金属材料分类与牌号
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
中淬透性调质钢 钢含合金元素总量在4 %左右。 38 CrSi、35 CrMo 等。
常用于制造较小的齿轮、轴、 螺栓等零件。
圆 锥 齿 轮
柴油机凸轮轴
典型合金调质钢种介绍
高淬透性调质钢 钢含合金元素总量在4 %~ 10 %。
如:38 Cr Mo Al A、40 Cr Mn Mo、 25 Cr2 Ni4 W A等。 制造大截面重载荷零件,如曲轴等用 高淬透性的零件等
1.对调质钢的性能要求:既强又韧 2.对调质钢的含碳量的要求:中碳 3.调质钢的热处理特点:
淬火 + 高温回火( 500~650℃ )
4.合金调质钢的牌号
38 Cr Mo Al A 40Cr 40MnB 35 CrMo 40 Cr Mn Mo 25 Cr2 Ni4 W A
典型合金调质钢种介绍
低淬透性调质钢 钢含合金元素总量<3 %。 40Cr、40MnB等。
化学元素符号:所加合金元素 下标数字:表示合金元素含量 (如:合金元素含量少于1.5%时不标数) 1.5%~2.49%标2 2.5%~3.49%标3……类推
如:20CrMnTi 、20Cr2Ni4A 、40CrMo 、60Si2Mn
合金工具钢
分为: 合金刃具钢、合金模具钢、合金量具钢。 牌号:一位数字(或没有数字)+ 合金元素符号+下标数字 一位数字表示碳质量分数的千分数 没有数字表示碳质量分数大于1% 合金元素含量如<1.5% 不标数 如1.5%~2.49 % 标2 如2.5%~3.49 % 标3 如3.5%~4.49 % 标4 ……… 类推
中强碳化物元素: Cr、Mo、W 弱碳化物元素: Fe、Mn
单独形成特殊碳化物 TiC、VC 。
合金元素对钢的热处理的影响
加热时对奥氏体形成的影响
除Mn 元素外,所有合金元素, 使奥氏体的形成速度减慢。 强碳化物元素能强烈阻止奥氏体晶粒长大( Ti,V,Zr,Nb 等)。 非碳化物元素能轻微阻止奥 氏体晶粒长大( Si,Ni,Cu,Co 等)。
钢铁的冶炼
铸铁锭 高炉 炼铁
炼钢生铁 生产铸铁件
转炉 平炉 电炉
生产钢件
炼铁的冶金反应特点:
Fe2O3 Fe3O4
FeO Fe
还原反应
高温
CO气体
炼钢的冶金反应特点: 氧化反应
炼钢生铁
氧化反应
钢
炼 钢 设 备
平炉炼钢
转炉炼钢
电弧炉炼钢
钢的脱氧
脱氧是在炼钢的后期加入脱氧剂,使残留
在钢液中的氧与脱氧剂反应,并使生成的 化合物进入炉渣去除。 脱氧剂:硅铁,锰铁等。
1、按合金元素质量分数总量分类 (1)低合金钢 (2)中合金钢 (3)高合金钢 总量低于5% 总量 5%~10% 总量大于10%
2.按用途分类 (1)合金结构钢
(低合金高强度结构钢 、合金渗碳钢、合金调质钢、合金弹簧钢 、滚动轴承钢 )
(2)合金工具钢
(合金刃具钢、合金模具钢、合金量具钢)
(3)特殊钢
活塞销( 20Cr )
柴油机凸轮轴
典型合金渗碳钢种介绍2
高淬透性合金渗碳钢 钢含合金元素总量在4 %~ 6 %。 如:18Cr2NiWA、20Cr2Ni4A等。 用于大载荷的耐磨件,如柴油机曲 轴。
柴油机曲轴
20 CrMnTi 钢制造齿轮的热处理工 艺曲线
碳素调质钢及合金调质钢
( carbon hardened – tempered steel and alloy hardened –tempered steel )
钢的浇注与脱氧程度
镇静钢 ( killed steel ) 钢液在浇注前用锰铁、硅铁和铅进行了充分脱 ,Wo = 0.01% 左右, 成分较均匀、组织较致密。主要用于机械性能要求 较高的零件。 沸腾钢 ( boiling steel ) 钢液在浇注仅前进行轻度脱氧, Wo = 0.03%~0.07%,成分偏 析较严重、组织不致密。机械性能不均匀, 冲击韧性差, 常 用于要求不高的零件。 半镇静钢 ( balanced steel ) 半镇静钢是脱氧过程介于镇静钢和沸腾钢之间的钢,是用锰铁 和硅铁进行脱氧。其质量也介于二者之间,可代替部分镇 静钢,一般不适于做重要零件。
