特殊性能钢实用教案

1、1、低合金高强度结构钢 66年建造(jinzo)的南京长江大桥Q345(16Mn)船舶(chunb)容器(rngq)储气罐Q460三、合金结构钢主要用于制造桥梁、船舶、车辆、锅炉、高压容器、输油输气管道、大型钢结构等,含碳量低,焊接性能好，典型的牌号有 Q345(16Mn)、Q420(15MnVN) 返回第1页/共32页第一页，共32页。 2、合金(hjn)渗碳钢 1). 用途:主要(zhyo)用于制造汽车、拖拉机中的变速齿轮，内燃机上的凸轮轴、活塞销等机器零件。这类零件在工作中遭受强烈的摩擦磨损，同时又承受较大的交变载荷，特别是冲击载荷,典型的牌号有20Cr、20MnVB 、 20CrMnT

2、i凸轮(tln)齿轮(20CrMnTi)2).成分：碳含量在0.10%0.25%之间。加入一定的合金元素如：铬、镍、锰、硼等，提高钢的淬透性3).热处理：渗碳后进行淬火和低温回火。返回第2页/共32页第二页，共32页。 3、合金(hjn)调质钢 1). 用途:广泛用于制造汽车、拖拉机、机床和其它机器上的各种重要零件，如机床齿轮、主轴、汽车发动机曲轴、连杆(lin n)等。典型的牌号有40Cr,40Mn2B, 40CrB、40CrNiMo等连杆(lin n)(40Cr)汽车传动轴2).成分:中碳 碳质量分数一般在0.25%0.50%之间Cr、Mn、Ni、Si 提高淬透性，提高钢的强度；3).热处

3、理：调质处理(淬火加高温回火)。返回第3页/共32页第三页，共32页。4、合金(hjn)弹簧钢 钢板(gngbn)弹簧蝶形弹簧(tnhung)拉力弹簧2)特点:足够的塑性和韧性，以免受冲击时脆断,要求有较好的淬透性，不易脱碳和过热，容易绕卷成形等。 3). 成分特点:中、高碳 保证高的屈强比，碳的质量分数一般为0.50%0.70%。碳含量过高时，塑性、韧性降低，疲劳抗力也下降。1). 用途 合金弹簧钢是一种专用结构钢，主要用于制造各种弹簧和弹性元件,典型的牌号有65Mn,60Si2Mn,50CrV等返回4).热处理：淬火加中温回火第4页/共32页第四页，共32页。5、滚珠轴承(gnzhzhuc

4、hng)钢 滚珠(gnzh)滚珠轴承(gnzhzhuchng)(GCr15)主要用来制造滚动轴承的滚动体（滚珠、滚柱、滚针）、内外套圈等，属专用结构钢。 也用于制造精密量具、冷冲模、机床丝杠等耐磨件,典型的牌号有GCr9、GCr15、GCr15SiMn 第5页/共32页第五页，共32页。 合金(hjn)工具钢刃具(rnj)钢模具钢量具(lingj)钢第6页/共32页第六页，共32页。四、合金(hjn)工具钢 板牙(bny)1、合金刃具钢 主要用于制造各种( zhn)金属切削刀具，如车刀、铣刀、钻头、丝锥等丝锥(1) 低合金刃具钢如9SiCr,CrWMn(2) 高速钢如W18Cr4V ,W6Mo

5、5Cr4V2铣刀第7页/共32页第七页，共32页。 2. 性能要求 切削时刃部与切屑之间强烈摩擦发热，刃部温度可达500 600 ；承受冲击和震动。 (1) 高硬度 一般在60 HRC以上。 (2) 高耐磨性 与钢的硬度、钢中硬质点的性质、数量、大小和分布有关。 (3) 高热硬性（红硬性） 钢在高温下保持(boch)高硬度的能力。 (4) 足够的塑性和韧性 防止刃具受冲击震动时折断和崩刃。 第8页/共32页第八页，共32页。高速钢热处理特点 淬火温度高：一般(ybn)为1220 1280 回火温度高、多次：550 570 回火三次W18Cr4V钢的热处理工艺(gngy)过程示意图第9页/共32

6、页第九页，共32页。 W18Cr4V热硬性(yngxng)好，在600 仍保持650HV(56HRC)的高硬度。 T12、9SiCr、W18Cr4V的硬度(yngd)与温度的关系 W18Cr4V的热硬性(yngxng)返回第10页/共32页第十页，共32页。2、合金(hjn)模具钢 1). 冷作(ln zu)模具钢 制造冷冲模、冷镦模、冷挤压模和拉丝模等，工作温度不超过200 300 ,典型(dinxng)的牌号有Cr12,Cr12MoV等要求高硬度，高耐磨,足够的韧性和疲劳强度,热处理变形小第11页/共32页第十一页，共32页。 2). 热作模具钢 制造(zhzo)热锻模、热压模、热挤压模和

