合金钢精品课件

1、关于合金钢第一张，PPT共六十五页，创作于2022年6月武汉长江大桥：1957.10， Q235， 主跨跨度128m，长1600多米；第二张，PPT共六十五页，创作于2022年6月南京长江大桥：1968.12， Q345， 主跨跨度160m，长6700多米 (16Mn)第三张，PPT共六十五页，创作于2022年6月九江长江大桥：1993.1， 公路桥1994.10，铁路桥Q420，主跨跨度216m(15MnVN)公路桥长4460米铁路桥长7675米,第四张，PPT共六十五页，创作于2022年6月第五张，PPT共六十五页，创作于2022年6月 Q345钢(16Mn)综合性能好，用于船舶、桥梁、车

2、辆等大型钢结构。 Q390钢含V、Ti、Nb，强度高，用于中等压力的容器。Q460钢含Mo、B，正火组织为B，强度最高，用于石化中温高压容器。东风号远洋轮船Q345南京长江大桥Q345高压容器第六张，PPT共六十五页，创作于2022年6月北京鸟巢体育馆 Q460低合金高强度结构钢的牌号、力学性能和应用 见书中59页表41第七张，PPT共六十五页，创作于2022年6月低淬透性合金渗碳钢：合金元素总量3 %，15Cr、20Cr、20Mn2。用于受力小的耐磨件，如柴油机的活塞销、凸轮轴等。中淬透性合金渗碳钢：合金元素总量在4 %左右。20 CrMn、20CrMnTi、20Mn2TiB。用于中等载荷的

3、耐磨件，如变速箱齿轮。高淬透性合金渗碳钢：合金元素总量在 4 % 6 %。18Cr2NiWA、20Cr2Ni4A等。用于大载荷的耐磨件，如柴油机曲轴。活塞销( 20Cr )柴油机曲轴柴油机凸轮轴第八张，PPT共六十五页，创作于2022年6月2、合金调质钢定义采用调质处理，即淬火加高温回火后使用的合金结构钢。用途：制造受力复杂（交变应力、冲击载荷等）的重要零件，如发动 机连杆、曲轴、机床主轴等。性能：具有优良的综合力学性能，即既强又韧。第九张，PPT共六十五页，创作于2022年6月合金弹簧钢 汽车板簧火车螺旋弹簧汽车板簧热卷大弹簧弹簧丝发条冷成形弹簧热成形弹簧第十张，PPT共六十五页，创作于20

4、22年6月合金钢定义？按用途分有哪几种？合金结构钢特殊性能钢合金工具钢改善力学性能特殊的力学性能特殊的理化性能第十一张，PPT共六十五页，创作于2022年6月第二节 合金钢四、合金工具钢一、合金元素在钢中的主要作用二、合金钢的分类和牌号三、合金结构钢五、特殊性能钢第十二张，PPT共六十五页，创作于2022年6月 工具钢按用途分为:刃具钢模具钢量具钢模具刃具量具第十三张，PPT共六十五页，创作于2022年6月用来制造各种切削刀具的钢种。刃具钢切削加工低合金工具钢制品第十四张，PPT共六十五页，创作于2022年6月（一）、合金刃具钢1.化学成分：含碳量=0.75%1.45% 目的：保证高的硬度和耐

5、磨性。 加入的合金元素：铬、锰、硅、钨等。 作用是提高钢的淬透性、耐回火性、热硬 性和耐磨性2.常用合金刃具钢牌号 9SiCr 适用于制造刀刃细薄的低速切削刀具 如丝锥、板牙 、铰刀等。 CrWMn 因热处理后变形小，故又称微变形钢。主要用于制造较精密的低速刀具，如长铰刀、拉刀等 。3.热处理： 预备热处理是 球化退火 最终热处理是 淬火+低温回火 4.应用 主要用于制造车刀、 铣刀、钻头等各种金属切削刀具。 一般工作温度不得超过300.四、合金工具钢工具钢用于制造各种工具，如量具、刃具、模具等。种类：量具刃具钢、冷作模具钢、热作模具钢、塑料模具钢等第十五张，PPT共六十五页，创作于2022年

