種元素的共同作用比單一元素的作用種元素的共同作用比單一元素的作用大的多。大的多。合金元素對馬氏體轉(zhuǎn)變的影響合金元素對馬氏體轉(zhuǎn)變的影響 除除Co、Al以外，溶入奧氏體中以外，溶入奧氏體中的合金元素均使的合金元素均使Ms點點下降，碳的作用下降，碳的作用最大，其次是最大，其次是Mn、Cr、Ni、Mo、W、Si。多種元素共存時，作用更大。多種元素共

15、存時，作用更大。3、合金元素對、合金元素對回火轉(zhuǎn)變回火轉(zhuǎn)變的影響：的影響：1. 提高鋼的回火穩(wěn)定性：提高鋼的回火穩(wěn)定性：回火穩(wěn)定性：表示鋼對于回火時發(fā)生軟化過程的抵抗能回火穩(wěn)定性：表示鋼對于回火時發(fā)生軟化過程的抵抗能力；力；nM 分解、碳化物長大、殘余分解、碳化物長大、殘余A轉(zhuǎn)變、轉(zhuǎn)變、F再結(jié)晶被推遲到再結(jié)晶被推遲到較高的溫度才發(fā)生。較高的溫度才發(fā)生。 回火溫度相同時，合金鋼中析出的碳化物更細小，其回火溫度相同時，合金鋼中析出的碳化物更細小，其強度更高。強度更高。 合金鋼在相同的回火溫度下比含碳量相同的碳鋼具有更合金鋼在相同的回火溫度下比含碳量相同的碳鋼具有更高硬度，高硬度，n回火穩(wěn)定性越高的

16、鋼，在較高溫度下的強度或硬度也回火穩(wěn)定性越高的鋼，在較高溫度下的強度或硬度也越高越高如圖如圖7-7所示所示；n在達到相同強度條件下，回火穩(wěn)定性高的鋼，可在更在達到相同強度條件下，回火穩(wěn)定性高的鋼，可在更高溫度下回火。高溫度下回火。-合金鋼綜合力學性能比碳鋼好。合金鋼綜合力學性能比碳鋼好。n提高鋼的回火穩(wěn)定性作用較強的合金元素有：提高鋼的回火穩(wěn)定性作用較強的合金元素有：V，Si，Mo，W，Cr，Ni，Mn,Co（2）二次硬化和二次淬火二次硬化和二次淬火n當鋼中含當鋼中含Cr、W、Mo、V、Ti等超過一定量時，回火等超過一定量時，回火后的硬度隨回火溫度的升高不是單調(diào)的降低，而是在后的硬度隨回火溫度

17、的升高不是單調(diào)的降低，而是在某一溫度范圍回火后某一溫度范圍回火后硬度硬度反而增加，并反而增加，并在在一定溫度一定溫度（500600）達到峰值）達到峰值。如圖如圖7-7C)所示；所示；n二次硬化二次硬化：在一定回火溫度下硬度出現(xiàn)峰值的現(xiàn)象。：在一定回火溫度下硬度出現(xiàn)峰值的現(xiàn)象。n回火溫度較高時析出細小、高硬度的合金碳化物，如回火溫度較高時析出細小、高硬度的合金碳化物，如MoMo2C C，使硬度反而提高。（韌性也大大，使硬度反而提高。（韌性也大大 ）n二次淬火二次淬火n500600回火時析出合金碳化物回火時析出合金碳化物殘余殘余A中中Me% Ms、Mf ，隨后冷卻時殘余，隨后冷卻時殘余A M硬度升

18、高硬度升高n二次淬火：二次淬火：在高合金鋼中回火冷卻時殘余奧氏體轉(zhuǎn)變在高合金鋼中回火冷卻時殘余奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，而導致硬度升高的現(xiàn)象為馬氏體，而導致硬度升高的現(xiàn)象。n（3）對回火脆性的影響對回火脆性的影響：n回火脆性：淬火鋼在回火時的沖擊韌性并不是隨回火溫回火脆性：淬火鋼在回火時的沖擊韌性并不是隨回火溫度的升高單調(diào)的增大，有些鋼在一定溫度范圍內(nèi)回火時，度的升高單調(diào)的增大，有些鋼在一定溫度范圍內(nèi)回火時，其沖擊韌性顯著下降，這種現(xiàn)象叫做鋼的回火脆性；其沖擊韌性顯著下降，這種現(xiàn)象叫做鋼的回火脆性；如如圖圖7-8所示；所示；n第一類回火脆性：鋼在第一類回火脆性：鋼在250400 溫度范圍內(nèi)出現(xiàn)的溫度

19、范圍內(nèi)出現(xiàn)的回火脆性叫做第一類回火脆性，也叫低溫回火脆性；回火脆性叫做第一類回火脆性，也叫低溫回火脆性；n第一類回火脆性產(chǎn)生的原因與防止方法第一類回火脆性產(chǎn)生的原因與防止方法:避免在此溫度避免在此溫度范圍內(nèi)回火，或加入一些合金元素，如：；范圍內(nèi)回火，或加入一些合金元素，如：；n第二類回火脆性：鋼在第二類回火脆性：鋼在500650 范圍內(nèi)回范圍內(nèi)回火時出現(xiàn)的回火脆性叫做第二類回火脆性，火時出現(xiàn)的回火脆性叫做第二類回火脆性，也叫高溫回火脆性；也叫高溫回火脆性；n第二類回火脆性產(chǎn)生的原因與防止方法：第二類回火脆性產(chǎn)生的原因與防止方法：防止方法：防止方法：1.回火后快冷回火后快冷可避免，重新加熱后快冷

