第七章合金钢

合集下载

第七章低合金钢与合金钢精品PPT课件

第七章低合金钢与合金钢精品PPT课件
分类:按用途和热处理特点,
机械结构用合 金钢
合金渗碳钢 合金调质钢 合金弹簧钢 超高强度钢
1、合金渗碳钢
含碳量为0.1%--0.2%,以保障心部具有足够的韧性,合金含量小于3%。主加 元素为Cr、Mn、钛、钒,提高了淬透性,使晶粒细化,耐磨性提高。 热处理:一般是渗碳后淬火、低温回火
主要用于表面要求硬而
低合金钢主要用于各种工程结构,如房屋、桥 梁、船舶等; 机械制造用钢主要用于制造各种机械零件,通 常是优质或高级优质合金结构钢。
(一)低合金结构钢
成分:低合金钢是在碳素结构钢的基础上,加 入少量的合金元素(一般合金元素总量小于 3%)的工程用钢。
分类:按主要性能及使用特性, 低合金高强度结构钢
低合金结构钢 低合金耐候钢
W18Cr4V
3、滚动轴承钢
牌号:G+Cr+含碳量(千分之几表示) GCr15SiMn
4、特殊性能钢
牌号:与合金工具钢基本相同 当含碳量≤0.08%时,牌号前加“0”
当含碳量≤0.03%时,牌号前加“00”
0Cr19Ni9 00Cr30Mo2
第三节、低合金钢
低合金 结构钢
根据用途不同,
合金结构钢分为 机械制 造用钢
低合金专业用钢等
1、低合金高强度结构钢
低碳(0.10%~0.25%),wMe<3%。 主加元素为Mn和硅其强化了铁素体,提高了强度; V、Ti和Ni等元素使晶粒细化,使韧性提高。 低合金高强度结构钢大多数是在热轧退火或正火状态下使用,一般不再进行热处 理。 在桥梁、船舶、车辆、锅炉、压力容器、起重机械等钢结构件中应用广泛。例如 Q345。
1、合金元素对加热时奥氏体形成的影响
➢除Mn 元素外,所有合金元素的加 入,均使奥氏体的形成速度减慢。

第七章合金钢热

第七章合金钢热
第七章合金钢热
7. 3 结构钢
7.3.1 低合金高强度钢 这类材料是用来制造桥梁、船舶、大型钢结构等。
用它来代替普通碳素结构钢,屈服强度提高25%~100%。
1)对低合金高强度钢的性能要求
(1)高强度 屈服点在300MPa以上。在保证塑性和韧性 的条件下,应尽量提高其强度。
(2)高韧性
(3)良好的焊接性能和冷成形性能 要求有较高的抗腐 蚀能力。
第七章合金钢热
2)化学成分特点 碳 含 量 较 低 ( wc<0.20%), 合 金 元 素 含 量 较 少 (wMe<3%),其主加元素为Mn,辅加元素为Nb、Ti、V、 RE。 碳会使焊接性和冷成型性下降,使韧性明显下降, 韧脆转变温度升高,钢的碳质量分数不超过0.2%。 元素Mn的主要作用是固溶强化铁素体,降低奥氏体 晶粒的长大,获得细小的铁素体晶粒;热轧时固溶在奥 氏体内,冷却时弥散析出,起到析出沉淀的作用。 少量的Cu 提高钢抗腐蚀能力,少量的稀土元素可 改善韧性和工艺性能。
第七章合金钢热
7.1.2 合金元素对铁碳相图的影响
(1)扩大γ相区元素 它们使A4点上升,A3点下降,奥氏体相稳定 存在的温区扩大,使S点、E点向左下方移动。具有这一类影响的元 素有Ni、Mn、Co、C、N、Cu等。 (2)缩小γ相区元素 它们使A4点下降;A3点上升,缩小了γ相的 存在范围,使S点、E点向左上方移动。具有这一类影响的元素有Cr、 V、Mo、W、Ti、Si、Al、P、B、Nb等。
6.2 钢的分类与编号 6.2.1 分类方法
从1991年起,实施了新的钢分类方法(GB/T13304—1991), 它是参照国际标准制订的。
(1)按化学成分分
按合金元素种类分 按合金元素含量分
锰钢 铬钢 硼钢 铬镍钢 硅锰钢 低合金钢(合金元素含量小于5%)

