金属材料热处理合金钢

四、提高钢的淬透性
除钴外，所有的合金元素溶解于奥氏体后，均 可增加过冷奥氏体的稳定性，推迟其向珠光体的转 变，使C曲线右移，从而减小钢的临界冷却速度， 提高钢的淬透性。
常用提高淬透性的合金元素有：钼、锰、铬、 镍（Ni）和硼（B）等。
五、提高钢的回火稳定性
回火稳定性——淬火钢在回火时，抵抗软化的 能力。（淬火钢在回火时抵抗强度、硬度下降的能 力； ）如图
§5－1 合金元素在钢中的主要作用
一、强化铁素体 二、形成合金碳化物 三、细化晶粒 四、提高钢的淬透性 五、提高钢的回火稳定性
一、强化铁素体
大多数合金元素（除铅外）都能溶于铁素体， 形成合金铁素体。
对性能的影响；铁素体的强度、硬度增加， 塑性、韧性有所下降，即产生固溶强化作用；
固溶强化（ Solid solution strengthening ） 融入固溶体中的溶质原子造成晶格畸变， 晶格畸变增大了位错运动的阻力，使滑移难 以进行，从而使合金固溶体的强度与硬度增 加。
§5－2 合金钢的分类和牌号
一、合金钢的分类 二、合金钢的牌号
一、合金钢的分类
1．按用途分类
合金结构钢；普通低合金钢（低合金高强 钢）、渗碳钢、调质钢、弹簧钢、滚动轴承 钢、易切削钢、超高强度钢；（如图） 合金工具钢；刃具钢、模具钢、量具钢。 （如图） 特殊性能钢；不锈钢、耐热钢、耐磨钢、 电工用钢。
如: 06Cr18Ni9表示含碳量不大于0.08%，平均含铬量为 18%，含镍量为9%的铬镍不锈钢；12Cr17表示含碳量不大于 0.15%，含铬量为17%的高碳铬不锈钢。
当含碳量上限≤0.03%，（超低碳），则以三位数表示含 碳量最佳控制值（十万分数计），如：015Cr19Ni11是一种 含碳量上限为0.02%，最佳控制值为0.015%；平均含铬量为 19%，含镍量为11%的极低碳不锈钢。
6．特殊专用钢
特殊专用钢，为表示钢的用途，在钢的牌号前面冠以 汉语拼音字母字头，并不标含碳量，合金元素含量的标注 也和上述有所不同。
1.构件用钢：制造各种大型金属结构-桥梁、船舶、屋 架、容器-又叫做工程用钢。
储气罐
车辆
船舶
Hale Waihona Puke Baidu
桥梁
锉刀
量规
钻头
2．按合金元素总含量分类
低合金钢：合金元素总含量＜5％。 中合金钢：合金元素总含量5％～10％ 高合金钢：合金元素总含量＞10％
二、合金钢的牌号
1．合金结构钢
两位数字（碳含量）＋元素符号（或汉字）＋数字表 示。
对性能的影响
• 合金元素溶入Fe3C内，增强了Fe与C之 间的亲和力，从而提高了渗碳体的稳定 性，使之较难溶于奥氏体，较难聚集长 大；
• 其它类型的碳化物也较难溶于奥氏体， 较难聚集长大，并且熔点、硬度较高；
总之： 这些碳化物的增多，将使钢的强度、硬度增
高，耐磨性增高，但塑性、韧性下降；
三、细化晶粒
当含碳量规定上下有限时，则采用平均含碳量表示（两 位数，万分数计）。如20Cr13其含碳量为0.16~0.25%，平均 含碳量为0.20%，含铬量为13%。
当不锈钢中有意加入铌、钛、锆、氮等元素时，虽然含 量很低也应在牌号中标出。如022Cr18Ti为一种含碳量不大于 0.03%,最佳控制值为0.022%，含铬量18%，含钛量小于1.0% 的不锈钢。
第五章 合金钢
§5－1 合金元素在钢中的主要作用 §5－2 合金钢的分类和牌号 §5－3 合金结构钢 §5－4 合金工具钢 §5－5 特殊性能钢 *§5－6 钢的火花鉴别（实验）
导言
合金钢——在碳素钢的基础上，为了改善钢 的性能，在冶炼时有目的地加入一种或数种合金 元素的钢。
性能：较高的力学性能、淬透性和回火稳定 性等，有的还具有耐热、耐酸、耐蚀等特殊性能。
前面两位数字表示钢的平均含碳量的万分数。 元素符号（或汉字）表明钢中含有的主要合金元素。 后面的数字表示该元素的含量。合金元素含量小于1.5 ％时不标，平均含量为1.5％~2.5％，2.5％~3.5%…时，则 相应地标以2，3…
40 Cr（合金结构钢）
主要合金元素为铬，含量在1.5％以下 平均含碳量为0.40％
几乎所有的合金元素都有抑制钢在加热时奥氏 体晶粒长大的作用，达到细化晶粒的目的。强碳化 物形成元素铌、钒、钛等形成的碳化物、铝（Al） 在钢中形成的AlN和Al2O3细小质点，均能强烈地阻 碍奥氏体晶粒长大，使合金钢在热处理后获得比碳 钢更细的晶粒。
合金钢热处理时加热的目的：
获得成分均匀的奥氏体，使合金元素尽可能 多的溶入奥氏体中，提高淬透性，大多数合 金元素（除少数Ni、Co，主要是碳化物形成 元素）会减慢奥氏体的形成过程。所以合金 钢的奥氏体化温度高，保温时间长。
60 Si2 Mn（合金结构钢）
主要合金元素为锰，含量小于1.5％ 平均含硅量为2％左右 平均含碳量为0.60％
2．合金钢多为优质钢，无需特殊表示。当合金钢 为高级优质钢或特级优质钢时，分别在牌号尾 加A、E表示。必要时可将表示产品用途、特性 或工艺方法的字符加在牌号尾部。
3．合金工具钢
与合金结构钢的区别仅在于碳含量的表示方法，它用1 位数字表示平均含碳量的千分数，当碳含量≥1.0％时，则不 予标出。合金元素含量表示方法与合金结构钢相同，当平均 含铬量小于1%时，在铬含量（以千分数计）前加数字“0”。
4．高速钢
含碳量均不标出，如W18Cr4V钢的平均含碳量为0.7％～ 0.8％。
5．特殊性能钢
不锈钢或耐热钢的牌号用两位或三位阿拉伯数字表示含碳 量的最佳控制值（以万分之几或十万分之几计），合金元素 含量的表示方法与合金结构钢相同，当材料只规定含碳量上 限时，若含碳量上限≤0.10%，则以其上限值的3/4表示，若含 碳量上限＞0.1%时，则以其上限值的4/5表示（两位数，万分 数计）。
二、形成合金碳化物
1．合金渗碳体 锰、铬、钼、钨等弱、中强碳化物形成元素
一般倾向于形成合金渗碳体，合金渗碳体较渗碳 体略为稳定，硬度也略高，可明显提高低合金钢 的强度。
2．特殊碳化物 钒、铌、钛等强碳化物形成元素能与碳形成
特殊碳化物，特殊碳化物比合金渗碳体具有更高 的熔点、硬度和耐磨性，而且更稳定、不易分解。