7、压铸模等，工作时型腔表面温度可达600以上,典型的牌号有5CrNiMo,3Cr2W8V等要求材料具有高硬度，高耐磨性，高的抗氧化性，高的热强性,足够(zgu)韧性，高的淬透性和导热性返回(fnhu)第12页/共32页第十二页，共32页。 3、量具(lingj)用钢 螺纹(luwn)规 游标卡尺(yubio kch)量具用钢用于制造各种量测工具，如卡尺、千分尺、螺旋测微仪、块规、塞规等,典 型的牌号有GCr15,CrWMn千分尺环规量具钢要求高硬度，高耐磨性，高的尺寸稳定性第13页/共32页第十三页，共32页。 特殊(tsh)性能钢 不锈耐酸(naisun)钢耐热钢耐磨钢第14页/共32页第十四

8、页，共32页。特殊(tsh)性能钢 1.定义(dngy)特殊性能钢是具有特殊物理,化学(huxu)性能的钢,能用来制造要求具有一定力学性能，还要求具有特殊性能的零件2.分类特殊性能钢： 不锈耐酸钢耐热钢耐磨钢第15页/共32页第十五页，共32页。3.特殊性能(xngnng)钢牌号 1):特殊性能(xngnng)钢牌号规则：数字+合金元素符号+数字平均(pngjn)碳的质量的千分数合金元素平均质量的百分数说明：Wc1%时，不标数字；合金元素含量1.5%,牌号中只标明元素符号,不标含量如2Cr13,1Cr13,1Cr171Cr13 表示平均含碳0.1% Cr含量13%的不锈钢2Cr13 表示平均含

9、碳0.2% Cr含量13%的不锈钢2)、但如果含碳量0.03%及0.03% Wc0.08%时，在钢号前分别定拟“00”及“0”表示。00Cr18Ni10：碳含量0.03% ,18%Cr,10%Ni 的不锈钢0Cr18Ni9：0.03% 碳含量0.08% ,18%Cr,9%Ni 的不锈钢第16页/共32页第十六页，共32页。4.不锈耐酸(nai sun)钢1)定义(dngy):不锈耐酸(naisun)钢包括不锈钢和耐酸(naisun)钢,能抵抗大气腐蚀的钢称为不锈钢,而在一些化学介质(如酸类等)抵抗腐蚀的钢称为耐酸(naisun)钢,通常将这两类钢统称为不锈钢按组织状态分马氏体不锈钢铁素体不锈钢

10、奥氏体不锈钢按成分分铬不锈钢镍铬不锈钢铬锰氮不锈钢2)分类:第17页/共32页第十七页，共32页。常见(chnjin)牌号:应用(yngyng):具有(jyu)磁性 常用马氏体不锈钢的含碳量为0.1%-0.45%,含铬量为12%-14%,属铬不锈钢 常见的牌号有1Cr13 、2Cr13 、3Cr13 、4Cr13,9Cr18,随着钢中含碳量增加、钢的强度、硬度、耐磨性提高、但耐腐蚀性降低 因含碳较高，故具有较高的强度、硬度和耐磨性，但耐蚀性稍差，用于力学性能要求较高、耐蚀性能要求一般的一些零件上，如弹簧、汽轮机叶片、水压阀等 3)马氏体不锈钢:定义:第18页/共32页第十八页，共32页。第19

11、页/共32页第十九页，共32页。4):铁素体不锈钢定义(dngy):常见(chnjin)牌号:应用:铁素体不锈钢因为含铬量高，耐腐蚀性能(xngnng)与抗氧化性能均比较好，但机械性能(xngnng)与工艺性能(xngnng)较差，多用于受力不大的耐酸结构及作抗氧化钢使用。这类钢能抵抗大气、硝酸及盐水溶液的腐蚀，并具有高温抗氧化性能(xngnng)好、热膨胀系数小等特点，用于硝酸及食品工厂设备，也可制作在高温下工作的零件，如燃气轮机零件等。具有磁性 常用铁素体不锈钢的含碳量低于0.15%,含铬量12%-30%,属铬不锈钢 常见的牌号有1Cr17 、1Cr25、1Cr28,其耐蚀性、韧性和可焊性

12、随含铬量的增加而提高 第20页/共32页第二十页，共32页。思考题从马氏体不锈钢和铁素体不锈钢我们(w men)可以看出，不锈钢内铬含量为12%以上，请问Cr12,Cr12MoV是否是不锈钢，请说明原因硝酸(xiosun)生产装置合成氨生产(shngchn)装置第21页/共32页第二十一页，共32页。 定义:是指在常温下具有奥氏体组织(zzh)的不锈钢。钢中含Cr约18%、Ni 8%-10%、C约0.1%时，具有稳定的奥氏体组织(zzh)4):奥氏体不锈钢加工特点:不能进行(jnxng)热处理强化,只能冷塑性变形强化。热处理特点(tdin):固溶处理;稳定化处理;消除应力退火。 常见牌号: 0

