第6章工业用钢

5. 热处理特点
这类钢一般在热轧空冷状态下使用， 不需要进行专门的热处理。使用状态下 的显微组织一般为铁素体+索氏体。
二、易切削钢（140页表6-3）
1、性能要求——良好的切削加工性能 易断屑 刀具磨损小 表面质量高
2、合金化特点
• 增加锰含量 • 加入硫、铅、钙、锑、
铍等
易切削钢用途
1.自动车床加工、五金冲压件加工； 2.电子工业、光纤接头、光碟机、扫描仪、 医疗用器材； 3家用电器、仪器仪表行业； 4.办公设备（电脑、影印机、相机、传真 机等）； 5.钟表元件、眼镜；
(3) 回火稳定性差
(4) 不能满足特殊性能要求
抗氧化 耐蚀 耐热 耐低温 耐磨 特殊电磁性
一、合金元素在钢中的作用
1、合金元素在钢中的存在形式 合金铁素体 Ni、Si、Al、Co 固溶强化
合金碳化物 非金属夹杂物
铁、锰、铬、钼、钨、钒、铌、锆、钛
弱 (Fe,Mn)3C
第6章 工业用钢
本章内容
6.1概论 6.2合金结构钢 6.3合金工具钢 6.4特殊性能钢
6.1概论
碳钢在性能上的不足： (1) 淬透性低 碳钢水最大淬透直径:10mm-20mm (1) 强度和屈强比较低 普通碳钢Q235钢的σs为235MPa 低合金结构钢16Mn的σs为360MPa以上
(Fe,Cr)3C
中强 Cr23C6 Cr7C3 Fe3W3C
强 WC Mo2C
VC TiC
Al2O3 AlN TiN FeO·Al2O3
2、合金元素对力学性能的影响
二、合金元素对铁碳相图的影响
改变了奥氏体相区的范围
扩大：Ni Co Mn等
缩小：Cr W Mo Ti Al Si
改变E、S点位置
两位数字+元素符号+数字+··· 脱氧方法、质量等
平级均含碳量
该元素的
万分之几
百分之几
WMe≥1.5% 2 WMe≥2.5% 3 WMe≥3.5% 4 例：20CrMnTi 60Si2Mn
2、合金工具钢与特殊性能钢
一位数字（或没有数字）+元素+数字+…
W c﹤1.0%，标千分数； W c≧1.0%，不标； 高速钢不标含碳量。
3. 成分特点
(1) 低碳：由于韧性、焊接性和冷成形性能的要求高，其 碳含量不超过0.20%。
(2) 加入以锰为主的合金元素。 (3) 加入铌、钛或钒等辅加元素：少量的铌、钛或钒在钢
中形成细碳化物或碳氮化物，有利于获得细小的铁素 体晶粒和提高钢的强度和韧性。
此外，加入少量铜（≤0.4%）和磷（0.1%左右）等， 可提高抗腐蚀性能。加入少量稀土元素，可以脱硫、 去气，使钢材净化，改善韧性和工艺性能。
（3）合金元素对淬火钢回火转变的影响
a）对淬火钢回火稳 定性的影响。 ——淬火钢在回火 过程中抵抗硬度下降 的能力称为回火稳定 性。
b）二次百度文库化
碳化物形成元素 铬、钨、钼、钒
c）回火脆性
含铬、镍、锰、硅等元 素的合金结构钢 450～600℃
防止： 回火后采用快冷
四、合金钢编号
1、合金结构钢编号：
Q460E-Z35 ——鸟巢、水立方用钢
E代表电磁性能为特级的碳素结构钢 Z35代表是该种类型的钢为高建钢Z向板
Z向性能钢板
适用于钢结构用钢板、造船、海上采油平台、 锅炉压力容器等重要焊接构件的钢板,要求厚度 方向有良好的抗层状裂性能。
不仅要求沿宽度方向和长度方向有一定的力学 性能，而且要求厚度方向有良好的抗层状撕裂 的性能。钢板的抗层状撕裂的性能采用厚度方 向拉伸试验的断面收缩率来评定。 钢板按厚度方向性能分为Z15、Z25、Z35三个 级别。
S点左移，减低了共析点的含碳量。 例：Wc=0.4% WCr=14%的钢具有过共析钢组
织 E点左移，使出现莱氏体的含碳量降低。 例：高速钢铸态组织中出现莱氏体
三、合金元素对热处理的影响
加热 冷却 回火
（1）合金元素对加热转变的影响
a）大多数合金元素（ 除镍、钴以外） 都减缓钢的奥氏体化过程。
高压容器、输油输气管道、大型钢结构等。
2. 性能要求
(1) 高强度：一般屈服强度在300MPa以上。 (2) 高韧性：要求延伸率为15%～20%，室温冲
击韧性大于600kJ/m2～800kJ/m2。对于大型 焊接构件，还要求有较高的断裂韧性。 (3) 良好的焊接性能和冷成型性能。 (4) 低的冷脆转变温度。 (5) 良好的耐蚀性。
合金钢在热处理时，要相应地提高加 热温度或沿长保温时间，才能保证奥氏 体化过程的充分进行。
b）几乎所有的合金元素（除锰以外） 都能阻止奥氏体晶粒的长大，细化 晶粒。 尤其是碳化物形成元素钛、矾、钼、 钨、铌、锆等
（2）合金元素对冷却转变的影响
a）大多数合金元素（除钴以外），都能提 高过冷奥氏体的稳定性，使C曲线位置右移， 临界冷却速度减小，从而提高钢的淬透性。
例：9SiCr Cr12MoV Cr06 W18Cr4V
5）专用钢
拼音 + 数字 + 元素符号 + 数字
类型
含碳量
例：GCr15 Y40Mn
6.2 合金结构钢
低合金结构钢 合金渗碳钢 合金调质钢 合金弹簧钢 滚珠轴承钢
一、低合金结构钢（普通低合金钢）
1. 用途 主要用于制造桥梁、船舶、车辆、锅炉、
合金元素对钢的淬透性的影响： 钼、锰、钨、铬、镍、硅、矾
弱 通过复合元素，采用多元少量的合金化原则，对
提高钢的淬透性会更有效。
b）除钴、铝外，多数合金元素溶入奥氏体后， 使马氏体转变温度Ms和Mf点下降，钢的Ms点 越低，Ms点至室温的温度间隔就越小，在相 同冷却条件下转变成马氏体的量越少。
凡是降低Ms点的元素都使淬火后钢中残余 奥氏体含量增加。而钢的残余奥氏体量的多少， 对钢的硬度、尺寸稳定性、淬火变形均有较大 影响。
4、常用低合金结构钢牌号、成分、性能及用途 188页表6-1/6-2
Q340(16Mn)
我国低合金高强钢中用量最多、产量最大的钢种。 使用状态的组织为细晶粒的铁素体—珠光体，强度 比普通碳素结构钢Q235高约20%～30%，耐大气腐 蚀性能高20%～38%。
Q420(15MnVN)
中等级别强度钢中使用最多的钢种。 强度较高，且韧性、焊接性及低温韧性 也较好，被广泛用于制造桥梁、锅炉、 船舶等大型结构。