工程材料课件

《工程材料》绪论一、材料的含义二、材料的分类三、《工程材料》的性质、特点结束一、材料的含义

材料是用于制造生产工具、生活设施、生活用品一类物质的总称。返回二、材料的分类金属材料：具有金属光泽和延展性、有传热导电能力，并且其导电能力随温度的升高而下降的一类物质的总称。返回工程材料金属材料非金属材料复合材料三、《工程材料》的性质、特点1．金属材料加工成零件的过程返回2．《工程材料》的理论范畴3．《工程材料》的学习要求4．《工程材料》的学习方法1．金属材料加工成零件的过程粉末冶金金属材料铸造锻压焊接毛坯热处理切削加工零件轧制返回2．《工程材料》的理论范畴

掌握金属基本理论热处理原理及工艺热加工工艺（铸、锻、焊）冷加工工艺（车、钳、铣、刨）返回3．《工程材料》的学习要求

掌握金属材料的成分、组织、性能之间的关系了解强化材料的基本方法初步掌握钢的热处理原理及基本工艺熟悉钢的牌号、性能、用途正确选用材料的基本原则学习主线：材料的成分、组织、性能及工艺之间的关系。返回4．《工程材料》的学习方法a.概念多、理论较抽象

————注意理解与记忆实践性强，与工程实际关系密切

————注意理论联系实际返回第一章材料的性能使用性能：物理性能、化学性能机械性能工艺性能：铸造性、可锻性、焊接性切削加工性机械性能：金属材料在外力作用下表现出的力学行为。性能第一章金属材料的机械性能一、强度二、塑性三、硬度四、冲击韧性五、疲劳强度金属材料在外力作用下抵抗变形或断裂的能力结束第一章金属材料的机械性能一、强度（一）静拉伸试验1>试验过程第一章金属材料的机械性能一、强度（一）静拉伸试验1>试验过程2>静拉伸曲线σ=—（MPa)PF0ε=——×100%L1-L0L0第一章金属材料的机械性能一、强度

静拉伸曲线①OE直线段——弹性变形阶段a.弹性变形：撤去外力，完全消失的变形，弹性变形量与外力大小成正比。第一章金属材料的机械性能一、强度

静拉伸曲线①OE直线段——弹性变形阶段

塑性变形：撤去外力，不能消失而保留下来的变形。第一章金属材料的机械性能一、强度

静拉伸曲线①OE直线段——弹性变形阶段b.弹性极限σe：只发生弹性变形，不产生塑性变形的最大应力。工程上常用σ0.01表示。△L=0.01%L0第一章金属材料的机械性能一、强度

静拉伸曲线①OE直线段——弹性变形阶段c.弹性—材料产生弹性变形的能力。刚度（弹性模量E）

—材料抵抗弹性变形的能力。弹性↑刚度↓弹性变形量↑第一章金属材料的机械性能一、强度

静拉伸曲线①OE直线段——弹性变形阶段弹性模量决定于材料本身，热处理等加工过程对其影响很小，它随温度升高而逐渐降低第一章金属材料的机械性能一、强度

静拉伸曲线②ES段（偏离直线）——微量塑性变形阶段第一章金属材料的机械性能一、强度

静拉伸曲线③SS’

水平（或波浪）线段——屈服阶段a.屈服极限σs：材料屈服时的最小应力。它表示材料在外力作用下，只产生微量变形而不产生大量塑性变形所能承受的最小载荷，是工程设计的重要依据之一。第一章金属材料的机械性能一、强度

静拉伸曲线③SS’

水平（或波浪）线段——屈服阶段b.条件屈服极限σ0.2：材料产生塑性变形量△L=0.2%L0时的应力。第一章金属材料的机械性能一、强度

静拉伸曲线③SS’

水平（或波浪）线段——屈服阶段c.思考：——怎样在拉伸曲线上找到σ0.2？——试样在发生塑性变形的同时，是否还继续产生弹性变形？第一章金属材料的机械性能一、强度

静拉伸曲线④S’

B

上凸曲线段——加工硬化阶段加工硬化：由于塑性变形，使材料强度增加的现象，它是工程上常用的强化材料的重要手段之一。第一章金属材料的机械性能一、强度

静拉伸曲线⑤BK下降线段——颈缩断裂阶段抗拉强度σb：试样被拉断前所能承受的最大载荷处的应力。工程安全的保证。第一章金属材料的机械性能一、强度（一）静拉伸试验（二）强度指标