滚动轴承钢3 ( bearing steel )
热处理特点: 球化退火+ 淬火+ 低温回火
极细回火马氏体+细粒状碳化物+少量残余奥氏体
滚动轴承钢的牌号
G Cr9 Si Mn
08、10 、15 、25 、35 、45 、55 、 65 、15Mn 、20Mn 、40Mn 、65Mn
来自百度文库
碳素工具钢牌号
T 12 A
高级优质
Wc = 12%0
碳素工具钢
T8、T10、T12、T13、T8A、T10A
铸钢碳素钢
ZG 200 - 400
σb ≥ 400MPa
σs≥ 200MPa
铸钢
渗碳组织
碳素渗碳钢
化学 成分 热处 理后 的组 织
合金渗碳钢
Wc = 0.15~0.25 % 合金元素:Cr、Mn、 Ni、B、 V、W、Mo、Ti等。 表层:M回+Cm+A残 心部:低碳M回 +F
Wc ≤ 0.25 %
表层:M回+Fe3C+A残 心部:F+P
合金渗碳钢的牌号
20 Mn2 Ti A
(不锈钢、耐热钢、耐磨钢)
合金结构钢牌号1
低合金高强度结构钢
Q + 屈服强度+质量等级(A,
如:Q295 Q345 Q390 Q420
B , C, D)
Q460
合金结构钢
两位数字+所加合金元素符号和其百分含量……类推 (两位数字为平均碳质量分数的万分数,加A为高级优质。) (如 合金元素含量少于1.5%时不标数)
碳素结构钢 + 合金元素 主加合金元素: Mn 辅加合金元素:V、Ti、Nb、B。
牌号: Q 345 C 质量等级 345 MPa 屈服强度 Q345、Q390、Q460
低合金高强度钢应用
Q345钢:(16Mn)综合性能好,
用于船舶、桥梁、车辆等大 型 钢结构。 Q390钢:含V、Ti、Nb,强度 高,用于中等压力的容器。
合金弹簧钢的牌号
65 65 Mn 60 Si 2 Mn 50 Cr V A 50 Cr Mn A 55 Si Mn Mo V Nb
冷成形弹簧生产工艺特点
用于生产尺寸小于8~15mm的小型弹簧,常用 弹簧钢丝(片)冷绕成形,其制造方法有: T组织冷成型+200~300℃去应力 退火。 60、75、85、65 Mn。 退火组织冷成型+淬火+中温回火。 55Si2Mn、60Si2MnA、50CrVA。
按用 途分 类
刃具钢 工具钢 量具钢 模具钢 不锈钢 特殊钢 一般属于高碳、高合金钢
耐热钢
碳素钢分类
碳素结构钢 (carbon structural steel)
普通碳素结构钢 优质碳素结构钢
(用于制造各种机械零件、工程构件。 一般为低、中碳钢。)
碳素工具钢 (carbon tool steel)
弹簧展
汽车板簧
热卷大弹簧
大型热卷弹簧
弹簧丝
滚动轴承钢1 ( bearing steel )
性能要求: 高的硬度强度和耐磨性; 高的接触疲劳强度; 足够的韧性和耐蚀性; 高的纯净度;
滚针轴承
滚柱轴承
滚珠轴承
滚动轴承钢2( bearing steel )
化学成分特点: 高碳, Wc = 0.9~1.1%。 主加Cr, 0.4~1.65 % 辅加Si、Mn。 优质钢材。
ZG 200-400、ZG 230-450、ZG 270-500、 ZG 310-570、ZG340-640
合金钢
碳钢的不足: 碳钢淬透性低,不适易形状复杂和尺寸大的工件。 只能水冷,易变形开裂,性能不均。 强度和屈强比低 回火稳定性差。
耐热、耐蚀、抗氧化、耐磨、红硬性等。
合金钢的分类
对过冷奥氏体转变的影响
除 Co 元素外, 所有的合金元素均使 钢的 TTT 曲线向右移。 除 Co、Al 元素外, 所有合金元素使马氏体转变温度下降。 提高钢的淬透性, 常用的元素有: Cr,Mn,Mo,Si,Ni,B等。
对回火转变的影响
回火抗力的增加,产生二次硬化,产生回火脆性
合金元素对Fe-Fe3C相图的影响
1.5%~2.49%标2 2.5%~3.49%标3……类推
如:20CrMnTi
20Cr2Ni4A
40CrMo
60Si2Mn
滚动轴承钢
G+Cr+数字
