第8章合金钢副本

1、n为什么要加入合金元素？为什么要加入合金元素？1.淬透性低淬透性低 2.回火抗力低回火抗力低3.具有回火脆性具有回火脆性4.高温下强度硬度差高温下强度硬度差5.不能不能满足特殊性能的要求满足特殊性能的要求第第8 8章章 合金钢合金钢碳钢的局限性：碳钢的局限性：2合金钢合金钢是指加入一种或多种合金元素超过一定范围的钢。是指加入一种或多种合金元素超过一定范围的钢。判断：除了铁和碳以外，还含有其他元素的钢称为合金钢。判断：除了铁和碳以外，还含有其他元素的钢称为合金钢。Mn, Si, Mn, Si, S,PS,P Cr, Ni, Mo, W Cr, Ni, Mo, WV, Ti, Nb, Re,V,

2、Ti, Nb, Re,合金元素能起什么作用呢？合金元素能起什么作用呢？提高淬透性，防止第二类回火脆提高淬透性，防止第二类回火脆与碳化物亲和力弱的非金属元素溶于铁素体，形成合金铁素体。与碳化物亲和力弱的非金属元素溶于铁素体，形成合金铁素体。尤其与尤其与FeFe原子晶格差距大的原子晶格差距大的SiSi、MnMn、NiNi对强度、硬度提高显著。对强度、硬度提高显著。第一节第一节 合金元素在钢中的作用合金元素在钢中的作用2、形成合金渗碳体及特殊碳化物、形成合金渗碳体及特殊碳化物强化强化合金元素形成合金元素形成碳化物碳化物，如：，如：WW2 2C C、MoMo2 2C C等等以细小质点分布在基体，起强化

3、作用，改善钢的性能。以细小质点分布在基体，起强化作用，改善钢的性能。1 1、对铁素体的、对铁素体的固溶强化固溶强化NiNi、MnMn、CoCo等元素是扩大奥等元素是扩大奥氏体区的元素，使氏体区的元素，使A A3 3线下降。线下降。使共析转变向使共析转变向低温低碳低温低碳方向。方向。如：如：1Cr18Ni9Ti1Cr18Ni9Ti中，中，NiNi 9%9%，S S点降到室温，室温下为单相点降到室温，室温下为单相奥氏体组织，称奥氏体组织，称奥氏体不锈钢奥氏体不锈钢。 锰对奥氏体相区的影响锰对奥氏体相区的影响二、合金元素对二、合金元素对Fe-Fe3C相图的影响相图的影响CrCr、MoMo、SiSi、

4、TiTi、WW、V V等等是缩小奥氏体区的元素，使是缩小奥氏体区的元素，使A Acmcm、A A3 3线上升，使共析转线上升，使共析转变向变向高温低碳高温低碳方向。方向。铬对奥氏体相区的影响铬对奥氏体相区的影响如：如：1Cr171Cr17中，中，CrCr 13% 13% ，奥氏，奥氏体相区消失，高温体相区消失，高温/ /室温下为均室温下为均铁素体组织，称铁素体组织，称铁素体不锈钢铁素体不锈钢。所有合金元素均使所有合金元素均使E E和和S S点左移，即这两点的含碳量下降，点左移，即这两点的含碳量下降，使碳含量比较低的钢出现过共析组织（如使碳含量比较低的钢出现过共析组织（如4Cr134Cr13）3

5、 3、对、对E E点和点和S S点位置的影响点位置的影响含碳量含碳量0.40%0.40%，含铬量为，含铬量为13%13%的钢属于过共析钢，的钢属于过共析钢，含碳量含碳量1.5%1.5%，含铬量为，含铬量为12%12%的钢属于莱氏体钢；的钢属于莱氏体钢； 或共晶组织（如或共晶组织（如W18Cr4VW18Cr4V）三、合金元素对热处理的影响三、合金元素对热处理的影响除除CoCo外，所有合金元素均使外，所有合金元素均使C C曲线右移，提高淬透性。曲线右移，提高淬透性。并降低马氏体形成温度，增加并降低马氏体形成温度，增加AA的含量的含量大多数合金元素会减缓奥氏体化过程大多数合金元素会减缓奥氏体化过程1

6、 1、对钢加热时形成奥氏体的影响、对钢加热时形成奥氏体的影响2 2、对钢淬透性的影响、对钢淬透性的影响合金元素使合金元素使C C扩散能力下降，常采用扩散能力下降，常采用提高加热温度提高加热温度和和延长保温时间延长保温时间来促进来促进A A的均匀化。的均匀化。某些合金钢（含某些合金钢（含WW、MoMo、CrCr、V V）淬火后）淬火后500600500600回火时，回火时，由于析出弥散分布的碳化物粒子使硬度不下降反而升高的现象。由于析出弥散分布的碳化物粒子使硬度不下降反而升高的现象。如：如：WW2 2C C、MoMo2 2C C等等3 3、对回火转变的影响、对回火转变的影响（1 1）提高）提高回