第七章 合金钢简答题

第七章  合金钢简答题

第七章合金钢碳钢具备很多优点,在机器制造业中获得了广泛应用。

但是碳钢淬透性低、回火抗力差、不具备特殊的物理、化学性能,且屈强比低,约为0.6。

而合金钢屈强比一般为0.85~0.9。

在零件设计时,屈服强度是设计的依据。

所以,碳钢的强度潜力不能充分发挥。

为了满足使用要求,必须选用合金钢。

1、合金元素对钢中基本相有哪些影响?答:⑴与碳亲合力很弱的合金元素,溶入铁素体内形成合金铁素体,对基体起固溶强化作用,与碳不发生化合反应。

⑵与碳亲合力较强的合金元素,一般能置换Fe3C中的铁原子,形成合金Fe3C。

合金Fe3C较Fe3C稳定性略高,硬度较为提高,是低合金钢中存在的主要碳化物。

⑶与碳亲合力很强的合金元素,且含量大于5%,易形成特殊碳化物。

它比合金渗碳体具有更高的熔点、硬度、耐磨性和回火稳定性。

2、普通低合金钢与含碳量相同的碳素钢相比有什么特点?这类钢常用于哪些场合?钢中合金元素主要作用是什么?答:普通低合金钢是一种低碳、低合金含量的结构钢,其含碳量<0.2%,合金元素含量<3%。

与具有相同含碳量的碳素钢相比具有较高的强度,较高的屈服强度,因此,在相同受载条件下,使结构的重量减轻20~30%。

具有较低的冷脆转变温度(-30℃)。

普通低合金钢主要用于桥梁、车辆、油罐以及工程构件。

因此它的工作环境大多在露天,受气温和大气中腐蚀性气体的影响较大。

钢中合金元素的主要作用:Mn—强化铁素体基体;V、Ti—细化铁素体晶粒,形成碳化物起弥散强化的作用;Cu、P—提高钢对大气的抗蚀能力。

3、普通低合金钢常用于哪些场合?对性能有何要求?如何达到这些性能要求?答:普通低合金钢主要用于桥梁、车辆、油罐以及工程构件。

由于它的工作环境大多在露天,受气温和大气中腐蚀性气体的影响较大。

因此对它的性能要求如下:良好的综合力学性能,σs=350~650 MPa,δ=16~23%,αk=60~70 J/cm2;良好的焊接性、冷热加工性;较好的抗蚀性;低的冷脆转化温度,一般为-30℃。

第七章 合金元素在钢中作用

第七章  合金元素在钢中作用

4.常用钢种
40 40 4ZSiMn 低淬透性合金调质钢 Cr、 MnB、 38 40 中淬透性合金调质钢 CrMoAl、 CrNi 高淬透性合金调质钢 CrMnMo、 Cr Ni4WA 40 25 2
四、合金弹簧钢
1.弹簧性能特点
要求必须具有高的弹性极限,高的屈 要求必须具有高的弹性极限, 强比(Gs/50)高的疲劳强度( 强比(Gs/50)高的疲劳强度(尤其 是缺口疲劳强度) 是缺口疲劳强度)及足够韧性。
4.合金元素对M相变温度也有影响 4.合金元素对M
大多数合金元素使Ms点下降 大多数合金元素使Ms点下降
第二节 合金钢的分类与编号
一、合金钢分类 通用分类方法有 : 1.按合金元素的质量分数 2.按合金元素的种类分:铬钢、锰钢、铬镍 按合金元素的种类分:铬钢、锰钢、 钢、硅锰钼钒钢等 3.按主要用途分
建 筑 及 工 程 用 结 构 钢 结构钢 机 械 制 造 用 结 构 钢 工 具 钢 特 殊 性 能 钢
二、合金钢的牌号
命名原则:由钢中碳的质量分数、 命名原则:由钢中碳的质量分数、 合金元素的种类和质量分数的组合 来表示。 来表示。当钢中合金元素的平均质 量分数<1.5%钢号中只标出元素符 量分数<1.5%钢号中只标出元素符 不标明元素的平均质量分数。 号,不标明元素的平均质量分数。 >1.5%、2.5%、3.5%在元素符 当>1.5%、2.5%、3.5%在元素符 号的后面相应标出2 ……。 号的后面相应标出2、3、4……。
例:20crMnTi钢制造汽车变速箱 20crMnTi钢制造汽车变速箱 齿轮工艺路线: 齿轮工艺路线: 锻造 正火 加工齿形 局部镀 铜(防渗碳) 渗碳 防渗碳) 预冷淬火+ 预冷淬火+ 低温回火 喷丸 磨齿 20crMnTi汽车变速齿轮热处理工 20crMnTi汽车变速齿轮热处理工 艺曲线及显微组织与力学性能。 艺曲线及显微组织与力学性能。

合金钢的分类牌号

合金钢的分类牌号
4
《化工设备设计基础》
第七章 化工设备常用材料
7.1金属材料的基本性能
7.2 碳钢
7.3合金钢的分类、牌号
1
《化工设备设计基础》
1.按化学成分分类
• 低合金钢 合金元素的总含量不大于5%的钢 • 中合金钢 合金元素总含量在5~10%的钢。 • 高合金钢 合金元素总含量大于10%的钢。
2
《化工设备设计基础》

