第七章 合金鋼

1、第七章合金鋼本章授課學(xué)時(shí)：5學(xué)時(shí)本章重點(diǎn)內(nèi)容：1、合金化的基本原理；2、合金結(jié)構(gòu)鋼的化學(xué)成分、組織、熱處理特點(diǎn)及編號(hào)；3、合金工具鋼的化學(xué)成分、組織、熱處理特點(diǎn)及編號(hào)；4、特殊性能鋼的化學(xué)成分、熱處理特點(diǎn)。第一節(jié)合金元素在鋼中的作用目的要求:通過講授使學(xué)生掌握合金化的基本原理及合金鋼的分類編號(hào)。重點(diǎn):Me在鋼中作用的基本規(guī)律及鋼的分類與編號(hào)。教學(xué)方法:課堂講授為主。授課內(nèi)容:一、Me對鋼中基本相的影響1、Me對F的影響合金元素溶入鐵素體

2、中形成合金鐵素體由于與鐵的晶格類型和原子半徑不同而造成晶格畸變產(chǎn)生固溶強(qiáng)化效應(yīng)。2、Me與C的作用非碳化物形成元素:如NiSiAlCo等。碳化物形成元素:如CrWMoVNb等即可形成合金滲碳體如(MnFe)3C又可形成特殊碳化物如VCTiC等。二、Me對Fe－Fe3C相圖的影響合金元素的加入對Fe－Fe3C相圖的相區(qū)相變溫度共析點(diǎn)共晶點(diǎn)等都有影響。所有擴(kuò)大γ相區(qū)的元素如NiMnCoCNCu等均使S點(diǎn)E點(diǎn)向左下方移動(dòng)降低A3和A1點(diǎn)溫度。

3、所有縮小γ相區(qū)的元素CrWMoVTi等均使S點(diǎn)E點(diǎn)向左上方移動(dòng)提高A3和A1溫度。三、Me對鋼在加熱和冷卻時(shí)轉(zhuǎn)變的影響1、Me對鋼在加熱時(shí)轉(zhuǎn)變時(shí)的影響合金鋼的奧氏體形成過程同碳鋼一樣。所不同的是合金鋼的奧氏體形成過程要比碳鋼慢另外除MnP外幾乎所有合金元素都不同程度地阻礙奧氏體晶粒張大。一般是在滲碳之后再進(jìn)行淬火和低溫回火。處理后零件的心部為具有足夠強(qiáng)度和韌性的低碳馬氏體組織表層為硬而耐磨的回火馬氏體和一定量的細(xì)小碳化物組織。常用的鋼種

4、有20Cr20CrMnTi18Cr2Ni4WA。三、調(diào)質(zhì)鋼調(diào)質(zhì)鋼一般指經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理后使用的碳素結(jié)構(gòu)鋼和合金結(jié)構(gòu)鋼。對調(diào)質(zhì)鋼零件的性能要求為＂具有良好的綜合機(jī)械性能＂。因此調(diào)質(zhì)鋼的含碳量一般在0.25%0.50%之間屬于中碳鋼。碳量過低同時(shí)為了提高鋼的淬透性和保證強(qiáng)度韌性。通常加入CrNiSiMnB及少量的MOVAl等合金元素。調(diào)質(zhì)鋼的熱處理通常為淬火后高溫回火。常用鋼種有4040Cr30CrMnSi40CrNiMo等。四、彈簧鋼彈簧鋼是

5、用來制造彈簧等彈性元件的鋼。根據(jù)其使用條件要求其具有較高的彈性極限和屈強(qiáng)比較高的疲勞強(qiáng)度一定的塑性韌性。因此碳素彈簧鋼的含碳量為0.60%0.90%合金彈簧鋼的含碳量為0.40%0.70%。合金彈簧鋼的主加合金元素是Si(3%)Mn(1.3%)Cr(約1%)。以保證力學(xué)性能和工藝性能。根據(jù)彈簧鋼的加工成型狀態(tài)不同彈簧分為熱成型彈簧與冷成型彈簧。熱成型彈簧的具體制造過程是先將剪斷的鋼材加熱至高溫狀態(tài)(約高出淬火溫度5080度)趁熱來卷彈簧

6、或折疊成所需形狀然后進(jìn)行淬火與中溫回火。冷成型彈簧鋼通常都采用多次冷拉的方法制成彈簧鋼絲但是在冷拉前要對鋼料先進(jìn)行淬鉛處理隨后再進(jìn)行總變形量達(dá)到80%90%的多次冷拉直到成品彈簧所要求的尺寸。用這種鋼絲卷成彈簧后只需進(jìn)行低溫去應(yīng)力退火。常用鋼種有6555Si2Mn60Si2CrV。五、滾動(dòng)軸承鋼用于制作滾動(dòng)軸承的內(nèi)外套圈及滾動(dòng)體的鋼稱為滾動(dòng)軸承鋼對滾動(dòng)軸承鋼的性能要求為高的彈性極限和接觸疲勞強(qiáng)度高而均勻的硬度和耐磨性足夠的韌性和淬透性同

7、時(shí)具有一定的抗蝕能力此外對鋼的純度(非金屬夾雜物等)組織均勻化碳化物分布狀況以及脫碳程度等都有嚴(yán)格的要求。因此滾動(dòng)軸承鋼的含碳量為0.95%1.15%鋼的主要元素是Cr(1.65%)輔助元素有SiMn。滾動(dòng)軸承鋼的熱處理工藝主要為球化退火淬火和低溫回火。常鋼種有GCr15GCr15SiMn。六、易切鋼再鋼中附加一種或某幾種元素使它成為容易被切削加工的鋼這類鋼稱為易切鋼。目前常用的附加元素有硫鉛鈣磷等。七、超高強(qiáng)度鋼工程上一般將屈服強(qiáng)度超