7、火稳定性回火稳定性：淬火钢在回火过程中抵抗硬度下降的能力称淬火钢在回火过程中抵抗硬度下降的能力称回火稳定性回火稳定性。（2 2）产生）产生二次硬化二次硬化相同温度回火，相同温度回火，相同含碳量的合金钢的强度硬度比碳钢高相同含碳量的合金钢的强度硬度比碳钢高回火硬度相同时，回火硬度相同时，相同含碳量的合金钢比碳钢能承受的回火温度高相同含碳量的合金钢比碳钢能承受的回火温度高合金元素能阻碍回火硬度随温度上升而下降的趋势。合金元素能阻碍回火硬度随温度上升而下降的趋势。第一类回火脆：第一类回火脆：几乎所有淬火的钢在几乎所有淬火的钢在250350250350回火出现脆性；回火出现脆性；（3 3）回火脆性）回

8、火脆性不利之处不利之处第二类回火脆：第二类回火脆：500500以上或更高至以上或更高至650650回火后回火后缓冷缓冷，出现韧性，出现韧性降低的现象。常出现在合金钢中。降低的现象。常出现在合金钢中。第三节第三节 合金钢的分类和编号合金钢的分类和编号按用途分类按用途分类 一、合金钢的分类一、合金钢的分类一位数字一位数字（平均含碳量的千分数）（平均含碳量的千分数）+ +合金元素符号合金元素符号+ +该元素百分含量该元素百分含量+（4 4）表示钢的用途，如滚动轴承：）表示钢的用途，如滚动轴承：GCr15GCr15二、合金钢的编号二、合金钢的编号两位数字两位数字（平均含碳量的万分数）（平均含碳量的万分

9、数）+ +合金元素符号合金元素符号+ +该元素百分含量该元素百分含量+（1 1）当合金元素的平均含量小于）当合金元素的平均含量小于1.50%1.50%时，只标元素符号，不标含量。时，只标元素符号，不标含量。（2 2）当合金元素的平均含量为约为百分之）当合金元素的平均含量为约为百分之2 2、3 3、4 4、5 5、时，时，在相应的合金元素符号后标在相应的合金元素符号后标2 2、3 3、4 4、5 5 等数字。等数字。（3 3）高级优质钢在牌号后加字母）高级优质钢在牌号后加字母A A，如，如60Si2MnA60Si2MnA。1 1、合金结构钢、合金结构钢2 2、合金工具钢、合金工具钢 CrWMnC

10、rWMn如：如：20CrNi320CrNi3 如：如：9SiCr 当当C%1%时，时，C含量不标含量不标一、低合金高强度结构钢一、低合金高强度结构钢1 1、用途：桥梁、船舶、压力容器、管道、用途：桥梁、船舶、压力容器、管道第四节第四节 合金结构钢合金结构钢高压容器高压容器桥梁桥梁船舶船舶4 4、热处理：、热处理：2 2、性能要求：较高强度和韧性；良好的焊接性能；耐蚀性、性能要求：较高强度和韧性；良好的焊接性能；耐蚀性3 3、成分特点：、成分特点：Q345Q345钢用量最多钢用量最多，用于船舶、桥梁、车辆等大型钢结构。（，用于船舶、桥梁、车辆等大型钢结构。（16Mn16Mn）Q390Q390钢含

11、钢含V V、TiTi、NbNb，强度高，用于中等压力的压力容器。，强度高，用于中等压力的压力容器。Q460Q460钢含钢含MoMo，强度高，用于石化中温高压容器，强度高，用于石化中温高压容器Q235Q235属于什么钢？区别？属于什么钢？区别？低碳低碳0.2%C0.2%C（韧、塑、焊）（韧、塑、焊）+ +少量合金元素少量合金元素3%3%主要合金元素是主要合金元素是MnMn，还有少量还有少量V V、TiTi、NbNb等。等。 出厂后热轧空冷（正火）后使用，无需热处理。（出厂后热轧空冷（正火）后使用，无需热处理。（F+SF+S）5 5、常见牌号、常见牌号北京火车站北京火车站万里长城万里长城新进展：新

12、进展：1 1、低碳贝氏体低合金高强钢、低碳贝氏体低合金高强钢2 2、低碳、低碳S S回回低合金高强钢低合金高强钢低碳钢加入合金元素，淬火获得低碳低碳钢加入合金元素，淬火获得低碳MM，高温回火，可保，高温回火，可保证良好的综合性能及焊接性。证良好的综合性能及焊接性。低碳钢加入合金元素，正火后获得低碳钢加入合金元素，正火后获得B B下下，强度，强度500MPa500MPa，塑、韧性好。塑、韧性好。（1 1）低碳：）低碳：0.1-0.25%C0.1-0.25%C；（2 2）CrCr、MnMn、NiNi：提高淬透性：提高淬透性( (表层表层) )，强化铁素体，强化铁素体( (心部心部) )（3 3）W

