第4章_合金鋼.ppt

1、合金鋼合金鋼多邊型角鋼多邊型角鋼螺釘、鉚釘螺釘、鉚釘鋼筋、螺紋鋼鋼筋、螺紋鋼建筑構件建筑構件鋼橋梁鋼橋梁合金鋼合金鋼在碳素鋼的基礎上，為改善鋼的性能，在冶煉時特意加入一種或數(shù)種在碳素鋼的基礎上，為改善鋼的性能，在冶煉時特意加入一種或數(shù)種合金元素的鋼。合金元素的鋼。錳（錳（MnMn）: :提高鋼的淬透性、降低鋼的淬火溫度。提高鋼的淬透性、降低鋼的淬火溫度。鎢（鎢（W W）：提高鋼的硬度、耐磨性、熱硬性、熱）：提高鋼的硬度、耐磨性、熱硬性、熱強性。強性。鈦（鈦（TiTi）: :提高耐熱鋼的抗氧化性和熱強性，有提高耐熱鋼的抗氧化性和熱強性，有利于提高不銹鋼的防腐作用。利于提高不銹鋼的防腐作用。不銹鋼

2、不銹鋼鎳（鎳（NiNi）: :提高鋼的淬透性和強度，又能保持良提高鋼的淬透性和強度，又能保持良好的塑性和韌性。好的塑性和韌性。稀缺的資源稀缺的資源硅（硅（SiSi）：顯著提高鋼的彈性極限，屈服點和）：顯著提高鋼的彈性極限，屈服點和抗拉強度?？估瓘姸取椈射搹椈射摵辖痄摰姆诸惡辖痄摰姆诸惡辖痄摰姆诸惡辖痄摰姆诸惡?金 工 具 鋼合 金 鋼不 銹 鋼耐 磨 鋼特 殊 性 能 鋼合 金 結 構 鋼普 通 低 合 金 鋼滾 動 軸 承 鋼彈 簧 鋼合 金 滲 碳 鋼合 金 調 質 鋼模 具 鋼刃 具 鋼量 具 鋼耐 熱 鋼合金鋼分類編號原則鋼種舉例合金結構鋼低合金高強鋼Q表示屈服點的字母，用最低屈服強

3、度數(shù)值表示Q345C滲碳鋼數(shù)字表示含碳量的萬分數(shù)，化學元素符號表示主加元素，后面的數(shù)字表示所加元素的百分數(shù)20CrMnTi調質鋼40Cr彈簧鋼60Si2Mn滾動軸承鋼G表示滾動軸承鋼，數(shù)字表示含鉻量的千分數(shù)GCr15合金工具鋼刃具鋼數(shù)字表示含碳量的千分數(shù)，化學元素符號表示主加元素，后面的數(shù)字表示所加元素的百分數(shù)W18Cr4V模具鋼Cr12量具鋼9SiCr特殊性能鋼不銹鋼數(shù)字表示含碳量的千分數(shù)，化學元素符號表示主加元素，后面的數(shù)字表示所加元素的百分數(shù)1Cr17耐熱鋼1Cr11MoV耐磨鋼ZGMn131 1、低合金結構鋼、低合金結構鋼2 2、機械制造用鋼、機械制造用鋼廣泛應用于機械制造、交通運輸、

4、石油化工及工程建筑等行業(yè)。廣泛應用于機械制造、交通運輸、石油化工及工程建筑等行業(yè)。n成分：成分：Wc0.2%Wc0.2%，Me%3%Me%3%，主加元素，主加元素MnMnn用途：橋梁、船舶、車輛、鍋爐、高壓容器、輸油用途：橋梁、船舶、車輛、鍋爐、高壓容器、輸油輸氣管道、大型鋼結構等。輸氣管道、大型鋼結構等。n性能：較高的強度、屈強比、塑、韌性（性能：較高的強度、屈強比、塑、韌性（MeMe） 良好的焊接性和冷塑性加工性（低碳）良好的焊接性和冷塑性加工性（低碳） 含有耐大氣和海水腐蝕的元素（含有耐大氣和海水腐蝕的元素（CuCu、P P） Q345 Q345鋼鋼(16Mn)(16Mn)綜合性能好，用