20、可消除可避免，重新加熱后快冷可消除之，故此類回脆又叫做可逆回火脆性；之，故此類回脆又叫做可逆回火脆性；2.加入適量的加入適量的W、Mo；（當鋼中含有；（當鋼中含有Cr、Ni、Mn、Si、P等元素時，高溫回火的脆性增大，等元素時，高溫回火的脆性增大，在含有在含有Cr時，還有時，還有Ni和和Mn則回火脆性更則回火脆性更大）。大）。三、合金鋼的分類與編號三、合金鋼的分類與編號1、鋼的分類、鋼的分類按用途分類按用途分類（1）合金結(jié)構(gòu)鋼：低合金結(jié)構(gòu)鋼、滲碳鋼、調(diào)質(zhì)鋼、彈）合金結(jié)構(gòu)鋼：低合金結(jié)構(gòu)鋼、滲碳鋼、調(diào)質(zhì)鋼、彈簧鋼、軸承鋼、易切削鋼等；簧鋼、軸承鋼、易切削鋼等；（2）合金工具鋼：）合金工具鋼： 刃具

21、鋼、模具鋼、量具鋼。刃具鋼、模具鋼、量具鋼。（3）特殊鋼：不銹鋼、耐熱鋼、耐磨鋼、磁鋼等。）特殊鋼：不銹鋼、耐熱鋼、耐磨鋼、磁鋼等。2.合金鋼的編號：合金鋼的編號：合金鋼編號的一般形式：合金鋼編號的一般形式：字母字母+數(shù)字數(shù)字+化學元素符號化學元素符號+數(shù)字數(shù)字+字母字母G-滾滾 Y-易易含碳量含碳量合金結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼 兩位數(shù)字（含碳量兩位數(shù)字（含碳量萬分之幾萬分之幾）例如：例如：20MnVBA、36Mn2Si、40CrNiMo等。等。n滾動軸承鋼滾動軸承鋼滾或滾或G+Cr+數(shù)字（數(shù)字（Cr含量的含量的千分之幾千分之幾）,例如：例如：GCr15合金工具鋼合金工具鋼一位數(shù)字一位數(shù)字 含碳量含碳

22、量1.0%時不標，時不標，1.0%時用時用千分之幾千分之幾表示表示,例如例如CrMn、9Mn2V等。高速鋼中不標含碳量，等。高速鋼中不標含碳量，如如W18Cr4v，W6Mo5Cr4V2等。主要合金元素種類等。主要合金元素種類和名義百分含量和名義百分含量1.5%略略 1.52.5%標標2 2.53.5%標標3鋼的冶金質(zhì)量A-高級優(yōu)質(zhì)鋼 E-特級優(yōu)質(zhì)鋼合金鋼的合金鋼的分類（分類（按用途分類）按用途分類） 合金結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼 低合金結(jié)構(gòu)鋼、滲低合金結(jié)構(gòu)鋼、滲C鋼鋼 、調(diào)質(zhì)鋼、調(diào)質(zhì)鋼 、彈簧鋼、彈簧鋼 、軸承鋼等。、軸承鋼等。合金工具鋼合金工具鋼 刃具刃具 、模具、量具鋼。、模具、量具鋼。 特殊性能

23、鋼特殊性能鋼 不銹鋼、耐熱鋼、耐磨鋼。不銹鋼、耐熱鋼、耐磨鋼。合金鋼的編號合金鋼的編號 結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)鋼 如如 60Si2Mn ，w(C)=0.6% ， w(Si)=2% ，w(Mn)1.5% 工具鋼、特殊性能鋼工具鋼、特殊性能鋼 如如 9SiCr ，w(C)=0.9% ，w(Si)、w(Cr) 均均1.5%而而 CrWMn 中，中，w(C)1.0% 專用鋼專用鋼 如，如，滾滾動軸承鋼動軸承鋼 GCr15， w(C)=1.0% ， w(Cr)=1.5% 高級優(yōu)質(zhì)鋼高級優(yōu)質(zhì)鋼 如，如，20Cr2Ni4A合金鋼的編號：合金鋼的編號：合金結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼數(shù)字（含碳量數(shù)字（含碳量萬分之幾萬分之幾）+元素（

24、化學元素符號）元素（化學元素符號）+數(shù)字（合金元素的數(shù)字（合金元素的百分之幾百分之幾）。）。例如：例如：20MnVBA、36Mn2Si、40CrNiMo等。等。n滾動軸承鋼滾動軸承鋼滾或滾或G+Cr+數(shù)字（數(shù)字（Cr含量的含量的千分之幾千分之幾）,例如：例如：GCr15合金工具鋼合金工具鋼含碳量含碳量+元素元素+數(shù)字，含碳量數(shù)字，含碳量1.0%時不標，時不標，1.0%時時用用千分之幾千分之幾表示表示,例如例如CrMn、9Mn2V等。高速鋼中不等。高速鋼中不標含碳量，如標含碳量，如W18Cr4v，W6Mo5Cr4V2等。等。特殊性能鋼：特殊性能鋼：不銹鋼與耐熱鋼不銹鋼與耐熱鋼數(shù)字數(shù)字+元素元素+

25、數(shù)字數(shù)字 第一個數(shù)字表示含碳量的第一個數(shù)字表示含碳量的千分之幾千分之幾, 第二個第二個數(shù)字表示合金元素的數(shù)字表示合金元素的百分之幾百分之幾。起重要作用的。起重要作用的微量元素也要標出。微量元素也要標出。例如：例如：9Cr18，00Cr18Ni10（ 平均含碳量平均含碳量 0.03%)，0Cr18(平均含碳量平均含碳量 0.08%) 等。等。特殊性能鋼：特殊性能鋼：不銹鋼與耐熱鋼不銹鋼與耐熱鋼數(shù)字數(shù)字+元素元素+數(shù)字數(shù)字 第一個數(shù)字表示含碳量的第一個數(shù)字表示含碳量的千分之幾千分之幾, 第二個第二個數(shù)字表示合金元素的數(shù)字表示合金元素的百分之幾百分之幾。起重要作用的。起重要作用的微量元素也要標出。微

