3铁碳合金

柴油机曲轴
2.典型合金调质钢
低淬透性调质钢 钢含合金元素总量＜3 %。 圆 锥 40Cr、40MnB等。 齿 轮 中淬透性调质钢 钢含合金元素总量在4 % 左右。 38 CrSi、35 CrMo 等。 常用于制造较小的齿轮、 轴、螺栓等零件。
柴油机凸轮轴
高淬透性调质钢 钢含合金元素总量在4 %～ 10 %。
牌号: 1Cr17、1Cr17Ti、1Cr28等。
用途:化工设备中要求耐蚀性高、塑 性好、强度低的容器、管道等。
铁素体型不锈钢的用途
硝酸生产装置
合成氨生产装置
3)奥氏体型不锈钢---18 – 8型钢 ( Austenitic stainless steel )
牌号: 0Cr18Ni9、1Cr18Ni9、 0Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni9Ti。 用途: 化工容器、管道等。
4. 滚动轴承钢
G Cr9 Si Mn
含Mn量WMn≤1.5 % 含Si量WSi≤1.5 %
含Cr量WCr ≈ 0.9 %
滚动轴承钢
性能要求:
高的硬度强度和耐磨性; 高的接触疲劳强度; 足够的韧性和耐蚀性; 高的纯净度;
滚针轴承 滚柱轴承
滚珠轴承
5. 易切削钢的牌号 Y 40 Mn 含锰量WMn ≤ 1.5 % 含碳量WC 0.4 % 易切削钢
( Cast Iron )
1.定义: 在腐蚀介质中具有很高的抗腐 蚀能力的钢。 2.概念:*在空气中的年腐蚀量为0.01mm 以内的钢, 称为在空气中使用的 不锈钢。 *在强酸、强碱介质中的年腐蚀 量为0.1mm以内的钢,称为在强 酸、强碱介质中使用的不锈钢。
1)马氏体型不锈钢 --- Cr13型钢 Martensitic stainless steel
管板换热器 ( 304 )
大型化工储罐(304)
2. 耐热钢 ( heat-resisting steel )
1.定义:在高温下具有抗氧化性和高温 强度的特殊钢。 抗氧化性 ( 热稳定性 ) 2.性能要求 蠕变强度 高温强度 ( 热强性 ) 持久强度
抗氧化钢 ( 不起皮钢 ) : 奥氏体型钢1Cr18Ni9Ti等, 工作温度 850℃。 钢种及 用途
1.3.3.2 碳素钢的编号及用途
1.碳素结构钢: Q 235 — A ·F 沸腾钢 A等级 235 MPa 屈服强度 Q235可制作螺栓、螺母、销子、 吊钩和不太重要的机械零件，以及建 筑结构中的螺纹钢、型钢、钢筋等 。
2.优质碳素结构钢
* 45 --- Wc = 45%00 * 较高锰质量分数的优质碳素结构钢 45Mn --- Wc = 45%00 ; WMn = 0.7%～1.0%
合金刃具钢 ( alloy cutting steel ) 合金模具钢 ( alloy die steel ) 合金量具钢( alloy measuring steel )
刃 具
量 具
模
具
1. 合金刃具钢( alloy cutting steel )
种类 : 低合金刃具钢 ; 高速钢。 牌号 :
铁与碳形成的 金属化合物。硬度 很高，但塑性和韧 性几乎为零。
4. 珠光体 ( P ) 铁素体和渗碳体组成的机械混 合物。具有较高的强度和硬度，又 有一定的塑性和韧性。
5. 莱氏体 ( Ld )
奥氏体和渗碳体组成的机械混 合物。性能硬而脆 。
1.3.2 Fe - Fe3C 相图及其应用
T° A
制造大截面重载荷零件，如 曲轴等用高淬透性的零件等 。 38 Cr Mo Al A、40 Cr Mn Mo、 25 Cr2 Ni4 W A等。
3. 典型合金弹簧钢
65 65 Mn 60 Si 2 Mn 50 Cr V A 50 Cr Mn A 55 Si Mn Mo V Nb
汽车板簧
热卷大弹簧
弹簧丝 大型热卷弹簧
二.制定热加工工艺方面的应用
1.3.3 碳素钢的分类、编号及用途
铁碳合金中碳的质量分数大于 2.11%的称为铸铁，不大于2.11%的称 为钢。
1.3.3.1 碳素钢的分类
1. 按碳的质量分数分类: * 低碳钢: Wc ≤ 0.25% * 中碳钢: 0.25% ≤ Wc ≤ 0.6% * 高碳钢: Wc > 0.6%
1148℃
1495℃
AJ
2.共晶转变反应式:
LC
( AE + Fe3C )
Le
3.共析转变反应式:
AS
727℃
( FP + Fe3C )
P
共析钢 ( Wc = 0.77% )
一.选择材料方面的应用
1. 分析零件的工作条件, 根据铁碳合金 成分、组织、性能之间的变化规律进 行选择材料。 2. 根据铁碳合金成分、组织、性能之间 的变化规律 , 确定选定材料的工作范 围。
