第六章工业用钢14697共42页文档
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2、对过冷奥氏体转变的影响
（1）、除钴外，大多数合金使C曲线向右移动，对热处理有利 （2）、产生马氏体钢 （3）、使马氏体点下降，并增加残余奥氏体量
3、对wk.baidu.com火的影响：
（1）、使得耐回火性提高了 （2）、产生二次硬化
合金元素对钢的热处理的影响
1
.
对
的 影 响
加 热 时 奥
氏
体
化
➢对形成A速度的影响(由C来控制) Co、Ni加速扩散 Mo、W、V、Ti阻碍扩散
第6章 工业用钢
3、碳素工具钢 牌号：用“T”加数字表示，该数字表示钢中平均含
碳量的千倍。 如： T8， T9等。 T8：表示碳的平均含碳量为0.8%的碳素工具钢。
用途：用来制作各种刀具、量具和模 具。 4、易切削用钢：主要用在自动机床上加工大批量的零件，如
螺钉，螺母等。其牌号如：Y20,表示易切削结构钢，其平 均含碳量为0.2%。 5、铸钢：用于浇注成铸件的钢。其强度高于各类铸铁，同时 具有良好的塑性和韧性，适于制造形状复杂、强度和韧性 要求高的零件，如火车轮、大齿轮等。其牌号如：ZG230450。
合金元素对Fe-C合金相图的影响 （点、线、区）
扩大奥氏体区： C、N、Co、 Ni、Mn、Cu
奥氏体形成元素Mn 对相图的影响：
低温、低碳
合金元素对Fe-C合金相图的影响 （点、线、区）
缩小奥氏体区： Cr、Mo、W、 V、Ti、Si、Al
铁素体形成元素Cr 对铁碳合金相图的影 响:高温、低碳
➢碳化物形成元素：V、W、Mo、 Cr、Ti不仅使C曲线右移，而且分离成两 个“鼻子”
合金元素对钢的热处理的影响
3. 合 金元 素对 C曲 线的 影响
合金元素对钢的热处理的影响
4. 对 过冷 奥氏 体Ms、 A残的 影响
合金元素对Ms点的影响
对残余奥氏体的影响
合金元素对钢的热处理的影响
.
5 ➢提高钢的回火稳定性：Cr Mo W V Nb Si
二、优质碳素结构钢
1、主要特点：价格适中、工艺性较好。 2、用途：用于制造重要结构零件，经过热处理后表现出良好的性能 （1）08F用于冷冲压件、如汽车外客、仪表外客 （2）、10-25号钢用于焊接容器、小轴、法兰盘、螺母、螺栓等。 （3）、30-55号钢用于受力较大的机械零件曲轴、连杆、齿轮等。 （4）、60号以上的钢用于各种弹簧、高强度钢丝、耐磨件等。 （见书
第6章 工业用钢
第二节 杂质元素和合金元素对钢作用
一主要常用元素在合金中的应用
1、硅和锰的影响：
有益元素。不但可以溶于F中，产生强化作用，使 钢的强度和硬度提高；而且Mn能消除硫对钢的危害。
2、磷的影响：
有害元素，使钢产生冷脆性。
3、硫的影响：
有害元素，使钢产生热脆性。
第6章 工业用钢
二、合金元素对钢性能的影响 1、提高了钢的力学性能
（1）、使奥氏体相区扩大，在常温下保持稳定的奥氏体。 （2）、形成奥氏体钢
2、铬、钼、钛、硅等对奥氏体相区影响
（1）、奥氏体相区缩小 （2）、使钢在高温下与常温下保持铁素体组织这类钢称铁素体钢
（二）、合金元素对S、E的影响
1、使得S、E点向左移动，使共析钢的含碳量和奥氏体对碳的最大溶解度下降 2、当含碳量在0.7-0.8的铸态组织中就有莱氏体。即产生莱氏体钢
对 回
➢产生二次硬化：Mo W V Ti在500~600℃
火
回火时硬度升高
转
变 ➢回火脆性:
的 影
第一类： 250~400℃ 不可逆
响
第二类： 500~600℃可逆(Cr Mn Ni)
合金元素对钢的热处理的影响
.
