合金结构钢和工具钢总结
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一般供应状态(热轧空冷)下直接使用,不热处理。焊接结构可进行一次正火,改善焊区性能
合金渗碳钢
①低C: 0.1%～0.25%②加入提高淬透性元素Cr,Ni,Mn,B③加入Mo,W,V,Nb,Ti等阻碍A晶粒长大和形成ｋ,提高耐磨性④限制Mn,Cr含量,降低渗层A'％⑤Ni增加渗层塑、韧性
①渗层硬度高,耐磨,抗接触疲劳,且有适当塑性,韧性②心部高韧性和足够强度③良好的热处理工艺性能
一般渗碳前正火,渗碳后进行:①一次(二次)淬火②直接淬火③对重要零件,为减少A'进行尺寸稳定化处理(如冷处理)最后进行:低温回火
合金调质钢
①中C：0.25%～0.50%,以0.4左右为主②加入提高淬透性元素Cr,Ni,Mn,Si,B③加入Mo,W消除回火脆性④加入强ｋ形成元素提高回火稳定性和细化晶粒⑤Ni,Si,Mn可强化Ｆ
①热成形法制弹簧：热轧钢丝钢板→卷弯曲成型→淬火+中温回火→喷丸②冷成形法制弹簧：钢丝钢板→淬火+中温回火→冷卷弯曲成型→去应力→喷丸
滚珠轴承钢
①高C:0.95%～1.05%②Cr为基本元素:提高淬透性;细化ｋ;提高耐磨性和接触疲劳抗力;增加Ａ'%③加入Si,Mn提高淬透性;加入V耐磨性,防止过热④纯度要求极高⑤GCr15中含Cr%≈1.5%
球化退火＋机加工＋淬火＋低温回火
高速钢
①高C:0.7 %～1.5 %②加入Cr提高淬透性③加入W,Mo提高热硬性④加入V提高耐磨性
①高硬度:HRC＞60②高耐磨性③高热硬性④足够塑性和韧性
M'＋合金ｋ＋少量A'
①W系:W18Cr4V②W-Mo系:W6Mo5Cr4V2作高速切削刃具,铸造组织有鱼骨状共晶Ld
钢种
成分特点与合金化原则
性能特点wenku.baidu.com
使用态组织
典型钢号及其应用
热处理特点
低合金高强度钢
①低C:＜0.2%②ME以Mn为主,Mn和Si固溶强化③加入V,Nb,Ti等元素细化F晶粒和细化k而沉淀强化④加入P、Cu抗腐蚀
①高强度:σs＞300MPa②高韧性③良好焊接性能和冷成形性能
P细＋F
按σs分6级:①低强度级别:16Mn一般工程结构②中等强度级别:15MnVN大型桥梁,锅炉,船舶,焊接结构.③高强度级别:18MnMoNb高压锅炉,高压容器
合金工具钢
低合金刃具钢
①高C:0.9 %～1.1 %②加入Cr,Mn,Si提高淬透性③加入Si提高回火稳定性④加入W,V提高耐磨性⑤加入W,V细化晶粒
①高硬度:HRC＞60②高耐磨性③高热硬性④足够塑性和韧性
M'＋合金ｋ＋少量A'
①Si-Cr系:9SiCr如,板牙,丝锥,冷冲模,木工工具,低速切削刃具②Cr系:Cr,Cr06如,样板,铰刀,插刀,剃刀,刀片,刮刀,锉刀等.③Cr-W-Mn系:CrWMn如拉刀,冲模,样板,量规④W和Cr-W系:W,W2,CrW小麻花钻,低速切削刃具
高水平综合机械性能,能满足多种和较复杂的工作条件
S'
①低淬透性:40Cr,40MnB一般尺寸重要零件,如齿轮,主轴②中淬透性:30CrMnSi,42CrMo截面尺寸较大零件,如曲轴,连杆.③高淬透性:40CrNiMo,37CrNi3适合大截面重载重要零件,如汽轮机主轴和叶轮