6、6月9 SiCr 钢板牙热处理工艺曲线板牙第十六张，PPT共六十五页，创作于2022年6月1.化学成分： 含碳量为0.7%1.5% 目的是提高硬度和耐磨性 加入的合金元素：钨、铬、钼等 铬提高钢的淬透性 ； 钨和钼钒是提高钢的红硬性，并细化晶粒。 因高速钢的红硬性可达600，切削时能长期保持刃口锋利，故又称为锋钢。2.常用的高速工具钢牌号 W18Cr 4V W6Mo5Cr4V2 W9Mo3Cr4V 这三种钢的产量占目前我国生产和使用的高速工具钢的95%以上 。3.热处理 属于莱氏体钢。高温淬火和多次回火 淬火温度高达12701280，淬火冷却后得到马氏体、碳化物和残留奥氏体 回火采用560三次

7、回火。 目的是消除淬火组织中较多的残留A使其转变成M;产生二次硬化，提高热硬性（可达6366HRC）性能特点：具有较高的热硬性，在500600时硬度仍不降低4.应用 用于制造中、高速切削刀具，如车刀、铣刀、铰刀、拉刀、麻花钻等。（二）、高速钢（又称锋钢）高速钢铣刀第十七张，PPT共六十五页，创作于2022年6月2、高速钢高速钢是一种高合金钢，俗称白钢、锋钢、风钢等。其强度、冲击韧度、工艺性很好，是制造复杂形状刀具的主要材料。如：成形车刀、麻花钻头、铣刀、齿轮刀具等。高速钢的耐热性不高，约在640左右其硬度下降，不能进行高速切削。第十八张，PPT共六十五页，创作于2022年6月1.化学成分：含碳

8、量为1.0%2.0% 获得高硬度和高耐磨性 加入的合金元素：铬、钼、钨、钒等提高耐磨性、淬透性和耐回火性2.常用的牌号 Cr12 Cr12MoV 尺寸较小的冷作模具可选用低合金钢如9SiCr、CrWMn或轴承钢GCr15 还可用碳素工具钢如T10A、T12等。3.热处理 及性能 最终热处理为淬火+低温回火 保证其具有足够的硬度和耐磨性4.应用 主要用于制造使金属在冷状态下变形的模具， 如冲裁模、拉丝模、弯曲模、拉深模等。 工作时的实际温度一般不超过200300（三）、合金模具钢种类：根据工作条件不同，分为冷作模具钢、热作模具钢和塑料模具钢冷作模具钢 汽车车门模具第十九张，PPT共六十五页，创作

9、于2022年6月1.化学成分：含碳量为0.3%0.6% 获得高硬度和高耐磨性 加入的合金元素：铬、镍、锰、硅等强化钢的基体和提高淬透性 铝、钨、钒等为了细化晶粒，提高钢的回火稳定性和耐磨性。2.常用的牌号 5CrMnMo 5CrNiMo 制造热锻模。 3CrW8V 制造热挤压模和压铸模 3.热处理 及性能 最终热处理为淬火+中温回火（或高温回火） 保证其具有足够的韧性4.应用 主要用于制造使金属在高温下成形的模具， 如热锻模、压铸模、热挤压模等。 工作时的型腔温度可达600（三）、合金模具钢种类：根据工作条件不同，分为冷作模具钢、热作模具钢和塑料模具钢热作模具钢 汽车曲轴模具 第二十张，PPT

10、共六十五页，创作于2022年6月1.化学成分：含碳量为0.3%0.6% 获得高硬度和高耐磨性 加入的合金元素：铬、镍、锰、硅等 强化钢的基体和提高淬透性 铝、钨、钒等 为了细化晶粒，提高钢的回火稳定性和耐磨性。2.常用的牌号 3Cr2Mo 3Cr2MnNiMo（三）、合金模具钢种类：根据工作条件不同，分为冷作模具钢、热作模具钢和塑料模具钢塑料模具钢 第二十一张，PPT共六十五页，创作于2022年6月千分尺说明：1、制造量具没有专用钢种，碳素工具钢、合金工具钢和滚动轴承钢均可。2、要求较高的量具，一般均采用微变形合金工具钢，如CrWMn、CrMn、GCr15等。3、量具钢经淬火后要在150170

