六掌握常用合金钢的性能与应用研究

《六掌握常用合金钢的性能与应用研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《六掌握常用合金钢的性能与应用研究（72页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、课 题 六 掌 握 常 用 合 金 钢 的 性 能 与 应 用任 务 1 掌 握 合 金 元 素 在 钢 中 的 作 用 及 合 金任 务 2 掌 握 常 用 低 合 金 钢 的 牌 号 与 应 用任 务 3 掌 握 常 用 合 金 结 构 钢 的 牌 号 与 应 用任 务 4 掌 握 合 金 工 具 钢 的 牌 号 与 应 用任 务 5 掌 握 制 造 量 具 及 刃 具 的 低 合 金 工 具 钢 性 能与 应 用任 务 6 掌 握 高 速 工 具 钢 的 牌 号 与 选 用任 务 7 了 解 滚 动 轴 承 钢 的 性 能 与 应 用任 务 8 了 解 常 用 特 殊 性 能 钢 与 应

2、 用 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 。 合 金 元 素 ： 铝 （ Al） 、 铬 （ Cr） 、 镍 （ Ni） 、 锰(Mn)、 钼 （ Mo） 、 钨 （ W） 、 钒 （ V） 、 钛 （ Ti） 、铌 （ Nb） 、 锆 （ Zr） 、 钴 （ Co） 等 随 着 高 新 科 技 的 不

3、 断 发 展 ， 对 钢 材 的 性 能 要 求 越来 越 高 。 要 求 具 有 耐 腐 蚀 、 抗 氧 化 、 耐 磨 的 机 械 零 件 ； 具有 高 强 度 、 高 韧 性 的 模 具 ； 具 有 良 好 热 硬 性 的 高速 切 削 刀 具 。 因 此 ， 必 须 选 用 性 能 更 加 优 异 的 低合 金 钢 、 合 金 钢 。 为 了 改 善 钢 的 综 合 性 能 或 使 其 具 有 某 些 特 殊 性 能 ，在 炼 钢 时 加 人 硅 （ Sj） 、 锰 （ Mn） 、 铬 （ Cr） 、镍 （ Ni） 、 钨 （ W） 、 钼 （ Mo） 、 钒 （ ） 、钛 （ Ti）

4、 、 铌 （ Nb） 、 钴 （ Co） 、 铝 （ Al） 、硼 （ B） 及 稀 土 （ RE） 等 合 金 元 素 得 到 合 金 钢 。 使用合金钢材料制造的产品 学 习 目 标 知 识 目 标 ： 掌 握 合 金 元 素 在 钢 中 的 作 用 及 合 金 钢 分类 能 力 目 标 ： 能 认 识 常 用 合 金 钢 及 其 性 能任 务 一 掌 握 合 金 元 素 在 钢 中 的 作 用 及 合 金 钢 的 分 类1. 掌 握 合 金 元 素 在 钢 中 的 作 用合 金 元 素 在 钢 中 存 在 的 形 式 ， 一 是 溶 人 铁 素 体 中 形 成 合金 铁 素 体 ， 二

5、是 与 碳 形 成 极 高 硬 度 的 合 金 碳 化 物 。 合金元素在钢中的主要作用1. 强 化 铁 素 体2. 形 成 合 金 碳 化 物3. 细 化 晶 粒4. 提 高 钢 的 淬 透 性5. 提 高 钢 的 回 火 稳 定 性 大 多 数 合 金 元 素 （ 除 铅 外 ） 都 能 溶 于 铁 素 体 ， 形 成合 金 铁 素 体 。 由 于 合 金 元 素 与 铁 的 晶 格 类 型 和 原 子 半 径 的 差 异 ，引 起 铁 素 体 的 晶 格 畸 变 ， 产 生 固 溶 强 化 作 用 ， 使 合 金钢 中 铁 素 体 的 强 度 、 硬 度 提 高 ， 塑 性 和 韧 性

6、下 降 。1. 强 化 铁 素 体 2. 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 。 3

7、. 细 化 晶 粒 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 ， 提 高 钢 的塑 性 和 韧 性 。 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 。 4.提 高 钢 的 淬 透 性 除 钴 外 ， 所 有 的 合 金 元 素 溶 解 于 奥

8、 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 。 5. 提高钢的回火稳定性 回 火 稳 定 性 淬 火 钢 在 回 火 时 ， 抵 抗 硬 度 下 降的 能 力 。 6. 使 钢 具 有 特 殊 的 物 理 、 化 学 性 能 加 入 铬 、 镍 、 钼 等 合 金 元 素 ， 极 大 提 高 钢 的 耐

9、蚀性 、 耐 热 性 ； 加 入 锰 可 极 大 提 高 钢 的 耐 磨 性 。 任 务 二 掌 握 常 用 低 合 金 钢 的 牌 号 与 应 用1 合 金 钢 按 用 途 分 类 l 合 金 结 构 钢 ： 机 械 零 件 、 工 程 构 建l 合 金 工 具 钢 ： 重 要 的 工 具l 特 殊 性 能 钢 ： 特 殊 的 物 理 化 学 性 能 ， 不 锈 钢 、 耐热 钢 、 耐 磨 钢2 合 金 钢 按 合 金 元 素 总 含 量 分 类 l 低 合 金 钢 ： 合 金 元 素 总 含 量 5 。l 中 合 金 钢 ： 合 金 元 素 总 含 量 5 10l 高 合 金 钢 ： 合

