课题六 掌握常用合金钢的性能与应用64页PPT
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合金钢性能ppt课件
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合金元素对过冷奥氏体转变的最突出的作用是使C曲线向右移（除钴 外），增加过冷奥氏体的稳定性，因而，提高了钢的淬透性。常用的元 素有：Cr、Mn、SI、NI和B。 合金元素对回火转变过程的影响表现在三个方面： 提高回火稳定性。 产生二次硬化，提高钢的红硬性和高温强度。常用的元素有W、 Mo、 V。 使回火脆倾向增大，但一些元素如W、Mn能减弱或防止第二类脆性。
变形铝合金
铸造铝合金
防锈铝合金 硬铝合金 超硬铝合金 锻造铝合金 铝硅合金（是最重要、最常用的铸造铝合金） 铝铜合金 铝镁合金 铝锌合金
详见表4—1和4—2 二、铜及铜合金 1、铜及铜合金的性能特点 （1）优异的电导性、热导性。 （2）良好的耐蚀性。 （3）独具的机械性能。（耐磨性和减摩性） （4）良好的加工性能 2、常用铜合金的分类、性能和用途 分为黄铜、青铜和白铜。黄铜应用最广泛。详见表4—3、4—4和4—5
二、合金钢的分类
合金钢的分类有三种： 按成 按合金元素的总含量分：低（5%以下）中（5~10%）高 分 按所含主加合金元素种类来分：锰钢、硅钢、铬镍钢、 按正火后组织分：奥氏体钢、铁素体钢、珠光体钢、马氏体钢 按用途来分： 合金结构钢：普通低合金钢、渗碳钢、调质钢等 合金工具钢：刃具钢、模具钢、量具钢 特殊性能钢：不锈钢、耐热钢、耐磨钢
陶瓷材料的性能特点是：极高的耐热性和化学稳定性、很高的硬度 和良好的抗压能力、较高的耐磨性和良好的减摩性、优异的绝缘性和不 老化性、比可燃性。但脆性很大，温度急变抗力很低，抗拉、抗弯能力 较差，加工困难。 常用的特种陶瓷和金属陶瓷有：氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物 陶瓷。它们广泛用于切削工具、耐磨耐蚀零件、耐热材料、绝缘材料和 高温构件。 三、塑料的分类、性能特点及其应用 塑料是高分子材料，它的主要成分是树脂，其次是填料，另外还有 一些其他的添加剂。 热塑性塑料 1、塑料的分类 按其热性能 常用的分类有两种： 热固性塑料 通用塑料 按使用范围 工程塑料 耐热塑料 2、塑料的性能特点 塑料具有比强度高，良好的耐蚀性、电绝缘性、耐磨性、减摩性和 成型工艺性，较小的介电损耗，但强度、硬度较低，耐热性差和易蠕变。
合金元素对过冷奥氏体转变的最突出的作用是使C曲线向右移（除钴 外），增加过冷奥氏体的稳定性，因而，提高了钢的淬透性。常用的元 素有：Cr、Mn、SI、NI和B。 合金元素对回火转变过程的影响表现在三个方面： 提高回火稳定性。 产生二次硬化，提高钢的红硬性和高温强度。常用的元素有W、 Mo、 V。 使回火脆倾向增大，但一些元素如W、Mn能减弱或防止第二类脆性。
变形铝合金
铸造铝合金
防锈铝合金 硬铝合金 超硬铝合金 锻造铝合金 铝硅合金（是最重要、最常用的铸造铝合金） 铝铜合金 铝镁合金 铝锌合金
详见表4—1和4—2 二、铜及铜合金 1、铜及铜合金的性能特点 （1）优异的电导性、热导性。 （2）良好的耐蚀性。 （3）独具的机械性能。（耐磨性和减摩性） （4）良好的加工性能 2、常用铜合金的分类、性能和用途 分为黄铜、青铜和白铜。黄铜应用最广泛。详见表4—3、4—4和4—5
二、合金钢的分类
合金钢的分类有三种： 按成 按合金元素的总含量分：低（5%以下）中（5~10%）高 分 按所含主加合金元素种类来分：锰钢、硅钢、铬镍钢、 按正火后组织分：奥氏体钢、铁素体钢、珠光体钢、马氏体钢 按用途来分： 合金结构钢：普通低合金钢、渗碳钢、调质钢等 合金工具钢：刃具钢、模具钢、量具钢 特殊性能钢：不锈钢、耐热钢、耐磨钢