11、下长时间低温回火，以稳定尺寸。精密量具，淬火后要进行-80-70的冷处理。然后再进行长时间的低温回火。在精磨后或研磨前，还要进行时效处理（在120150条件下保温2436h）以进一步消除内应力。（四）、合金量具钢量具是测量工件尺寸的工具. 如游标卡尺、量规和样板等。性能要求：高硬度、高耐磨性、高的尺寸稳定性和足够的韧性。量具名称钢号平样板15、20、50、55、60、60Mn、65Mn一般量具T10A、T12A、9SiCr高精度量规Cr12、GCr15高精度、复杂量规CrWMn量具钢的应用实例第二十二张，PPT共六十五页，创作于2022年6月 四、量具用钢 1. 用途 量具用钢用于制造各种量测

12、工具，如卡尺、千分尺、螺旋测微仪、块规、塞规等。螺纹规 游标卡尺 千分尺 第二十三张，PPT共六十五页，创作于2022年6月 4. 量具用钢 T10A、T12A、9SiCr 制造尺寸小、形状简单的量具。 CrWMn 淬透性较高，淬火变形小，制造高精度且形状复杂的量规和块规。 GCr15 耐磨性、尺寸稳定性较好，制造高精度块规、螺旋塞头、千分尺。 9Cr18、4Cr13 在腐蚀介质中使用的量具。第二十四张，PPT共六十五页，创作于2022年6月（一）、不锈钢五、特殊性能钢1.不锈钢不一定耐酸，而耐酸钢一般都具有良好的耐蚀性能。2.随着不锈钢中含碳量的增加，其强度、硬度和耐磨性提高，但耐蚀性下降。

13、3.不锈钢中的基本合金元素是铬，而且含铬量都在13%以上。不锈钢、耐热钢和耐磨钢定义 ：包括 ：定义 ：在空气、水、盐水溶液、酸及其他腐蚀性介质中具有高度化学稳定性的钢，又称不锈耐酸钢。不锈钢是不锈钢和耐酸钢的总称。不锈钢是指能抵抗大气腐蚀的钢。耐酸钢是指在一些化学介质（如酸类）中能抵抗腐蚀的钢。具有特殊的物理性能和化学性能的钢。注意 ：分类 ：按化学成分分：铬不锈钢、铬镍不锈钢和铬锰不锈钢按金相组织分：奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢和铁素体不锈钢不锈钢制管板式换热器第二十五张，PPT共六十五页，创作于2022年6月1、马氏体不锈钢 化学成分：含碳量为0.10%1.2% 淬火后为M。它属于铬不锈钢

14、。 特点：1.耐蚀性、塑性和焊接性都不如A不锈钢和F不锈钢。 但力学性能较好 并具有一定的耐蚀性，故应用广泛。 2.这类钢都要经过淬火、回火后才能使用。 3.铸造后需要退火，以降低硬度、改善切削加工性能。 在冲压后也需退火，以削除硬化，提高塑性，便于进一步加工。常用的牌号：12Cr13、20Cr13 用于制造力学性能要求较高且要有一定 耐蚀性的零件，如汽轮机叶片、医疗器械等。 30Cr13、40Cr13、68Cr13 可用于制造医用手术器具、量具 及轴承等耐磨工件。涡轮叶片牌号 含碳量+合金元素符号+该元素百分含量+汽轮机叶片第二十六张，PPT共六十五页，创作于2022年6月 12Cr13、2

