合金鋼學(xué)習(xí)課件

合金鋼學(xué)習(xí)課件第1頁(yè)/共36頁(yè)多邊型角鋼螺釘、鉚釘鋼筋、螺紋鋼建筑構(gòu)件鋼橋梁第2頁(yè)/共36頁(yè)第3頁(yè)/共36頁(yè)第4頁(yè)/共36頁(yè)合金鋼在碳素鋼的基礎(chǔ)上，為改善鋼的性能，在冶煉時(shí)特意加入一種或數(shù)種合金元素的鋼。常加入的合金元素：Si、Mn、Cr、Ni、W、Mo、Co、V、Ti、B等。第5頁(yè)/共36頁(yè)錳（Mn）:提高鋼的淬透性、降低鋼的淬火溫度。鎢（W）：提高鋼的硬度、耐磨性、熱硬性、熱強(qiáng)性。鈦（Ti）:提高耐熱鋼的抗氧化性和熱強(qiáng)性，有利于提高不銹鋼的防腐作用。——不銹鋼鎳（Ni）:提高鋼的淬透性和強(qiáng)度，又能保持良好的塑性和韌性?！∪钡馁Y源硅（Si）：顯著提高鋼的彈性極限，屈服點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度?！獜椈射摰?頁(yè)/共36頁(yè)合金鋼的分類(lèi)按用途分類(lèi)合金結(jié)構(gòu)鋼：用于制造機(jī)械零件和工程結(jié)構(gòu)的鋼。他們又可以分為低合金高強(qiáng)度鋼、滲碳鋼、彈簧鋼、滾動(dòng)軸承鋼等。合金工具鋼：用于制造各種工具的鋼，可分為刃具鋼、模具鋼和量具鋼等。特殊性能鋼：具有某種特殊物理、化學(xué)性能的鋼，如不銹鋼、耐熱鋼、耐磨鋼等。第7頁(yè)/共36頁(yè)合金鋼的分類(lèi)按合金元素總含量分類(lèi)低合金鋼：合金元素總含量<5%中合金鋼：合金元素總含量為5%-10%高合金鋼：合金元素總含量>10%第8頁(yè)/共36頁(yè)合金鋼的分類(lèi)第9頁(yè)/共36頁(yè)第10頁(yè)/共36頁(yè)1、低合金結(jié)構(gòu)鋼

2、機(jī)械制造用鋼廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、交通運(yùn)輸、石油化工及工程建筑等行業(yè)。第11頁(yè)/共36頁(yè)1、低合金結(jié)構(gòu)鋼成分：Wc<0.2%，Me%<3%，主加元素Mn用途：橋梁、船舶、車(chē)輛、鍋爐、高壓容器、輸油輸氣管道、大型鋼結(jié)構(gòu)等。性能：①較高的強(qiáng)度、屈強(qiáng)比、塑、韌性（Me）

②良好的焊接性和冷塑性加工性（低碳）

③含有耐大氣和海水腐蝕的元素（Cu、P）第12頁(yè)/共36頁(yè)Q345鋼(16Mn)綜合性能好，用于船舶、橋梁、車(chē)輛等大型鋼結(jié)構(gòu)。

Q390鋼含V、Ti、Nb，強(qiáng)度高，用于中等壓力的容器。Q460鋼含Mo、B，正火組織為B(貝氏體，貝氏體具有較高的強(qiáng)韌性配合，α-Fe和Fe3C的復(fù)相組織。

），強(qiáng)度最高，用于石化中溫高壓容器。東風(fēng)號(hào)遠(yuǎn)洋輪船Q345南京長(zhǎng)江大橋Q345高壓容器第13頁(yè)/共36頁(yè)北京鳥(niǎo)巢體育館Q460第14頁(yè)/共36頁(yè)2、機(jī)械制造用鋼用途：主要用于制造各種機(jī)器零件、如軸類(lèi)、齒輪、彈簧和軸承等。分類(lèi)：1）合金滲碳鋼2）合金調(diào)質(zhì)鋼3）合金彈簧鋼第15頁(yè)/共36頁(yè)1）合金滲碳鋼用途：制造要求高耐磨性、承受高接觸應(yīng)力和沖擊載荷的重要零件。性能：①表層高硬度（≥58HRC）和高耐磨性；②心部良好強(qiáng)韌性；③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。第16頁(yè)/共36頁(yè)2）合金調(diào)質(zhì)鋼定義——采用調(diào)質(zhì)處理，即淬火加高溫回火后使用的合金結(jié)構(gòu)鋼。用途：制造受力復(fù)雜（交變應(yīng)力、沖擊載荷等）的重要零件，如發(fā)動(dòng)機(jī)連桿、曲軸、機(jī)床主軸等。性能：具有優(yōu)良的綜合力學(xué)性能，即既強(qiáng)又韌。第17頁(yè)/共36頁(yè)3）合金彈簧鋼成分：中高碳：碳素彈簧鋼0.6～0.9%C，合金彈簧鋼0.45～0.70%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(chē)板簧火車(chē)螺旋彈簧第18頁(yè)/共36頁(yè)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）滾動(dòng)軸承鋼滾動(dòng)軸承是將運(yùn)轉(zhuǎn)的軸與軸座之間的滑動(dòng)摩擦變?yōu)闈L動(dòng)摩擦，從而減少摩擦損失的一種精密的機(jī)械元件。第19頁(yè)/共36頁(yè)用途：制造各種滾動(dòng)軸承的滾動(dòng)體（滾珠、滾柱）和內(nèi)外套圈的專(zhuān)用鋼種，也可用于制作精密量具、冷沖模、機(jī)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：高的硬度強(qiáng)度和耐磨性;高的接觸疲勞強(qiáng)度;足夠的韌性和耐蝕性。第20頁(yè)/共36頁(yè)