一般:油淬+高温回火,调质后:①表面淬火;②专门化学热处理(如氮化) (38CrMoAl氮化钢)
表层：ｋ＋M'＋少量A'心部：①淬透，低C的M'＋少量A'
②未淬透，M'＋少量F＋少量A'
①低淬透性:20Cr,15Cr冲击载荷小的耐磨件,如小轴,活塞销,小齿轮.②中淬透性:20CrMnTi有良好的力性和工艺性能,适合高速,较高载荷,有冲击的耐磨件,如重要齿轮,连轴器,十字销头.③高淬透性:18Cr2Ni4WA适合重载大截面重要耐磨件,如柴油机曲轴,连杆
合金弹簧钢
①中高C:0.45%～0.70%②加入Si,Mn为主要元素:提高淬透性也提高屈强比③加入Cr,W,V也提高淬透性④加入Si-Cr不易脱C,加入Cr-V细化晶粒,耐冲击,高温强度好
①高σe和σs ,高屈强比②高疲劳抗力③足够塑韧性,能承受震动,冲击④有较好淬透性,不易脱C,易卷绕成形
T'
①以Si,Mn合金化：65Mn, 60Si2Mn用于汽车,拖拉机,机车的板簧和螺旋弹簧②以Cr,V,W合金化:50CrVA 350℃～400℃以下重载,较大型弹簧,如高速柴油机气门弹簧.
锻造，球化退火＋1280℃淬火＋550℃～570℃回火(三次)：若冷处理只需一次回火
①高接触疲劳强度②高硬度和耐磨性③足够的韧性和淬透性④一定耐蚀能力和良好尺寸稳定性
M'＋细ｋ＋少量A'
①Cr轴承钢: GCr15中小型轴承,冷冲模,量具,丝锥.②添加Mn,Si,Mo,V的轴承钢:GCr15SiMn,制造大型轴承.
①正火:消除Cm网②球化退火:便于切削,使ｋ细小均匀,为淬火作准备③淬火:细针M+细小K+A，④冷处理:(精密零件)尺寸稳定⑤回火:低温回火⑥时效:120℃～140℃,10～20h去应力,稳定尺寸
合金渗碳钢
①低C: 0.1%～0.25%②加入提高淬透性元素Cr,Ni,Mn,B③加入Mo,W,V,Nb,Ti等阻碍A晶粒长大和形成ｋ,提高耐磨性④限制Mn,Cr含量,降低渗层A'％⑤Ni增加渗层塑、韧性
①渗层硬度高,耐磨,抗接触疲劳,且有适当塑性,韧性②心部高韧性和足够强度③良好的热处理工艺性能
一般渗碳前正火,渗碳后进行:①一次(二次)淬火②直接淬火③对重要零件,为减少A'进行尺寸稳定化处理(如冷处理)最后进行:低温回火
合金调质钢
①中C：0.25%～0.50%,以0.4左右为主②加入提高淬透性元素Cr,Ni,Mn,Si,B③加入Mo,W消除回火脆性④加入强ｋ形成元素提高回火稳定性和细化晶粒⑤Ni,Si,Mn可强化Ｆ
①热成形法制弹簧：热轧钢丝钢板→卷弯曲成型→淬火+中温回火→喷丸②冷成形法制弹簧：钢丝钢板→淬火+中温回火→冷卷弯曲成型→去应力→喷丸
滚珠轴承钢
①高C:0.95%～1.05%②Cr为基本元素:提高淬透性;细化ｋ;提高耐磨性和接触疲劳抗力;增加Ａ'%③加入Si,Mn提高淬透性;加入V耐磨性,防止过热④纯度要求极高⑤GCr15中含Cr%≈1.5%
球化退火＋机加工＋淬火＋低温回火
高速钢
①高C:0.7 %～1.5 %②加入Cr提高淬透性③加入W,Mo提高热硬性④加入V提高耐磨性
①高硬度:HRC＞60②高耐磨性③高热硬性④足够塑性和韧性
M'＋合金ｋ＋少量A'
①W系:W18Cr4V②W-Mo系:W6Mo5Cr4V2作高速切削刃具,铸造组织有鱼骨状共晶Ld