15、0Cr13钢 耐蚀性较好，有较好的机械性能。一般采用调质处理。制作叶片、水压机阀、结构架、螺栓、螺帽等。 不锈钢船用螺旋桨 (1) 马氏体不锈钢 铬的质量分数大于12%，在氧化性介质中耐蚀。在非氧化性介质中不能达到良好的钝化，耐蚀性低。 30Cr13、40Cr13钢 强度和耐磨性提高，但耐蚀性降低。采用淬火、低温回火处理。制作具有较高硬度和耐磨性的医疗工具、量具、滚珠轴承等。 不锈钢剪刀第二十七张，PPT共六十五页，创作于2022年6月2、铁素体不锈钢 化学成分：含碳量小于0.12% 含铬量为11.5%30%， 它属于铬不锈钢。 特点：1.具有良好的高温抗氧化性（700以下）， 热膨胀系数小，

16、热膨胀系数小 2.较好的耐蚀性；但力学性能不如M不锈钢，塑性不如F不锈钢。 3.不能用热处理强化，通常在退火状态下使用。常用的牌号：10Cr17、022Cr30Mo2 用于受力不大的耐酸结构件和作为抗氧化钢使用， 如各种不锈钢厨具、餐具等。第二十八张，PPT共六十五页，创作于2022年6月3、奥氏体不锈钢 化学成分：含碳量很低 （0.15% ） 含铬量为18%，含镍量为9%，这种不锈钢习惯上称为18-8型不锈钢，它属于铬镍不锈钢。 特点 1.很高的耐蚀性和耐热性，其耐蚀性高于M不锈钢。 2.具有良好的塑性、韧性、焊接性，适宜冷加工成形。 3.无磁性，用于制造抗磁零件。 常用的牌号：06Cr18

17、Ni9N、12Cr18Ni9 用于制造在强酸腐蚀介质中工作的化工设备、抗磁仪表等。 如耐蚀容 器及设备衬里、输送管道、耐硝酸的设备等。第二十九张，PPT共六十五页，创作于2022年6月 1Cr18Ni9Ti不锈钢表带 不锈钢容器应用：制作化工设备零件、输送管道、抗磁仪表、 医疗器械等。消除应力退火 将钢加热到300 350 消除冷加工应力； 加热到850 以上，消除焊接残余应力。第三十张，PPT共六十五页，创作于2022年6月（二）、耐热钢1.高温抗氧化性2.高温强度定义 ：指在高温下具有良好的化学稳定性和较高的强度，能较好适应高温条件的特殊性能的钢。性能指标 ：分类 ：在高温下具有抗高温介质

18、腐蚀能力的钢称为抗氧化钢在高温下仍具有足够力学性能的钢称为热强钢耐热钢是抗氧化钢和热强钢的总称。合金元素： 铬、铝、硅 作用是提高钢的抗 氧化有力。 钛、钨、钒、铌、铬、钼 作用是提高热强性。常用的牌号：常用的抗氧化钢有：40Cr9Si2、06CrAl典型的热强钢是： 40Cr14Ni14W2Mo第三十一张，PPT共六十五页，创作于2022年6月（三）、耐磨钢定义 ：指在巨大压力和强烈冲击载荷作用下能发生硬化的高锰钢。化学成分：高碳（含碳量为0.9%1.4%）、高锰（含锰量为11%14%）典型牌号为 ZGMn13 应用 ：主要用于巨大压力和强烈冲击载荷作用下工作的零件， 如超重机和拖拉机的履带

19、、挖掘机铲斗的斗齿、碎石机的颚板、铁路道岔 防弹钢板等。 这种钢极易加工硬化，切削加工困难，故高锰钢零件大多采用铸造成形。由于耐磨钢是单一的奥氏体组织，所以还具有良好的耐蚀性和抗磁性第三十二张，PPT共六十五页，创作于2022年6月 破碎机颚板 履带 挖掘机斗齿铁轨分道叉第三十三张，PPT共六十五页，创作于2022年6月硬质合金硬质合金是将一些难熔的化合物粉末和粘结剂混合，加压成型，再经烧结而成的一种粉末冶金材料。 硬度高、热硬性好、耐磨性优良。切削速度可比高速钢提高47倍，刀具寿命可提高580倍。二、硬质合金的分类：1. 金属陶瓷硬质合金 将难熔的金属碳化物粉末（如WC、TiC等)与粘结剂C