13、W、MoMo、TiTi、V V：细化晶粒：细化晶粒二、渗碳钢二、渗碳钢低碳，渗碳淬火低碳，渗碳淬火+ +低温回火低温回火渗碳炉渗碳炉1 1、用途：受、用途：受冲击载荷冲击载荷和和交变应力交变应力的的耐磨件，如：汽车变速齿轮、凸耐磨件，如：汽车变速齿轮、凸轮轴、活塞销轮轴、活塞销2 2、性能要求：、性能要求： 3 3、成分特点：、成分特点： 表硬里韧，淬透性好表硬里韧，淬透性好特点：价格低、淬透性低、心部（特点：价格低、淬透性低、心部（P+FP+F）强度低。）强度低。应用：应用：较小较小耐磨件，小轴、活塞销、小齿轮。耐磨件，小轴、活塞销、小齿轮。活塞销活塞销小齿轮小齿轮4 4、常用钢种及牌号、常

14、用钢种及牌号（1 1）低淬透性低淬透性 1515，2020，20Cr20Cr（2 2）中淬透性）中淬透性 20CrMnTi20CrMnTi特点：合金元素总量特点：合金元素总量4%4%，淬透性和力学性能较高。，淬透性和力学性能较高。应用：承受应用：承受中等冲击载荷中等冲击载荷的耐磨零件，如变速齿轮、花键套的耐磨零件，如变速齿轮、花键套（3 3）高淬透性）高淬透性 18Cr2Ni4WA18Cr2Ni4WA特点：合金元素总量特点：合金元素总量7.5%7.5%，淬透性高，心部强度高，淬透性高，心部强度高应用：应用：重载和强烈磨损重载和强烈磨损的大型零件，如飞机坦克的大型齿轮、曲轴的大型零件，如飞机坦克

15、的大型齿轮、曲轴变速齿轮变速齿轮柴油机曲轴柴油机曲轴应用举例：应用举例：以以20CrMnTi20CrMnTi合金渗碳钢制造的汽车变速齿轮为例，说明其热处理方合金渗碳钢制造的汽车变速齿轮为例，说明其热处理方法的选定和工艺的安排。法的选定和工艺的安排。技术要求：渗碳层厚度技术要求：渗碳层厚度1.21.21.6mm1.6mm，表面碳浓度为，表面碳浓度为1.0%1.0%，齿顶硬度，齿顶硬度585860HRC60HRC，心部硬度，心部硬度303035HRC35HRC。锻造锻造正火正火加工齿轮加工齿轮渗碳渗碳淬火淬火+ +低温回火低温回火喷丸喷丸磨齿（精磨）磨齿（精磨） 工艺路线工艺路线: :5 5、热处

16、理和组织性能、热处理和组织性能下料下料锻造锻造热处理热处理1 1机加工机加工渗碳渗碳热处理热处理2 2锻造锻造正火正火加工齿轮加工齿轮渗碳渗碳淬火淬火+ +低温回火低温回火喷丸喷丸磨齿（精磨）磨齿（精磨） 表：表：MM回回+ +合金碳化物合金碳化物+A(+A(少量少量) )；热处理后组织：热处理后组织：心：低碳心：低碳MM回回 或者或者P+FP+F（3 3）淬火及低温回火）淬火及低温回火自渗碳温度预冷到自渗碳温度预冷到870870880880直接油淬，再经直接油淬，再经200200低温回火低温回火2 23h3h。表面层基本上为高碳表面层基本上为高碳MM回回，具有很高的硬度和耐磨性；心部为低碳，

17、具有很高的硬度和耐磨性；心部为低碳MM回回，具有较高强度和足够的冲击韧性具有较高强度和足够的冲击韧性 。（4 4）喷丸：提高表面的疲劳强度）喷丸：提高表面的疲劳强度（5 5）磨齿：提高齿轮精度和表面光洁度，）磨齿：提高齿轮精度和表面光洁度，适用于精加工淬火后硬度较高的齿轮。适用于精加工淬火后硬度较高的齿轮。热处理的作用：热处理的作用：（1 1）正火：正火：为了提高硬度，以利于切削加工。为了提高硬度，以利于切削加工。（2 2）渗碳：渗碳：20CrMnTi20CrMnTi钢的渗碳温度为钢的渗碳温度为920920左右，经查手册得知渗碳层左右，经查手册得知渗碳层厚厚1.21.21.6mm1.6mm时所