5、綜合性能好，用于船舶、橋梁、車輛等大型鋼結于船舶、橋梁、車輛等大型鋼結構。構。 Q390Q390鋼含鋼含V V、TiTi、NbNb，強度高，強度高，用于中等壓力的容器。用于中等壓力的容器。 Q460Q460鋼含鋼含MoMo、B B，正火組織為，正火組織為B B，強度最高，用于石化中溫高壓容強度最高，用于石化中溫高壓容器。器。東風號遠洋輪船東風號遠洋輪船Q345Q345南京長江大橋南京長江大橋Q345Q345高壓容器高壓容器北京鳥巢體育館北京鳥巢體育館 Q460Q4602 2、機械制造用鋼、機械制造用鋼用途：主要用于制造各種機器零件、如軸類、齒輪、彈簧和軸承等。分類： 1 1）合金滲碳鋼）合金滲

6、碳鋼 2 2）合金調質鋼）合金調質鋼 3 3）合金彈簧鋼）合金彈簧鋼1 1）合金滲碳鋼）合金滲碳鋼用途：制造要求高耐磨性、承受高接觸應力和沖擊載荷的重要用途：制造要求高耐磨性、承受高接觸應力和沖擊載荷的重要零件。零件。 性能：表層高硬度（性能：表層高硬度（58HRC58HRC）和高耐磨性；）和高耐磨性；心部良好強韌性；心部良好強韌性；高的淬透性以保證滲碳件的心部性能，以便于滲碳后直高的淬透性以保證滲碳件的心部性能，以便于滲碳后直接淬火。接淬火。2、合金調質鋼定義采用調質處理，即淬火加高溫回火后使用的合金結構鋼。用途：制造受力復雜（交變應力、沖擊載荷等）的重要零件，如發(fā)用途：制造受力復雜（交變應

7、力、沖擊載荷等）的重要零件，如發(fā)動機連桿、曲軸、機床主軸等。動機連桿、曲軸、機床主軸等。性能：具有優(yōu)良的綜合力學性能，即既強又韌。性能：具有優(yōu)良的綜合力學性能，即既強又韌。3 3、合金彈簧鋼、合金彈簧鋼成分：中高碳：碳素彈簧鋼0.60.9%C，合金彈簧鋼0.450.70%C，經(jīng)淬火加中溫回火后得到回火托氏體組織，能較好地保證彈簧的性能要求。合金元素 主加元素為Si、Mn等， 汽車板簧火車螺旋彈簧成分高碳：0.95%1.15%C，保證軸承鋼高硬度和高耐磨性；低鉻：0.40%1.65%Cr，增加鋼的淬透性，并形成合金滲碳體(Fe、Cr)3C提高接觸疲勞極限和耐磨性。4 4、滾動軸承鋼、滾動軸承鋼滾

8、動軸承是將運轉的軸與軸座之間的滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦，從而減少摩摩擦損失擦損失的一種精密的機械元件。用途用途：制造各種滾動軸承的滾動體（滾珠、滾柱）和內外套圈的專用鋼種，也可用于制作精密量具、冷沖模、機床絲桿及油泵油嘴的精密偶件如針閥體、柱塞等耐磨件。性能性能：高的硬度強度硬度強度和耐磨性耐磨性;高的接觸疲勞強度接觸疲勞強度;足夠的韌性和耐蝕性韌性和耐蝕性。 用于制造刃具、模具、量具的鋼，稱為工具鋼。 刃具鋼 模具鋼 量具鋼按用途分按用途分合金工具鋼的分類一、合金刃具鋼性能要求性能要求 高的硬度（高的硬度（606066HRC66HRC）和耐磨性。）和耐磨性。 高的熱硬性，即鋼在高溫下（高的熱硬性

9、，即鋼在高溫下（500500600600）保持高硬）保持高硬度（度（60HRC60HRC左右）的能力，這是高速切削加工刀具必左右）的能力，這是高速切削加工刀具必備的性能。備的性能。1、低合金刃具鋼 成分：成分： 高碳，含高碳，含 0.90.91.5 % C 1.5 % C ，添加，添加SiSi、MnMn、CrCr、等合、等合金元素，提高鋼的淬透性和回火穩(wěn)定性，進一步改善刀具的硬金元素，提高鋼的淬透性和回火穩(wěn)定性，進一步改善刀具的硬度和耐磨性；強碳化物形成元素度和耐磨性；強碳化物形成元素( (如如WW、V V等等) )所形成的碳化物所形成的碳化物除對耐磨性有提高作用外，還可提高鋼的熱硬性。除對耐