弹性极限σe(σ0.01)

屈服极限σs(σ0.2)

强度极限(抗拉强度σb、抗压

强度σbc、抗弯强度σbb)第一章金属材料的机械性能二、塑性金属材料在外力作用下产生塑性变形的能力1.延伸率δ＝————×100%L1－L0L02.断面收缩率ψ＝————×100%F0－F1F03.意义第一章金属材料的机械性能三、硬度金属材料抵抗更硬物体压入的能力（一）布氏硬度（二）洛氏硬度（三）简易硬度试验方法第一章金属材料的机械性能三、硬度（一）布氏硬度1.试验原理HB＝——(Mpa)PFF＝—D(D－D2－d2)π2d↓HB↑布氏硬度↑第一章金属材料的机械性能三、硬度（一）布氏硬度2.特点①与强度之间有一定的对应关系轧、锻钢：σb≈2.5~3.5HB

铸钢：σb≈2.9~3.9HB

灰铸铁：σb≈1.6(HB－40)②压痕直径较大(压头D≈2.5~10mm)，适用于组织不均匀的材料（铸、锻、轧制件）。③有一定的适用范围，当HB＞450时，测量结果无效。④不能直接读数，测量效率低。第一章金属材料的机械性能三、硬度（二）洛氏硬度1.试验原理h=h2－h1HR=K－hh↓HR↑洛氏硬度↑第一章金属材料的机械性能三、硬度（二）洛氏硬度2.特点①直接读数，效率高。②压痕小(φ1.588mm)，适用于组织均匀的材料。③不同种类、不同级别之间的硬度值，不能直接比较大小。第一章金属材料的机械性能四、冲击韧性金属材料抵抗冲击破坏的能力1.试验方法aK＝——AKFN＝——————W(h1－h2)FNaK↑冲击韧性↑第一章金属材料的机械性能四、冲击韧性2.影响因素塑性↑韧性↑温度↓韧性↓第一章金属材料的机械性能五、疲劳强度金属材料抵抗疲劳破坏的能力1.金属的疲劳（疲劳破坏）材料在交变载荷的反复作用下(最大应力＜σs)，突然断裂的现象。第一章金属材料的机械性能五、疲劳强度金属材料抵抗疲劳破坏的能力1.金属的疲劳（疲劳破坏）拉应力→表面微裂纹→向内部扩展→突然断裂2.疲劳破坏机理第一章金属材料的机械性能五、疲劳强度金属材料抵抗疲劳破坏的能力1.金属的疲劳（疲劳破坏）2.疲劳破坏机理3.疲劳强度的表示→疲劳极限σrr:应力循环特征r＝———σminσmax第一章金属材料的机械性能五、疲劳强度金属材料抵抗疲劳破坏的能力1.金属的疲劳（疲劳破坏）2.疲劳破坏机理3.疲劳强度的表示→疲劳极限σr4.疲劳强度的测量在某一应力循环特征的交变载荷作用下，经无限次循环而不断裂的最大应力值。第一章金属材料的机械性能五、疲劳强度金属材料抵抗疲劳破坏的能力1.金属的疲劳（疲劳破坏）2.疲劳破坏机理3.疲劳强度的表示→疲劳极限σr4.疲劳强度的测量5.提高疲劳强度的方法a.

改善零件表面状况b.

强化零件表面c.