18、需渗碳时间为时所需渗碳时间为6 68h8h。 锻造锻造正火正火加工齿轮加工齿轮渗碳渗碳淬火淬火+ +低温回火低温回火喷丸喷丸磨齿（精磨）磨齿（精磨） 渗碳前渗碳前渗碳前渗碳前渗碳炉渗碳炉渗碳前渗碳前缓冷炉缓冷炉渗碳后渗碳后渗碳后重新加热用压床进渗碳后重新加热用压床进行淬火行淬火防止变形防止变形渗碳后渗碳后渗碳并喷丸后渗碳并喷丸后渗碳后用感应加热进行局部退火渗碳后用感应加热进行局部退火（退火处需要加工螺纹）（退火处需要加工螺纹）1 1、用途：机械制造中、用途：机械制造中最广泛最广泛的一类钢。的一类钢。如：机床主轴、连杆螺栓、曲轴、汽如：机床主轴、连杆螺栓、曲轴、汽车半轴等。车半轴等。三、调质钢三

19、、调质钢经过经过调质处理调质处理后使用，得到后使用，得到 ，具有，具有良好的综合性能，良好的综合性能，强韧配合强韧配合。调质件（螺杆）调质件（螺杆）3 3、成分特点、成分特点破碎机主轴破碎机主轴S S回回（1 1） 中碳中碳：0.250.250.5%C0.5%C（2 2） MnMn、SiSi、CrCr、NiNi：提高淬透性；：提高淬透性；强化强化F F（3 3）防止第二类回火脆性防止第二类回火脆性: W: W、Mo Mo 2 2、性能要求：良好的综合力学性能、性能要求：良好的综合力学性能中淬透性钢：中淬透性钢：4 4、常用钢种及牌号、常用钢种及牌号低淬透性钢：低淬透性钢：DD 3040mm30

20、40mm，40Cr,40Cr, 用于用于制造较小的齿轮、轴、螺栓等制造较小的齿轮、轴、螺栓等。DD4060mm4060mm，35CrMo35CrMo，用于制造大中型零件。用于制造大中型零件。高淬透性钢：高淬透性钢：DD 60100mm60100mm，用于制造大，用于制造大截面重载荷零件，如曲轴等。截面重载荷零件，如曲轴等。 5 5、热处理和组织性能、热处理和组织性能调质件的加工工艺路线为：调质件的加工工艺路线为：下料下料锻造锻造退退/ /正火正火粗加工粗加工调质调质精加工精加工装配装配（1 1）退）退/ /正火：考虑切削性能正火：考虑切削性能（2 2）调质目的：）调质目的：获得良好综合力学性能

21、获得良好综合力学性能（3 3）使用状态下的组织为：）使用状态下的组织为：S S回回若表面要求耐磨的零件，可以再进行何种热处理？若表面要求耐磨的零件，可以再进行何种热处理？表面淬火表面淬火+ +低温回火；获得表面低温回火；获得表面MM回回，心部，心部S S回回连杆连杆- -活塞活塞发动机发动机曲轴曲轴连杆组件用材：连杆组件用材：铜合金铜合金锡基或铅基巴氏合金锡基或铅基巴氏合金40Cr40Cr钢钢1 1、连杆螺栓受力分析：、连杆螺栓受力分析：2 2、连杆螺栓材料：、连杆螺栓材料：40Cr40Cr钢钢3 3、连杆螺栓加工路线：、连杆螺栓加工路线：4 4、连杆螺栓及其热处理工艺、连杆螺栓及其热处理工艺

22、下料下料锻造锻造退火（或正火）退火（或正火）机加工机加工调质调质检验硬度检验硬度加工螺纹加工螺纹装配装配新进展：新进展：1 1、低碳、低碳MM钢：钢：淬火淬火+ +低回低回2 2、中碳微合金非调质钢、中碳微合金非调质钢无需淬火回火，直接控制轧制或锻造，空冷获得无需淬火回火，直接控制轧制或锻造，空冷获得F+PF+P，但冲击韧性较差。但冲击韧性较差。15MnVB15MnVB代替代替40Cr40Cr制造连杆螺栓，提高塑韧性的基础上，制造连杆螺栓，提高塑韧性的基础上，承载强度提高承载强度提高50%50%以上。以上。1 1、用途：专用钢，弹簧和弹性元件、用途：专用钢，弹簧和弹性元件四、弹簧钢四、弹簧钢弹

23、簧主要有弹簧主要有螺旋弹簧螺旋弹簧和和板簧板簧两种，它是承受载荷，吸收冲击能量，两种，它是承受载荷，吸收冲击能量，缓和振动和冲击的。缓和振动和冲击的。2 2、性能要求、性能要求 （1 1）高弹性极限，高屈强比；）高弹性极限，高屈强比；（2 2）高疲劳强度；（）高疲劳强度；（3 3）足够的塑性和韧性）足够的塑性和韧性3 3、成分特点、成分特点（1 1）中、高碳中、高碳：碳素弹簧钢为碳素弹簧钢为0.6-0.9%C0.6-0.9%C；合金弹簧钢为；合金弹簧钢为0.5-0.7%C 0.5-0.7%C （2 2）MnMn、SiSi：提高淬透性和屈强比；：提高淬透性和屈强比；CrCr、V V：提高回火稳定