陶瓷材料的性能特点是：极高的耐热性和化学稳定性、很高的硬度 和良好的抗压能力、较高的耐磨性和良好的减摩性、优异的绝缘性和不 老化性、比可燃性。但脆性很大，温度急变抗力很低，抗拉、抗弯能力 较差，加工困难。 常用的特种陶瓷和金属陶瓷有：氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物 陶瓷。它们广泛用于切削工具、耐磨耐蚀零件、耐热材料、绝缘材料和 高温构件。 三、塑料的分类、性能特点及其应用 塑料是高分子材料，它的主要成分是树脂，其次是填料，另外还有 一些其他的添加剂。 热塑性塑料 1、塑料的分类 按其热性能 常用的分类有两种： 热固性塑料 通用塑料 按使用范围 工程塑料 耐热塑料 2、塑料的性能特点 塑料具有比强度高，良好的耐蚀性、电绝缘性、耐磨性、减摩性和 成型工艺性，较小的介电损耗，但强度、硬度较低，耐热性差和易蠕变。
常用合金钢牌号及其应用优秀课件
c、 由于强碳化物形成元素使奥氏体成分难以均 匀化，提高淬火温度或延长保温时间可使奥 氏体成分均匀化（C曲线右移），这也是提高 合金钢淬透性的有效方法。
d、 对A晶粒度的作用：Al、Ti、Nb、V、Zr 能
形成微细的碳化物质点，且熔点很高，能强
烈地抑制奥氏体晶粒长大（高温下）。W、 Mo、Cr有一定的阻碍作用，而 C、Mn、P
共析点右移表明，在含碳量相同的 条件下，合金钢组织中铁素体含量比碳 钢多。
由于组织中存在硬而脆的碳化物，铁素体含 量会保证塑、韧性，而强度、硬度仍较高。
无论共析点S左移还是右移，表明合金钢 的含碳量不能和碳钢一样以2.11%为上限。
有些合金钢，含碳量很高，但由于有相当 数量的铁素体存在，其塑性、韧性仍然较高。
因此发展合金钢成为必然，二十一世 纪结构材料的重要发展方向之一就是利用 新技术、新工艺改造传统材料——微合金 化高强钢，低合金超高强钢。
二、合金元素的作用
1、 合金元素固溶于铁素体
合金元素固溶于铁素体后，会使α-Fe 晶格产生畸变——固溶强化，使铁素体强 度提高。
当合金元素配比适当时，在提高强度的同 时，并不降低塑性，且有的合金元素（Cr、Ni）
则促进奥氏体晶粒长大（降低Fe原子间的结 合力）。
7、合金元素对过冷奥氏体（C曲线）转 变的影响
除Co以外，其它合金元素溶入奥氏体，都 增大其稳定性，使C曲线右移。
① 碳化物形成元素（Ti、Nb、V、W、Mo）含量
较多时，使C曲线形状发生改变，强烈推迟珠 光体转变，而对贝氏体转变推迟较小；同时升 高珠光体转变的温度，降低贝氏体转变温度， 出现两组C曲线。
如：我国的Cr12W，2.3%C 美国的D6、D7，2.35%C
6、合金元素对钢加热时组织转变的影响
第六章-合金钢PPT课件
Y40CrSCa
四、渗碳钢 用于制造渗碳零件的钢
1. 用途 表面承受强烈的磨损，并承受动载荷 的零件。如，齿轮
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2. 性能要求 表面具有较高的硬度、疲劳强度 中心具有较高的韧性和足够的强度
3. 成分特点 C﹪：低碳，保证心部的韧性。 0.1～0.25﹪ 主加元素：Cr , Ni , Mn等，↑淬透性 强化铁素体，提高心部性能
碳化物数量及分布状况有关 高碳马氏体+均匀细小碳化物
这种组织的硬度和耐磨性高 所以，刃具钢都是高碳钢
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2. 高的红硬性 红硬性：在高温下刃具仍高硬度的能力
又称热硬性 回火稳定性越高，红硬性越好
3. 一定的强度、塑性和韧性
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（三）碳素刃具钢
T7～T13
T7A～T13A
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三、模具钢 模具钢种类：①冷作模具钢
②热作模具钢 （一）冷作模具钢 1. 工作条件 在接近室温的状态对金属进行塑性变形， 模具承受大的载荷，如剪力、压力弯力矩， 且受冲击；同时模具与坯料之间发生强烈的摩擦
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2. 性能要求 高硬度；高耐磨性，尺寸精度； 足够的强度和韧性 3. 成分 与刃具钢相同，是高碳钢 中小型模具：T10A 9SiCr 9Mn2V CrWMn 大型模具：Cr12 Cr12MoV