合理度过磨合期第二章晶体结构与结晶金属的晶体结构金属的结晶小结第一节金属的晶体结构一、晶体与非晶体二、金属的晶体结构三、实际晶体结构四、晶体与机械性能的关系第一节金属的晶体结构一、晶体与非晶体1.材料分类晶体：原子按一定规律重复排列非晶体：原子排列无规律2.晶体特点①天然规则外形②各向异性——同一性能在不同方向测试，结果不同③一定熔点第一节金属的晶体结构二、金属的晶体结构球体模型点阵（晶格）晶胞（晶格常数）第一节金属的晶体结构二、金属的晶体结构1.体心立方晶格2.面心立方晶格3.密排六方晶格第一节金属的晶体结构二、金属的晶体结构1.体心立方晶格2.面心立方晶格3.密排六方晶格Cr、δ-Fe、α-Fe等第一节金属的晶体结构二、金属的晶体结构1.体心立方晶格2.面心立方晶格3.密排六方晶格γ-Fe、Al、Cu、Au、Ag等第一节金属的晶体结构二、金属的晶体结构1.体心立方晶格2.面心立方晶格3.密排六方晶格Mg、Zn、Be、α-Ti等第一节金属的晶体结构三、实际晶体结构存在原子排列的不规则性——缺陷包括：点缺陷、线缺陷、面缺陷第一节金属的晶体结构四、晶体结构与机械性能的关系1.晶格类型不同，性能不同如塑性：面心立方＞体心立方＞密排六方2.晶格类型相同，晶格常数不同，性能不同原子序数472913金属AgCuAl晶格常数4.093.614.05性能（强度）──────→低3.晶体内部缺陷↑，强度、硬度↑晶体缺陷→晶格畸变→塑性变形困难→强度↑第二节金属的结晶一、结晶的概念二、结晶过程三、晶粒大小对性能的影响四、细化晶粒的方法五、同素异构转变第二节金属的结晶一、结晶的概念1.结晶：液态→固态；固态1→固态22.冷却曲线：曲线a：理论结晶冷却曲线水平线段——结晶阶段T0

——

理论结晶温度

曲线b：实际结晶冷却曲线

Tn

——

实际结晶温度

第二节金属的结晶一、结晶的概念1.结晶：液态→固态；固态1→固态23.过冷与过冷度：过冷——实际结晶温度低于理论结晶温度的现象。过冷度：△T＝T0－Tn冷速↑，Tn↓，△T↑结晶能力↑2.冷却曲线：第二节金属的结晶二、结晶过程1.结晶过程：液态→固态；短程有序→有序T＜T0时晶核───→长大吸附周围原子同时新晶核─→长大同时

…………第二节金属的结晶二、结晶过程1.结晶过程：液态→固态；短程有序→有序2.结晶规律：晶核的形成与长大两个基本过程，它们是交替、同时进行的。第二节金属的结晶三、晶粒大小对性能的影响1.单晶体与多晶体：单晶体——各向异性多晶体——伪各向同性2.晶粒大小对性能的影响：常温下，晶粒越细，强度、硬度越高，同时塑性、韧性越好。第二节金属的结晶四、细化晶粒的方法1.思路：控制结晶过程①形核数↑②长大速度↓─→细化晶粒2.方法：①增加过冷度─→冷速↑△T↑结晶能力↑形核数↑②变质处理─→难熔颗粒─→充当晶核└─→阻止晶核长大③振动处理─→振动─→大晶核破裂─→细小晶核第二节金属的结晶五、同素异构转变1.同素异构转变：——固态下，由一种晶格类型转变为另一种晶格类型的过程。Lδ-Feγ-Feα-Fe1538℃1394℃912℃体心立方体心立方面心立方脆锡β白锡α灰锡161℃13℃斜方晶系体心立方金刚石型（松散）第二节金属的结晶五、同素异构转变1.同素异构转变：2.同素异构转变的特点：①遵循结晶规律②过冷度△T大，转变时间长③晶格类型变化，导致性能变化——固态下，由一种晶格类型转变为另一种晶格类型的过程。第二节金属的结晶六、金属铸锭的组织特点1.表面细晶粒层2.柱状晶粒层3.中心粗大等轴晶粒层铸锭中的缺陷:1.缩孔与疏松2.偏析冒口第二章晶体结构与结晶小结晶格类型、实际晶体结构性能结晶晶粒细化晶粒第三章金属的塑性变形与再结晶冷塑性变形对性能的影响加热时组织和性能的变化冷加工与热加工热加工对组织和性能的影响小结金属的塑性变形第三章金属的塑性变形与再结晶一、金属的塑性变形1.金属在外力作用下发生的不能自行恢复的变形2.有一定的意义：改善组织和性能3.基本形式：滑移和孪晶第三章金属的塑性变形与再结晶二、冷塑性变形对性能的影响强度、硬度↑塑性韧性↓进一步加工困难理化性能变化电阻↑耐蚀性↓冷变形加工硬化变形大、晶格扭曲、变形不均匀、内应力↑↑→变形、开裂择优取向第三章金属的塑性变形与再结晶三、加热时组织和性能的变化（一）回复1.回复