24、性；：提高回火稳定性；（3 3）对杂质要求严格，优质或高级优质钢。）对杂质要求严格，优质或高级优质钢。（1 1）Si-MnSi-Mn型：型：4 4、常用钢种和牌号、常用钢种和牌号（2 2）Cr-VCr-V型型：65Mn65Mn、60Si2Mn60Si2Mn，价格便宜，钢淬透性优于，价格便宜，钢淬透性优于6565钢，强度较高，用于汽钢，强度较高，用于汽车、拖拉机上的车、拖拉机上的中、小型弹簧，中、小型弹簧，工作温度不超过工作温度不超过250250。50CrVA50CrVA， 高温强度和韧性进一步提高，可承受较大载荷的大弹簧高温强度和韧性进一步提高，可承受较大载荷的大弹簧，如发动机气门弹簧，可承受

25、如发动机气门弹簧，可承受300300的高温。的高温。 气门弹簧：气门弹簧：50CrV50CrV卷制成型卷制成型淬火淬火+ +中温回火中温回火喷丸强化喷丸强化5 5、热处理及组织特点、热处理及组织特点（2 2）冷成型弹簧：钢丝）冷成型弹簧：钢丝冷成型冷成型定型处理。定型处理。用于用于8mm8mm)(8mm)冷卷螺旋压缩弹簧冷卷螺旋压缩弹簧（去应力退火）（去应力退火）大型热卷弹簧大型热卷弹簧火车螺旋弹簧：火车螺旋弹簧：50CrMn50CrMn卷制成型卷制成型淬火淬火+ +中温回火中温回火喷丸强化喷丸强化自行车手刹弹簧：自行车手刹弹簧：60,6560,65承受载荷小，精度要求不高承受载荷小，精度要求

26、不高冷卷成型即可，去应力冷卷成型即可，去应力五、滚动轴承钢五、滚动轴承钢1 1、用途：、用途：内圈内圈外圈外圈滚动体滚动体保持架保持架主要制造滚动的轴承的滚动体（球、柱、针）及内主要制造滚动的轴承的滚动体（球、柱、针）及内/ /外圈。外圈。也可以制造量具，模具等耐磨件。也可以制造量具，模具等耐磨件。球轴承球轴承圆柱滚子轴承圆柱滚子轴承圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承鼓形滚子轴承鼓形滚子轴承滚针轴承滚针轴承2 2、性能要求、性能要求（1 1）高的）高的接触疲劳强度接触疲劳强度，接触应力可高达，接触应力可高达5000MPa5000MPa。（2 2）高的硬度和）高的硬度和耐磨耐磨性。性。HRC62-64HR

27、C62-64（3 3）足够的韧性、淬透性和耐蚀性。）足够的韧性、淬透性和耐蚀性。3 3、成分特点、成分特点（1 1）高碳高碳：0.950.951.15%C 1.15%C ；（2 2）以）以CrCr为主，为主，0.41.65%0.41.65%，主要作用是提高淬透性，主要作用是提高淬透性 千分数千分数（3 3）适当加入）适当加入MnMn、SiSi、V V ，改善淬透性基础上不降低韧性，改善淬透性基础上不降低韧性（4 4）冶金质量高，严格控制）冶金质量高，严格控制S S和和P P的杂质含量的杂质含量GCr9 GCr15 GCr9SiMn GCr15SiMn淬透性增加淬透性增加4 4、常用钢种和牌号、

28、常用钢种和牌号（1 1）应用最广的是）应用最广的是GCr15GCr15，GCr9GCr9大量用于中、大量用于中、小型轴承；小型轴承；（2 2）大型轴承用）大型轴承用GCr15SiMnGCr15SiMn，这类钢还可用于制造模具、量具，这类钢还可用于制造模具、量具5 5、 热处理和组织特点热处理和组织特点（过共析钢）（过共析钢）（1 1）预备热处理：）预备热处理：（2 2）最终热处理：）最终热处理：（3 3）精密轴承：）精密轴承：冷处理冷处理+ +低回低回，稳定尺寸，稳定尺寸正火正火+ +球化球化退火：消除网状渗碳体，降低硬度，获得球退火：消除网状渗碳体，降低硬度，获得球P P，便于切削加工，便于

