工程材料 第6章 工业用钢PPT课件

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一、刃具钢——常用刃具钢
2.常用刃具钢
1）碳素工具钢（表6-13）
成分特点： 高碳 0.65~1.35%C
加工工艺路线： 下料—锻造—正火—球化退火—机加工—淬火+低温回火—磨削加工
硬度：
60HRC ~ 62HRC
200℃时硬度降低。
典型钢种：T10、T12
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一、刃具钢——常用刃具钢
2）低合金工具钢（表6-14）
第6章 工业用钢
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整体概述
概况一
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概况二
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概况三
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6.1 钢的分类与编号
钢的分类 钢的编号
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一、钢的分类
1.按化学成分——碳钢：低碳钢、中碳钢、高碳钢； 合金钢：低、中、高合金钢；
2.按质量——普通钢、优质钢、高级优质钢、特级优质钢；
3.按冶炼方法——沸腾钢、镇静钢、半镇静钢…；
4.按金相组织——亚共析钢、共析钢、过共析钢、珠光体钢、 贝氏体钢、马氏体钢、奥氏体钢….；
5.按用途——结构钢、工具钢、特殊性能钢……。
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二、钢的编号
1.钢铁产品牌号表示方法（p103） GB/T221-2000
20、45、65为典型钢种。
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三、低合金高强度结构钢
表6-6 1.性能特点：强度高、塑韧性好、耐蚀性强等 2.成分特点：低碳 ≤0.2%；低合金。 3.热处理特点：大多数不热处理。 4.典型钢种及用途——16Mn（Q345）
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四、渗碳钢——经渗碳后使用的钢种
1.性能特点：表硬里韧 具有良好的热处理工艺性能
b)除Co、Al外，溶入A的合金元素均使Ms、Mf点下降，使淬火后A`增 多。
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3）对回火转变的影响
a)提高回火稳定性（耐回火性）； b)产生二次硬化； c) 防止第二类回火脆性。
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6.3 结构钢
1.碳素结构钢 2.优质碳素结构钢 3.低合金高强度结构钢 4.渗碳钢 5.调质钢 6.弹簧钢 7.滚动轴承钢
2.成分特点:高碳（0.95~1.10%C）、 高铬（ 1.40~1.65%Cr ），铬为主加元素；
3.热处理特点：球化退火、淬火+低温回火； 4.典型钢种及用途——GCr15
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八、耐磨钢
1.性能特点：主要应用于既承受严重磨损又承受强 烈冲击场合。因此，要求高耐磨性和 高韧性。
2.成分特点：高碳（0.75~1.45%C）、 高锰（11~14%Mn）；
2.成分特点：低碳（0.1~0.25%C） 主加元素：Cr、Mn、Ni、B
加工工艺路线： 下料—锻造—正火—机加工—渗碳 +淬火+低温回火—磨削
加工
3.热处理特点： 使用状态组织：表面：M回火+A`+K颗粒； 心部： M回火 &型钢种及用途——20、20Cr、20CrMnTi等
2）对S、E点的影响
几乎所有的合金元素都使S点、E点左移。 得到莱氏体钢。
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二、合金元素在钢中的主要作用
3.合金元素对相变过程的影响
1）对加热时的相变影响
a)大多数合金元素减缓A化过程； b)碳化物、氮化物形成元素阻碍晶粒长大，Mn、P促进A晶粒长大。
2）对冷却转变的影响
a)除Co外，溶入A的合金元素均使C曲线右移，提高淬透性，有的还改变 C曲线形状；
2.成分特点：中高碳0.6~0.9%C； 合金元素以Si、Mn为主。
3.热处理特点： 冷成型弹簧——不热处理， 热成型弹簧——淬火+中温回火
4.典型钢种及用途——65、65Mn、60Si2Mn等（见表6-10）
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七、 滚动轴承钢
1.性能特点：高硬度、高耐磨性、高接触疲劳强度和弹性 极限及足够的韧性和耐磨性。
3.气体元素的影响 N、H、O——均为有害元素。
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二、合金元素在钢中的主要作用
1.合金元素对钢中基本相的影响 钢中基本相有铁素体和渗碳体
1）溶于铁素体——固溶强化（如图所示）。
2）形成碳化物——合金渗碳体如(Fe,Cr)3C或合金元素自 己的碳化物(W2C) 等。
Zr、 Ti、Nb、V 、W、 Mo、 Cr、Mn 、Fe。 合金元素与碳的亲和力越大，所形成化合物的稳定性、熔点、分解温度、
成分特点：0.75~1. 5%C；Cr、Mn、Si、W、V 等。
硬度、耐磨性就越高。 8
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二、合金元素在钢中的主要作用
2.合金元素对铁碳相图的影响 1）对奥氏体相区的影响（如图所示）
扩大奥氏体相区的元素：Ni、Co、Mn、N； 得到奥氏体钢。 缩小奥氏体相区的元素：Cr、Mo、Si、Ti、W等。 得到铁素体钢。
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• 1）对奥氏体相区的影响
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2.钢铁及合金牌号统一数字代号体系（p105） GB/T17616-1998
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6.2 钢中杂质与合金元素
钢中常存杂质元素对性能的影响 合金元素在钢中的主要作用
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一、钢中常存杂质元素对性能的影响
1. Si、Mn的影响
属于有益元素，σb、 HRC
。
2. S、P的影响 属于有害元素，S——FeS，热脆 P——冷脆。
3.热处理特点：水韧处理——把钢加热到1100℃，使碳化物
完全溶解在奥氏体中，并进行水淬，从而获得均匀的过饱和单相奥 氏体组织。
4.典型钢种及用途——ZGMn13 。（5个牌号） 29
6.4 工具钢
刃具钢 模具钢 量具钢
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一、刃具钢
1.性能要求 1）高硬度 2）高耐磨性 3）高红硬性（热硬性） 4）足够的韧性
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一、普通碳素结构钢
表6-4 特点： 含碳量低0.06~0.38%C；S、P含量较高； 使用状态下组织：F+P； 一般不进行热处理，做型钢用较多。
Q235为典型钢种。
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二、优质碳素结构钢
表6-5 特点： 含碳量范围较宽以亚共析钢为主； S、P含量较低； 使用状态下组织：由热处理决定； 一般均进行热处理，做结构件用较多。
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五、 调质钢
1.性能特点:良好的综合力学性能 2.成分特点：0.25~0.5%C 加工工艺路线： 下料—锻造—退（正火）火—粗加工—调质—精加工 3.热处理特点：调质（S回） 4.典型钢种及用途——45、40Cr、40CrNi（40CrMn）等
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六、 弹簧钢
1.性能特点：高σp、高σs/σb、高σ-1，足够的塑性韧性。