26、量元素也要標出。例如：例如：9Cr18，00Cr18Ni10（ 平均含碳量平均含碳量 0.03%)，0Cr18(平均含碳量平均含碳量 0.08%) 等。等。第二節(jié)合金結(jié)構(gòu)鋼第二節(jié)合金結(jié)構(gòu)鋼n合金結(jié)構(gòu)鋼：在工業(yè)上凡是用于制造各種機器零件和合金結(jié)構(gòu)鋼：在工業(yè)上凡是用于制造各種機器零件和用于建筑工程結(jié)構(gòu)的鋼叫做合金結(jié)構(gòu)鋼；用于建筑工程結(jié)構(gòu)的鋼叫做合金結(jié)構(gòu)鋼；1、低合金結(jié)構(gòu)鋼：、低合金結(jié)構(gòu)鋼：(一）性能一）性能：高強度，高強度，顯著高于相同含碳量的普通碳鋼，顯著高于相同含碳量的普通碳鋼，故又稱為低合金高強鋼（可以顯著的降低構(gòu)件的重量，故又稱為低合金高強鋼（可以顯著的降低構(gòu)件的重量，節(jié)約鋼材），節(jié)約鋼材

27、）， 高的塑性、韌性高的塑性、韌性 良好的焊接性與冷成型性能、良好的焊接性與冷成型性能、 良好的耐蝕性，良好的耐蝕性，故具有良好的綜合機械性能，特別是具有較高的屈服極故具有良好的綜合機械性能，特別是具有較高的屈服極限；限； 學習思路：學習思路：用途 工作條件 性能要求 成分特點 熱處理特點 典型鋼種應用2. 合金元素合金元素n含合金量小于含合金量小于3%，主加主加Mn，1.8%以內(nèi)以內(nèi)(Cr、Ni)固溶強化固溶強化 n輔加輔加Ti、V、Nb、Mo、B 細化晶粒，彌細化晶粒，彌散強化散強化，n強化鐵素體，細化鐵素體晶粒，使強度、韌性強化鐵素體，細化鐵素體晶粒，使強度、韌性改善改善;細化珠光體晶粒

28、，同時在鋼中形成微細細化珠光體晶粒，同時在鋼中形成微細的碳化物，起到彌散強化的作用，從而提高鋼的碳化物，起到彌散強化的作用，從而提高鋼的強度及韌性；的強度及韌性；n 少量少量Cu、P等等； Cu、P：提高鋼對大氣的抗蝕能力；：提高鋼對大氣的抗蝕能力；（二）成分及作用（二）成分及作用1.碳含量：含碳量一般小于碳含量：含碳量一般小于0.2%，保證好的韌性、焊接性，保證好的韌性、焊接性和冷成形性，和冷成形性，1低合金結(jié)構(gòu)鋼低合金結(jié)構(gòu)鋼鋼號鋼號舊鋼號舊鋼號主主 要要 化化 學學 成成 分分，% %機械性能機械性能CMnSi，s ，MPab ，MPa5 ，%Q29509MnNb12Mn0.160.801

29、.500.5529557023Q34516Mn16MnRe0.180.201.001.600.553456302122Q39016MnNb15MnTi0.201.001.600.553906501920Q42014MnVTiRe15MnVN0.201.001.700.554206801819Q46014MnMoV18MnMoNb0.201.001.700.5546072017常用低合金結(jié)構(gòu)鋼的牌號、成分、性能常用低合金結(jié)構(gòu)鋼的牌號、成分、性能（厚度（厚度(直徑直徑)16mm，AKV 34J）2.牌號牌號: Q 345345 MPa屈服強度屈服強度（三）常用低合金結(jié)構(gòu)鋼及其組織形態(tài)（三）常用低合

30、金結(jié)構(gòu)鋼及其組織形態(tài)通常在熱軋狀態(tài)或退火、正火狀態(tài)下使用通常在熱軋狀態(tài)或退火、正火狀態(tài)下使用組織：鐵素體組織：鐵素體+珠光體珠光體不需最終熱處理 Q460鋼含鋼含Mo、B，強度高，強度高，用于石化中用于石化中溫溫 高壓容器。高壓容器。壓力容壓力容器器南京長江大南京長江大橋橋 Q345鋼鋼(16Mn)綜合性能好，綜合性能好， 用于船舶、橋梁、車輛等大用于船舶、橋梁、車輛等大 型鋼結(jié)構(gòu)。型鋼結(jié)構(gòu)。 Q390鋼含鋼含V、Ti、Nb，強度強度 高，高，用于中等壓力的容器。用于中等壓力的容器。萬噸遠洋輪萬噸遠洋輪應用：工程結(jié)構(gòu) 橋梁，船舶，車輛外殼、支架、壓力容器高壓容器高壓容器二、滲碳鋼二、滲碳鋼用途