29、切削加工淬火淬火+ +低温回火低温回火：极细的的：极细的的MM回回+ +均匀分布的碳化物，均匀分布的碳化物，6165HRC6165HRC 第五节第五节 合金工具钢合金工具钢工具钢是用于制造工具钢是用于制造刃具刃具、模具模具和和量具量具的钢种。的钢种。刃具钢：制造车刀、铣刀、钻头等金属切削刀具刃具钢：制造车刀、铣刀、钻头等金属切削刀具模具钢：制造冲压、模锻、挤压、压铸等模具模具钢：制造冲压、模锻、挤压、压铸等模具量具钢：制造样板、直尺、塞规、块规等量具钢：制造样板、直尺、塞规、块规等牌号命名：牌号命名：CrWMnCrWMn：9SiCr9SiCr：工具钢的共性：工具钢的共性：1 1、高硬度高耐磨、

30、高硬度高耐磨2 2、高热硬性、高热硬性3 3、高淬透性，尽量缓慢冷却减少变形、高淬透性，尽量缓慢冷却减少变形数字的千分数数字的千分数（平均含碳量）（平均含碳量）+ +合金元素符号合金元素符号+ +该元素百分含量该元素百分含量当：当：C%1%C%1%时，时，C C含量不标；含量不标； C%1%C%1%时，用千分之几标出；时，用千分之几标出；刃具钢刃具钢切削加工切削加工车刀车刀锉刀锉刀丝锥丝锥板牙板牙钻头钻头铰刀铰刀錾子錾子刮刀刮刀（1 1）高硬度：）高硬度：HRC60HRC60（2 2）高耐磨性：靠析出细小均匀的硬质碳化物来达到）高耐磨性：靠析出细小均匀的硬质碳化物来达到（3 3）高热硬性：高温

31、下保持高硬度的能力）高热硬性：高温下保持高硬度的能力（4 4）足够的韧性：以防止冲击载荷下的脆断和崩刃）足够的韧性：以防止冲击载荷下的脆断和崩刃1 1、用途：、用途：制造各种车刀、铣刀、锉刀、丝锥、板牙、钻头等制造各种车刀、铣刀、锉刀、丝锥、板牙、钻头等一、合金刃具钢一、合金刃具钢3 3、成分特点：、成分特点：（1 1）低合金低合金刃具钢：刃具钢： 高高C C：0.9-1.1%0.9-1.1%，加入，加入CrCr、MnMn、 Si Si 、WW、V V，（2 2）高速钢）高速钢W18Cr4VW18Cr4V： C%C%：0.70-1.5%C 0.70-1.5%C ，合金元素含量高，合金元素含量高

32、2 2、性能要求：、性能要求：WW、MoMo产生二次硬化；产生二次硬化；CrCr提高淬透性；提高淬透性；V V高耐磨性、细化晶粒高耐磨性、细化晶粒（1 1）由碳素工具钢）由碳素工具钢 T9 T9 基础上基础上+ +少量合金元素形成少量合金元素形成4 4、常用钢种及牌号、常用钢种及牌号丝锥丝锥板牙板牙低合金刃具钢低合金刃具钢 9SiCr9SiCr（2 2）性能：）性能： HRCHRC6060，使用温度使用温度2 25 50 300 0 300 （3 3）热处理：）热处理：（4 4）最终组织：）最终组织：球化退火球化退火机加工机加工（淬火（淬火 + +低温回火）低温回火）回火回火M + M + 碳

33、化物碳化物 + + 少量少量A A 9 9SiCrSiCr圆板牙的生产工艺路线：圆板牙的生产工艺路线：板牙板牙锻造锻造球化退火球化退火机械加工机械加工淬火淬火+ +低温回火低温回火磨平面磨平面开槽开槽开口开口分级淬火分级淬火高速钢高速钢W18Cr4V W18Cr4V 又名：又名：风钢；风钢；小尺寸空冷；大尺寸油淬小尺寸空冷；大尺寸油淬+ +空冷，即可获得空冷，即可获得MM 铣刀铣刀板牙板牙铣刀铣刀热处理工艺：热处理工艺：下料下料锻造锻造退火退火机加工机加工（淬火淬火+ +回火回火）喷砂喷砂磨削磨削成品成品高速钢铸态组织高速钢铸态组织莱氏体（碳化物呈鱼骨状分布）莱氏体（碳化物呈鱼骨状分布）T或或

34、SM+A（5 5）回火后的组织：）回火后的组织：MM回回+ +碳化物碳化物+ +少量少量A A （1 1）锻造锻造：（2 2）退火退火：（3 3）淬火淬火：（4 4）回火：）回火：常用常用560560，三次回火，三次回火打碎粗大的鱼骨状碳化物，使其均匀分布于基体中打碎粗大的鱼骨状碳化物，使其均匀分布于基体中降低硬度便于切削加工降低硬度便于切削加工高速钢导热性差，分段加热受热均匀；高速钢导热性差，分段加热受热均匀； 析出析出WW、MoMo、V V的碳化物，产生二次硬化的碳化物，产生二次硬化 降低降低AA的量，消除内应力和稳定组织的量，消除内应力和稳定组织每个热处理工艺的作用：每个热处理工艺的作用