20、o混合后加压成型，再经烧结而成。一、硬质合金的特点：金属陶瓷硬质合金 和钢结硬质合金第三十四张，PPT共六十五页，创作于2022年6月（1）钨钴类 ：YG3、 YG6、YG8等（2）钨钴钛类 ：YT5、YT15、YT30等应用： 目前金属陶瓷硬质合金被广泛用作切削刀具，此外可用来制造量具、模具等耐磨零件，还用来制造凿岩机钎头和钻头等。可转位铣削刀具系列钻头刀头第三十五张，PPT共六十五页，创作于2022年6月2.钢结硬质合金 钢结硬质合金是性能介于高速钢和硬质合金之间的新型工具材料，它是以一种或几种碳化物（如TiC、WC等）为硬质相，以合金钢（如高速钢，铬钼钢等）粉末为粘结剂，经配料，混料，压

21、制，和烧结而成的粉末冶金材料。特点退火后可进行一般的切削加工淬火回火后有高的硬度和耐磨性可进行焊接后锻造有耐热、耐蚀、抗氧化等性能应用制造各种形状复杂的刀具、较高温度下工作的模具和耐磨零件。第三十六张，PPT共六十五页，创作于2022年6月合金钢中加入了什么元素？起什么作用？常用合金钢的性能、用途及热处理特点？这是本章的重点课堂小结第三十七张，PPT共六十五页，创作于2022年6月课后作业类别含碳量典型牌号最终热处理方法主要用途合金渗碳钢合金调质钢合金弹簧钢滚动轴承钢高速钢热作模具钢耐磨钢1.根据下表要求，简要对比各种合金钢的特点。1.车间里有两种分别用20Cr13和10Cr18Ni9Ti生产

22、的同规格零件，搬运工在搬运过程中不小心将两种零件混 在了一起，请你想一个简单的方法将这两种不同材料的零件分开。第三十八张，PPT共六十五页，创作于2022年6月课后作业选择题1、随着不锈钢中含碳量的增加，其强度、硬度和耐磨性提高，耐蚀性（ ）。 A 越好 B 不变 C 下降 2、将下列合金钢牌号归类，特殊性能钢（ ），不锈钢（ ）。 A 12Cr13 B 06Cr18Ni9 C ZGMn133、正确选用下列零件材料，不锈钢餐具（ ），坦克履带（ ），储酸槽（ ）。 A 12Cr18Ni9 B ZGMn13 C 10Cr174、医疗手术器械可使用的材料是（ ）。 A 12CrMo B 40Cr1

23、3 C W18Cr4V5、为获得良好的耐蚀性，不锈钢中碳含量一般应尽量（ ）。 A 高 B 低 C 中等C B BAADDAEBCBA6、原用40Cr钢制作的零件，若因材料短缺，可用（ ）钢来替代。 A 40MnB B 60Si2Mn C 20Cr7、38CrMoAlA钢属于合金 （ ）。 A 调质钢 B 渗碳钢 C 弹簧钢A第三十九张，PPT共六十五页，创作于2022年6月合金工具钢牌号含碳量+合金元素符号+该元素百分含量+当含碳量小于1.00%时，含碳量用一位数字标明，这一位数字表示平均含碳量的千分之几，如8MnSi.当含碳量大于1.00%时，不标含碳量。* 高速钢不标含碳量，如W6Mo5

24、Cr4V2(含0.85%C).铣刀第四十张，PPT共六十五页，创作于2022年6月 性能要求1、高硬度 (HRC60),主要取决于含碳量。 2、高耐磨性 靠高硬度和析出细小均匀硬碳化物来达到。3、高热硬性 即高温下保持高硬度的能力。4、足够的韧性 以防止脆断和崩刃。切削加工的基本形式第四十一张，PPT共六十五页，创作于2022年6月 碳素工具钢共有七个牌号：T7T13 1、成分特点：高碳(0.651.35%C) 随含碳量提高，碳化物量增加，耐磨性提高，但韧性下降。 锉刀手锤第四十二张，PPT共六十五页，创作于2022年6月2、热处理及组织 热处理：正火+球化退火+淬火+低温回火球化退火目的：