31、用途：受沖擊和強烈磨損、摩擦的零件（各類齒輪、凸輪） （一）（一） 性能要求性能要求表硬心韌性能 心部韌性高、強度大。心部韌性高、強度大。 滲層硬度高，耐磨，抗接觸疲勞；滲層硬度高，耐磨，抗接觸疲勞； 合金滲碳鋼應具有良好的工藝性能，特別是熱處理合金滲碳鋼應具有良好的工藝性能，特別是熱處理工藝性能工藝性能，在滲碳溫度（900950）下，奧氏體晶粒不易明顯長大，并且有良好的淬透性。成分成分 低碳鋼低碳鋼 0.10.25%C, 韌性好。韌性好。合金元素合金元素-提高淬透性、耐磨性提高淬透性、耐磨性, 細化晶粒。細化晶粒。 主加元素：主加元素：Cr,Ni,Mn,B 淬透性（心部得淬透性（心部得M板條

32、）板條） 輔加元素：輔加元素：W,Mo,V,Ti 細化晶粒（細化晶粒（VC,TiC,耐磨性耐磨性） 滲滲C鋼鋼的牌號（摘自的牌號（摘自GB/T3077-1999）（滲滲C C: 930，回火：，回火：200 ）p172主主 要要 化化 學學 成成 分分, %預備處理預備處理淬火淬火, CMnCr，Ni0.170.240.170.240.500.801.301.600.701.00 880 800水水, 油油880水水, 油油0.170.230.170.230.901.200.801.100.901.201.001.30 850 油油880 870 油油鋼號鋼號20Cr20MnV20CrMn20

33、CrMnTi淬淬透透性性低低中中高高18Cr2Ni4WA20Cr2Ni4A0.130.190.170.23W0.81.20.300.601.351.654.04.51.251.653.253.75950 850空空 880 780油油機械性能機械性能bMPasMPa8357855405909301080735835118011808351080aKU2J475547557863二、滲碳鋼二、滲碳鋼熱處理熱處理滲碳后緩冷組織：滲碳后緩冷組織：表面：過共析組織表面：過共析組織 P+Fe3C心部：亞共析組織心部：亞共析組織 F+P滲碳滲碳 淬火淬火 低溫回火的組織：低溫回火的組織：表層表層回火回火M

34、 +碳化物碳化物+ A心部心部低低C的回火的回火M（+S + F） 滲碳滲碳 淬火淬火 低溫回火低溫回火滲碳（加熱至滲碳（加熱至900-950900-950 ，滲碳，滲碳6-8h6-8h）淬火淬火預冷直接淬火，一次淬火，二次淬火預冷直接淬火，一次淬火，二次淬火低溫回火低溫回火180-200180-200，保溫，保溫1-2h 1-2h 4.合金滲碳鋼的牌號合金滲碳鋼的牌號20 Mn2 Ti A等級等級:高級優(yōu)質(zhì)高級優(yōu)質(zhì)含鈦量含鈦量WTi1.5 %含錳量含錳量WMn 2 %含碳量含碳量WC 20 %00典型合金滲碳鋼種介紹典型合金滲碳鋼種介紹 低淬透性合金滲碳鋼低淬透性合金滲碳鋼 鋼含合金元素總量

35、鋼含合金元素總量3 % 15Cr、20Cr、 15Mn2 20Mn2。 淬透性小，心部強度低，強韌性淬透性小，心部強度低，強韌性 配合差配合差 用于受力小的耐磨件，如柴用于受力小的耐磨件，如柴 油機的活塞銷、油機的活塞銷、小軸（小軸（凸輪軸）凸輪軸）、等。等。小齒輪（機床齒輪）。小齒輪（機床齒輪）。中淬透性合金滲碳鋼中淬透性合金滲碳鋼 鋼含合金元素總量在鋼含合金元素總量在4 %左右。左右。20 CrMnMo、20CrMnTi、 20MnVB。 淬透性和力學性能均較高淬透性和力學性能均較高 用于中等載荷用于中等載荷 的耐磨件，的耐磨件，如如汽車變速齒輪汽車變速齒輪。柴油機凸輪軸柴油機凸輪軸活塞銷

36、活塞銷( 20Cr )典型合金滲碳鋼種介紹典型合金滲碳鋼種介紹高淬透性合金滲碳鋼高淬透性合金滲碳鋼 鋼含合金元素總量在鋼含合金元素總量在 4 % 6 %。18Cr2Ni4W、 20Cr2Ni4A等。等。 淬透性大，心部強度高，強度與韌性淬透性大，心部強度高，強度與韌性 配合很好配合很好 用于大載荷的耐磨件，如柴油機曲軸、用于大載荷的耐磨件，如柴油機曲軸、連桿。連桿。 。 飛機齒輪 柴油機曲軸柴油機曲軸 20 CrMnTi 鋼制造齒輪的熱處理工藝曲線鋼制造齒輪的熱處理工藝曲線用途：受沖擊和強烈磨損、摩擦的零件（各類齒輪、凸輪）性能：表面高的硬度、耐磨性 心部強而韌成分：0.10.25%C 低碳鋼

37、 主加元素：Cr,Ni,Mn,B 淬透性（心部得M板條） 輔加元素：W,Mo,V,Ti 細化晶粒（VC,TiC,耐磨性），最終熱處理：滲碳 + 淬火 + 低溫回火 組織：表層：高碳回火M + Fe3C或碳化物 + 殘A 心部：淬透：低碳回火M 未淬透：F+S常用鋼號：20, 20Cr, 20CrMnTi, 18Cr2Ni4W 淬透性： 低 中 高 適用： 機床齒輪 汽車變速齒輪 飛機齒輪滲碳鋼小結(jié)滲碳鋼小結(jié) 三、調(diào)質(zhì)鋼三、調(diào)質(zhì)鋼經(jīng)過淬火和高溫回火（調(diào)質(zhì)處理）處理后的結(jié)構(gòu)經(jīng)過淬火和高溫回火（調(diào)質(zhì)處理）處理后的結(jié)構(gòu)鋼叫做調(diào)質(zhì)鋼；鋼叫做調(diào)質(zhì)鋼；（一）性能要求：（一）性能要求：用途：受復合應力的重要結(jié)