钢种
成分特点与合金化原则
性能特点wenku.baidu.com
使用态组织
典型钢号及其应用
热处理特点
低合金高强度钢
①低C:＜0.2%②ME以Mn为主,Mn和Si固溶强化③加入V,Nb,Ti等元素细化F晶粒和细化k而沉淀强化④加入P、Cu抗腐蚀
①高强度:σs＞300MPa②高韧性③良好焊接性能和冷成形性能
P细＋F
按σs分6级:①低强度级别:16Mn一般工程结构②中等强度级别:15MnVN大型桥梁,锅炉,船舶,焊接结构.③高强度级别:18MnMoNb高压锅炉,高压容器
合金工具钢
低合金刃具钢
①高C:0.9 %～1.1 %②加入Cr,Mn,Si提高淬透性③加入Si提高回火稳定性④加入W,V提高耐磨性⑤加入W,V细化晶粒
①高硬度:HRC＞60②高耐磨性③高热硬性④足够塑性和韧性
M'＋合金ｋ＋少量A'
①Si-Cr系:9SiCr如,板牙,丝锥,冷冲模,木工工具,低速切削刃具②Cr系:Cr,Cr06如,样板,铰刀,插刀,剃刀,刀片,刮刀,锉刀等.③Cr-W-Mn系:CrWMn如拉刀,冲模,样板,量规④W和Cr-W系:W,W2,CrW小麻花钻,低速切削刃具
高水平综合机械性能,能满足多种和较复杂的工作条件
S'
①低淬透性:40Cr,40MnB一般尺寸重要零件,如齿轮,主轴②中淬透性:30CrMnSi,42CrMo截面尺寸较大零件,如曲轴,连杆.③高淬透性:40CrNiMo,37CrNi3适合大截面重载重要零件,如汽轮机主轴和叶轮
一般:油淬+高温回火,调质后:①表面淬火;②专门化学热处理(如氮化) (38CrMoAl氮化钢)
表层：ｋ＋M'＋少量A'心部：①淬透，低C的M'＋少量A'
②未淬透，M'＋少量F＋少量A'
①低淬透性:20Cr,15Cr冲击载荷小的耐磨件,如小轴,活塞销,小齿轮.②中淬透性:20CrMnTi有良好的力性和工艺性能,适合高速,较高载荷,有冲击的耐磨件,如重要齿轮,连轴器,十字销头.③高淬透性:18Cr2Ni4WA适合重载大截面重要耐磨件,如柴油机曲轴,连杆
合金弹簧钢
①中高C:0.45%～0.70%②加入Si,Mn为主要元素:提高淬透性也提高屈强比③加入Cr,W,V也提高淬透性④加入Si-Cr不易脱C,加入Cr-V细化晶粒,耐冲击,高温强度好
①高σe和σs ,高屈强比②高疲劳抗力③足够塑韧性,能承受震动,冲击④有较好淬透性,不易脱C,易卷绕成形
T'
①以Si,Mn合金化：65Mn, 60Si2Mn用于汽车,拖拉机,机车的板簧和螺旋弹簧②以Cr,V,W合金化:50CrVA 350℃～400℃以下重载,较大型弹簧,如高速柴油机气门弹簧.
锻造，球化退火＋1280℃淬火＋550℃～570℃回火(三次)：若冷处理只需一次回火
①高接触疲劳强度②高硬度和耐磨性③足够的韧性和淬透性④一定耐蚀能力和良好尺寸稳定性
M'＋细ｋ＋少量A'
①Cr轴承钢: GCr15中小型轴承,冷冲模,量具,丝锥.②添加Mn,Si,Mo,V的轴承钢:GCr15SiMn,制造大型轴承.
①正火:消除Cm网②球化退火:便于切削,使ｋ细小均匀,为淬火作准备③淬火:细针M+细小K+A，④冷处理:(精密零件)尺寸稳定⑤回火:低温回火⑥时效:120℃～140℃,10～20h去应力,稳定尺寸