T↑

原子扩散↑晶格畸变↓2.性能变化

强度、硬度略↓塑性、韧性略↑内应力部分消失3.应用低温退火——

保留加工硬化的同时，基本消除内应力，防止变形与开裂。第三章金属的塑性变形与再结晶三、加热时组织和性能的变化（二）再结晶1.再结晶

回复后，T↑

原子扩散↑破碎晶粒重新变为细小晶粒

注意：再结晶与同素异构转变的异同

相同：都有形核与长大

不同：再结晶前后，晶格类型不变同素异构转变前后，晶格类型变化第三章金属的塑性变形与再结晶三、加热时组织和性能的变化（二）再结晶1.再结晶

机械性能及理化性能均恢复到冷变形前的数值

——

完全消除加工硬化，内应力完全消失2.性能变化第三章金属的塑性变形与再结晶三、加热时组织和性能的变化（二）再结晶1.再结晶

经大量塑性变形（70-80%）后，在规定时间内完成再结晶的最低温度。

纯金属：T再≈0.4T熔杂质或合金元素可提高T再，加热速度低或原始晶粒细小可降低T再2.性能变化3.再结晶温度第三章金属的塑性变形与再结晶三、加热时组织和性能的变化（二）再结晶1.再结晶

在再结晶温度以上的加热，消除加工硬化，使压力加工继续进行。2.性能变化3.再结晶温度4.再结晶退火（中间退火）第三章金属的塑性变形与再结晶三、加热时组织和性能的变化（二）再结晶1.再结晶2.性能变化3.再结晶温度4.再结晶退火（中间退火）5.影响再结晶晶粒度的因素：

①加热温度②变形度：变形度越大，晶粒越细小。但过大则相反第三章金属的塑性变形与再结晶三、加热时组织和性能的变化（三）晶粒长大

变形越均匀越好第三章金属的塑性变形与再结晶四、冷加工与热加工1.

冷加工——

再结晶温度以下的加工2.

热加工——

再结晶温度以上的加工3.

区别

——

不在于温度高低，而看是否出现加工硬化如：WT再＝1200℃SnT再＝－7℃PbT再＝0℃第三章金属的塑性变形与再结晶五、热加工对组织和性能的影响1.

改善铸锭的组织与性能使气孔焊合、疏松压实、晶粒变小、减弱偏析第三章金属的塑性变形与再结晶五、热加工对组织和性能的影响1.

改善铸锭的组织与性能粗大枝晶和杂质沿变形方向伸长→纤维组织（流线）→各向异性2.

形成热加工纤维组织第三章金属的塑性变形与再结晶五、热加工对组织和性能的影响2.

改善铸锭的组织与性能轧制——

单方向变形——

平行流线锻造——

多方向变形——

连续流线3.

形成热加工纤维组织纤维组织对工程应用的影响1.形成等轴细晶粒组织第三章金属的塑性变形与再结晶五、热加工对组织和性能的影响要求：合理控制流线分布，尽量使流线与应力方向一致。第三章金属的塑性变形与再结晶小结T＜再结晶温度冷加工加工硬化：产生加工硬化有较大内应力T＞再结晶温度热加工回复：保留加工硬化内应力部分消失再结晶：加工硬化完全消失内应力全部消失第四章二元合金合金的相结构二元合金相图小结第四章二元合金基本概念两种或两种以上的金属或金属与非金属熔合而成的，具有金属特性的物质。组成合金最基本的独立的物质。黄铜：Cu—Zn钢铁：Fe—C→Fe—Fe3C1.合金2.组元3.合金系4.相合金中具有相同化学成分、相同晶体结构、相互之间有明显界面分开的均匀组成部分。第四章二元合金合金的相结构一、固溶体——一种或几种组元溶解于另一组元中形成的均匀、固体物质第四章二元合金合金的相结构一、固溶体——一种或几种组元溶解于另一组元中形成的均匀、固体物质1.组成溶质：原子、分子态溶剂：晶格类型不变2.分类间隙固溶体置换固溶体3.固溶强化——由于形成固溶体而使材料强度、硬度升高的现象溶质溶入量↑晶格畸变↑强度、硬度↑第四章二元合金合金的相结构二、金属化合物——几种组元按一定比例组成的具有金属特性的化合物如：Fe3C晶体结构复杂，性能硬而脆第四章二元合金合金的相结构三、合金的组织单相组织：单一固溶体组成多相组织：固溶体、金属化合物、纯金属组成第四章二元合金合金的相结构四、合金的性能取决于各组成相本身的性能，以及它们的数量、大小、形态和分布第四章二元合金二元合金相图一、二元合金相图的建立合金的组成相与温度、成分之间关系的图解二、匀晶相图三、共晶相图四、共析相图五、相图与性能的关系第四章二元合金二元合金相图一、二元合金相图的建立1.相图说明热分析法第四章二元合金二元合金相图一、二元合金相图的建立2.相图建立第四章二元合金二元合金相图一、二元合金相图的建立3.相图分析L↓1L+α↓2α第四章二元合金二元合金相图一、二元合金相图的建立4.杠杆定律QL·xK=Qα·Kx’第四章二元合金二元合金相图二、匀晶相图1.相图分析第四章二元合金二元合金相图二、匀晶相图2.典型合金的结晶过程L→L+α→α第四章二元合金二元合金相图二、匀晶相图3.晶内偏析