13、Cr18Ni9(304)、1Cr18Ni9(302) 、0Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni9Ti 、0Cr17Ni12Mo2(316) 性能特点：含C量在0.1%以下，比马氏体不锈钢的耐蚀性好，好的冷变形性能，有好的韧性，焊接性。用途:食品设备、化工容器、管道等不具有磁性或者弱磁性第22页/共32页第二十二页，共32页。第23页/共32页第二十三页，共32页。奥氏体不锈钢铁素体不锈钢马氏体不锈钢序号类别(libi)表1 常用(chn yn)不锈钢的特性和应用1231221牌号(piho)1Cr132Cr133Cr131Cr171Cr281Cr18Ni90Cr18Ni特性和应用用于汽轮机片及高

14、应力部件之良好的不锈耐热钢淬火状态下硬度高,耐腐蚀性良好，用于汽轮机叶片比2Cr13淬火后硬度高，用于刃具,喷嘴,阀座,阀门等用于硝酸工厂，食品工厂的设备用于制造浓硝酸的设备经冷加工有高的强度，用于建筑用装饰部件用于食品用设备，一般化工设备，原子能工业用设备返回第24页/共32页第二十四页，共32页。5.耐热钢1.定义:钢的耐热性是高温抗氧化性和高温强度(qingd)(热强性)的总称,耐热钢通常分为抗氧化钢(不起皮钢)和热强钢2.抗氧化钢:也称为不起皮钢, 钢铁在较高温度下(560度)钢铁表面容易氧化,形成FeO, Fe+O=FeO,比较容易剥落，最终导致(dozh)零件破坏,实际使用的抗氧化

15、钢,都是在铬钢,镍铬钢的,铬锰氮钢基础上添加硅,铝制成的含碳量增加会降低(jingd)钢的抗氧化性，所以抗氧化钢一般都是低碳钢3.热强钢:热强钢是较高温度下仍然保持一定强度的钢1)工作条件：在高温下承受各种载荷，如拉伸、弯曲、扭转疲劳和冲击等；与高温蒸汽、空气或燃气接触，表面发生高温氧化或气体腐蚀。2)性能要求：良好的高温强度及塑性；有足够的化学稳定性。第25页/共32页第二十五页，共32页。3)按组织状态(zhungti)分为珠光体钢合金元素以铬、钼为主，总量一般不超过5 ,这类钢在350600,有良好的高温强度及工艺性能，价格较低，广泛用于制作 600 以下的耐热(nai r)部件 如锅炉

16、钢管(gnggun)、汽轮机叶轮、转子、紧固件及高压容器、管道等典型钢种有：16Mo，15CrMo，12Cr1MoV 马氏体钢含铬量一般为713%,在620以下有较高的高温强度、抗氧化性和耐水汽腐蚀的能力，但焊接性较差。典型的牌号1Cr13、2Cr13, 1Cr11MoV，1Cr12WMoV,2Cr12WMoNbVB等,通常用来制作汽轮机叶片、轮盘、轴、紧固件等。此外,作为制造内燃机排气阀用的4Cr9Si2,4Cr10Si2Mo等也属于马氏耐热钢。 珠光体钢、马氏体钢、铁素体钢、奥氏体钢 第26页/共32页第二十六页，共32页。含有较多的铬、铝、硅等元素，形成单相铁素体组织，有良好的抗氧化性和

17、耐高温气体腐蚀的能力,但高温强度较低,室温脆性较大，焊接性较差。如1Cr13SiAl,1Cr25Si2等。一般(ybn)用于制作承受载荷较低而要求有高温抗氧化性的部件。 铁素体钢奥氏体钢含有较多的镍、锰、氮等奥氏体形成元素，在 600以上时，有较好的高温强度和组织稳定性，焊接性能良好。通常(tngchng)用作在 600以上工作的热强材料。典型钢种有 1Cr18Ni9Ti, 1Cr23Ni13, 1Cr25Ni20Si2，2Cr20Mn9Ni2Si2N,4Cr14Ni14W2Mo等。 热强钢中加入合金(hjn)元素铬,硅,铝等可提高抗高温氧化性，加入钨,钼,钒等可提高高温强度第27页/共32页

18、第二十七页，共32页。4 4、耐、耐 热热 钢钢 的的 用用 途途发动机叶片航空发动机汽轮机叶片汽车阀门第28页/共32页第二十八页，共32页。钢号钢号适用温度范围及其主要用途适用温度范围及其主要用途 00Cr1200Cr12抗氧化温度抗氧化温度600-700600-700，用做高温、高压阀体、燃烧器，用做高温、高压阀体、燃烧器 0Cr18Ni9 0Cr18Ni9 抗氧化温度抗氧化温度870870以下，可用做锅炉受热面管子、加热以下，可用做锅炉受热面管子、加热炉零件、热交换器、马弗炉、转炉、喷嘴炉零件、热交换器、马弗炉、转炉、喷嘴 1Cr171Cr17 在在900900以下温度抗氧化，用做炉用高温部件、喷嘴以下温度抗氧化，用做炉用高温部件、喷嘴 1Cr131Cr13 抗氧化温度抗氧化温度700-800700-800，其用途与，其用途与1Cr121Cr12钢相同钢相同 0Cr17Ni7Al0Cr17Ni7Al 工作温度工作温度550550以下的高温承载部件以下的高温承载部件 4Cr9