•碳素结构钢 ( carbon structural steel ) 用于制造各种机械零件、工程构 件。一般为低、中碳钢。
•碳素工具钢 ( carbon tool steel ) 用于制造各种工具。一般为高碳钢。
不同脱氧程度的钢种
1.镇静钢 ( killed steel )
钢液在浇注前用锰铁、硅铁和铅 进行了充分脱氧 ,Wo = 0.01%左右, 成 分较均匀、组织较致密。主要用于机 械性能要求较高的零件。
一般来说， 含碳量越高， 则铁碳合金的 强度和硬度越 高，塑性和韧 性越低。
2.按钢的质量分类:
* 碳素钢: Wp = (0.035% ～ 0.045%) Ws = (0.035% ～ 0.050%) * 优质碳素钢: Wp = 0.035% Ws = (0.030% ～ 0.035%) * 高级优质碳素钢: Wp ≤ 0.030% Ws = ( 0.020%～0.025% )
球磨机 颚式破碎机
挖掘机
牌号 ZG Mn13 - 1 一号铸造高锰钢
锰含量WMn 13 % 铸钢
高锰钢广泛用于既要求耐 磨又要求耐冲击的零件。如拖
铁路道岔
拉机的履带板、球磨机的衬板、
破碎机的牙板、挖掘机的铲齿
和铁路的道岔等。
挖 掘 机 铲 齿 球磨机衬板
履带
1.3.5 铸铁的分类、编号及用途
1.3
铁碳合金
金属材料分为黑色金属（铁碳 合金）和有色金属两类。
1.3.1 铁碳合金的基本组织
1. 铁素体 ( F ) 碳溶于α –Fe 中形成的间隙固 溶体。强度和硬 度较低，塑性和 韧性较好。
2.奥氏体 ( A ) 碳溶于γFe中形成的间 隙固溶体。硬 度较低，塑性 较好。
3. 渗碳体 ( Fe3C )
珠光体型 16Mo， 工作温度 600℃。
热强钢
马氏体型1Cr13， 工作温度 600℃。
奥氏体型18-8型， 工作温度 850℃。
耐热钢的用途
航空发动机 汽轮机叶片
发动机叶片 汽车阀门
3. 耐磨钢( wear-resistant steel )
定义:在强烈冲击载荷作用下发生冲击 形变硬化的高锰钢。
1.用途: 适用于高速切削和在自动加工机 床上加工的材料。 2.性能要求: 降低切削力和切削热,减少 刀具磨损,延长刀具寿命,改 排屑性能,提高切削速度。 3.化学成分特点: S:Ws = 0.08～0.3% Pb:WPb=0.15～0.25% Ca:微量
1.3.4.3 合金工具钢
( Alloy tool steel )
L L+A
G E A+ Fe3CⅡ 1148℃ C ( A+Fe3C )
D
L+ Fe3CⅠ F
A
Ld
A+Ld+Fe3CⅡ P+Ld’+Fe3CⅡ Ld’ ( P+Fe3C )
Ld+Fe3CⅠ
727℃ K Ld’+Fe3CⅠ
S A+F F P ( F+ Fe3C )
P
Q P+F
P+Fe3CⅡ
0.0218%C 0.77%C Fe
这两种钢材可用于制造重要的机 械零件，如齿轮、连杆、机床主轴等。
3.碳素工具钢
T 12 A
高级优质
Wc = 12%0
碳素工具钢
4.铸造碳钢
ZG 200 - 400
σb ≥ 400MPa
σs≥ 200MPa 铸钢
主要用于制造形状复杂、力学性能要求 高、而在工艺上又很难用锻压等方法成 形的比较重要的机械零件，例如汽车的 变速箱壳、机车车辆的车钩和联轴器等。
1.3.4 合金钢的分类、编号及用途
( Alloyed Steel )
加入合金元素会对钢的组织和性 能产生影响。
1.3.4.1 低合金高强度结构钢
牌号: Q 345 C
质量等级 345 MPa 屈服强度
Q345钢(16Mn)综合性能好，
用于船舶、桥梁、车辆等大 型钢结构。
万吨远洋轮
Q390钢含V、Ti、Nb，强度
*热压模钢: 如3 Cr2W8V
汽车四缸压铸模
冷作模钢 ( cold die steel )
如Cr12、Cr12MoV
高的硬度,HRC62; 高的耐磨性; 足够高的韧性与疲劳抗力; 热处理变形小;
汽车冲压模具
3. 合金量具钢 ( alloy measuring steel ) 如CrWMn、4Cr13、GCr15、 9SiCr、T12A、60等。
化学成分特点: Wc = 0.1 ～ 0.4 % WCr = 13 %
牌号: 1Cr13～4Cr13 用途: 医疗器械
医用镊子
热处理特点:正火后的组体是马氏体。
2)铁素体型不锈钢 ( Ferritic stainless steel )
化学成分特点: Wc = 0.1 %左右 WCr = 17 % 热处理特点: 不能进行热处理强化。