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第九章工业用钢,91钢中的杂质元素及气体,杂质元素的种类：、等，称为常存元素。一、1Mn的作用：固溶强化作用（溶入F）；可以形成合金渗碳体(Fe,Mn)3C；具有脱作用；脱氧作用等。2硅的作用与锰相似，它的脱O能力比锰更强；硅还可以溶入F，造成固溶强化。结论：锰、硅是有益元素,二、有害元素，要严格控制。三、气体1氮气：兰脆。可以用铝、钛脱N（固N）。2氢气：使塑性、韧性降低，造成氢脆。“白点”造成机械性能极度下降。3氧气：常常以氧化物的夹杂物形式存在，使塑性、韧性、疲劳强度、耐蚀性降低。热脆性增大。,72碳钢的分类、牌号和用途（重点）,碳素钢简称碳钢，是铁和碳组成的合金。211，一般135，少量的杂质：、等。特点：较好的机械性能；一般能满足要求。良好的工艺性能；容易加工。价格低廉，品种多，占90。,一、分类按分类低碳钢：025中碳钢：（0.250.6）高碳钢：06（1200MPa。典型钢种为：1824（“王牌”钢）：极高的淬透性，性能很好，冲韧性很高98，但合金元素达7。大截面的高强度渗件：活塞销、（重型坦克、飞机、机车的）齿轮、精密偶件（著名的针阀体材料，要求进行冷处理）。,3钢的热处理热处理：渗后淬火低温回火，“表硬里强韧”。例：20：“渗淬火低回”后，性能指标为：表面:HRC5860心部：具有一定的强度（7008002）和韧性（60802），32,三、合金调质钢目的：获得好的综合机械性能。一般特点成分：0.30.5的中碳钢，0.4%C的居多，碳素调质钢接近上限，如；40、45、50钢，合金调质钢接近下限，如：30CrMnSi。合金元素：、等，作用：提高淬透性，固溶强化F。Mo、W、V、Ti、B为辅加元素。,常用牌号及用途（1）低淬透性、低强度调质钢：油淬直径3040，典型牌号；40，用量最大的合金钢之一，曲轴、连杆、重要的螺栓（如：连杆螺栓）等。（2）中淬透性、中强度调质钢：油淬直径4060，典型牌号；40（可用40代替）、35CrMo,重型载重汽车的半轴、大型尾轴、活塞头、连杆、曲轴等。（3）高淬透性、高强度调质钢：油淬直径60100，典型牌号；373：具有高的综合机械性能，十分昂贵。用于大截面、心部要求高韧性、高强度零件（民用产品最好不用），如：重型机械的轴、,叶轮、齿轮等。四、合金弹簧钢专用结构钢，用于弹簧和弹性元件，利用弹性变形减振和依靠弹性储能来驱动零件。1一般特点成分：04507；合金元素：、等。作用：提高淬透性和回火稳定性，细化晶粒。性能：屈强比08。弹性好，疲劳强度高，足够的塑性和韧性。,2常用牌号和用途（1）含、V、W的钢：50VA，排气阀弹簧（300），652：高温排气阀弹簧。（2）以、为主的钢：65Mn、60Si2Mn比碳素弹簧钢的淬透性好，可制造大弹簧25mm,（碳素弹簧钢可制造的弹簧1215mm）3热处理热成形弹簧（大截面）：淬火中温回火，T。冷成形弹簧：直径8，用冷拔钢丝冷卷成形。,五、滚动轴承钢1一般性能高的抗压强度、疲劳强度和耐磨性。一定的韧性和耐蚀性，尺寸稳定。成分：095110合金元素：04152常用牌号和用途15：滚动轴承、柴油机的精密偶件、精密量具等。3热处理,95合金工具钢,一、成分：0613。合金元素、等。、002003，优质钢。二、热处理球化退火淬火（冷处理）低温回火三、常用的合金工具钢（一）低合金刃具钢特点：,在碳素刃具钢的基础上加入一定的合金元素：C：07515（过共析成分）合金元素总量5合金元素：、（提高淬透性），、（与形成难溶碳化物，HB耐磨性，防过热细化晶粒）热处理：球化退火淬火低回常用牌号及用途：9：09，、15，4050用途：薄刃刀具，低速切削刀具如：板牙、铣刀等。