普通低合金钢 在普通碳钢的基础上加入少量合金元素 (一般合金总含量小于3%)所得到的合金钢。 • 普通低合金钢的牌号 由表示平均含碳量万分数的数字, 加上表示所含主要主要合金元素的元素符号和表示合金 元素平均含量的百分数的数字组成。 – 平均含碳量小于千分之一的用“0”表示 – 小于万分之三的用“00”表示; – 平均合金含量小于1.5%者在牌号中只标出合金元素 符号,不注合金含量; – 平均含金量为1.5~2.49%,2.50~3.49%……时,相 应的注为2,3,……。在牌号后面加“R”表示容器用 钢。 • 合金结构钢 是在优质碳钢基础上加入适量的一种或几种 合金元素而形成的合金钢,比优质碳钢的综合性能好。
3
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
《化工设备设计基础》
• 不锈钢及不锈耐酸钢 一般把在空气、水中及一些弱腐蚀性 介质中能耐腐蚀的合金钢叫不锈钢。在酸和其他强腐蚀性 介质中耐蚀的合金钢叫做不锈耐酸钢。 • 主要合金元素为铬,铬含量在12~30%, 平均含碳量 低于千分之一的不锈钢为铁素体不锈钢;高于千分之一的 为马氏体不锈钢。 • 主要元素为铬、镍或铬、锰的不锈钢,由于镍及锰都具有 扩展相区使钢的组织在常温下仍为奥氏体的能力,因而称 为奥氏体不锈钢。 • 耐热钢 高温设备要求材料在高温下具有良好的化学稳定 性和热强性。化学稳定性是指钢材抵抗高温气体腐蚀的能 力,一般说主要是指高温抗氧化性。在钢中加入铬、铝、 硅等合金元素,可以提高钢的抗氧化性。

机械工程材料第七章合金钢ppt课件

机械工程材料第七章合金钢ppt课件
(五)应用举例
以20CrMnTi合金渗碳钢制造的汽车变速齿轮 为例,说明其热处理方法的选定和工艺的安排。
技术要求:渗碳层厚度1.2~1.6mm,表面碳浓度 为1.0%,齿顶硬度58~60HRC,心部硬度30~ 45HRC。
1、工艺路线
锻造→正火→加工齿轮→渗碳→预冷淬火+ 低温回火→喷丸→磨齿(精磨)
➢各种调质钢的性能特点和用途见表7-6(P178~ 179)
碳素调质钢 : 25、30、35、40、45、50 力学性能不高,只适用于尺寸和受力较小的零件。
合金调质钢 :合金元素提高淬透性和力学性能, 故适用于尺寸较大、负荷较重的零件。
为深入学习习近平新时代中国特色社 会主义 思想和 党的十 九大精 神,贯彻 全国教 育大会 精神,充 分发挥 中小学 图书室 育人功 能
(1)退火或正火+高温回火 合金元素多的中碳结构钢 (2)正火 中碳结构钢或合金元素少的结构钢
为深入学习习近平新时代中国特色社 会主义 思想和 党的十 九大精 神,贯彻 全国教 育大会 精神,充 分发挥 中小学 图书室 育人功 能
3、调质处理
调质:淬火+高温回火
组织:回火索氏体(回火S)
性能: 强度、塑性和韧性均较高,即具有良好的综合力学 性能; 缺口敏感性小;接触疲劳强度、耐磨性较低。
为深入学习习近平新时代中国特色社 会主义 思想和 党的十 九大精 神,贯彻 全国教 育大会 精神,充 分发挥 中小学 图书室 育人功 能
第一节
合金结构钢
一、低合金结构钢 二、易切削钢 三、渗碳钢 四、调质钢 五、弹簧钢 六、滚动轴承钢
为深入学习习近平新时代中国特色社 会主义 思想和 党的十 九大精 神,贯彻 全国教 育大会 精神,充 分发挥 中小学 图书室 育人功 能

第七章 合金的熔炼

第七章 合金的熔炼
12
5.还原期
氧化期结束后扒去氧化渣,造稀薄渣覆盖钢液表面, 减少降温和吸气。 渣料组成比为,石灰:萤石:砖块=4:1.5:0.2,渣 料加入量相当于钢液重量的2%~3%。 还原初期加锰铁预脱氧、锰铁加入量按规格成分下限 含锰量计算。 预脱氧后开始造还原渣,它有很好的脱氧脱硫能力。 还原渣有两种,即白渣和电石渣。白渣适于冶炼含碳 量低于0.35%的钢种,电石渣适于冶炼含碳量高于 0.25%的钢种。