先结晶（表层）与后结晶（心部）组织的成分不同扩散退火第四章二元合金二元合金相图三、共晶相图（一）盐（NaCl)—水（H2O)共晶相图（二）一般共晶相图第四章二元合金二元合金相图（一）、盐水共晶相图1.相图特点第四章二元合金二元合金相图2.共晶反应Lc(H2O+Nacl)-22℃同时（一）、盐水共晶相图第四章二元合金二元合金相图3.亚共晶反应LⅡL+H2OH2O+(H2O+NaCl)12（一）、盐水共晶相图第四章二元合金二元合金相图4.过共晶反应LⅢL+NaClNaCl+(H2O+NaCl)12（一）、盐水共晶相图第四章二元合金二元合金相图（二）、一般共晶相图1.

相图特点存在单相固溶体（α、β）区域

e点：共晶点ced线：共晶反应线第四章二元合金二元合金相图（二）、一般共晶相图2.典型合金的结晶过程a.合金Ⅰ（共晶成分）L─→（α+β）→（α+β）+αⅡ+βⅡe同时第四章二元合金二元合金相图（二）、一般共晶相图2.典型合金的结晶过程b.合金Ⅱ（亚共晶成分）L→L+α→α+（α+β）→α+（α+β）+αⅡ+βⅡ12第四章二元合金二元合金相图（二）、一般共晶相图2.典型合金的结晶过程c.合金Ⅲ（过共晶成分）L→L+β→β+（α+β）→β+（α+β）+αⅡ+βⅡ12第四章二元合金二元合金相图（二）、一般共晶相图2.典型合金的结晶过程d.合金Ⅳ（无共晶成分）L→L+α→α→α+βⅡ123第四章二元合金二元合金相图四、共析相图1.相图特点第四章二元合金二元合金相图四、共析相图2.共析反应γ（固）（α+β）同时L（液）（α+β）同时注意：共晶反应第四章二元合金二元合金相图四、共析相图3.典型合金的结晶过程第四章二元合金二元合金相图五、相图与性能的关系1.合金的组织、性能分析2.选材和制定工艺的依据第四章二元合金小结固溶体金属化合物纯金属合金组织性能结晶合金相图第五章铁碳合金一、铁碳合金的基本组织与性能二、铁碳合金相图三、铁碳合金相图的应用小结第五章铁碳合金一、铁碳合金的基本组织与性能铁素体F奥氏体A渗碳体Fe3C珠光体P莱氏体Ld第五章铁碳合金一、铁碳合金的基本组织与性能铁素体F1.定义C在α—Fe中的间隙固溶体第五章铁碳合金一、铁碳合金的基本组织与性能铁素体F2.晶格类型体心立方晶格第五章铁碳合金一、铁碳合金的基本组织与性能铁素体F3.含碳量最大0.0218%

（727℃）第五章铁碳合金一、铁碳合金的基本组织与性能铁素体F4.性能强度硬度极低塑性韧性很好第五章铁碳合金一、铁碳合金的基本组织与性能奥氏体A1.定义C在γ—Fe中的间隙固溶体第五章铁碳合金一、铁碳合金的基本组织与性能奥氏体A面心立方晶格2.晶格类型第五章铁碳合金一、铁碳合金的基本组织与性能奥氏体A727℃时：0.77%1148℃时：2.11%3.含碳量第五章铁碳合金一、铁碳合金的基本组织与性能奥氏体A强度硬度高于F塑性韧性较好（面心立方晶格）4.性能第五章铁碳合金一、铁碳合金的基本组织与性能渗碳体Fe3CFe、C按3：1形成的金属化合物复杂晶格类型6.69%1.定义2.晶格类型3.含碳量4.性能硬而脆第五章铁碳合金一、铁碳合金的基本组织与性能珠光体PF、Fe3C形成的共析体F、Fe3C片层相间1.定义2.结构3.性能介于F、Fe3C之间，较高的强度硬度，一定的塑性韧性，片层间距↓，性能↑第五章铁碳合金一、铁碳合金的基本组织与性能莱氏体LdA和Fe3C形成的共晶体含有大量Fe3C1.定义2.结构3.性能硬而脆L4.3Ld(A+Fe3C)——