10、磨性有提高作用外，還可提高鋼的熱硬性。 性能：低合金工具鋼的淬透性和綜合力學性能好，但由于其內性能：低合金工具鋼的淬透性和綜合力學性能好，但由于其內的合金元素主要是淬透性元素，而不是含量較多的強碳化物形的合金元素主要是淬透性元素，而不是含量較多的強碳化物形成元素成元素(W(W、MoMo、V V等等) )，故仍不具備熱硬性特點，刀具刃部的，故仍不具備熱硬性特點，刀具刃部的工作溫度一般不超過工作溫度一般不超過250250，否則硬度和耐磨性迅速下降，甚，否則硬度和耐磨性迅速下降，甚至喪失切削能力，因此這類鋼屬于低速切削刃具鋼。至喪失切削能力，因此這類鋼屬于低速切削刃具鋼。 板牙2、高速鋼高速鋼是一種

11、高合金鋼，俗高速鋼是一種高合金鋼，俗稱白鋼、鋒鋼、風鋼等。其稱白鋼、鋒鋼、風鋼等。其強度、沖擊韌度、工藝性很強度、沖擊韌度、工藝性很好，是制造復雜形狀刀具的好，是制造復雜形狀刀具的主要材料。如：成形車刀、主要材料。如：成形車刀、麻花鉆頭、銑刀、齒輪刀具麻花鉆頭、銑刀、齒輪刀具等。高速鋼的耐熱性不高，等。高速鋼的耐熱性不高，約在約在640640左右其硬度下降，左右其硬度下降，不能進行高速切削不能進行高速切削。二、合金模具鋼（一）冷作模具鋼工作條件與性能要求：在常溫下使金屬材料變形成型的模具用鋼，工作溫度200300；模具承受很大的載荷及摩擦、沖擊作用；冷作模具鋼應具有高硬度、高耐磨性、高強度和足

12、夠的韌性；冷作模具對淬透性、耐磨性尤其是韌性方面的要求更高一些，冷作模具鋼應是高碳成分并多在回火馬氏體狀態(tài)下使用。 成分：成分：高碳高碳合金元素：合金元素：Cr， Mo、W、V汽車車門模具汽車車門模具（二）熱作模具鋼工作條件與性能要求：使熱態(tài)金屬成形的模具用鋼。熱鍛模工作部分的溫度會升高到300400、熱擠壓?？蛇_500800、甚至近1000，因交替加熱冷卻的溫度循環(huán)產生交變熱應力；熱作模具常見的失效形式有變形、磨損、開裂和熱疲勞等，要求模具鋼應具有良好的高溫強韌性、高的熱疲勞和熱磨損抗力、一定的抗氧化性和耐蝕性等。汽車曲軸模具汽車曲軸模具 成分成分：中碳：中碳 0.30.30.6 %0.6

13、%；合金元素合金元素:Cr:Cr、NiNi、MnMn、SiSi、MoMo、W W、V V。三、合金量具鋼性能要求：高的硬度和耐磨性、良好的尺寸穩(wěn)定性。性能要求：高的硬度和耐磨性、良好的尺寸穩(wěn)定性。成分：高碳成分：高碳 ；合金元素：；合金元素：CrCr， MnMn、W W。應用應用 簡單量具簡單量具 T10A T10A、T12A T12A 等。等。 高精度量具高精度量具 GCr15 GCr15、9SiCr9SiCr、CrWMn CrWMn 熱處理：淬火熱處理：淬火 + + 冷處理冷處理 + + 低溫回火低溫回火 + + 時效處理時效處理 最終組織最終組織 ： M M回回+ + 合金碳化物合金碳化物千分尺（一）不銹耐酸鋼 金屬腐蝕的種類金屬腐蝕的種類: :化學腐蝕 金屬表面與周圍介質直接發(fā)生化學反應而引起的腐蝕。如金屬高溫時的氧化，鋼的脫碳 。 電化學腐蝕金屬材料（合金或不純的金屬）與電解質溶液接觸 ，