20
铝合金的熔炼
根据所熔炼的合金种类和熔化炉的种类决定铝 合金的具体工艺流程,一般的流程:
21
熔炼前的各项准备
(一)配料计算及调整合金成分的办法
(二)金属炉料的准备
(三)非金属材料的准备
22
1. 配料的原则
1)在保证产品质量的前提条件下,根据产品的用途和加工要 求,应充分利用重熔的废料,尽量少用新料,把成分合 格的废料都利用掉;对于质量、性能要求高的产品, 则 应少用废料,多用高品位的新料。 2)多次使用废料的比例,应考虑尽量使用低品位的纯金属, 废料多次循环使用后,炉料质量降低(杂质增加、含气量 增加)和可能出现遗传效应的情况,一般<50%。 3)如加入的合金元素熔点比基体金属高很多,或在基体金 属易产生偏析、或其本身极易烧损,或要求其含量精确 控制的,多采用中间合金而不采用纯金属。
29
7)氟硅酸钠、氟硼酸钠:应平铺在盘内(厚度在10~15mm左 右),在350~400℃的烘箱内烘烤3h,然后按规定比例与六 氯乙烷混合压块,或与其他材料配合使用。在使用前仍要在 120℃温度下烘烤1h。 8)氯化铝:使用的应在120~150℃温度下烘烤3~4h,再放入 干燥器或110~120℃的烘烤箱中备用。 9)无毒精炼剂:为了避免氯气、六氯乙烷等产生刺激性气体的 危害而选用硝酸钠(或硝酸钾)、石墨粉、冰晶石、食盐及耐 火砖屑等成分,技不同比例配制成精炼剂。例如,34% NaNO3 46%石墨粉+2%冰晶石(Na3AlF6)+10%NaCl+30 %耐火砖屑。先将上述原料在120温度下烘烤1~1.5h,然后 用100#~150#筛过筛,筛后将混合物在模具内压成Φ 45x 30的圆饼,放入干燥器中或100℃左右的烘箱中备用。

工程材料7合金钢

工程材料7合金钢

2、对过冷奥氏体转变的影响 ⑴ 对C曲线和淬透性的影响:除Co外,凡溶入奥氏
体的合金元素均使C曲线右移,淬透性提高。 常用提高淬透性的元素为Mn、Mo、Si、Cr、Ni、B。 ⑵ 对Ms、Mf点的影响 除Co、 Al外,所有元素 使Ms、Mf点下降,钢中 A'增多。
3、对回火转变的影响 ⑴ 提高耐回火性: ⑵ 产生二次硬化 ⑶ 防止第二类回火脆性(高温,与P有关) 碳钢
⑵ Ti、 V、 Cr、Mo、 W、 Si、Al等元素缩小奥氏体区。
锰对奥氏体相区的影响
铬对奥氏体相区的影响
A、扩大γ区并与γ -Fe无限互溶的Fe-Me 相图(Me=Mn、Ni、Co)室温下形成单 相A
B、部分扩大γ区的Fe-Me 相图(Me=C、N、Cu)
与a-Fe有限互溶
与a-Fe无限互溶
3、常用钢号及用途
①低淬透性(油淬临界直径30-
40mm):
40Cr,40MnB一般尺寸重要零件,
如齿轮,主轴


②中淬透性(油淬临界直径4060mm):
齿 轮
35CrMo截面尺寸较大零件,
如曲轴,连杆.
③高淬透性(油淬临界直径60100mm):
40CrNiMo大截面重载重要零件,如汽 轮机主轴、叶轮、航空发动机轴
焊接用钢及合金
T ××××× U ××××× W ×××××
低合金钢
L ×××××
§7-2 结构钢
§7-2-1 工程构件用钢 一、工程构件用钢对性能的要求
使用性能以强韧性为主。 工艺性能以可焊性、冷变形性为主。 合金结构钢除少量为中高合金钢外,其余都是
低合金钢。
二、低合金高强度结构钢
1、性能要求:
C、缩小并封闭γ区,与a-Fe有 限互溶的Fe-Me相图