高温莱氏体

L’d(P+Fe3C)——

低温莱氏体1148℃727℃第五章铁碳合金二、铁碳合金相图相图分析铁碳合金的分类典型合金的结晶过程含碳量对钢组织与性能的影响第五章铁碳合金二、铁碳合金相图相图分析1.特征点C

点：共晶点C=4.3%，1148℃L4.3Ld(A+Fe3C)1148℃第五章铁碳合金二、铁碳合金相图相图分析1.特征点S

点：共析点C=0.77%，727℃A0.77P(F+Fe3C)727℃第五章铁碳合金二、铁碳合金相图相图分析1.特征点E

点：C在γ—Fe中的最大溶解度点（2.11%)第五章铁碳合金二、铁碳合金相图相图分析1.特征点P

点：C在α—Fe中的最大溶解度点（0.0218%)第五章铁碳合金二、铁碳合金相图相图分析1.特征点G

点：γ—Fe与α—Fe同素异构转变点（912℃）第五章铁碳合金二、铁碳合金相图相图分析2.特征线ACD

线：液相线第五章铁碳合金二、铁碳合金相图相图分析2.特征线AECF

线：固相线第五章铁碳合金二、铁碳合金相图相图分析2.特征线ECF

线：共晶线第五章铁碳合金二、铁碳合金相图相图分析2.特征线PSK

线：共析线第五章铁碳合金二、铁碳合金相图相图分析2.特征线GS

线：A→F转变开始线第五章铁碳合金二、铁碳合金相图相图分析2.特征线GP

线：A→F转变终了线第五章铁碳合金二、铁碳合金相图相图分析2.特征线ES

线：C在A中最大溶解度线第五章铁碳合金二、铁碳合金相图相图分析3.区域组织单相区：L、A、F、Fe3C第五章铁碳合金二、铁碳合金相图相图分析3.区域组织两相区第五章铁碳合金二、铁碳合金相图相图分析3.区域组织三相共存水平线第五章铁碳合金二、铁碳合金相图铁碳合金的分类工业纯铁C＜0.0218%

亚共析钢0.0218～0.77%钢共析钢C＝0.77%

过共析钢0.77～2.11%

亚共晶白口铸铁2.11～4.3%白口铸铁共晶白口铸铁C＝4.3%

过共晶白口铸铁4.3～6.69%高温固态有单一A组织高温液态下有共晶反应第五章铁碳合金二、铁碳合金相图典型合金的结晶过程1.共析钢L→L+A→A→P（F+Fe3C)第五章铁碳合金二、铁碳合金相图典型合金的结晶过程2.亚共析钢L→L+A→A→A+F→F+PC↑F↓P↑强度硬度↑塑性韧性↓第五章铁碳合金二、铁碳合金相图典型合金的结晶过程3.过共析钢L→L+A→A→A+Fe3CⅡ→P+Fe3CⅡC↑P↓Fe3CⅡ↑强度硬度↑塑性韧性↓当C≥0.9%时，Fe3CⅡ连续分布强度↓↓第五章铁碳合金二、铁碳合金相图含碳量对钢组织与性能的影响第五章铁碳合金三、铁碳合金相图的应用选材的依据制定热加工工艺的依据第五章铁碳合金小结五种基本组织铁碳合金相图铁碳合金组织性能、应用铁碳合金分类第六章钢的热处理钢在加热和保温时的转变钢在冷却时的转变钢的表面热处理与形变热处理钢的退火与正火钢的淬火钢的回火小结第六章钢的热处理热处理——固态下，将钢经过加热、保温和冷