如，9SiCr 高速钢不标旱碳量，如W18Cr4V 合金工具钢都是高级优质钢，故不标A
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二、刃具钢 （一）工作条件 其任务是进行切削 刀具承受压力；有相对摩擦，产生热量，
切削速度越大，温度越高；承受一定的 冲击和振动
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（二）性能要求 1. 高的硬度和耐磨性 高硬度：主要取决于含碳量 高耐磨性：不仅取决于高硬度，也与钢中
合金钢 PPT课件
§4.2
合金结构钢
牌号及其表示方法
一般表示方法：“两位数字+元素符号+数字+……”
表示含碳量，万 分之一为单位
高级优质钢在最后 加A表示
表示合金含量，百分之一为 单位，四舍五入取整，当含 碳量低于1.5%时，数字省略
举例
60Si2Mn 18Cr2Ni4WA
w(C)=0.6%, w(Si)=1.5-2.4%, w(Mn) ﹤1.5% w(C)=0.18%, w(Cr)=1.5-2.4%, 高级优质钢 w(Ni) =3.5-4.4%, w(W)﹤1.5%
化学成分：w(C) =（0.3-0.6）%，
Cr、Ni、Mn 提高淬透性和强度 W、Mo、V 产生二次硬化，提高红硬性
应用：中小型模具 —— 5CrMnMo 等。
大型模具 —— 6Cr2W8V等，淬透性好。
量具钢
三、量具钢：用于制造卡尺、千分尺、样板、塞规、块规、螺旋测微
仪等各种测量工具的钢
性能要求：高的硬度和耐磨性、良好的尺寸稳定性。
§4.1
合金钢
§4.1
合金钢
1. 什么是合金钢？ 在冶炼碳素钢时有目的的加入一种或几种合金元素 所得到的具有特定性能的钢。 2. 常加入的合金元素有哪些？ Mn、Si、Ni、V、Mo、Cr、Ti、B、Al等 3. 为什么要加入这些合金元素？ 有针对性地改善钢的淬透性、强硬度、高温强度、耐 磨性、耐腐蚀性、导电性和磁性等性能。
细化晶粒，进一步增加回火稳定性
性能：
HRC60以上，使用温度200-600℃
刃具钢
常用的低合金刃具钢
9SiCr、9Mn2V等，用于几何形状复杂、加工精度要求较高、切削速 度不大的板牙、丝锥、铰刀、搓丝板等
合金钢全部课件
Anming Li, Dept of MSE,hpu
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材料科学与工程学院
（3）性能：
（4）用途：
渗C钢：
用于承受冲击载荷，且耐磨的零件。
例：汽车后桥主动轮齿轮。
调质钢：用于运转平稳，要求好的综合性能的零件。
例： 一般的齿轮、轴、连杆等。
钢号及热处理
σb
(MPa)
σs
(MPa)
δ
％
ψ
(%)
20CrMnTi 渗C→淬火+200 0C
耐低温
碳钢在韧脆转换温度以下变脆
耐腐蚀
碳钢不能抵御大气、酸碱盐的腐蚀
导磁性
碳钢的导磁率较低
无磁性
碳钢在磁场中不可避免会被磁化
2024/7/17
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正是碳钢的不足，促进了合金钢的发展
合金钢的发展，促进了工业技术的进步
长 江 上 的 三 座 桥
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根据强韧要求不同，采用不同的回火温度。
例： 40CrNiMo 850℃油淬后：
回火温度对40CrNiMo力学性能的影响
回火温度℃
σb(MPa)
δ％
ψ(%)
ak(J/mm2)
600
850
12
55
0.9
200
1500
大型热卷弹簧
2）Si可以有效提高钢的比例极限
Cr、Si、Mn 可提高淬透性；
3）Si、V的使用可以提高
回火稳定性。
3、热处理及典型钢种：
合金钢全部PPT课件
汽车锻模
16.03.2021
2021
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三、量 具 钢
1、用途及性能：
用途：制造卡尺，量规、塞规等；
卡尺
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量规
2021
千分尺