第七章合金钢

第七章合金钢

二、编号方法:
按 ( GB221-79 ) 的 规 定 , 合 金 钢 结 构 钢与合金工具钢均采用下述方法编号:
数字+化学元素+数字
⒈合金结构钢的编号
第一部份数字为:含碳量的万分数; 第二部分化学元素:即钢中所含合金元素;; 第三部分数字:合金含量。以合金平均含
量的百分数表示。 含量≤1.5%时,无数字;若含量等于、大 于1.5%、2.5%、3.5%….时,分别以数字2、 3、4、….表示。
例1:
60Si2Mn -表示含碳0.57~0.65%,
含Si ﹥1.5%,Mn含量≤1.5%的合金钢。 例2:
40Cr -表示含碳0.37~0.45%,
Cr含量≤1.5%的铬钢。
Hale Waihona Puke ⒉合金工具钢的编号第一部份数字:含碳千分数 ,当 含碳量≥1%时不标数字;合金元素同结构钢; 合金元素含量同结构钢。
例:
一、对钢中基本相产生影响 碳钢室温下的基本相,为铁素体F,渗碳体
Fe3C 。一般非碳化物元素溶入F体,形成合金铁素 体(固溶体);碳化物元素则置换 Fe3C中的铁原子, 形成渗碳体型碳化物和合金渗碳体(化合物)。
凡能溶入铁素体的元素,只要在适当的含量范 围内,就都不同程度地使其硬度、韧性有所提高。
(见书P91下)
合金元素提强的机理:
① 固溶强化作用:
形成合金铁素体时,由于溶入元素原子直 径与原晶格中Fe原子的直径有差别,引起铁素 体晶格畸变,使塑性变形抗力增大。
若合金元素的原子半径与Fe的原子半径相 差较大;两者晶格类型相差较大,则造成的畸 变加大,其固溶强化效果也越显著,使合金铁 素体强度↑。
② 细晶提强作用:
9SiCr-含碳0.9%,Si 、Cr≤1.5%的合

低合金钢和合金钢

低合金钢和合金钢

• 碳化物形成元素中,有些元素(如Mn)与碳的亲 合力较弱,除少量可溶于渗碳体中形成合金渗碳 体外,大部分仍溶于铁素体或奥氏体中。
• 而与碳亲和力较强的一些碳化物形成元素(如Cr、 Mo、W等),当其含量较少时,多半溶于渗碳体 中,形成合金渗碳体;当含量较高时,则可能形 成新的特殊的合金碳化物。
• 与碳亲合力很强的碳化物形成元素(如Nb、Ti、 Zr等),几乎总是与碳形成特殊的碳化物。
高级优质 Wc = 1.2%
碳素工具钢
4.铸造碳钢
ZG 200 - 400
Rm≥ 400MPa Rel ≥ 200MPa
铸钢
• 由于碳钢具有较好的机械性能和工艺性 能,并且产量大、价格较低,因此它是 机械工程上应用十分广泛的金属材料。
• 随着科学技术和工业的发展,对材料提 出了更高的要求,如更高的强度,抗高 温、高压、低温,耐腐蚀、磨损以及其 它特殊物理、化学性能的要求,碳钢已 不能完全满足要求。
合金钢的分类
按合金元素含量多少,分为 • 低合金钢(合金元素总量低于5%) • 中合金钢(合金元素总量为5%-10%) • 高合金钢(合金元素总量高于10%)
合金钢的分类
按用途分类 • 合金结构钢 • 合金工具钢 • 特殊性能钢
合金钢的分类
按所含的主要合金元素,分为 • 铬钢(Cr-Fe-C) • 铬镍钢(Cr-Ni-Fe-C) • 锰钢(Mn-Fe-C) • 硅锰钢(Si-Mn-Fe-C)
碳化物的影响 碳化物是钢中的重要相之一,碳化物的类型、数量、大小、
形状及分布对钢的性能有很重要的影响。
➢ 熔点、硬度、耐磨性最高。
合金钢的分类
按小试样正火或铸态组织,分为 • 珠光体钢 • 马氏体钢 • 铁素体钢 • 奥氏体钢 • 莱氏体

工程材料学-7合金钢

工程材料学-7合金钢
热、耐磨、电磁等性能。
§7.1 钢中合金元素的作用
7.1.1 对钢中基本相的影响 1、溶于铁素体,形成合金铁素体 非碳化物形成元素(Ni、Si、Al、Cu、Co) 及过剩
的碳化物形成元素。
Si、Mn对强度、硬度 提高显著。Cr、Ni在适当范 围内提高韧性。
钢带
§7.1 钢中合金元素的作用
2、形成碳化物 合金元素与
2. 低合金高强度钢的编号 根据需要,低合金高强度结构钢的牌号也可以 采用两位阿拉伯数字(表示平均含碳量的万分之 几)+化学元素符号,按顺序表示,如16Mn。
转炉炼钢
热连轧钢板
§7.2 合金钢的分类与编号
3. 合金工具钢的编号
一位数字+元素符号+数字+质量判别
平均含碳量, 单位为0.1%, 但超过1.0%及 高合金工具钢
概论
碳钢的优点: ■ 价格低廉,便于获得,容易加工。 ■ 通过改变含碳量和进行不同的热处理,能满足许多 工程上的需求。
碳钢的缺点: ■ 淬透性低,回火抗力差,基本相软弱。 ■ 对于一些特殊的性能要求:如耐热、耐低温、耐腐 蚀、高耐磨等,碳钢也无法满足。
——通过钢的合金化来提高钢的性能。
概论
为了提高钢的力学、工艺、物理或化学性能, 在冶炼时特意往钢中加入的一些化学元素(即通常 称为合金元素),所得到的钢称为合金钢。 改善对象 ■ 提高强度; ■ 提高淬透性; ■ 提高高温强度、热硬性; ■ 提高抗氧化、耐腐蚀、耐
模锻 精加工
860℃正 火
650℃高温回 火
机加工
550℃高温回火(水冷) 850℃淬火(油冷)
§7.3 合金结构钢
4、常用钢号及用途 低淬透性钢:
D0油<30~40mm, 常用 40Cr, 用于制造较小的 齿轮、轴、螺栓等。