10、 金 元 素 总 含 量 10 1. 掌 握 低 合 金 钢 的 牌 号 与 命 名l 合 金 钢 的 合 金 元 素 总 的 质 量 分 数 5.43 ， 是 一 类焊 接 性 较 好 的 低 碳 低 合 金 结 构 用 钢 ， 大 多 数 在 热 轧 或正 火 状 态 下 使 用 。l 该 类 钢 的 牌 号 由 代 表 屈 服 强 度 的 汉 语 拼 音 首 位 字 母Q+屈 服 强 度 数 值 +质 量 等 级 符 号 （ A、 B、 C、 D、 E） 三部 分 按 顺 序 组 成 。 例 如 ， Q390A表 示 屈 服 强 度Rel 390MPa， 质 量 为 A级 的 低 合 金

11、 高 强 度 结 构 钢 。 2. 熟 悉 低 合 金 高 强 度 结 构 钢 的 种 类 与 应 用l低 合 金 高 强 度 结 构 钢 的 合 金 元 素 以 锰 为 主 ， 还 有 硅 、钒 、 钛 、 铝 、 铌 、 铬 、 镍 、 氮 、 稀 土 等 元 素 ， 钢 中 合金 元 素 总 的 质 量 分 数 一 般 3 。部分低合金高强度结构钢的牌号及用途牌 号 用 途Q345 船 舶 、 铁 路 车 辆 、 桥 梁 、 管 道 、 锅 炉 、 低 温 压 力 容 器 、 石 油 贮 罐、 起 重 及 矿 山 机 械 、 电 站 设 备 、 厂 房 钢 架 等Q390 中 高 压 锅

12、 炉 汽 包 、 中 高 压 石 油 化 工 容 器 、 大 型 船 舶 、 桥 梁 、 车 辆、 压 力 容 器 、 起 重 机 及 其 他 较 高 载 荷 的 焊 接 结 构 件 等 Q420 矿 山 机 械 、 大 型 船 舶 、 桥 梁 、 电 站 设 各 、 起 重 机 械 、 机 车 车 辆 、中 压 或 高 压 锅 炉 及 容 器 的 大 型 焊 接 结 构 件 等Q460 大 型 工 程 结 构 件 和 工 程 机 械 ； 经 淬 火 加 回 火 后 ， 用 于 大 型 挖 掘 机、 起 重 机 运 输 机 械 、 钻 井 平 台 等 3. 了 解 低 合 金 耐 候 钢l耐

13、候 钢 是 指 耐 大 气 腐 蚀 钢 。 它 是 在 低 碳 钢 的 基 础 上加 人 少 量 铜 、 铬 、 镍 、 钼 等 合 金 元 素 ， 使 钢 表 面 形 成一 层 保 护 膜 的 钢 材 。l焊 接 结 构 用 耐 候 钢 的 牌 号 是 由 “ Q 数 字 十 NH”组 成 。其 中 “ Q”是 “ 屈 ” 字 汉 语 拼 音 字 母 的 字 首 ， 数 字 表 示钢 的 最 低 屈 服 强 度 数 值 ， 字 母 “ NH”是 “ 耐 候 ” 汉 语拼 音 字 母 的 字 首 ， 牌 号 后 缀 质 量 等 级 代 号 C、 D、 E，如 Q355NHC表 示 屈 服 强

14、度 大 于 355MPa， 质 量 等 级 为 C级的 焊 接 结 构 用 耐 候 钢 。 焊 接 结 构 用 耐 候 钢 适 用 于 桥 梁 、建 筑 及 其 他 要 求 耐 候 性 的 钢 结 构 。l高 耐 候 性 结 构 钢 的 牌 号 是 由 “ Q 数 字 GNH”组 成 。 4. 了 解 低 合 金 专 业 用 钢l为 适 应 某 些 专 业 的 特 殊 需 要 而 发 展 了 门 类 众 多 的 低合 金 专 业 用 钢 。1） 汽 车 用 低 合 金 钢 ， 用 于 制 造 汽 车 大 梁 、 轮 辋 、 托架 及 车 壳 等 结 构 件 ， 如 汽 车 大 梁 用 钢 42

15、0L、 9MnREL2） 铁 道 用 低 合 金 钢 用 于 重 轨 （ 如 U70Mn） 、 轻 轨（ 如 45SiMnP） 和 异 型 钢 （ 如 09CuPRE、 9V等 ） 。3） 低 合 金 钢 筋 钢 指 用 于 制 作 建 筑 钢 筋 结 构 的 钢 ，如 钢 筋 混 凝 土 用 热 处 理 钢 筋 钢 （ 20MnSi） 和 预 应 力 混凝 土 用 热 处 理 钢 筋 钢 （ 如 40Si2Mn） 。4） 矿 用 低 合 金 钢 矿 山 用 结 构 件 ， 如 高 强 度 圆 环 链用 钢 （ 如 2OMnSiV等 ） 、 巷 道 支 架 用 钢 （ 如 16MnK、25Mn