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2、 成分特点：
高碳: 0.9～1.5 %; 合金元素: Cr、 Mn、W。
3、热处理及典型钢种：
简单量具：T10A、T12A、65Mn等。 形状复杂、高精度：CrWMn、GCr15。
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热作模钢 ( hot-working die steel )
1、用途及性能：
用途：
对高温金属进行变形的模具； 如热锻模、热挤压模等。
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成分特点：
中碳＋提高淬透性元素＋提高回火稳定性元素 ＋防止第二类回火脆性元素
3、S、P量较低的高级优质钢，加A 4、特殊标注：
高速钢，例如：W18Cr4V；
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2021
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一、合金刃具钢
alloy cutting tool steel
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2021
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什么是合金刃具钢？
用于制造各类切削刀具的合金钢。
（alloy cutting tool steel）
塑性变形
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挤裂
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2021
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工作特点
《第六章合金钢》PPT课件_OK
• 为得到较好的塑性和焊接性，普通低合金结构钢 大多是低碳钢，含碳量控制在0.2％以下。普通低合 金结构钢的主加元素是锰，其原因在于锰的资源丰富， 以及锰强化铁素体的效果显著；锰能降低钢的冷脆温 度；另外，加锰后还使组织中的珠光体含量增加，从 而进一步提高钢的强度。
15
• 常用的普通低合金结构钢按其屈服强度的高低分 为6个级别，300、350、400、450、500、550一650 （MPa）。
14
• 2．普通低合金结构钢
• 普通低合金结构钢，也称普低钢，又称普通低合 金高强度钢，它是在碳素结构钢的基础上，加入少量 的合金元素发展起来的。普通低合金结构钢的强度较 高，具有较好的韧性和塑性以及良好的焊接性能和耐 蚀性。由于强度高，所以1t普通低合金钢可代替 1.2~2.0 t普碳钢使用，从而可减轻构件重量。
• 3）高淬透性调质钢。典型钢种是40CrNiMoA，这类钢 的油淬临界直径最大为60~100mm，多半为铬镍钢。铬、 镍的适当配合，可大大提高淬透性，并能获得优良的 综合力学性能。用于制造大截面、承受重负荷的重要 零件，如汽轮机主轴、压力机曲轴、航空发动机曲轴 等。
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• 5．弹簧钢 • 弹簧是各种机器和仪表中的重要零件。要求制造弹
• Ｓ点和Ｅ点左移，使共析和共晶成分中的含碳 量减少，原来是亚共析碳钢的可能变成共析或过共 析组织；含碳量ωc＜2.11％的钢中出现莱氏体，例 如高速钢(ωc＝0.7一0.8％)，但在铸态组织中就有莱 氏体，故又称莱氏体钢。
10
• 6、1、3 合金元素对钢在加热和冷却时转变影响 • 1、对钢在加热转变的影响 • （1）对奥氏体化的影响 • （2）对奥氏体晶粒尺寸的影响 • 2、对过冷奥氏体转变的影响
1Cr18Ni9等均为奥氏体钢。
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• 常用的普通低合金结构钢按其屈服强度的高低分 为6个级别，300、350、400、450、500、550一650 （MPa）。