(“G”滚字拼音首字母)
数字为Cr含量的千分数
如:GCr6
GCr9
GCr15
合金结构钢牌号2
合金结构钢 两位数字+合金元素化学符号、下标数字
两位数字为平均碳质量分数的万分数,加A为高级优质。
等级:高级优质 含钛量WTi≤1.5 %
含锰量WMn 2 % 含碳量WC 20 %00
15Cr、20Cr、20Mn2、18Cr2NiWA、 20Cr2Ni4A、20 CrMn、20CrMnTi、 20Mn2TiB、
典型合金渗碳钢种介绍1
低淬透性合金渗碳钢 钢含合金元素总量<3 % 如: 15Cr、20Cr、20Mn2。 用于受力小的耐磨件,如柴油机 的活塞销、凸轮轴等。 中淬透性合金渗碳钢 钢含合金元素总量在4 %左右。 如:20 CrMn、20CrMnTi、 20Mn2TiB。 用于中等载荷的耐磨件,如变速 箱齿轮。
钢中元素
有益元素 Si:有很强的固溶强化作用,能脱氧。 Mn:脱氧、去硫,提高钢的强度和硬度。 有害元素: P:有很强的固溶强化作用,低温韧性差 (冷脆)。 S:能引起钢在热加工时或高温工作下开裂(热裂)。 合金元素: 为了改善钢的某种性能,而有目的地加入的,含量在一定 范围内的元素称为合金元素。Cr、Ni、Mn、W、Mo、V、Ti、 B、Si等。
用于制造各种工具。 一般为高碳钢。
普通碳素结构钢
Q 235 — A ·F
沸腾钢 A等级 235 MPa 屈服强度
Q195 、Q215 、Q235 、Q255 、Q275
优质碳素结构钢
45: Wc = 45%00 较高锰质量分数的优质碳素结构钢 45Mn: Wc = 45%00 ; WMn = 0.7%~1.0%
扩大奥氏体区
Mn,Ni,Co等元素。使A3线温度下降,
缩小奥氏体区
Cr,Mo,W,V,Ti,Si 等元素,使A3线温度上升。
改变共晶点和共析点的参数
几乎所有的合金元素使S点和E点的成分向左移, 使A1线的温度变化。
低合金高强度结构钢
(common low – alloyed steel)
化学成分
Q460钢:含Mo、B,正火组织 为B,强度高,用于石化中温、 高压容器。
万吨远洋轮 南京长江大桥
压力容器
碳素渗碳钢及合金渗碳钢
( carbon case-hardened steel and alloy casehardened steel )
1.对渗碳钢的性能要求: 表硬里韧 2.对渗碳钢的含碳量的要求: 低碳 3.渗碳钢的热处理特点: 渗碳 淬火 + 低温回火(180~200℃)
冶金质量 分类
优质钢(S%、P%≤0.040%)
高级优质钢(S%≤0.030%,P%≤0.035%) 沸腾钢(脱氧不完全)
冶炼时 脱氧程度
镇静钢(脱氧较完全) 半镇静钢
钢的分类3
工程构件用钢 结构钢 机器零件用钢
调质钢、弹簧钢、滚动轴承钢 渗碳和渗氮钢、耐磨钢 建筑工程用钢、桥梁工程用钢 船舶工程用钢、车辆工程用钢
钢材生产
钢的分类1
低碳钢(C%≤0.25%)
碳素钢 化 学 成 分 合金钢 中碳钢(C%=0.25%~0.60%) 高碳钢(C%>0.6%) 低合金钢(合金元素总量<5%) 中合金钢(合金元素总量为5~10%) 高合金钢(合金元素总量>10%)
钢的分类2
普通钢(S%≤0.055%,P%≤0.045%)
如 9SiCr 5CrMnMo
CrWMn Cr12MoV W18Cr4V
合金元素作用
• 合金元素与铁和碳的作用
• 合金元素对钢的热处理的影响 • 合金元素对Fe-Fe3C相图的影响
合金元素与铁和碳的作用
溶于基体中形成合金 F 或合金 A 。
与碳作用形成合金碳化物(Fe,Cr)3C。
强碳化物元素: V、Ti、Nb、Zr
40Cr钢制造连杆螺栓的 热处理工艺曲线
碳素弹簧钢及合金弹簧钢
( carbon spring steel and alloy pring steel )
对弹簧钢的性能要求:
高的σe、高的σs/σ b、高的σ-1、良好的韧性。
对弹簧钢含碳量的要求: 中、高碳。 热成型弹簧钢的热处理特点: 淬火 + 中温回火( 450~550℃ )