合金元素在钢中的作用

《合金元素在钢中的作用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《合金元素在钢中的作用（8页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、第六章合 金 钢合金钢的优点 ：高的强度和淬透性第一节合金元素在钢中的作用常用合金元素：非碳化物形成元素 CoNiCuSiAl碳化物形成元素 Zr Nb V TiW Mo CrMn Fe强中强弱一、合金元素对钢中基本相的影响1、形成合金铁素体合金元素 溶入 A 形成合金铁素体 固溶强化（2、形成合金碳化物弱碳化物形成元素形成合金渗碳体(Fe,Mn)3CCr,Ni较好）中强碳化物形成元素形成合金碳化物(Cr23C6 ，Fe3W3C)强碳化物形成元素形成特殊碳化物（VC，TiC）熔点、硬度和稳定性：特殊碳化物 合金碳化物 合金渗碳体 Fe3C二、合金元素对Fe-FeC 相图的影响合金元素对 A 相

2、区影响扩大 A 相区元素（ Mn） E、S 点左下移缩小 A 相区元素（ Cr） E、S 点左上移奥氏体钢： 1Cr18Ni9铁素体钢： 1Cr17莱氏体钢： W18Cr4V三、合金元素对热处理的影响1、对加热的影响多数元素减缓 A 形成，阻碍晶粒长大2、对冷却的影响多数元素溶入 A 后 过冷 A 稳定性 Vc 淬透性 Ms 点残余A 量提高淬透性的意义：增加淬硬层深度减少工件变形、开裂倾向3、对回火的影响 回火稳定性抗回火软化的能力 产生二次硬化（析出特殊碳化物，产生弥散强化 ；A 残 M或B 下 ）第二节低合金钢一、低合金高强度钢碳素结构钢： Q195， Q215， Q235， Q255，

3、 Q275低合金高强度钢： Q295，Q345，Q390，Q420，Q460Q235+Me(3%) Q3451、成分： %C，合金元素 23%主加元素： Mn 固溶强化辅加元素： Ti,Cr,Nb 弥散强化使用状态：热轧或正火（ F + P ），不需最终热处理2、性能：较高的 s ，良好的塑性韧性，焊接性，抗蚀性，冷脆转变温度低3、常用钢号： Q295 （09Mn2）， Q345 (16Mn)用途：工程结构 桥梁，船舶，车辆外壳、支架、压力容器二、易切削结构钢牌号： Y12， Y12Pb，Y30，Y 40Mn性能：良好的切削加工性（170240HBS，塑性低）切削抗力小，刀具不易磨损，加工表面

4、粗糙度低应用：成批、大量生产时，制作性能要求不高的紧固件和小型零件第三节合金钢的分类与牌号一、合金钢分类低合金钢低合金高强度钢、易切削结构钢合金结构钢渗碳钢、调质钢、弹簧钢、滚动轴承钢合金工具钢合金工具钢、高速钢特殊性能钢不锈钢、耐热钢、耐磨钢二、合金钢牌号1、合金结构钢 20CrMnTi，60Si2Mn，25Cr2Ni4WA2、滚动轴承钢 GCr153、合金工具钢 9Mn2V，CrWMn4、高速钢 W18Cr4V， W6Mo5Cr4V25、不锈、耐热钢 4Cr13，0Cr18Ni11Ti ，00Cr17Ni14Mo26、高锰耐磨钢 ZGMn13学习思路：用途工作条件性能要求成分特点热处理特点

5、典型钢种应用第四节合金结构钢一、渗碳钢1、用途：受冲击和强烈磨损、摩擦的零件（各类齿轮、凸轮）2、性能：表面高的硬度、耐磨性心部强而韧3、成分： %C 低碳钢主加元素： Cr,Ni,Mn,B 淬透性（心部得M板条 ）辅加元素： W,Mo,V,Ti 细化晶粒（ VC,TIC, 耐磨性），4、最终热处理：渗碳+ 淬火 + 低温回火组织：表层：高碳回火M + Fe3C 或碳化物 + 残 A心部：淬透：低碳回火M未淬透： F+P5、常用钢号： 20, 20Cr,淬透性：低适用：机床齿轮20CrMnTi,18Cr2Ni4W中汽车变速齿轮高飞机齿轮二、调质钢1、用途：受复合应力的重要结构件（齿轮、连杆、机