38、構(gòu)件（齒輪、連桿、機床主用途：受復合應力的重要結(jié)構(gòu)件（齒輪、連桿、機床主軸）軸）許多機器設備上的重要零件，如：機床主軸、汽許多機器設備上的重要零件，如：機床主軸、汽車拖拉機的后橋半輪、柴油發(fā)動機艙軸、連桿、車拖拉機的后橋半輪、柴油發(fā)動機艙軸、連桿、高強度螺栓等，在多種應力負荷下工作的，受力高強度螺栓等，在多種應力負荷下工作的，受力情況比較復雜。情況比較復雜。 要求具有比較全面的機械性能要求具有比較全面的機械性能很高的強度，很高的強度，良好的塑性和韌性，即良好的塑性和韌性，即良好的綜合機械性能。良好的綜合機械性能。 （二）成分和作用（二）成分和作用1.碳含量碳含量：025050中碳鋼中碳鋼含碳量

39、過低，不易淬硬，鋼的強度較低含碳量過低，不易淬硬，鋼的強度較低含碳量過高，鋼的塑、韌性較差；含碳量過高，鋼的塑、韌性較差；碳素調(diào)質(zhì)鋼：碳素調(diào)質(zhì)鋼：40、45、50；合金調(diào)質(zhì)鋼：合金調(diào)質(zhì)鋼：25Cr2Ni4WA、30CrMnSi2.合金元素合金元素 主加元素：主加元素： Ni、Cr、 Mn、 Si 強化鐵素體強化鐵素體基體基體，提高韌性提高韌性淬透性，淬透性， 輔加元素：輔加元素：W,Mo,V,Ti 細化晶粒細化晶粒, 回火穩(wěn)定性回火穩(wěn)定性 加入防止第二類回火脆性的元素加入防止第二類回火脆性的元素 調(diào)質(zhì)鋼的回大溫度正好處于第二類回調(diào)質(zhì)鋼的回大溫度正好處于第二類回火脆性溫度范圍內(nèi)，鋼中含有火脆性溫

40、度范圍內(nèi)，鋼中含有Mn、Cr、Ni、B元素時，會增大回火脆性的敏感性，除回火元素時，會增大回火脆性的敏感性，除回火快速冷卻外，可加入抑制回火脆性的元素快速冷卻外，可加入抑制回火脆性的元素Mo和和W。加入細化奧氏體晶粒的元素加入細化奧氏體晶粒的元素 回火索氏體中的鐵素體晶粒越細小，則鋼回火索氏體中的鐵素體晶粒越細小，則鋼的強韌性越好，為了細化鐵索體晶粒，首先的強韌性越好，為了細化鐵索體晶粒，首先必須先細化奧氏體晶粒，常用的元素有必須先細化奧氏體晶粒，常用的元素有W、Mo、V、Ti等。等。（三）調(diào)質(zhì)鋼的熱處理特點（三）調(diào)質(zhì)鋼的熱處理特點預備：正火預備：正火S改善組織，消除鍛造應力，便于切改善組織，

41、消除鍛造應力，便于切削加工削加工 最終：調(diào)質(zhì)最終：調(diào)質(zhì)回火回火S獲得良好的綜合機械性能獲得良好的綜合機械性能表面要求高硬度表面要求高硬度,耐磨耐磨,-1，表面淬火表面淬火+ 低溫回火（回低溫回火（回火火M） 1. 預備熱處理預備熱處理 正火或退火處理正火或退火處理 熱加工后，預備熱處理可以熱加工后，預備熱處理可以降低硬度，便降低硬度，便于切削加工于切削加工，消除熱加工時的組織缺陷（如帶狀，消除熱加工時的組織缺陷（如帶狀組織）、組織）、細化晶粒、改善組織細化晶粒、改善組織，為最終熱處理做為最終熱處理做好準備。好準備。最終熱處理最終熱處理 最終熱處理是最終熱處理是淬火加高溫回火。淬火加高溫回火。淬

42、火：淬火：淬火溫度：加熱到淬火溫度：加熱到850左右，左右，AC3以上以上3050;淬火介質(zhì)：合金鋼的淬透性比較高，可以采用較淬火介質(zhì)：合金鋼的淬透性比較高，可以采用較慢的冷卻速度淬火，一般都用慢的冷卻速度淬火，一般都用油淬，油淬，以避免出現(xiàn)以避免出現(xiàn)熱處理缺陷；熱處理缺陷；高溫回火：一般為高溫回火：一般為500650。l某些零件除了要求有良好的綜合機械性能外，某些零件除了要求有良好的綜合機械性能外，還要求工件（局部）表面有較高的耐磨性，這時還要求工件（局部）表面有較高的耐磨性，這時零件經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后，還應對零件（局部）表面進零件經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后，還應對零件（局部）表面進行感應加熱淬火，最后低溫回火

43、，表層硬度可達行感應加熱淬火，最后低溫回火，表層硬度可達HRC5658。l調(diào)質(zhì)處理后獲得調(diào)質(zhì)處理后獲得回火索氏體回火索氏體具有良好的綜合機械性能的原因，調(diào)質(zhì)處理后的具有良好的綜合機械性能的原因，調(diào)質(zhì)處理后的組織為組織為回火索氏體回火索氏體，這種組織狀態(tài)有以下幾個特，這種組織狀態(tài)有以下幾個特點：點： （1）在鐵素體基體上均勻分布的粒狀碳化物在鐵素體基體上均勻分布的粒狀碳化物起起彌散強化作用，溶于鐵素體中的合金元素起固溶彌散強化作用，溶于鐵素體中的合金元素起固溶強化作用，從而保證鋼有較高的屈服強度和疲勞強化作用，從而保證鋼有較高的屈服強度和疲勞強度。強度。（2）組織均勻性好，減少了裂紋在局部薄弱地