第07章 合金钢

第07章 合金钢

2.4.3 出现第二类回火脆性
钢在淬火后回火时, 在一定的温度范围内, 韧性出现谷值,表现 出明显的脆化现象称 为回火脆性。
回火脆性包括:
第一类回火脆性在200~400℃范围内回火后出现,难 以避免,因此碳钢和合金钢的回火不宜在这个温度进 行。一般认为,低温回火脆性是由于马氏体分解时沿 马氏体条或片的界面析出断续的薄壳状碳化物所致。
部分合金钢在500-650℃回火后缓冷时,也出现韧性 下降,称为第二类回火脆性,通常认为是部分合金元 素如Ni、Cr、Mn或杂质S、P等在晶界处出现偏聚有 关,只要在回火后采用较快的速度冷却,如在水或油 中冷却,就可以避免第二类回火脆性的产生。
第三节
合金结构钢
结构钢主要用来制造工程构件,是机械、交通、石化、建
Re(稀土)、Al
1.2 合金钢分类
1) 按用途分类
结 构 钢 — 主要用来制造承受力结构零部件,其中就热处
理或专门构件的类型可分别称呼为调质钢、渗
碳钢、弹簧钢、轴承钢等。 工模具钢 — 主要用来制造加工其它零件的工具或模具,其 中又分为刃具钢、模具钢、量具钢等。 特 殊 钢 — 具有特殊性能而作某项专用的钢,其中又分为
内容目录
1. 分类及编号 2. 合金元素在钢中的作用 3. 合金结构钢
4. 机器零件用钢
5. 合金工具钢
6. 特殊钢
第一节 1.1 合金钢介绍
钢的分类及编号
为了提高钢的力学、工艺、物理或化学性能,在冶炼时特 意往钢中加入的一些化学元素(即通常称为合金元素),所 得到的钢称为合金钢。
改善对象
提高强度
提高淬透性
提高高温强度、热硬性 提高抗氧化、耐腐蚀、耐热、耐磨、电磁等特殊性能
钢中常用合金元素 钢的成分中含有的元素一般除Fe、C外,还包括:

合金钢的基础知识

合金钢的基础知识

Q3性能好 船舶、桥梁、车辆等大型钢结构。 船舶、桥梁、车辆等大型钢结构。
东风号远洋轮船Q345
Q390钢含 、Ti、Nb,强度高, 钢含V、 、 ,强度高, 钢含 用于中等压力的容器。 用于中等压力的容器。
南京长江大桥Q345
Q460钢含 、B,正火组织为 , 钢含Mo、 ,正火组织为B, 钢含 强度最高,用于石化中温高压容 强度最高, 器。
第七章 合金钢
1. 2. 3. 4. 合金钢的基础知识 合金结构钢 合金工具钢 特殊性能钢
§1 合金钢的基础知识
碳钢:价格低,但力学性能低,淬透性低,回火抗力差, 碳钢:价格低,但力学性能低,淬透性低,回火抗力差,不 能满足特殊性能要求(如耐热、耐低温、耐蚀等)。 能满足特殊性能要求(如耐热、耐低温、耐蚀等)。 在碳钢的基础上,加入某些合金元素而得到的钢。 合金钢 :在碳钢的基础上,加入某些合金元素而得到的钢。 一.合金元素对钢中基本相的影响 相图的影响。 二.合金元素对Fe-Fe3C相图的影响。 合金元素对 相图的影响 合金元素对钢的热处理的影响。 三. 合金元素对钢的热处理的影响。
连 杆
40Cr钢制造连杆螺栓的热处理工艺曲线 钢制造连杆螺栓的热处理工艺曲线
四.弹簧钢
成分: 成分: 中高碳:碳素弹簧钢0.6~ ① 中高碳:碳素弹簧钢 ~0.9%C,合金弹簧钢 ,合金弹簧钢0.45~ ~ 0.70%C,经淬火加中温回火后得到回火托氏体组织,能较 ,经淬火加中温回火后得到回火托氏体组织, 好地保证弹簧的性能要求。 好地保证弹簧的性能要求。 ② 合金元素 主加元素为Si、 等 主加元素为 、Mn等,其主要作用是提高淬透 基体; 性、回火稳定性、强化F基体;辅加元素为 、W、V等 回火稳定性、强化 基体 辅加元素为Mo、 、 等 强碳化物形成元素,主要作用有防止 引起的脱碳缺陷 引起的脱碳缺陷, 强碳化物形成元素,主要作用有防止Si引起的脱碳缺陷, 并细化晶粒及进一步提高弹性极限与屈强比。 并细化晶粒及进一步提高弹性极限与屈强比。