却三个阶段，以改变组织，从而改变性能的一种工艺过程。热处理普通热处理：退火、正火、淬火、回火表面热处理表面淬火化学热处理第六章钢的热处理钢在加热和保温时的转变一、加热和保温的目的二、奥氏体形成过程三、奥氏体晶粒大小对热处理后组织与性能的影响第六章钢的热处理钢在加热和保温时的转变一、加热和保温的目的加热温度——Ac1以上加热目的——得到奥氏体保温目的——奥氏体成分均匀、晶粒大小适中第六章钢的热处理钢在加热和保温时的转变二、奥氏体形成过程1.奥氏体晶核的形成

F、Fe3C相界上形成A晶核第六章钢的热处理钢在加热和保温时的转变二、奥氏体形成过程2.奥氏体晶核的长大（1）长大方式F改组成A，Fe3C溶入A

（2）长大速度F改组成A的速度大于Fe3C溶入的速度第六章钢的热处理钢在加热和保温时的转变二、奥氏体形成过程3.剩余Fe3C溶解第六章钢的热处理钢在加热和保温时的转变二、奥氏体形成过程4.奥氏体成分均匀化加热温度T↑，保温时间t↑，A成分均匀↑第六章钢的热处理钢在加热和保温时的转变三、奥氏体晶粒大小对热处理后组织与性能的影响加热保温后的奥氏体越细小，热处理后钢的组织越细小，性能越好；反之亦反。要求：严格控制加热温度和保温时间，防止“过热”。第六章钢的热处理钢在冷却时的转变一、等温冷却转变二、连续冷却转变三、影响C曲线的因素冷却目的：获得所需的组织和性能第六章钢的热处理钢在冷却时的转变（一）等温转变曲线1.等温转变曲线的建立第六章钢的热处理钢在冷却时的转变（一）等温转变曲线2.曲线分析aa线——转变开始线bb线——转变终了线aa线以左——孕育期bb线以右——产物区过冷奥氏体550℃第六章钢的热处理钢在冷却时的转变（二）等温转变产物与性能1.珠光体类型转变（A1～550℃）

转变温度

A1～650℃650℃～600℃600℃～550℃组织名称珠光体P索氏体S屈氏体T片层间距↑↓小性能↓↑好第六章钢的热处理钢在冷却时的转变（二）等温转变产物与性能2.贝氏体转变（550℃～Ms）550℃～350℃350℃～MsB上B下羽毛状针状硬度高于T，塑性低，无应用价值较高的强度硬度，塑性韧性好第六章钢的热处理钢在冷却时的转变（二）等温转变产物与性能3.马氏体转变（Ms～Mf）马氏体M——C在α—Fe中过饱和固溶体低碳M板条状高碳M片状随着C↑，M的强度硬度↑，塑性韧性↓第六章钢的热处理钢在冷却时的转变1.连续冷却C曲线第六章钢的热处理钢在冷却时的转变2.等温C曲线在连续冷却中的应用(1)组织分析V1(随炉冷却)——PV2(空气中冷却)——SV3(油中冷却)——T+MV4(水中冷却)——M+A’第六章钢的热处理钢在冷却时的转变2.等温C曲线在连续冷却中的应用(2)临界冷却速度过冷A不发生分解，直接转变为M的最小冷速度第六章钢的热处理钢在冷却时的转变2.等温C曲线在连续冷却中的应用(3)注意a.冷速↑，强度硬度↑（V≥VK时，V↑，强度硬度不变，内应力↑↑）b.表层和心部冷速不同，组织不同。第六章钢的热处理钢在冷却时的转变1.含碳量：位置与含量有关2.合金元素

a.C曲线右移→VK↓b.A稳定区扩大3.加热温度和保温时间增加使右移影响c曲线得因素:第六章钢的热处理钢的退火与正火一、退火二、正火三、退火与正火的选用第六章钢的热处理钢的退火与正火——退火1.定义将钢加热到某一温度并保温，然后缓慢冷却下来的热处理工艺。2.目的①细化晶粒，均匀组织，为淬火做准备②降低硬度，提高塑性韧性，便于切削加工③消除残余应力，防止变形、开裂第六章钢的热处理钢的退火与正火——退火1.定义2.目的3.分类①完全退火加热温度：Ac3+30～50℃，保温后缓慢冷却退火后组织：F+P（相图平衡组织）适用：亚共析钢②球化退火加热温度：Ac1+20～30℃，保温后，冷到