44、）組織均勻性好，減少了裂紋在局部薄弱地區(qū)形成的可能性，可以保證有良好的塑性和韌性。區(qū)形成的可能性，可以保證有良好的塑性和韌性。（3）作為基體組織的鐵素體是從淬火馬氏）作為基體組織的鐵素體是從淬火馬氏體轉(zhuǎn)變而成的，晶粒細小，使鋼的冷脆傾向性大體轉(zhuǎn)變而成的，晶粒細小，使鋼的冷脆傾向性大大減小。大減小。（四）常用的調(diào)質(zhì)鋼（四）常用的調(diào)質(zhì)鋼 1.低淬透性調(diào)質(zhì)鋼低淬透性調(diào)質(zhì)鋼 40Cr 在機械制造中應用十分廣泛，在機械制造中應用十分廣泛，淬透性小，用于要求不高的零件，淬透性小，用于要求不高的零件，40C r鋼有較高的機械鋼有較高的機械性能和工藝性能，應用廣泛，性能和工藝性能，應用廣泛，2.中淬透性調(diào)質(zhì)鋼

45、中淬透性調(diào)質(zhì)鋼 含有較多合金元素，因而淬透性較高，含有較多合金元素，因而淬透性較高，可用于制造截面尺寸較大的中型、大型零件，如大截面曲可用于制造截面尺寸較大的中型、大型零件，如大截面曲軸、拖拉機上的連桿加鉬防第二類回火脆性軸、拖拉機上的連桿加鉬防第二類回火脆性40MnMoB3.高淬透性調(diào)質(zhì)鋼高淬透性調(diào)質(zhì)鋼 多半是多半是Ni-Cr鋼，并含鉬，少數(shù)鋼不鋼，并含鉬，少數(shù)鋼不含鉬。用于制造大截面、重載荷的重要零件。如大型軸和含鉬。用于制造大截面、重載荷的重要零件。如大型軸和齒輪等齒輪等40CrNiMo應用應用 40Cr，一般尺寸重要零件，一般尺寸重要零件，如齒輪、主軸。如齒輪、主軸。 35CrMo，較

46、大截面零件，較大截面零件，如曲軸、連桿。如曲軸、連桿。 40CrNiMo，大截面重載，大截面重載零件，如汽輪機主軸和葉輪。零件，如汽輪機主軸和葉輪。汽車曲軸汽車曲軸40Cr鋼制作拖拉機連桿螺栓為例說明其熱處理工藝方法的選鋼制作拖拉機連桿螺栓為例說明其熱處理工藝方法的選定和工藝路線的安排定和工藝路線的安排連桿螺栓是發(fā)動機中的一個重要的連接零件，在工作時，它連桿螺栓是發(fā)動機中的一個重要的連接零件，在工作時，它承受沖擊性的周期變化的拉應力和裝配時的預應力，在發(fā)動承受沖擊性的周期變化的拉應力和裝配時的預應力，在發(fā)動機運轉(zhuǎn)中，連桿螺栓如果破斷，就會引起事故。因此，要求機運轉(zhuǎn)中，連桿螺栓如果破斷，就會引起

47、事故。因此，要求它應具有足夠的它應具有足夠的強度、沖擊韌性和抗疲勞能力強度、沖擊韌性和抗疲勞能力。為了滿足上。為了滿足上述綜合機械性能的要求，確定選用述綜合機械性能的要求，確定選用40Cr鋼制作連桿螺栓。連鋼制作連桿螺栓。連桿螺栓生產(chǎn)工藝路線如下：桿螺栓生產(chǎn)工藝路線如下：下料下料鍛造鍛造退火（或正火）退火（或正火） 機加工機加工調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)機加工機加工裝裝配配退火（或正火）是為了改善切削加工，并為隨后調(diào)質(zhì)處理做退火（或正火）是為了改善切削加工，并為隨后調(diào)質(zhì)處理做好組織準備。調(diào)質(zhì)工藝如圖，經(jīng)好組織準備。調(diào)質(zhì)工藝如圖，經(jīng)840加熱油冷后得馬氏體組加熱油冷后得馬氏體組織，織，540 回火后，回火后，其組

48、織為回火索氏體。其組織為回火索氏體。調(diào)質(zhì)鋼小結(jié)調(diào)質(zhì)鋼小結(jié)1、用途：受復合應力的重要結(jié)構(gòu)件（齒輪、連桿、機床主軸）2、性能：良好的綜合機械性能3、成分：0.30.5%C 中碳鋼 主加元素：Cr,Ni,Mn,Si 淬透性，強化基體 輔加元素：W,Mo,V,Ti 細化晶粒, 回火穩(wěn)定性4、熱處理：預備：正火S改善組織，消除鍛造應力，便于切削加工 最終：調(diào)質(zhì)回火S獲得良好的綜合機械性能表面要求高硬度,耐磨,-1，表面淬火+ 低溫回火（回火M）5、常用鋼號：45，40Cr，40CrMnMo四、彈簧鋼四、彈簧鋼定義：彈簧鋼是指用于制造各種彈簧的鋼種。定義：彈簧鋼是指用于制造各種彈簧的鋼種。（一）彈簧鋼的性