用于制造刃具、模具、量具的鋼，稱(chēng)為工具鋼。第21頁(yè)/共36頁(yè)

刃具鋼

模具鋼

量具鋼按用途分合金工具鋼的分類(lèi)第22頁(yè)/共36頁(yè)一、合金刃具鋼性能要求高的硬度（60～66HRC）和耐磨性。高的熱硬性，即鋼在高溫下（500～600℃）保持高硬度（60HRC左右）的能力，這是高速切削加工刀具必備的性能。第23頁(yè)/共36頁(yè)1、低合金刃具鋼成分：高碳，含0.9～1.5%C，添加Si、Mn、Cr、等合金元素，提高鋼的淬透性和回火穩(wěn)定性，進(jìn)一步改善刀具的硬度和耐磨性；強(qiáng)碳化物形成元素(如W、V等)所形成的碳化物除對(duì)耐磨性有提高作用外，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(xué)性能好，但由于其內(nèi)的合金元素主要是淬透性元素，而不是含量較多的強(qiáng)碳化物形成元素(W、Mo、V等)，故仍不具備熱硬性特點(diǎn)，刀具刃部的工作溫度一般不超過(guò)250℃，否則硬度和耐磨性迅速下降，甚至喪失切削能力，因此這類(lèi)鋼屬于低速切削刃具鋼。第24頁(yè)/共36頁(yè)板牙第25頁(yè)/共36頁(yè)2、高速鋼高速鋼是一種高合金鋼，俗稱(chēng)白鋼、鋒鋼、風(fēng)鋼等。其強(qiáng)度、沖擊韌度、工藝性很好，是制造復(fù)雜形狀刀具的主要材料。如：成形車(chē)刀、麻花鉆頭、銑刀、齒輪刀具等。高速鋼的耐熱性不高，約在640℃左右其硬度下降，不能進(jìn)行高速切削。第26頁(yè)/共36頁(yè)二、合金模具鋼第27頁(yè)/共36頁(yè)（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200～300℃；模具承受很大的載荷及摩擦、沖擊作用；冷作模具鋼應(yīng)具有高硬度、高耐磨性、高強(qiáng)度和足夠的韌性；冷作模具對(duì)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(yīng)是高碳成分并多在回火馬氏體狀態(tài)下使用。成分：高碳合金元素：Cr，Mo、W、V汽車(chē)車(chē)門(mén)模具第28頁(yè)/共36頁(yè)（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(huì)升高到300～400℃、熱擠壓模可達(dá)500～800℃、甚至近1000℃，因交替加熱冷卻的溫度循環(huán)產(chǎn)生交變熱應(yīng)力；熱作模具常見(jiàn)的失效形式有變形、磨損、開(kāi)裂和熱疲勞等，要求模具鋼應(yīng)具有良好的高溫強(qiáng)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(chē)曲軸模具

成分：中碳0.3～0.6%；合金元素:Cr、Ni、Mn、Si、Mo、W、V。第29頁(yè)/共36頁(yè)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。成分：高碳；合金元素：Cr，Mn、W。應(yīng)用◆簡(jiǎn)單量具——T10A、T12A等?！舾呔攘烤摺狦Cr15、9SiCr、CrWMn熱處理：淬火+冷處理+低溫回火+時(shí)效處理最終組織：M回+合金碳化物千分尺第30頁(yè)/共36頁(yè)（一）不銹耐酸鋼金屬腐蝕的種類(lèi):化學(xué)腐蝕——金屬表面與周?chē)橘|(zhì)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕。如金屬高溫時(shí)的氧化，鋼的脫碳。電化學(xué)腐蝕——金屬材料（合金或不純的金屬）與電解質(zhì)溶液接觸，通過(guò)電極反應(yīng)產(chǎn)生的腐蝕。如鋼的生銹。第31頁(yè)/共36頁(yè)（二）耐熱鋼定義:在高溫下具有抗氧化性和高溫強(qiáng)度的特殊鋼。高溫強(qiáng)度（熱強(qiáng)性）指標(biāo)有：蠕變極限：材料在高溫長(zhǎng)期載荷下對(duì)緩慢塑性變形（即蠕變）的抗力；以表示700℃