16、K） 和 煤 机 用 钢 （ 如 M510、 M540等 ） 。 低 合 金 专 业 用 钢 合 金 结 构 钢 的 合 金 元 素 总 的 质 量 分 数 5.43 。 合 金 结 构 钢用 于 制 造 工 程 结 构 及 各 种 机 械 零 件 。命 名 ： 两 位 数 字 （ 碳 含 量 ） 元 素 符 号 （ 或 汉 字 ） 数 字 表示 。l 前 面 两 位 数 字 表 示 钢 的 平 均 含 碳 量 的 万 分 数 。l 元 素 符 号 （ 或 汉 字 ） 表 明 钢 中 含 有 的 主 要 合 金 元 素 。l 后 面 的 数 字 表 示 该 元 素 的 含 量 。 合 金 元

17、素 含 量 小 于 1.5 时只 标 元 素 符 号 ， 不 标 数 值 ； 平 均 含 量 为 1.5 2.5 ， 2.53.5% 时 ， 则 相 应 地 标 以 2， 3l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 。 1. 掌握合金结构钢的牌号任 务 三 掌 握 常 用 合 金 结 构 钢 的 牌 号 与 应 用 40 Cr（ 合 金 结 构

18、钢 ）主 要 合 金 元 素 为 铬 ， 含 量 在 1.5 以 下平 均 含 碳 量 为 0.4060 Si2 Mn（ 合 金 结 构 钢 ）平 均 含 硅 量 为 2 左 右平 均 含 碳 量 为 0.60主 要 合 金 元 素 为 锰 ， 含 量 小 于 1.5l 说 出 下 列 合 金 钢 的 类 型 及 元 素 含 量 ：l 38CrMoAl； 20CrMnTi l 机 械 零 件 用 合 金 钢 属 于 特 殊 质 量 合 金 钢 ， 具 有 特 殊 质量 等 级 要 求 ， 用 于 制 造 机 械 零 件 ， 如 轴 、 连 杆 、 齿 轮、 弹 簧 、 轴 承 等 ， 需 通

19、过 热 处 理 充 分 发 挥 钢 材 的 力 学性 能 潜 力 。 机 械 零 件 用 合 金 钢 按 其 用 途 和 热 处 理 特 点可 分 为 合 金 渗 碳 钢 、 合 金 调 质 钢 、 合 金 弹 簧 钢 和 超 高强 度 钢 等 。2. 熟 悉 机 械 零 件 常 用 的 合 金 结 构 钢 l 用 于 制 造 渗 碳 零 件 的 合 金 钢 称 为 合 金 渗 碳 钢 。 合 金 渗碳 钢 的 wc 0.10 0.25 ， 加 人 Cr、 Ni、 Mn、 B、 W、 Mo、 、 Ti等 合 金 元 素 可 提 高 淬 透 性 。 部 分 渗 碳 零件 （ 齿 轮 、 轴 、

20、活 塞 销 等 ） 要 求 表 面 具 有 高 硬 度 （ 55 65HRC） 和 高 耐 磨 性 ， 心 部 具 有 较 高 的 强 度 和 足 够 的韧 性 ， 克 服 了 低 碳 钢 淬 透 性 差 ， 心 部 强 度 较 低 的 缺 点。（ 1） 合 金 渗 碳 钢 常用合金渗碳钢的牌号、热处理规范、性能及用途牌 号 渗 碳温 度/ 淬 火 温 度/ 回火温度/ 力 学 性 能 用 途Rm/MPa 屈 服 强度 / MPa A Z KU/J20Cr 910 950 780 820水 冷 或 油冷 200 835 540 10 40 47 小 齿 轮 、 小 轴 、 活 塞销 、 凸 轮

21、 、 蜗 轮 等2OCrMnTi 870油 冷 200 1080 850 10 45 55 汽 车 、 拖 拉 机 的 高 速， 中 或 重 载 各 种 齿 轮、 传 动 件20CrMnMo 850油 冷 200 1180 855 10 45 55 大 型 曲 轴 、 凸 轮 轴 、连 杆 、 齿 轮 轴 、 齿 轮20MnVB 860油 泠 200 1080 855 10 45 55 可 代 替 20CrMnTi制 作重 型 机 床 齿 轮 及 其 他渗 碳 件18Cr2Ni4 860油 泠 200 1180 1080 10 45 63 制 作 大 截 面 ， 交 变 高载 荷 的 重 要

22、齿 轮 ， 轴 l 用 于 制 造 渗 碳 零 件 的 合 金 钢 称 为 合 金 渗 碳 钢 。 合 金渗 碳 钢 的 wc 0.10 0.25 ， 加 人 Cr、 Ni、 Mn、 B、 W、 Mo、 、 Ti等 合 金 元 素 可 提 高 淬 透 性 。部 分 渗 碳 零 件 （ 齿 轮 、 轴 、 活 塞 销 等 ） 要 求 表 面 具有 高 硬 度 （ 55 65HRC） 和 高 耐 磨 性 ， 心 部 具 有 较高 的 强 度 和 足 够 的 韧 性 ， 克 服 了 低 碳 钢 淬 透 性 差 ，心 部 强 度 较 低 的 缺 点 。（ 2） 合 金 调 质 钢 常用合金调质钢的牌号