49、能特點：（一）彈簧鋼的性能特點：高的高的e 、 s 、b 、-1 ，一定的塑韌性，一定的塑韌性 彈簧的作用彈簧的作用：通過彈性變形所儲存的能量緩和機械：通過彈性變形所儲存的能量緩和機械所承受的震動和沖擊。所承受的震動和沖擊。（1）高的彈性極限或屈服極限和高的屈強比高的彈性極限或屈服極限和高的屈強比，以，以保證彈簧有足夠高的彈性變形能力，并能承受大的保證彈簧有足夠高的彈性變形能力，并能承受大的載荷。載荷。（2）高的疲勞極限高的疲勞極限，以保證彈簧在長期的振動和，以保證彈簧在長期的振動和交變應力作用下不產(chǎn)生疲勞破壞。交變應力作用下不產(chǎn)生疲勞破壞。（3）為了滿足成形的需要和可能承受的沖擊載荷，）為了

50、滿足成形的需要和可能承受的沖擊載荷，彈簧鋼應具有彈簧鋼應具有一定的塑性和韌性一定的塑性和韌性。 此外，一些在高溫及易蝕條件下工作的彈簧，還此外，一些在高溫及易蝕條件下工作的彈簧，還應具有良好的耐熱性和抗蝕性應具有良好的耐熱性和抗蝕性。（二）彈簧鋼的化學成分及作用（二）彈簧鋼的化學成分及作用1.1.碳含量碳含量2.2.中、高碳中、高碳提高彈性極限和屈服極限。碳素彈簧鋼提高彈性極限和屈服極限。碳素彈簧鋼的含碳量的含碳量=0.60=0.600.900.90，合金彈簧鋼，合金彈簧鋼0.450.450.700.70。 2.2.合金元素合金元素加入加入SiSi、MnMn Si Si和和MnMn是常用合金元

51、素，是常用合金元素，淬透性淬透性；強化鐵強化鐵素體素體（固溶強化）（固溶強化）, , 回火穩(wěn)定性回火穩(wěn)定性，相同回火溫度下，相同回火溫度下具有較高的硬度和強度，其中具有較高的硬度和強度，其中SiSi的作用最大。含硅量的作用最大。含硅量高時易石墨化，加熱時易脫碳，高時易石墨化，加熱時易脫碳，MnMn增大鋼的過熱傾向。增大鋼的過熱傾向。加入加入CrCr、V V、W W 克服克服SiSiMnMn鋼的缺點，鋼的缺點，防止過熱和脫碳，防止過熱和脫碳，提高淬透提高淬透性（主要是性（主要是CrCr），）， V V、W W可以可以細化晶粒，細化晶粒，保證鋼在高保證鋼在高溫下仍具有較高的彈性極限和屈服極限。溫下

52、仍具有較高的彈性極限和屈服極限。保證保證e （三）彈簧鋼的熱處理（三）彈簧鋼的熱處理 彈簧的加工處理方法有兩種類型：熱成形彈簧和彈簧的加工處理方法有兩種類型：熱成形彈簧和冷成形彈簧冷成形彈簧1.熱成形彈簧：熱成形彈簧：尺寸大，尺寸大，60Si2Mn 現(xiàn)以汽車板簧為例，其熱成形制造彈簧的工現(xiàn)以汽車板簧為例，其熱成形制造彈簧的工藝路線大致如下：藝路線大致如下： 扁鋼剪斷扁鋼剪斷加熱壓彎成形加熱壓彎成形淬火淬火+中溫回火中溫回火噴丸噴丸裝配裝配 組織為回火托氏體：組織為回火托氏體：用用T表示（表示（F+粒狀碳化物）粒狀碳化物）HRC4348； 淬火溫度：淬火溫度：AC3以上以上3050, 在淬火加熱

53、時，防在淬火加熱時，防止氧化和脫碳，應采用快速加熱（鹽爐或帶有保護止氧化和脫碳，應采用快速加熱（鹽爐或帶有保護性氣氛的爐），淬火后盡量快回火，以防延遲斷裂。性氣氛的爐），淬火后盡量快回火，以防延遲斷裂。對于含對于含Si彈簧鋼來說，回火溫度一般為彈簧鋼來說，回火溫度一般為400450oC。（四）常用的彈簧鋼：（四）常用的彈簧鋼： 如表如表7-6 碳素彈簧鋼碳素彈簧鋼65鋼鋼用于制造小截面（直徑用于制造小截面（直徑1215mm）彈簧，缺點是淬透性差）彈簧，缺點是淬透性差. 合金彈簧鋼一般以合金彈簧鋼一般以SiMn鋼為基本類型，鋼為基本類型，65Mn鋼的價格低廉，淬透性優(yōu)于碳素彈簧鋼，可鋼的價格低廉

54、，淬透性優(yōu)于碳素彈簧鋼，可以制造尺寸為以制造尺寸為815mm的小型彈簧，如各種小尺的小型彈簧，如各種小尺寸的扁簧和座墊彈簧、彈簧發(fā)條等。寸的扁簧和座墊彈簧、彈簧發(fā)條等。小尺寸的沙發(fā)小尺寸的沙發(fā)彈簧彈簧 60Si2Mn鋼鋼中由于同時加入了中由于同時加入了Si和和Mn，制，制造厚度為造厚度為1012mm的板簧和直徑為的板簧和直徑為2530mm的的螺旋彈簧，油冷即可淬透，性能優(yōu)于螺旋彈簧，油冷即可淬透，性能優(yōu)于65Mn，制造，制造汽車、拖拉機等的減震板簧和螺旋彈簧；汽車、拖拉機等的減震板簧和螺旋彈簧；大尺寸的大尺寸的汽車板簧汽車板簧 2.冷成型彈簧（尺寸小，65Mn）：冷拉鋼絲 冷繞成型 去應力退火