6、床主轴）2、性能：良好的综合机械性能3、成分： %C 中碳钢主加元素： Cr,Ni,Mn,Si 淬透性，强化基体辅加元素： W,Mo,V,Ti 细化晶粒 ,回火稳定性4、热处理：预备：正火 S改善组织，消除锻造应力，便于切削加工最终：调质回火S获得良好的综合机械性能表面要求高硬度 , 耐磨 , -1 ，表面淬火 + 低温回火（回火M）5、常用钢号： 45，40Cr，40CrMnMo三、弹簧钢1、用途：弹性元件2、性能：高的 e 、 b 、 -1 ，一定的塑韧性3、成分：%C（碳钢 %C）保证 e主加元素： Mn, Si, Cr 淬透性，强化基体 ,回火稳定性辅加元素： Mo, W, V 防脱碳

7、，细化 , e ，4、热处理：热成型弹簧（尺寸大， 60Si2Mn）：加热成型淬火 +中温回火喷丸（回火T ） 3850HRc冷成型弹簧（尺寸小， 65Mn）：冷拉钢丝 冷绕成型去内应力退火（ 200300）5、常用钢号： 65，65Mn，小尺寸的沙发弹簧60Si2Mn大尺寸的汽车板簧四、滚动轴承钢1、用途：滚动轴承元件，冷冲模，量具（滚珠、滚柱、轴承套）2、性能：硬、耐磨， -1 ，一定的韧性3、成分： %C 硬、耐磨主加元素： Cr 淬透性，硬，耐磨4、热处理：预备：球化退火球状P（180270HBS），改善切削加工性最终：淬火 +低温回火回火M+合金碳化物 +残 A5、常用钢号： GCr

8、15第五节合金工具钢一、刃具钢性能：高硬度、耐磨性，红硬性（热硬性），足够的强度、韧性1、合金刃具钢成分： %C 硬、耐磨Cr, W, Mn, V 淬透性、回火稳定性，细化晶粒，热处理：预备：球化退火改善切削加工性最终：淬火 +低温回火回火M+合金碳化物 +残 AHRC、耐磨性常用钢号： 9SiCr ， CrWMn，9Mn2V用于制作切削用量不大 , 形状复杂 , 精度较高的刀具：丝锥，板牙，拉刀2、高速钢红硬性高（ 600），淬透性好锋钢。钢号： W18Cr4V（红硬性），W6Mo5Cr4V2（韧性）成分特点：含碳量%C（不标）合金元素 W， Mo，Cr，V产生二次硬化，热硬性 锻造与热处理

9、：铸态：莱氏体中的共晶碳化物呈鱼骨状锻造：使碳化物细化并均匀分布预备：球化退火S+细粒状碳化物（ HBS210250）最终：淬火（ 1280） +三次回火（ 560）回火 M+合金碳化物 +残 A(6366HRc)热处理特点：预热次数多防变形开裂淬火温度高使合金元素尽可能多地溶入A，保证红硬性560回火 产生二次硬化（弥散强化 +二次淬火）回火次数多消除残余 A，及残余 AM产生的应力二、模具钢1、冷作模具钢性能：高硬度、耐磨性，足够的强度、韧性模具钢： T10，GCr15 尺寸小、形状简单的模具9SiCr，9Mn2V， CrWMn 形状复杂模具Cr12,Cr12MoV 大型复杂模具热处理：淬

10、火 +低温回火2、热作模具钢性能：高温足够的强韧性、耐磨性，良好的抗疲劳性、导热性、淬透性钢号：5CrNiMo 中小型热锻模（亚共析钢）5CrMnMo中大型热锻模3Cr2W8V 热处理：淬火 压铸模+高温回火（中温回火）（过共析钢） 回火 S（回火T）三、量具钢性能：高硬度、耐磨性、尺寸稳定性常用钢号： T10A，T12A 简单量具9SiCr ，CrWMn， GCr15高精度量具提高尺寸稳定性方法：淬火 + 冷处理+ 低温回火 精磨 人工时效 120， 23h(消除残 A)（稳定组织、尺寸）第六节特殊性能钢一、不锈钢成分： %C 耐蚀性主加元素 Cr基体电极电位形成钝化膜（ Cr2O3）获得单

11、相组织常用钢种： 铁素体不锈钢1Cr17 不能热处理强化 马氏体不锈钢1Cr13, 2Cr13淬火 +高温回火（回火S）耐蚀结构件3Cr13, 4Cr13淬火 +低温回火（回火M）医疗器械、工具 奥氏体不锈钢1Cr18Ni9Ti热处理：固溶处理（淬火）单相 A区别于普通淬火：无相变，淬火后硬度低强化方式：加工硬化应用举例：耐酸容器，餐具二、耐热钢性能：抗氧化性，热强性常用钢种： 15CrMo，25Cr2MoVA1Cr13，1Cr17，1Cr18Ni9Ti三、高锰耐磨钢ZGMn13成分： %C ，13%Mn水韧处理：加热1100水淬单相A冲击时：表面 A M产生硬化应用：挖掘机铲斗、坦克履带、铁轨道岔、保险箱、防弹钢板等