23、、热处理规范、力学性能及用途 牌 号 热 处 理 工 艺 力 学 性 能 用 途淬 火 温度 / 回 火 温度 / Rm/MPa 屈 服强 度 / MPa A Z KU/J40B 840水冷 550水冷 785 540 9 45 55 轴 、 齿 轮 、 拉 杆 、 凸 轮、 拖 拉 机 曲 轴40Cr 850油冷 520水冷 、 油冷 980 785 9 45 47 床 的 齿 轮 、 蜗 轮 、 蜗 杆、 轴 、 套 筒 、 花 键 轴 、曲 轴 、 进 气 阀40MnB 850油冷 500水冷 、 油冷 980 785 10 45 47 车 转 向 轴 、 半 轴 、 花 键轴 、 蜗

24、杆 和 机 床 主 轴 、齿 轮 等 38CrMoAl 940油冷 640 980 835 12 55 80 高 硬 度 、 高 耐 磨 和 高 疲劳 强 度 零 件 ， 如 航 空 发动 机 轴 、 重 要 齿 轮 、 机床 精 密 丝 杠 、 压 缩 机 活塞 杆40CrMnMo 850油冷 600 980 785 10 45 64 重 载 荷 轴 、 齿 轮 、 大 货车 的 连 杆 、 后 桥 半 轴 、轴 、 偏 心 轴 等 （ 3） 工 程 结 构 用 合 金 钢l 用 于 制 造 工 程 结 构 件 ， 如 建 筑 工 程 钢 筋 结 构 、 压 力容 器 、 承 受 冲 击 的

25、 耐 磨 铸 钢 件 等 。 （ 4） 合 金 弹 簧 钢l 利 用 弹 簧 的 弹 性 变 形 储 存 能 量 ， 减 缓 和 机 械 设 备 振 动和 冲 击 。 中 碳 钢 （ 55钢 ） 和 高 碳 钢 （ 65钢 、 70钢 ）都 可 以 作 为 弹 簧 材 料 ， 但 淬 透 性 差 、 强 度 低 ， 只 能 用来 制 造 小 截 面 、 受 力 较 小 的 弹 簧 。 而 合 金 弹 簧 钢 则 可制 造 大 截 面 、 弹 力 大 、 屈 服 强 度 高 的 重 要 弹 簧 。 合 金弹 簧 钢 的 wc 0.50 0.70 ， 常 加 人 的 合 金 元 素 有Mn、 Si

26、、 Cr、 、 Mo、 W、 B等 。l 弹 簧 按 加 工 成 形 方 法 分 为 冷 成 形 弹 簧 和 热 成 形 弹 簧 。 （ 4） 合 金 弹 簧 钢l 冷 成 形 弹 簧 弹 簧 直 径 小 于 10mm的 弹 簧 ， 如 钟 表弹 簧 、 仪 表 弹 簧 、 阀 门 弹 簧 等 。 弹 簧 采 用 钢 丝 或 钢 带制 作 ， 成 形 前 钢 丝 或 钢 带 先 经 过 冷 拉 （ 或 冷 轧 ） 或 者淬 火 加 中 温 回 火 ， 使 钢 丝 或 钢 带 具 有 较 高 的 弹 性 极 限和 屈 服 强 度 ， 然 后 将 其 冷 卷 成 形 ， 弹 簧 冷 成 形 后 在

27、250 300 进 行 去 应 力 退 火 ， 以 消 除 冷 成 形 时 产 生的 内 应 力 ， 稳 定 弹 簧 尺 寸 和 形 状 （ 4） 合 金 弹 簧 钢l 热 成 形 弹 簧 弹 簧 直 径 大 于 10mm的 弹 簧 ， 热 成 形后 进 行 淬 火 和 中 温 回 火 ， 提 高 弹 簧 钢 的 弹 性 极 限 和疲 劳 强 度 ， 如 汽 车 板 弹 簧 、 火 车 缓 冲 弹 簧 等 多 用60Si2Mn、 50CrVA来 制 造 常 用 弹 簧 钢 的 热 处 理 、 机 械 性 能 性 能 及 应 用牌号 热 处 理 力 学 性 能 应 用淬 火 /介 质 回 火/

28、屈 服 强度 /MPa Rm/MPa A z KU/J55Si2Mn 870油 冷 480 1177 1275 6 30 汽 车 、 拖 拉 机 、 机 车 减振 板 簧 或 螺 旋 弹 簧 ， 气缸 安 全 阀 弹 簧 ， 250 以下 使 用 耐 热 弹 簧 等55Si2MnB 6 3060Si2Mn 5 2560Mn 830油冷 540 800 1000 5 30 冷 卷 弹 簧 、 阀 门 弹 簧 、离 合 器 簧 片 、 制 动 弹 簧等 50CrVA 850油冷 500 1128 1275 10 40 制 作 高 载 荷 重 要 的 螺 旋弹 簧 、 发 动 机 气 门 弹 簧及

29、工 作 温 度 400 的 重要 弹 簧30W4Cr2VA 1050油 冷 600 1324 1471 7 40 制 作 工 作 温 度 500 耐热 弹 簧 ， 锅 炉 安 全 阀 弹簧 等 （ 5） 超 高 强 度 钢 l 屈 服 强 度 1370MPa、 Rm 1500MPa的 特 殊 质 量 合金 结 构 钢 。 按 其 化 学 成 分 和 强 韧 化 机 制 可 分 为 低 合 金超 高 强 度 钢 （ 30CrMnSiNi2A等 ） 、 二 次 硬 化 型 超 高强 度 钢 （ 4Cr5MoSiV等 ） 、 马 氏 体 时 效 钢 （ 如Ni25Ti2AlNb等 ） 和 超 高 强