6
对
回
火
转
变
的
影
响
合金钢回火
脆性示意图
第6章 工业用钢
第三节非合金钢
一、碳素结构钢
1、主要特点：价格低、工艺性能优良 2、用途：制造一般工程结构及普通的机械零件。 3、常见的钢：Q195、Q215、Q235、Q275（见书P76）
合金元素对Fe-C合金相图的影响 （点、线、区）
0.77％
缩小γ区 727℃
扩大γ区
使S、E点的含碳量降低（共析温度、成分）
第6章 工业用钢
四、合金元素对热处理的影响
1、对奥氏体化和晶粒的影响
（1）、减缓奥氏体形成：炭化物阻碍碳原子迁移导致的，使得形成奥氏体化温度
更高，保温时间更长。
（2）、 合金炭化物阻碍晶粒的长大，所以热处理是不容易。过热
• 常用合金元素：Mn、Si、Cr、Mo、W、V、 Ti、Nb、Zr、Ni、RE(稀土)
• 合金元素分类（根据与碳亲和力的大小）：
– 强碳化物形成元素：Mo、W、Fe、 V、Ti、Nb、Zr
– 弱碳化物形成元素： Mn、Cr
– 非碳化物形成元素： Si、Cu、Co、 Ni、Al、N、B
❖合金元素对钢的相变、组织和性能的影响 都取决于它们与钢中的Fe或C的相互作用
（1）、强化铁素体：大部分合金溶于铁素体引起晶格基变，产生固溶体强化
（2）、钛、钒等合金元素的加入提高了钢的强度和硬度，细化了晶
粒，也提高了塑性与韧性。
（3）、形成炭化物：如：WC、VC、等炭化物，提高了钢的强度、硬度， 但塑性下降。
合金元素对钢的力学性能的影响
合金元素对铁素体性能的影响(退火状态)
➢对A晶粒度的影响 P、Mn促进 Ti、Nb、V强烈阻碍(AlN) W、Mo、Cr有一定阻碍作用 Si、Ni、Co、Cu影响不大
合金元素对钢的热处理的影响
2. 对 过冷 奥氏 体分 解过 程的 影响
等温转变C曲线的位置与形状：
➢非(弱)碳化物形成元素： Ni、 Si、 Mn 、 Cu溶入奥氏体、增大稳定性，使C曲线右 移、Ms点降低
铸钢
二、合金钢
第6章 工业用钢
二、 钢的牌号及其应用
1、碳素结构钢： 牌号：Q+屈服点数值。 例如： Q195， Q 275等。 用途：薄板，铁丝，钉，小轴，螺栓等。
2、优质碳素结构钢： 牌号：用两位数字表示，该数字表示钢中平均含碳量的 万倍。 例如： 08F，20，45，60等。
用途：用作各种较重要的机器零件 如：齿轮、主轴等。
第6章 工业用钢
二、合金元素对钢性能的影响
2、使钢具有某些特殊性能 铬、锰等合金元素的加入使钢具有了耐高
温、耐热、耐磨、不生锈等特殊性能。 3、提高了钢的淬透性
铬、硅、镍、锰、硼等合金元素的加入提 高钢的淬透性。
第6章 工业用钢
三、合金元素对相图的影响
（一）、合金元素对奥氏体的影响
1、镍、锰对奥氏体相区的影响
第6章 工业用钢
高炉
第6章 工业用钢
电弧炉
第6章 工业用钢
第一节 钢的分类与编号
一、钢的分类
低碳钢 0.0218 % <C< 0.25% 1、按含碳量分 中碳钢 0.25 % <C< 0.6%
一、碳素钢
高碳钢 0.6% <C<2.11% 碳素结构钢
优质碳素结构钢
钢
2、按质量和用途分 碳素工具钢
易切削结构钢
（1）、除钴外，大多数合金使C曲线向右移动，对热处理有利 （2）、产生马氏体钢 （3）、使马氏体点下降，并增加残余奥氏体量
3、对wk.baidu.com火的影响：
（1）、使得耐回火性提高了 （2）、产生二次硬化
合金元素对钢的热处理的影响
1
.