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• 2．普通低合金结构钢
• 普通低合金结构钢，也称普低钢，又称普通低合 金高强度钢，它是在碳素结构钢的基础上，加入少量 的合金元素发展起来的。普通低合金结构钢的强度较 高，具有较好的韧性和塑性以及良好的焊接性能和耐 蚀性。由于强度高，所以1t普通低合金钢可代替 1.2~2.0 t普碳钢使用，从而可减轻构件重量。
• 3）高淬透性调质钢。典型钢种是40CrNiMoA，这类钢 的油淬临界直径最大为60~100mm，多半为铬镍钢。铬、 镍的适当配合，可大大提高淬透性，并能获得优良的 综合力学性能。用于制造大截面、承受重负荷的重要 零件，如汽轮机主轴、压力机曲轴、航空发动机曲轴 等。
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• 5．弹簧钢 • 弹簧是各种机器和仪表中的重要零件。要求制造弹
• Ｓ点和Ｅ点左移，使共析和共晶成分中的含碳 量减少，原来是亚共析碳钢的可能变成共析或过共 析组织；含碳量ωc＜2.11％的钢中出现莱氏体，例 如高速钢(ωc＝0.7一0.8％)，但在铸态组织中就有莱 氏体，故又称莱氏体钢。
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• 6、1、3 合金元素对钢在加热和冷却时转变影响 • 1、对钢在加热转变的影响 • （1）对奥氏体化的影响 • （2）对奥氏体晶粒尺寸的影响 • 2、对过冷奥氏体转变的影响
1Cr18Ni9等均为奥氏体钢。
工程材料第六章 合金钢PPT课件
合金元素 以Mn为主(国外以Cr、 Ni为主)，最高含 锰量可达1.8％，并辅助加以少量的V、 Ti、 Mo、Nb、 B等 元素。其主要作用是强化铁素体，细化铁素体晶粒，使钢的 强度与韧性都得到改善；加入少量的 P、 Cu元素是为了提 高钢对大气的腐蚀抗力，但P和Cu的含量都不能高，否则将 引起钢的脆性。
提高钢的回火稳定性的作用较 强的合金元素有： V，Si， Mo， W， Cr，Ni， Mn， Co。
0.35％C的Mo钢中Mo 含量对回火硬度的影响
（2）二次硬化和二次淬火
二次硬化：在一些含W、Mo、V较多的钢中，回火后的 硬度随回火温度的升高不是单调的降低，而是在某一回火后， 硬度反而增加。这种在一定温度下硬度出现峰值的现象称为二 次硬化。（见下图）
2．合金元素对过冷奥氏体分解过程的影响 （1）、对钢的 C-曲线 的影响
几乎所有溶入A的合金元素（除Co外）都使C曲线向右 移动，即减慢珠光体类型转变产物的形成速度。提高钢的淬 透性,过冷奥氏体稳定性增加。
非碳化物形成元素，只使 C曲线右移，但不改变 C曲线 的形状，如图中(b)所示。
碳化物形成元素，不仅使 C曲线右移，而且还改变C曲 线的形状，如图中(c)所示。结果都是提高了钢的淬透性。
调质钢
量具钢
弹簧钢 轴承钢 易切削钢。
不锈钢 特殊钢： 耐热钢
耐磨钢 磁钢等
2、合金钢的编号 字母 + 数字 + 化学元素符号 + 数字 + 字母
表示某些
表示含
专门用途
碳量以
钢例如
万分之一
“G”、“Y” 或千分之一
或无
为单位
或无
合金 元素
合金元素 的名义 百分含量 或无
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39、没有不老的誓言，没有不变的承 诺，踏 上旅途 ，义无 反顾。 40、对时间的价值没有没有深切认识 的人， 决不会 坚韧勤 勉。
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
课题六 掌握常用合金钢的性能与应用
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三要素 。
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
课题六 掌握常用合金钢的性能与应用
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三要素 。