30、 度 不 锈 钢 （ 07 Cr15Ni7 Mo2 Al等 ） 四 类 。 超 高 强 度 钢 主 要 用 于 航 空 和 航 天 工业 ， 如 35Si2MnMoVA的 抗 拉 强 度 可 达 1700MPa， 用于 制 造 飞 机 的 起 落 架 、 框 架 、 发 动 机 曲 轴 等 。 任 务 四 掌 握 合 金 工 具 钢 的 牌 号 与 应 用l 工 具 钢 分 为 碳 素 工 具 钢 和 合 金 工 具 钢 。l 制 做 尺 寸 大 、 精 度 高 和 形 状 复 杂 的 模 具 、 量 具 及 切削 刀 具 ， 均 采 用 合 金 工 具 钢 或 高 速 工 具 钢 。 合 金

31、 工具 钢 按 用 途 分 为 合 金 量 具 和 刃 具 钢 、 合 金 模 具 钢 。合 金 工 具 钢 与 高 速 工 具 钢 都 属 于 特 殊 质 量 等 级 要 求的 合 金 钢 任 务 四 掌 握 合 金 工 具 钢 的 牌 号 与 应 用1. 掌 握 合 金 工 具 钢 的 牌 号l 合 金 工 具 钢 的 牌 号 是 用 “ 一 位 数 字 （ 碳 含 量 ） 元素 符 号 （ 或 汉 字 ） 数 字 ” 表 示 ， 当 合 金 工 具 钢 中wc 1.0 时 ， 牌 号 前 的 “ 数 字 ” 以 千 分 之 几 （ 一 位数 ） 表 示 钢 的 碳 的 质 量 分 数 ；

32、l 当 合 金 工 具 钢 中 wc 1.0 时 ， 为 了 避 免 与 合 金 结构 钢 相 混 淆 ， 牌 号 前 不 标 出 碳 的 质 量 分 数 的 数 字 。l 例 如 ， 3Cr2W8V表 示 Wc 0.3 ， Cr =2 ， WW 8、 W V 1.5 的 合 金 工 具 钢 ； 9Mn2V表 示 wc 0.9， WMn 2 、 wV 1.5 的 合 金 工 具 钢 ； Cr12MoV表示 钢 中 Wc 1.0 、 Cr =12 ， WMo 1.5 、 WV 1.5 的 合 金 工 具 钢 。 任 务 四 掌 握 合 金 工 具 钢 的 牌 号 与 应 用 任 务 五 掌 握

33、量 具 及 刃 具 的 低 合 金 工 具 钢 性 能 与 应 用l 该 类 合 金 工 具 钢 碳 的 质 量 分 数 较 高 ， wc 0.95 1.10 ， 主 要 加 人 的 合 金 元 素 有 Mn、 Si、 Cr、 、Mo、 W等 ， 以 保 证 钢 材 获 得 高 淬 透 性 、 高 耐 回 火 性 、高 硬 度 （ 60HRC） 和 高 耐 磨 性 。 制 作 量 具 及 刃 具 用的 合 金 工 具 钢 中 加 入 合 金 元 素 较 少 ， 其 热 硬 性 比 碳素 工 具 钢 稍 高 ， 在 250 以 下 能 保 持 高 硬 度 和 高 耐 磨性 。 常 用 的 低 合

34、 金 工 具 钢 有 9SiCr、 9Cr2、 CrWMn、和 9Mn2V等 ， 用 于 制 造 淬 火 变 形 小 、 精 度 高 的 冷 剪 切刀 、 铰 刀 、 搓 丝 板 、 搓 丝 轮 、 拉 刀 等 刃 具 及 量 规 、量 块 、 精 密 丝 杠 和 耐 磨 零 件 。 任 务 五 掌 握 量 具 及 刃 具 的 低 合 金 工 具 钢 性 能 与 应 用l 低 合 金 工 具 钢 制 作 量 具 及 刃 具 任 务 五 掌 握 量 具 及 刃 具 的 低 合 金 工 具 钢 性 能 与 应 用l 制 做 量 具 用 低 合 金 工 具 钢 的 牌 号 热 处 理 和 用 途钢

35、号 淬 火 回 火 用 途温 度/ 介质 HRC 温 度/ HRC9SiCr 830860 油 62 180200 60 62 制 作 铰 刀 、 搓 丝 板 、 搓丝 轮 、 冲 模 、 冷 轧 辊CrWMn 800830 油 62 140160 62 65 制 作 淬 火 变 形 小 的 量 具， 量 块 、 车 床 丝 杠 、 冲模 等 9Mn2V 780810 油 62 150200 60 62 制 作 小 尺 寸 冲 模 ， 各 种淬 火 变 形 小 的 量 规 、 铰刀 任 务 六 掌 握 高 速 工 具 钢 的 牌 号 与 选 用1.了 解 高 速 工 具 钢 的 牌 号l 用