对
的 影 响
加 热 时 奥
氏
体
化
➢对形成A速度的影响(由C来控制) Co、Ni加速扩散 Mo、W、V、Ti阻碍扩散
第6章 工业用钢
3、碳素工具钢 牌号：用“T”加数字表示，该数字表示钢中平均含
碳量的千倍。 如： T8， T9等。 T8：表示碳的平均含碳量为0.8%的碳素工具钢。
用途：用来制作各种刀具、量具和模 具。 4、易切削用钢：主要用在自动机床上加工大批量的零件，如
螺钉，螺母等。其牌号如：Y20,表示易切削结构钢，其平 均含碳量为0.2%。 5、铸钢：用于浇注成铸件的钢。其强度高于各类铸铁，同时 具有良好的塑性和韧性，适于制造形状复杂、强度和韧性 要求高的零件，如火车轮、大齿轮等。其牌号如：ZG230450。
合金元素对Fe-C合金相图的影响 （点、线、区）
扩大奥氏体区： C、N、Co、 Ni、Mn、Cu
奥氏体形成元素Mn 对相图的影响：
低温、低碳
合金元素对Fe-C合金相图的影响 （点、线、区）
缩小奥氏体区： Cr、Mo、W、 V、Ti、Si、Al
铁素体形成元素Cr 对铁碳合金相图的影 响:高温、低碳
➢碳化物形成元素：V、W、Mo、 Cr、Ti不仅使C曲线右移，而且分离成两 个“鼻子”
合金元素对钢的热处理的影响
3. 合 金元 素对 C曲 线的 影响
合金元素对钢的热处理的影响
4. 对 过冷 奥氏 体Ms、 A残的 影响
合金元素对Ms点的影响
对残余奥氏体的影响
合金元素对钢的热处理的影响
.
5 ➢提高钢的回火稳定性：Cr Mo W V Nb Si
二、优质碳素结构钢
1、主要特点：价格适中、工艺性较好。 2、用途：用于制造重要结构零件，经过热处理后表现出良好的性能 （1）08F用于冷冲压件、如汽车外客、仪表外客 （2）、10-25号钢用于焊接容器、小轴、法兰盘、螺母、螺栓等。 （3）、30-55号钢用于受力较大的机械零件曲轴、连杆、齿轮等。 （4）、60号以上的钢用于各种弹簧、高强度钢丝、耐磨件等。 （见书
第6章 工业用钢
第二节 杂质元素和合金元素对钢作用
一主要常用元素在合金中的应用
1、硅和锰的影响：
有益元素。不但可以溶于F中，产生强化作用，使 钢的强度和硬度提高；而且Mn能消除硫对钢的危害。
2、磷的影响：
有害元素，使钢产生冷脆性。
3、硫的影响：
有害元素，使钢产生热脆性。
第6章 工业用钢
二、合金元素对钢性能的影响 1、提高了钢的力学性能
（1）、使奥氏体相区扩大，在常温下保持稳定的奥氏体。 （2）、形成奥氏体钢
2、铬、钼、钛、硅等对奥氏体相区影响
（1）、奥氏体相区缩小 （2）、使钢在高温下与常温下保持铁素体组织这类钢称铁素体钢
（二）、合金元素对S、E的影响
1、使得S、E点向左移动，使共析钢的含碳量和奥氏体对碳的最大溶解度下降 2、当含碳量在0.7-0.8的铸态组织中就有莱氏体。即产生莱氏体钢
对 回
➢产生二次硬化：Mo W V Ti在500~600℃
火
回火时硬度升高
转
变 ➢回火脆性:
的 影
第一类： 250~400℃ 不可逆
响
第二类： 500~600℃可逆(Cr Mn Ni)
合金元素对钢的热处理的影响
.