25、降低硬度, 便于加工; 为淬火作组织准备。 使用状态下的组织： M回+颗粒状碳化物+A(少量) 球状珠光体T12钢正常淬火组织第四十三张，PPT共六十五页，创作于2022年6月3、用途由于碳工钢热硬性、淬透性差，只用于制造小尺寸的手工工具和低速刃具。 T7T9：制造承受冲击的工具，如木工工具：冲子、凿子、锤子等。木工凿手锤木工钻第四十四张，PPT共六十五页，创作于2022年6月T10T11：制造低速切削工具，如钻头、丝锥、车 刀等。T12T13：制造耐磨工具，如锉刀、锯条等。丝锥锉刀手锯条钻头第四十五张，PPT共六十五页，创作于2022年6月1、成分特点： 高碳：0.751.5%C 合金元素作

26、用 提高淬透性: Cr、Mn、Si 提高耐回火性：Si 提高耐磨性、细化晶粒: W、V 低合金工具钢由碳素工具钢基础上加入少量合金元素(35)形成。 低合金工具钢制品第四十六张，PPT共六十五页，创作于2022年6月2、热处理及组织同碳素工具钢，只是淬火介质为油(碳素工具钢为水)。使用状态下的组织为： M回+颗粒状碳化物+A(少量) 3、常用钢号及用途应用最多的是9SiCr。用于制造形状复杂、要求变形小的低速刃具，如丝锥、板牙等. 丝锥板牙低合金工具钢扳手第四十七张，PPT共六十五页，创作于2022年6月1、性能特点: 高热硬性(600)、高淬透性 2、成分特点 高碳: 0.701.5%C 合

27、金元素作用提高淬透性：Cr提高热硬性、耐磨性: W、Mo、V 高速钢（俗称锋钢） 制造高速切削刃具用钢。高速钢铣刀第四十八张，PPT共六十五页，创作于2022年6月3、加工与热处理加工工艺路线：下料锻造退火机加工淬火回火磨削高速钢是莱氏体钢， 其铸态组织为亚共晶组织，由鱼骨状莱氏体与树枝状M+T组成， 脆性大且无法热处理改善。W18Cr4V铸态组织第四十九张，PPT共六十五页，创作于2022年6月 退火目的： 降低硬度，便于切加工； 为淬火作组织准备。退火后组织： S+颗粒状碳化物 锻造目的：打碎粗大的鱼骨状碳化物，使其均匀分布于基体中。W18Cr4V钢的退火组织第五十张，PPT共六十五页，创

28、作于2022年6月 淬火目的: 获得高合金元素含量的马氏体。因此淬火温度高(1200)。淬火后组织： M+未溶碳化物(10%)+A (20%)W18Cr4V钢的淬火组织Fe77W18Cr4V1C相图第五十一张，PPT共六十五页，创作于2022年6月 的碳化物，产生二次硬化。 碳及合金元素含量下降，Ms点上升，回火冷却时，A转变为M。每次回火加热都使前一次的淬火马氏体回火。 回火目的：主要为减少A。消除内应力、稳定组织。常用560三次回火.回火时的组织变化： 析出W、Mo、V高速钢硬度与回火温度关系第五十二张，PPT共六十五页，创作于2022年6月W18Cr4V钢热处理工艺示意图第五十三张，PPT共六十五页，创作于2022年6月W18Cr4V钢淬火、回火后的组织4、使用状态下组织 M回+颗粒状碳化物+A（少量）第五十四张，PPT共六十五页，创作于2022年6月5、常用钢号及用途常用钢号为W18Cr4V(18-4-1)和 W6Mo5Cr4V2(6-5-4-2)。用于高速切削刃具，如车刀、刨刀、铣刀、钻头等车刀铣刀钻头第五十五张，PPT共六十五页，创作于2022年6月汽车冲压模具