36、于 制 作 中 速 或 高 速 切 削 工 具 （ 车 刀 、 铣 刀 、 麻 花钻 头 、 齿 轮 滚 齿 刀 和 插 齿 刀 、 拉 刀 等 ） 的 合 金 钢 ，主 要 是 高 速 工 具 钢 。l 高 速 工 具 钢 简 称 高 速 钢 ， 含 有 W、 Mo、 Cr、 、 Co等 贵 重 元 素 ， 合 金 元 素 含 量 达 10 25 ， 含 碳 量在 wc 0.7 1 25 ， 保 证 获 得 高 碳 马 氏 体 和足 够 的 合 金 碳 化 物 。l 高 速 工 具 钢 牌 号 中 不 标 出 碳 的 质 量 分 数 值 ， 如W18Cr4V， wc 0.7 0.8 ， 只

37、标 出 合 金 元 素 含量 ， 而 不 标 出 碳 的 质 量 分 数 。 l 高 速 工 具 钢 分 为 钨 钼 系 、 钨 系 和 超 硬 系 三 类 。 任 务 六 掌 握 高 速 工 具 钢 的 牌 号 与 选 用2. 了 解 高 速 工 具 钢 的 特 性l 高 速 工 具 钢 经 热 处 理 淬 火 、 回 火 后 获 得 高 硬 度 、 高耐 磨 性 和 高 热 硬 性 ， 制 作 的 切 削 刀 具 在 600 仍 能保 持 高 硬 度 和 耐 磨 性 ， 俗 称 “锋 钢 ”， 其 切 削 速 度 比一 般 工 具 钢 高 得 多 ， 强 度 比 碳 素 工 具 钢 和 低

38、 合 金 工具 钢 约 高 30 50 。 此 外 ， 高 速 工 具 钢 具 有 很 好的 淬 透 性 ， 在 空 气 中 冷 却 也 能 淬 硬 。 但 高 速 工 具 钢导 热 性 差 ， 在 热 加 工 时 要 特 别 注 意 。 任 务 六 掌 握 高 速 工 具 钢 的 牌 号 与 选 用3. 熟 悉 高 速 工 具 钢 的 锻 造 与 热 处 理l 高 速 工 具 钢 属 于 莱 氏 体 钢 ， 铸 态 组 织 中 有 粗 大 鱼 骨状 的 合 金 碳 化 物 ， 如 图 6 16所 示 。 这 种 碳 化 物 硬而 脆 ， 不 能 用 热 处 理 方 法 消 除 ， 必 须 用

39、 反 复 锻 打 （常 用 三 镦 三 拔 ， 即 镦 粗 拔 长 镦 粗 拔 长 镦 粗 拔 长 ） 的 方 法 将 其 击 碎 ， 使 碳 化 物 细 化 并 均 匀 分布 在 基 体 上 。l 高 速 工 具 钢 锻 造 后 硬 度 较 高 并 存 在 应 力 ， 为 改 善 切削 加 工 性 能 ， 消 除 应 力 ， 为 淬 火 作 好 组 织 准 备 ， 应进 行 退 火 ， 退 火 后 组 织 为 索 氏 体 和 粒 状 碳 化 物 ， 硬度 为 207 255HBW。 任 务 六 掌 握 高 速 工 具 钢 的 牌 号 与 选 用W18Cr4V高 速 工 具 钢 退 火 、 淬

40、 火 、 回 火 工 艺 曲 线 任 务 六 掌 握 高 速 工 具 钢 的 牌 号 与 选 用4. 了 解 高 速 工 具 钢 的 应 用l 高 速 工 具 钢 用 于 制 作 中 速 或 高 速 切 削 工 具 ， 如 车 刀、 铣 刀 、 麻 花 钻 头 、 丝 锥 、 板 牙 、 铰 刀 、 中 心 钻 、齿 轮 滚 齿 刀 和 插 齿 刀 、 拉 刀 等 。 任 务 七 了 解 滚 动 轴 承 钢 的 性 能 与 应 用1. 了 解 滚 动 轴 承 钢 的 牌 号 与 性 能l 轴 承 钢 的 牌 号 前 面 冠 以 “滚 ”汉 语 拼 音 字 母 “G”， 其 后为 铬 元 素 符

41、 号 Cr， 铬 的 质 量 分 数 以 千 分 之 几 表 示 ，其 余 合 金 元 素 标 出 质 量 分 数 的 百 分 之 几 （ 与 合 金 结构 钢 相 同 ） 。 轴 承 钢 中 Wc 0.95 1.lO ，WCr=0.4 1.65 。 如 GCr15， Wc 1.O ， WCr1.5 ； GCr15SiMn， Wc 1.O ， WCr 1.5 、 WSi1.5 、 WMn 1.5 。 轴 承 制 造 业 最 常 用 的 轴 承 钢 是GCr15。l 轴 承 钢 属 于 特 殊 质 量 合 金 钢 ， 主 要 用 于 制 造 滚 动 轴承 的 滚 动 体 和 内 、 外 套 圈

42、， 也 用 于 制 作 量 具 、 模 具、 低 合 金 刃 具 、 机 床 丝 杠 等 。 任 务 七 了 解 滚 动 轴 承 钢 的 性 能 与 应 用 2. 熟 悉 滚 动 轴 承 钢 的 热 处 理 与 应 用l 轴 承 钢 的 热 处 理 是 球 化 退 火 、 淬 火 和 低 温 回 火 。 球化 退 火 可 降 低 锻 造 后 钢 的 硬 度 （ 180 207HBW） ， 其组 织 是 较 软 的 铁 素 体 和 均 匀 分 布 的 细 粒 状 碳 化 物 ，以 利 于 切 削 加 工 ， 并 为 最 终 热 处 理 作 好 组 织 准 备 。 任 务 七 了 解 滚 动 轴