35、：淬火温度高，使合金元素充分溶入淬火温度高，使合金元素充分溶入A A，提高淬透，提高淬透/ /硬性硬性W18Cr4V钢的退火组织钢的退火组织用途：用途：用于制造冲压模、锻模、挤压模、压铸模等的钢。用于制造冲压模、锻模、挤压模、压铸模等的钢。二、模具钢二、模具钢拉丝模拉丝模挤压模挤压模分为分为冷作模具钢冷作模具钢和和热作模具钢热作模具钢。冲压模冲压模热锻曲轴毛坯热锻曲轴毛坯锻模锻模连杆连杆1 1、冷作模具钢、冷作模具钢（2 2）性能要求：工作时承受很大压力、冲击和摩擦；高硬度；）性能要求：工作时承受很大压力、冲击和摩擦；高硬度；高耐磨性；足够的韧性和抗疲劳性；热处理变形小高耐磨性；足够的韧性和抗

36、疲劳性；热处理变形小常用钢种：常用钢种：Cr12MoVCr12MoV（3 3）成分：）成分：（1 1）用途：制造冷冲压模、冷镦模、冷挤压模、拉丝模等）用途：制造冷冲压模、冷镦模、冷挤压模、拉丝模等高碳（高碳（1.01.02.0%C2.0%C），保证高硬度和高耐磨性；），保证高硬度和高耐磨性；CrCr：形成极硬的碳化物，并提高淬透性；：形成极硬的碳化物，并提高淬透性；MoMo、V V：改善淬透性、提高回火稳定性、细晶作用。：改善淬透性、提高回火稳定性、细晶作用。冷作模具的热处理（冷作模具的热处理（和高速钢类似）和高速钢类似）淬火及回火淬火及回火根据使用条件和硬度范围选择回火温度根据使用条件和硬度

37、范围选择回火温度锻造后退火锻造后退火消除锻造应力；消除锻造应力；降低硬度，利于切削加工；降低硬度，利于切削加工；为随后的淬火作组织准备。为随后的淬火作组织准备。Cr12MoVCr12MoV的淬火及回火工艺的淬火及回火工艺170170回火回火96010509601050800830800830油油淬淬空冷空冷时间时间温度温度/空冷空冷以减少淬火应力，以减少淬火应力，减小工件变形、防止开裂减小工件变形、防止开裂使用状态下的组织使用状态下的组织: M: M回回+ +颗粒颗粒状碳化物状碳化物+A(+A(少量少量) )Cr12MoVCr12MoV的的工艺路线：下料工艺路线：下料锻造锻造球退球退机加工机加

38、工淬火淬火+回火回火精磨精磨（4 4）常用钢号：）常用钢号：（2 2）性能要求：）性能要求：2 2、热作模具钢、热作模具钢5CrMnMo5CrMnMo（中小型热锻模具）；（中小型热锻模具）；5CrNiMo5CrNiMo（大型热锻模具）（大型热锻模具）使用状态下的组织使用状态下的组织: S: S回回/T/T回回（3 3）成分：）成分：中碳：中碳：0.30.30.6%C0.6%C；CrCr，MnMn、NiNi： 提高淬透性和强度提高淬透性和强度WW，MoMo，V V：提高回火稳定性、二次硬化，防止第二类回火脆：提高回火稳定性、二次硬化，防止第二类回火脆热硬性和耐磨性；热硬性和耐磨性；抗氧化性抗氧化

39、性；热强性和韧性；耐热疲劳性。；热强性和韧性；耐热疲劳性。（1 1）用途：用于热锻模、热挤压模等，工作温度可达）用途：用于热锻模、热挤压模等，工作温度可达600600以上以上热作模具的热处理热作模具的热处理锻造后退火锻造后退火消除锻造应力；消除锻造应力；降低硬度，利于切削加工；降低硬度，利于切削加工；为随后的淬火作组织准备。为随后的淬火作组织准备。淬火及回火淬火及回火预冷预冷油淬油淬500500回火回火T T+ +回火回火S S5CrMnMo5CrMnMo的淬火及回火工艺的淬火及回火工艺降低淬火应力减少变形降低淬火应力减少变形防止开裂防止开裂回火回火5005405005408208508208

