6+合金结构钢-1

1,第六章 金属材料,6.1 合金结构钢6.2 不锈钢6.3 高温合金6.4 有色金属6.5 特殊性能合金,2,6.1 合金结构钢,6.1.1 低合金结构钢6.1.2 中合金结构钢6.1.3 高合金结构钢,3,6.1.1 低合金结构钢,概述低合金结构钢又称为低合金高强度钢；低碳结构钢+合金元素Mn、Si、Cr、Mo、Ni、Cu、Nb、Ti、V、Zr、B、P和N，但总量不超过5%，一般在3以下塑性、韧性、焊接性良好其强度、硬度显著高于相同碳量的普通低碳钢，并且有较好的塑性和韧性以及良好的焊接性能及耐大气腐蚀性能。,4,（1）普通低合金高强钢,含碳量小于0.20%固溶强化元素（Mn1.8%， Si0.6%， V，Nb）组织：铁素体和珠光体Q345C热轧供货,5,（5）低合金钢的分类,6,锰系低合金钢(16M n、09M n2)锰钒系低合金钢( 09M n2V、15M nV )锰钛系低合金钢(15M nT i)硅钛系低合金钢(16SiT i)硅钒系低合金钢(09SiV、12SiV )钒系低合金钢(09V、14V )含铝系低合金钢( 12MoA lV )含磷系低合金钢(09M nCuPT i、10M nPN b)多元素低合金钢(14M n2V T i、14M nMoV ),7,(1) 铁素体加珠光体型金相组织如16M n、15M nT i 等钢。( 2) 贝氏体加少量珠光体型金相组织,如14M nMoVBRe 等钢。( 3) 回火马氏体和贝氏体型金相组织以Cr、Mn、Mo 为主要合金元素, 有的还加入Ni。主要有Cr2Mo2M n2V 2B 系和Cr2N i2Mo2V 等。调质处理, 屈服强度一般为685 1440Pa, 塑性韧性也较好,8,（6）普通低合金钢的牌号表示方法普通低合金高强度结构钢的牌号, 由代表屈服点的“屈”字汉语拼音首字母“Q ”、屈服点数值、质量A 级钢没有冲击试验性能要求;B 级钢要求+ 20的冲击试验性能;C 级钢要求0的冲击试验性能;D 级钢要求- 20的冲击试验性能;E 级钢要求- 40的冲击试验性能。例如牌号“Q 390A ”钢, 即为屈服点为390M Pa 的A 级低合金高强度结构钢。,9,（7）16Mn怎么没有了,10,（8）低合金高强度钢的应用,11,（2）优质低合金高强度钢,调质钢调质：将钢进行淬火后再进行高温回火以得到粒状细珠光体组织（又称回火索氏体，使钢的强度、塑性、韧性达到比较恰当的配合，具有良好的综合机械性能的工艺。加入合金元素的目的：（1）提高钢的机械性能，如强度、硬度和韧性等。（2）改善钢的热处理性能。（3）使钢获得某种特定的性能。,12,（2）优质低合金高强度钢,25CrMnSi 30CrMnSi成分：C, 合金元素热处理：调质拉伸强度：882Mpa组织：回火索氏体,13,（3）低合金超高强度钢,优质低合金超高强度钢30CrMnSiNi2改变热处理工艺，淬火+低温回火或等温淬火组织：回火马氏体或回火马氏体+贝氏体,14,15,钢铁材料要能与钛合金相竞争，其拉伸强度必须达到16001700MPa，其断裂韧度KIC125MPam 的水平。对飞行器,随飞行速度与音速的比值(称为马赫数，Ma,)的增加,要求构件能承受500或更高温度的能力，为此须采用具有二次硬化能力的钢材。人们正是从热作模具钢受到启发,将之作为一种超高强度钢加以应用和开展相当类型的超高强度钢的研究。,16,6.1.2 中合金结构钢,热作模具钢：H11， H13成分：含碳量在(0.300.50)Cr（5%）、W、Mo和V合金元素的总含量大于6范围。H13典型成分：0.4C-5Cr-1Mo-1Si-V H13钢的强度，有文献介绍为1503.1MPa(46HRC时)和1937.5MPa(51HRC时),17,H13钢是使用最广泛和最具代表性的热作模具钢种,它的主要特性：（1）具有高的淬透性和高的韧性；（2）优良的抗热裂能力，在工作场合可予以水冷；（4）因其含碳量较低，回火中二次硬化能力较差；（5）在较高温度下具有抗软化能力，但使用温度高于540（1000）硬度出现迅速下降（即能耐的工作温度为540）；,18,热处理工艺：在空冷中淬火，500600回火，在马氏体中析出弥散的碳化物，产生二次硬化。特点：利用二次硬化效应得到的在室温和中温（500550）下具有较高强度的超高强度钢 。,19,特点：淬透性好，可在空冷中淬火；500-600 回火时，在马氏体中析出弥散的碳化物，产生二次硬化；具有高的室温强度和中温（500-560左右）强度，加之含Cr较多，具有较好的抗氧化性和耐蚀性；,20,二次硬化：含有钨、钼、钒的合金钢，经高温奥氏体充分均匀化并淬火后，在500600回火时硬度有回升的现象，称为二次硬化,21,6.1.3 高合金结构钢,典型材料：马氏体实效钢典型牌号：18Ni（250）合金成分：含碳量：极低（0.03%）含镍量很高（18-25%）能产生时效强化的元素，Mo、Ti、Nb、Al等（250）：抗拉强度等级，单位Ksi （1 Ksi=6.89 N / mm2 ）,1722Mpa,22,强化机理：利用淬火后的时效处理，使金属间化合物（Ni3Mo, Ni3Ti）在超低碳的高Ni马氏体中弥散析出而强化的高合金超高强度钢。典型热处理工艺：815固溶，空冷至室温,23,maraging steel：微碳（.）、高镍（）并添加少量其它元素（如、等）的超高强度钢。,24,马氏体时效钢是目前强度级别最高的金属材料之一，它以超低碳马氏体为基体，以弥散析出的金属间化合物为强化相，因而可以在保持较高塑性和韧性的基础上达到超高强度。到目前为止，以18Ni型为主要代表的马氏体时效钢在国内外航空、航天及其它运载工具上得到了广泛应用，达到了减轻结构重量、提高整体性能的目