43、承 钢 的 性 能 与 应 用l 轴 承 钢 的 牌 号 、 化 学 成 分 、 热 处 理 规 范 及 用 途牌 号 含 碳量 wC% 热 处 理 / 回 火 后硬 度 HRC 应 用淬 火 温度 回 火 温度GCr15 0.951.lO 825845 150170 62 66 制 造 直 径 为 20 50mm滚 珠 、 滚 针和 内 、 外 圈GCr6 825845 150170 61 65 制 造 直 径 小 于 10 mm滚 珠 、 滚 针和 内 、 外 圈GCr9 825845 150170 61 65 制 造 直 径 小 于 20mm滚 珠 、 滚 针 和内 、 外 圈GCr15

44、SiMn 820840 150180 62 制 造 直 径 大 于 50mm滚 珠 、 滚 针 和内 、 外 圈 20Cr2Ni4 0.2 900920 150180 60 64 渗 碳 轴 承 钢 ， 制 造 承 受 很 大 冲 击或 特 大 型 轴 承68Cr17 0.68 10101070 150180 56 58 马 氏 体 不 锈 钢 ， 淬 火 回 火 后 冷 处理 ， 制 造 耐 腐 蚀 的 不 锈 钢 轴 承 任 务 八 了 解 常 用 特 殊 性 能 钢 与 应 用 1. 了 解 不 锈 钢 的 性 能 与 应 用l 不 锈 钢 以 美 观 、 不 锈 、 耐 蚀 性 为 主

45、 要 特 性 ， 且 铬 的质 量 分 数 至 少 为 10.5 ， 碳 的 质 量 分 数 最 大 不 超 过1.2 ， 属 于 特 殊 质 量 合 金 钢 。 任 务 八 了 解 常 用 特 殊 性 能 钢 与 应 用 2. 了 解 耐 热 钢 的 性 能 与 应 用l 普 通 钢 材 温 度 超 过 560 时 ， 钢 材 表 面 会 发 生 氧 化 反应 ， 生 成 松 脆 多 孔 的 氧 化 亚 铁 而 起 皮 脱 落 ， 俗 称 氧化 皮 ， 造 成 材 料 强 度 急 剧 下 降 ， 表 面 粗 糙 度 值 大 幅度 升 高 ， 导 致 零 件 破 坏 。l 航 空 、 航 天

46、发 动机 ， 内 燃 机 及 火力 发 电 机 等 设 备中 许 多 零 件 在 高温 下 工 作 ， 必 须具 有 良 好 的 耐 热性 。 任 务 八 了 解 常 用 特 殊 性 能 钢 与 应 用 3.了 解 特 殊 物 理 性 能 钢 性 能 与 应 用（ 1） 永 磁 钢l 永 磁 钢 （ 硬 磁 钢 ） ： 钢 材 被 磁 化 后 ， 除 去 外 磁 场 后 能长 期 保 留 较 高 剩 磁 的 钢 材 ， 表 现 出 不 易 退 磁 的 特 性 。 任 务 八 了 解 常 用 特 殊 性 能 钢 与 应 用 3.了 解 特 殊 物 理 性 能 钢 性 能 与 应 用（ 2） 软

47、磁 钢 （ 硅 钢 片 ）l 软 磁 钢 （ 硅 钢 片 ） 是 指 钢 材 容 易 被 反 复 磁 化 ， 并 在 外磁 场 除 去 后 磁 性 基 本 消 失 的 钢 材 。l 软 磁 钢 轧 制 成 薄 片 ， 分 为 电 机 硅 钢 片 （ wSi 1 2.5 ,塑 性 好 ） 和 变 压 器 硅 钢 片 （ wSi 3 4 ， 磁 性较 好 ， 塑 性 差 ） ， 用 于 制 作 电 动 机 的 转 子 和 定 子 、 继电 器 、 电 源 变 压 器 等 作 业P129页 ， 思 考 与 练 习一 、 二 、 三 、 四 题 ， 课 堂 提 问 。五 、 简 答 题 1， 3， 4

48、， 5， 6， 8， 9， 10， 11， 14， 15写 在 作 业 本 上 。六 、 分 析 题1， 2写 在 作 业 本 上 。 钢的火花鉴别（实验）一、实验目的 1.了解火花鉴别钢材的方法。 2. 掌握几种主要钢材的火花特征。 二、实验原理1火花鉴别的原理 在 砂 轮 上 打 磨 钢 试 件 ， 试 件 上 脱 落 下 来 的 钢 屑 在 惯 性力 作 用 下 飞 溅 出 来 ， 形 成 一 道 道 或 长 或 短 、 或 连 续 或 间 断的 火 花 射 线 （ 主 流 线 ） 。 根 据 试 件 与 砂 轮 的 接 触 压 力 不 同 、钢 的 成 分 不 同 ， 火 花 射 线

49、也 各 不 一 样 。 全 部 射 线 组 成 火 花束 。 根 据 流 线 和 火 花 的 特 征 ， 可 以 鉴 别 钢 材 的 成 分 。 火 花 2火花的组成 l 火 束 l 流 线 l 节 点 与 芒 线 l 爆 花 与 花 粉l 尾 花 火束 流线 节点和芒线 爆花 尾花 常用钢的火花特征 低碳钢火花 中碳钢火花 高碳钢火花 高速钢火花 人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大