第七章 合金钢

第七章 合金钢

合金元素对热处理过程的影响
3、残余奥氏体量(A′% ) 除Co、Al外,大部分合金元素使Ms ,A′ 。
4、回火转变
●提高回火稳定性——把回火转变过程向较高温度推移。 ●甚至出现二次硬化: 1)Ti、V、W、Mo等[→γ (M)],在500~600℃沉淀析出 特殊碳化物,起沉淀(弥散)硬化作用; 2)A′稳定,500~600℃仍不分解,回火冷却时转变成M, 称二次淬火。 ●消除第二类回火脆性:Mo、W
2007-05-12 21
机械工程材料精品课程
机械结构钢
2.调质钢
曲轴
连杆
齿轮
机床主轴
2007-05-12 22
机械工程材料精品课程
调质钢
调质钢定义:
调质钢指采用调质处理(淬火+高温回火,获得回火索氏 体组织)作为预先热处理或最终热处理的结构钢。 调质钢用途: 制造各类结构件及轴类零件,如机床主轴、连杆螺栓、 内燃机曲轴等。
扁钢剪断→加热成型→淬火→中温回火(T回)→喷丸 ◆冷绕成型弹簧:
200~300℃去应力
定型处理
气门弹簧
汽车板簧
2007-05-12 28
机械工程材料精品课程
机械结构钢
4.易切削钢
易切削钢棒
易切削钢油路部件
照相机外壳
2007-05-12 29
机械工程材料精品课程
易切削钢
加入元素:
S、P、Pb、Ca等,提高刀具寿命 。
按使用特性分类
2007-05-12
4
机械工程材料精品课程
合金钢的分类及编号方法
2. 编号方法 合金钢的编号能反映出该钢号的主要成分,包 括碳质量分数、合金元素及其质量分数。 编号原则:数字+元素符号+数字 ⅰ碳质量分数 ⅱ合金元素及其质量分数
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

碳化物的稳定性、熔点、硬度、耐磨性提高
第七章合金钢
二、合金元素对Fe 图的影响
-
Fe3C相
1. 使奥氏体相区缩小的合金元素
Cr、Mo、Si、Ti、W、Al等元素缩小奥氏 体相区,使A3点上升, A4点下降。
Cr13%时,室温下为单相铁素体组织,称铁 素体钢。
2. 使奥氏体相区扩大的合金元素
Ni、Mn、Co、C、N等元素扩大奥氏体相区, 使A3点下降, A4点上升。
碳素工具钢
T
头 车辆车轴用钢 LZ