6
对
回
火
转
变
的
影
响
合金钢回火
脆性示意图
第6章 工业用钢
第三节非合金钢
一、碳素结构钢
1、主要特点：价格低、工艺性能优良 2、用途：制造一般工程结构及普通的机械零件。 3、常见的钢：Q195、Q215、Q235、Q275（见书P76）
合金元素对Fe-C合金相图的影响 （点、线、区）
0.77％
缩小γ区 727℃
扩大γ区
使S、E点的含碳量降低（共析温度、成分）
第6章 工业用钢
四、合金元素对热处理的影响
1、对奥氏体化和晶粒的影响
（1）、减缓奥氏体形成：炭化物阻碍碳原子迁移导致的，使得形成奥氏体化温度
更高，保温时间更长。
（2）、 合金炭化物阻碍晶粒的长大，所以热处理是不容易。过热
• 常用合金元素：Mn、Si、Cr、Mo、W、V、 Ti、Nb、Zr、Ni、RE(稀土)
• 合金元素分类（根据与碳亲和力的大小）：
– 强碳化物形成元素：Mo、W、Fe、 V、Ti、Nb、Zr
– 弱碳化物形成元素： Mn、Cr
– 非碳化物形成元素： Si、Cu、Co、 Ni、Al、N、B
❖合金元素对钢的相变、组织和性能的影响 都取决于它们与钢中的Fe或C的相互作用
（1）、强化铁素体：大部分合金溶于铁素体引起晶格基变，产生固溶体强化
（2）、钛、钒等合金元素的加入提高了钢的强度和硬度，细化了晶
粒，也提高了塑性与韧性。
（3）、形成炭化物：如：WC、VC、等炭化物，提高了钢的强度、硬度， 但塑性下降。
合金元素对钢的力学性能的影响
合金元素对铁素体性能的影响(退火状态)
➢对A晶粒度的影响 P、Mn促进 Ti、Nb、V强烈阻碍(AlN) W、Mo、Cr有一定阻碍作用 Si、Ni、Co、Cu影响不大
合金元素对钢的热处理的影响
2. 对 过冷 奥氏 体分 解过 程的 影响
等温转变C曲线的位置与形状：
➢非(弱)碳化物形成元素： Ni、 Si、 Mn 、 Cu溶入奥氏体、增大稳定性，使C曲线右 移、Ms点降低
铸钢
二、合金钢
第6章 工业用钢
二、 钢的牌号及其应用
1、碳素结构钢： 牌号：Q+屈服点数值。 例如： Q195， Q 275等。 用途：薄板，铁丝，钉，小轴，螺栓等。
2、优质碳素结构钢： 牌号：用两位数字表示，该数字表示钢中平均含碳量的 万倍。 例如： 08F，20，45，60等。
用途：用作各种较重要的机器零件 如：齿轮、主轴等。
第6章 工业用钢
二、合金元素对钢性能的影响
2、使钢具有某些特殊性能 铬、锰等合金元素的加入使钢具有了耐高
温、耐热、耐磨、不生锈等特殊性能。 3、提高了钢的淬透性
铬、硅、镍、锰、硼等合金元素的加入提 高钢的淬透性。
第6章 工业用钢
三、合金元素对相图的影响
（一）、合金元素对奥氏体的影响
1、镍、锰对奥氏体相区的影响
第6章 工业用钢
高炉
第6章 工业用钢
电弧炉
第6章 工业用钢
第一节 钢的分类与编号
一、钢的分类
低碳钢 0.0218 % <C< 0.25% 1、按含碳量分 中碳钢 0.25 % <C< 0.6%
一、碳素钢
高碳钢 0.6% <C<2.11% 碳素结构钢
优质碳素结构钢
钢
2、按质量和用途分 碳素工具钢
易切削结构钢