50、自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。 随 着 高 新 科 技 的 不 断 发 展 ， 对 钢 材 的 性 能 要 求 越来 越 高 。 要 求 具 有 耐 腐 蚀 、 抗 氧 化 、 耐 磨 的 机 械 零 件 ； 具有 高 强 度 、 高 韧 性 的 模 具 ； 具 有 良 好 热 硬 性 的 高速 切 削 刀 具 。 因 此 ， 必 须 选 用 性 能 更 加 优 异 的 低合 金 钢 、 合 金 钢 。 为 了 改 善 钢 的 综 合 性 能 或 使 其 具 有 某 些 特 殊 性 能 ，在 炼 钢 时 加 人 硅 （ Sj） 、 锰 （

51、Mn） 、 铬 （ Cr） 、镍 （ Ni） 、 钨 （ W） 、 钼 （ Mo） 、 钒 （ ） 、钛 （ Ti） 、 铌 （ Nb） 、 钴 （ Co） 、 铝 （ Al） 、硼 （ B） 及 稀 土 （ RE） 等 合 金 元 素 得 到 合 金 钢 。 3. 了 解 低 合 金 耐 候 钢l耐 候 钢 是 指 耐 大 气 腐 蚀 钢 。 它 是 在 低 碳 钢 的 基 础 上加 人 少 量 铜 、 铬 、 镍 、 钼 等 合 金 元 素 ， 使 钢 表 面 形 成一 层 保 护 膜 的 钢 材 。l焊 接 结 构 用 耐 候 钢 的 牌 号 是 由 “ Q 数 字 十 NH”组 成 。

52、其 中 “ Q”是 “ 屈 ” 字 汉 语 拼 音 字 母 的 字 首 ， 数 字 表 示钢 的 最 低 屈 服 强 度 数 值 ， 字 母 “ NH”是 “ 耐 候 ” 汉 语拼 音 字 母 的 字 首 ， 牌 号 后 缀 质 量 等 级 代 号 C、 D、 E，如 Q355NHC表 示 屈 服 强 度 大 于 355MPa， 质 量 等 级 为 C级的 焊 接 结 构 用 耐 候 钢 。 焊 接 结 构 用 耐 候 钢 适 用 于 桥 梁 、建 筑 及 其 他 要 求 耐 候 性 的 钢 结 构 。l高 耐 候 性 结 构 钢 的 牌 号 是 由 “ Q 数 字 GNH”组 成 。 40

53、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 0.4060 Si2 Mn（ 合 金 结 构 钢 ）平 均 含 硅 量 为 2 左 右平 均 含 碳 量 为 0.60主 要 合 金 元 素 为 锰 ， 含 量 小 于 1.5l 说 出 下 列 合 金 钢 的 类 型 及 元 素 含 量 ：l 38CrMoAl； 20CrMnTi l 用 于 制 造 渗 碳 零 件 的 合 金 钢 称 为 合 金 渗 碳 钢 。 合 金渗 碳 钢 的 wc 0.10 0.25 ， 加 人 Cr、 Ni、 Mn、 B、 W、 Mo、 、 Ti等

54、合 金 元 素 可 提 高 淬 透 性 。部 分 渗 碳 零 件 （ 齿 轮 、 轴 、 活 塞 销 等 ） 要 求 表 面 具有 高 硬 度 （ 55 65HRC） 和 高 耐 磨 性 ， 心 部 具 有 较高 的 强 度 和 足 够 的 韧 性 ， 克 服 了 低 碳 钢 淬 透 性 差 ，心 部 强 度 较 低 的 缺 点 。（ 2） 合 金 调 质 钢 （ 3） 工 程 结 构 用 合 金 钢l 用 于 制 造 工 程 结 构 件 ， 如 建 筑 工 程 钢 筋 结 构 、 压 力容 器 、 承 受 冲 击 的 耐 磨 铸 钢 件 等 。 任 务 四 掌 握 合 金 工 具 钢 的 牌

55、 号 与 应 用1. 掌 握 合 金 工 具 钢 的 牌 号l 合 金 工 具 钢 的 牌 号 是 用 “ 一 位 数 字 （ 碳 含 量 ） 元素 符 号 （ 或 汉 字 ） 数 字 ” 表 示 ， 当 合 金 工 具 钢 中wc 1.0 时 ， 牌 号 前 的 “ 数 字 ” 以 千 分 之 几 （ 一 位数 ） 表 示 钢 的 碳 的 质 量 分 数 ；l 当 合 金 工 具 钢 中 wc 1.0 时 ， 为 了 避 免 与 合 金 结构 钢 相 混 淆 ， 牌 号 前 不 标 出 碳 的 质 量 分 数 的 数 字 。l 例 如 ， 3Cr2W8V表 示 Wc 0.3 ， Cr =2

56、， WW 8、 W V 1.5 的 合 金 工 具 钢 ； 9Mn2V表 示 wc 0.9， WMn 2 、 wV 1.5 的 合 金 工 具 钢 ； Cr12MoV表示 钢 中 Wc 1.0 、 Cr =12 ， WMo 1.5 、 WV 1.5 的 合 金 工 具 钢 。 人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。