40、50温度温度/时间时间汽车四缸热压铸模汽车四缸热压铸模卡尺卡尺1 1、用途：、用途：制造各种量具用钢制造各种量具用钢三、量具钢三、量具钢块规块规电子卡尺电子卡尺如：游标卡尺、螺旋测微器、如：游标卡尺、螺旋测微器、块规、塞规等块规、塞规等塞规塞规千分尺千分尺2 2、性能要求、性能要求3 3、成分特点：、成分特点：（1 1） 尽量降到低温度淬火，减少尽量降到低温度淬火，减少AA；（2 2）淬火后）淬火后 + +（- -7070- -80 80 ）冷处理冷处理 + + 低温回火低温回火 （3 3）长时间低温时效处理，以消除内应力。）长时间低温时效处理，以消除内应力。4 4、牌号：、牌号：CrWMnC

41、rWMn量具在使用过程不能因磨损或尺寸不稳定影响测量。量具在使用过程不能因磨损或尺寸不稳定影响测量。（1 1） 高硬度和耐磨性；（高硬度和耐磨性；（2 2） 高的尺寸稳定性。高的尺寸稳定性。高碳（高碳（0.9%0.9%1.5%1.5%）+ + CrCr、WW、MnMn5 5、热处理特点、热处理特点820840研磨研磨时效处理时效处理110120 36h低温回火低温回火140160 3h油油冷冷冷处理冷处理-75-783h110120 3h精磨精磨650温度温度/时间时间CrWMn块规退火后的热处理工艺块规退火后的热处理工艺 第六节第六节 特殊性能钢特殊性能钢 一、不锈钢一、不锈钢在大气和一般介

42、质中具有高耐蚀性能的钢。在大气和一般介质中具有高耐蚀性能的钢。特殊的物理、化学和力学性能的钢。特殊的物理、化学和力学性能的钢。1 1、用途及性能：、用途及性能：2 2、成分特点：、成分特点：（1 1）低低C C：碳高，则降低耐蚀性。：碳高，则降低耐蚀性。（2 2）CrCr：提高基体电极电位，减小电极电位差；是提高耐蚀性的主要元素：提高基体电极电位，减小电极电位差；是提高耐蚀性的主要元素（3 3）NiNi：获得单相：获得单相A A（2 2）性能要求：耐蚀，兼有其他要求）性能要求：耐蚀，兼有其他要求（1 1）化工管道、阀门、医疗手术器械、防锈刃具、装潢材料等）化工管道、阀门、医疗手术器械、防锈刃具

43、、装潢材料等方面，主要为方面，主要为耐蚀性耐蚀性，兼有高硬度和高耐磨性。，兼有高硬度和高耐磨性。304不锈钢不锈钢齿轮架齿轮架304不锈钢不锈钢消防栓消防栓化工管道的腐蚀化工管道的腐蚀（1 1）马氏体不锈钢：主要是）马氏体不锈钢：主要是Cr13Cr13型型不锈钢，钢号为不锈钢，钢号为1Cr13-1Cr13-4Cr134Cr13随含碳量提高，强度、硬度提高，耐蚀性下降。随含碳量提高，强度、硬度提高，耐蚀性下降。医疗器械医疗器械涡轮叶片涡轮叶片3Cr133Cr13、4Cr134Cr13：含碳高，耐蚀性降低，通过热处理（含碳高，耐蚀性降低，通过热处理（淬火淬火+ +低温回火）低温回火）可以制造硬度较

44、高耐磨性好的医疗工具、量具等。可以制造硬度较高耐磨性好的医疗工具、量具等。3 3、常用不锈钢、常用不锈钢1Cr131Cr13、2Cr132Cr13：含碳低，耐蚀性好，含碳低，耐蚀性好，如：汽轮机叶片、阀门、耐蚀件等。如：汽轮机叶片、阀门、耐蚀件等。（2 2）铁素体不锈钢：如）铁素体不锈钢：如1Cr171Cr17等。等。硝酸生产装置硝酸生产装置铁素体不锈钢制品铁素体不锈钢制品成分：成分：低碳高铬低碳高铬（C%C%0.150.15，CrCr17%17%）; ;无奥氏体无奥氏体铁素体相变，多数在退火态下使用，不适合做受力件。铁素体相变，多数在退火态下使用，不适合做受力件。组织：组织：单相铁素体单相铁素体性能特点：耐酸蚀，性能特点：耐酸蚀，做化工容器做化工容器；抗氧化能力强，塑性好。；抗氧化能力强，塑性好。（3 3）奥氏体不锈钢：）奥氏体不锈钢：低碳高铬低碳高铬（ C%C%0.1 0.1 ）性能特点：耐蚀性、焊接性、塑韧性较铁素体不锈钢更好，使用最性能特点：耐蚀性、焊接性、塑韧性较铁素体不锈钢更好，使用最广泛的不锈钢。广泛的不锈钢。大型化工储罐大型化工储罐(304)(304)热交换器热交换器(316L)过热器集箱过热器集箱常用钢种：常用钢种：1Cr18Ni91Cr18Ni9 不不锈锈钢钢