,1，、15用途：拉刀、柴油机精密偶件。高速钢：特点：高温硬度即红硬性、热硬性：600时，60成分：高、高合金工具钢：C0.71.65%合金元素总量10；合金元素、。铸态组织及锻造与亚共晶白口铁相似：鱼骨状黑色共析组织白色,热处理：球化退火淬火低温回火（3次）常用牌号：（1）W系：184钨系高速钢；0708，4，18，15用途：高速切削用的车刀、钻头等；精密偶件。（2）W-Mo系；W6Mo5Cr4V2。形状复杂的刃具。韧性好。,96特殊性能钢,一、不锈钢（不锈耐酸钢）包括：抵抗大气腐蚀的不锈钢和抵抗化学介质的耐酸钢。金属腐蚀的基本概念：在外界介质的作用下，金属逐渐受到破坏的现象，称为腐蚀。例如：船体钢板的生锈。种类：（1）化学腐蚀：与周围介质发生化学反应，不产生电流。（2）电化学腐蚀（最常见）。,防止金属腐蚀的基本途径：（1）加入合金元素钢基体的电极电位。（2）加入合金元素，使钢在室温下呈单相状态。（3）加入合金元素，形成钝化膜，将零件与介质隔离，非常有效。（4）减少或消除钢中的不均匀现象（组织、化学成分等）。（5）涂保护层：如涂漆（船体）、电镀等。（6）阴极保护法：用电极更低的金属做阳极，被保护对象做阴极。“牺牲阳极保护法”如在船体钢板上加Zn块。,不锈钢的特点：00310（对耐蚀性要求高的，采用低的C：0.10.2%;而对硬度也有较高要求的，采用高的C：0.850.95%）合金元素：10，主要合金元素：、等。Cr合金元素的作用：获得单相组织；电极电位；形成钝化膜23,常用不锈钢（按正火状态分）型不锈钢：0110；1318Cr13型不锈钢。例：113：涡轮叶片；413：耐蚀轴承、不锈性的手术刀。型不锈钢：015；1330特点：室温下单相，抗高温氧化性好，耐酸能力强，但机械性能和工艺性能差，不能承受冲击，冶炼也困难。强度低。117：化工容器、硝酸等。,型不锈钢：r18，8（扩大相区）；含C量较低。应用最广，“188”型是典型的成分配合，可获得单相。11882、1Cr18Ni9Ti;具有高的耐蚀性、塑性、焊接性能和冷变形能力，无磁性，但强度不高，可用形变强化。用于：航空发动机零件；航海仪表中的无磁零件。二、耐热钢耐热性的基本概念,1耐热性：金属材料在高温下抗氧化性和高温强度的总称。2抗氧化性：取决于材料本身的成分：通过致密氧化膜，阻止氧化的进行。3高温强度：蠕变的概念，指标：蠕变极限、持久强度。提高再结晶温度。耐热钢抗氧化钢（不起皮钢）特点：高温下有较高的抗氧化性，而对高温强度无高的要求。,方法：加入合金元素Cr、Si、Al等，形成致密氧化膜。钢、钢；加入10的铬，可以使抗氧化温度达到900，加入20的铬，可以使抗氧化温度达到1100，1182：热交换器；318252：锅炉的耐热件。热强钢特点：抗氧化能力好，对高温强度要求较高，良好的组织稳定性。方法：加入合金元素（Cr、Ni、Mo、V、Ti），提高再结晶温度，提高抗蠕变能力。,例：492：进、排气阀（700），M型；414142：750的船机排气阀、叶片，A型热强钢；800以下不起皮，有更好的热强度。1189：涡轮叶片，600700。1Cr13、2Cr13:M型热强钢，涡轮叶片。,思考题,1碳素钢有哪些类型？2碳素结构钢与优质碳素结构钢的区别是什么？3说明下列牌号的含义：45、20MnQ235.F、27050016、208、124钢中的常存杂质元素有哪些？各有何作用？5概念：热脆、冷脆、兰脆、魏氏组织。6与碳钢比，合金钢有何优缺点？,7常用的