55、（200300）彈簧鋼小結(jié)彈簧鋼小結(jié)1、用途：彈性元件2、性能：高的e 、b 、-1 ，一定的塑韌性3、成分： 0.450.7%C （碳鋼0.60.9%C）保證e 主加元素：Mn, Si, Cr 淬透性，強化基體, 回火穩(wěn)定性 輔加元素：Mo, W, V 防脫碳，細化,e ，4、熱處理：熱成型彈簧（尺寸大，60Si2Mn）：加熱成型淬火+中溫回火噴丸（回火T ）3850HRc冷成型彈簧（尺寸小，65Mn）：冷拉鋼絲 冷繞成型 去內(nèi)應力退火（200300）5、常用鋼號：65，65Mn， 小尺寸的沙發(fā)彈簧 60Si2Mn 大尺寸的汽車板簧 汽車板簧汽車板簧火車螺旋彈簧火車螺旋彈簧五、滾動軸承鋼五、

56、滾動軸承鋼用途：滾動軸承元件，冷沖模，量具用途：滾動軸承元件，冷沖模，量具 （滾珠、滾柱、軸承套）（滾珠、滾柱、軸承套） （一）滾動軸承的工作條件及對性能的要求（一）滾動軸承的工作條件及對性能的要求 制造滾動軸承套圈和滾動體鋼制造滾動軸承套圈和滾動體鋼。還用于制造各類。還用于制造各類工具和耐磨零件。主要有以下幾個方面：工具和耐磨零件。主要有以下幾個方面：（1）很高的強度與）很高的強度與硬硬度：點接觸或線接觸下工作，承度：點接觸或線接觸下工作，承受極大的壓應力，可達受極大的壓應力，可達1500000MNmm2。高的抗。高的抗壓屈服強度和硬度，一般硬度應在壓屈服強度和硬度，一般硬度應在HRC626

57、4之間。之間。（2）很高的）很高的接觸疲勞強度接觸疲勞強度-1 。高速運轉(zhuǎn)，應力變變。高速運轉(zhuǎn)，應力變變次數(shù)每分鐘可達數(shù)萬次甚至更高，易接觸疲勞破壞，如次數(shù)每分鐘可達數(shù)萬次甚至更高，易接觸疲勞破壞，如產(chǎn)生麻點剝落等。產(chǎn)生麻點剝落等。（3）很高的）很高的耐磨耐磨性：有滾動摩擦且有滑動摩擦，因此性：有滾動摩擦且有滑動摩擦，因此要有很高的耐磨性。要有很高的耐磨性。 還應有還應有一定的韌性一定的韌性，抗腐蝕性、尺寸穩(wěn)定性等。，抗腐蝕性、尺寸穩(wěn)定性等。（二）軸承鋼的成分及作用（二）軸承鋼的成分及作用1. 碳含量碳含量高碳高碳0.951.15%C 硬、耐磨硬、耐磨 含碳量含碳量0.951.15，保證有高的

58、硬，保證有高的硬度及耐磨性。決定鋼硬度的主要是馬氏體的含度及耐磨性。決定鋼硬度的主要是馬氏體的含碳量，碳還形成一部分高硬度的碳化物，提高碳量，碳還形成一部分高硬度的碳化物，提高鋼的硬度和耐磨性。鋼的硬度和耐磨性。2.主加元素：主加元素：Cr 淬透性，硬，耐磨淬透性，硬，耐磨 Cr為主要合金化元素，為主要合金化元素，Cr提高淬透性，提高淬透性，形成合金滲碳體，細小均勻，提高耐磨性和接形成合金滲碳體，細小均勻，提高耐磨性和接觸疲勞強度。提高耐蝕性。含量不能太多，如觸疲勞強度。提高耐蝕性。含量不能太多，如果果1.65，增加殘余奧氏體，降低硬度及尺，增加殘余奧氏體，降低硬度及尺寸穩(wěn)定性寸穩(wěn)定性,還增加

59、碳化物的不均勻性，降低鋼的還增加碳化物的不均勻性，降低鋼的韌性和疲勞強度。在韌性和疲勞強度。在165以下。以下。 3.其它合金元素其它合金元素Si、 Mn、Mo、V 制造大型軸制造大型軸承時，加入承時，加入Si和和Mn以提高鋼的淬透性。以提高鋼的淬透性。 高的冶金質(zhì)量高的冶金質(zhì)量 接觸疲勞性能對非金屬夾雜物有要求。危接觸疲勞性能對非金屬夾雜物有要求。危害最大的是氧化物，其次為硫化物和硅酸鹽，必害最大的是氧化物，其次為硫化物和硅酸鹽，必須嚴格控制須嚴格控制S、P；S002，P0027。常用的滾動軸承鋼常用的滾動軸承鋼GCr9、GCr15（三）軸承鋼的熱處理（三）軸承鋼的熱處理 預備：球化退火預備

60、：球化退火球狀球狀P（180270HBS），改善切削），改善切削加工性加工性最終：淬火最終：淬火+低溫回火低溫回火回火回火M+細碳化物細碳化物+殘殘A1.球化退火球化退火：目的：降低硬度：目的：降低硬度：GCr15鋼的硬度降至鋼的硬度降至(179207HB)，以利于切削加，以利于切削加; 獲得均勻分布的細粒狀獲得均勻分布的細粒狀珠光體，為最終熱處理作組織準備。珠光體，為最終熱處理作組織準備。GCr15鋼球化退火溫度：鋼球化退火溫度：780810oC，保溫時，保溫時間為間為26 h，然后以，然后以1030oCh的速度冷卻至的速度冷卻至600oCC出爐空冷。冷速應嚴格控制。出爐空冷。冷速應嚴格控制