(滚珠)轴承钢
G
头 机车车轴用钢 JZ

焊接用钢
H 头 沸腾钢
F

铆螺钢
ML 头 半镇静钢
b

船用钢
国际符号
镇静钢
Z

汽车大梁用钢
L
尾 特殊镇静钢
TZ 尾
压力容器用钢
R
第尾七章合质金钢量等级
A.B.C.D.E 尾
1、低合金高强度钢编号方法
Q+最低屈服强度值+质量等级符号 Q表示“屈服强度”;屈服强度值单位是MPa; 质量等级符号为A、B、C、D、E。由A到E,
素都溶于铁素体,形成合金铁素体。 Si、Mn对强度、硬度提高显著。 Cr、Ni在适当范围内提高韧性。
合金元素对铁素体硬度影响
第七章合金钢
合金元素对铁素体冲击韧性影响
2. 形成碳化物,起强化相作用 合金元素与碳的亲和力从大到小的顺序为:
强碳化物形成元素
中碳化物形成元素 弱碳化物形成元素
Ti、Zr、Nb、V、 W、Mo、Cr、 Mn、Fe
钢类
普通质量钢 优质钢 高级优质钢 特级优质钢
碳素钢
P
S
≤0.045 ≤0.045
≤0.035 ≤0.035
≤0.030 ≤0.030
≤0.025 ≤0.020
第七章合金钢
合金钢
P
S
≤0.045 ≤0.045
≤0.035 ≤0.035
≤0.025 ≤0.025
≤0.025 ≤0.015
2、按使用特性分
Mn13%或Ni9%时, 室温下为单相奥 氏体组织, 称奥氏体钢。
锰对奥氏体相区的影响
第七章合金钢
铬对奥氏体相区的影响
三、合金元素对钢热处理的影响 1. 合金元素对钢加热的影响
(1)对奥氏体形成速度的影响: 除Ni、Co外,都减缓奥氏体化 过程。
(2)对奥氏体晶粒长大倾向的影响: 碳、氮化物形成元素阻碍奥氏体晶粒长大 Mn、P促进长大。
其P、S含量依次下降,质量提高。
第七章合金钢
低合金高强度结构钢都是镇静钢或特殊镇静 钢,其牌号中没有表示脱氧方法的符号。如 Q345C。
*说明:一般情况下,屈服强度值小300MPa 时为碳素结构钢,大于300MPa时为低合金高 强度钢。
第七章合金钢
2、合金钢的牌号
牌号为碳含量+合金元素符号+元素的百分含量数字 ⑴ 合金元素及其含量标注 当合金元素的平均含量小于1.50%时,只标元素符号,不
②高速钢不标含碳量,如W18Cr4V (含0.75%C)
③滚动轴承钢不标含碳量,如GCr15 (1.0%C)
④高锰钢不标含碳量,如ZGMn13 (0.75~ 1.45%C)
⑤铸钢在牌号前加“ZG”, 余同结构钢, 如
ZG20Cr13
第七章合金钢
⑦ 不锈钢和耐热钢 当含碳量为0.1% - 0.03%时,以“0”表示,如“0Cr18Ni9”
第七章 合金钢
所谓合金钢,是指在碳 素钢基础上为改善钢的某些 性能而在熔炼时加入一些特 定元素所构成的钢。按合金 元素加入量的高低,合金钢 可分为低合金钢、中合金钢 和高合金钢三种 。
第七章合金钢
第一节 合金元素在钢中的作用 一、合金元素在钢中的存在形式
1. 溶于铁素体, 起固溶强化作用 非碳化物形成元素及过剩的碳化物形成元
标含量。如20CrMnTi 当合金元素的平均含量为1.50~2.49%、2.50~ 3.49%、
3.50~4.49%、4.50~5.49%、……时,在相应的合金元 素符号后标2、3、4、5 ……等数字。如20CrNi3。
第七章合金钢
* 说明: ①滚动轴承钢含铬量也以千分之一为单位标出,并在
牌号头部加字母“G”,如GCr15 ②高级优质合金钢在牌号后加字母A,如60Si2MnA。 ③特级优质合金钢在牌号后加字母E,如30CrMnSiE。
第七章合金钢
⑵ 碳含量标注 ①合金结构钢 含碳量以万分之一为单位标出(两位数字) 如40Cr、60Si2Mn ②工具钢和特殊性能钢 含碳量以千分之一为单位标出(一位数字) 如8MnSi、4Cr13
第七章合金钢
* 说明
①低合金工具钢含碳量大于1.00%时,不标含碳量, 如CrWMn (1.0%C)
碳钢
2)产生二次硬化
含高W、Mo、Cr、V钢淬火后在500~60 0℃回火时, 硬度不仅不下降, 反而升高的现象 称二次硬化。
3)防止第二类回火脆性
高速钢
加W、Mo可防止第二类回火脆性。
第七章合金钢
第二节 合金钢的分类
一、按质量等级分
分为普通质量钢、优质钢、高级优质钢和特级优质钢。
根据现行标准,各质量等级钢的磷、硫含量如下:
常用钢(含碳素钢)产品的名称、用途、 特性和工艺方法表示符号(GB/T 221— 2000)见下表
第七章合金钢
常用钢产品的名称、用途、特性和工艺方法 表示符号(GB/T 221—2000)
名称
符号 位置
名称
符号 位置
碳素结构钢
Q 头 桥梁用钢
q

低合金高强度钢 Q 头 锅炉用钢
g

易切削钢
Y 头 焊接气瓶用钢 HP 尾
第七章合金钢
2. 合金元素对钢冷却转变的影响
对C曲线和淬透性的影响:合金元素(除Co、Al)的加 入,稳定奥氏体,使C曲线右移,淬透性提高。
常用提高淬透性的元素为Mn、Si、Cr、Ni、B。 Nhomakorabea第七章合金钢
3.合金元素对钢回火转变的影响
1)提高耐回火性:淬火钢在回火过程中抵抗
硬度下降的能力称耐回火性。
工程用钢 建筑、桥梁、船舶、车辆
结构钢
机器用钢
渗 碳 钢调 质 钢弹 簧 钢滚动轴承 钢耐 磨 钢
刃具钢
工 具 钢 模具钢
量具钢
特殊性能钢
不锈钢 耐热钢
第七章合金钢
二、合金钢的牌号
合金钢的编号方法延用了碳钢的一些 编号习惯,即工程结构用的合金钢(低 合金高强度结构钢)用钢的屈服点来表 示它的牌号;机器零件用的合金结构钢、 合金工具钢及特殊性能钢一般用它的化 学成分(碳质量分数、合金元素含量) 来表示它的牌号。
相关文档
最新文档