A1-20℃长期等温，然后缓慢冷却退火后组织：F+球状Fe3C（球状珠光体）适用：共析钢、过共析钢③去应力退火加热温度：500～650℃＜A1，保温后冷却无组织变化第六章钢的热处理钢的退火与正火——正火1.定义将钢加热到单一的A区域，经保温，在空气中冷却下来的热处理工艺。2.加热温度及组织亚析钢：Ac3+30～50℃P共析过共析钢：Accm+30～50℃S3.目的①普通结构件，可作为最终热处理②低碳钢，使强度硬度上升，便于切削加工③高碳钢，消除Fe3CⅡ，为球化退火准备第六章钢的热处理钢的退火与正火——选用1.切削加工性

硬度对切削加工性有很大影响，一般认为硬度在HB170～230时，切削加工性最好，太软或太硬都不好。当含碳量不同时，可按以下原则选择：C＜0.25%时——正火0.25～0.5%——完全退火、正火0.5～0.77%——完全退火C≥0.77%时——正火+球化退火2.使用性能对亚共析钢零件，正火比退火具有更好的机械性能，若零件性能要求不高时(一般使用零件)，可将正火作为最终热处理第六章钢的热处理钢的退火与正火——选用1.切削加工性3.经济性正火比退火生产周期短、成本低、效率高、操作简便，在可能的条件下，应优先采用。第六章钢的热处理钢的淬火一、淬火工艺二、淬透性三、淬火缺陷第六章钢的热处理钢的淬火——淬火工艺1.定义

将钢加热到Ac3(Ac1)+30～50℃，经保温后，急速冷却下来的热处理工艺。第六章钢的热处理钢的淬火——淬火工艺1.定义

得到M，获得高的强度、硬度和耐磨性。2.目的第六章钢的热处理钢的淬火——淬火工艺1.定义

亚共析钢：Ac3+30～50℃M

共析、过共析钢：Ac1+30～50℃M+球状Fe3C2.目的3.加热温度及组织

思考：a.当亚共析钢加热温度处于Ac1～Ac3之间，淬火后的组织、性能会怎样？

b.当过共析钢加热温度在Accm+30～50℃时，淬火后的组织、性能会怎样？

注意：a.过共析钢淬火工艺流程：正火+球化退火+淬火

b.钢在淬火时，要严格控制加热温度和保温时间！第六章钢的热处理钢的淬火——淬火工艺1.定义

在保证V冷≥VK的前提下，尽量选择冷速较慢的冷却剂，以防零件的变形、开裂。2.目的3.加热温度及组织4.淬火剂的选择第六章钢的热处理钢的淬火——淬火工艺1.定义

淬火方法有：单液淬火、双液淬火、分级淬火、等温淬火(B下)等，实际生产中，可根据生产条件和性能要求，选择合适的方法。2.目的3.加热温度及组织4.淬火剂的选择5.淬火方法第六章钢的热处理钢的淬火——淬透性1.定义

淬火后，得到M层深度的能力。主要取决于VK

。2.影响因素(1)成分一般情况下，合金元素使C曲线右移，VK↓，淬透性↑

(2)淬火剂淬火剂的冷却速度↑，心部冷速↑，淬透性↑

(3)尺寸——

尺寸↓，心部冷速↑，淬透性↑大尺寸合金钢油淬小尺寸碳素钢水淬3.淬硬性

——钢淬火后，M所能达到的最高硬度。淬硬性不同于淬透性，它与冷速无关，仅取决于C量，C↑，淬硬性↑。第六章钢的热处理钢的淬火——淬火缺陷1.氧化、脱碳

加热温度高，表面氧化起皮，表层C↓，强度硬度不足↓。防止：控制热处理气氛。第六章钢的热处理钢的淬火——淬火缺陷1.氧化、脱碳2.硬度不足

加热温度↓，保温时间↓，冷速↓，组织不均匀，出现软点→硬度不足防止：正火均匀组织→重新淬火第六章钢的热处理钢的淬火——淬火缺陷1.氧化、脱碳2.硬度不足3.过热

加热温度过高，晶粒粗大，硬度↓。正火（退火）细化晶粒→淬火第六章钢的热处理钢的淬火——淬火缺陷1.氧化、脱碳2.硬度不足3.过热

加热温度↑↑，沿A晶界氧化、熔化→报废4.过烧第六章钢的热处理钢的淬火——淬火缺陷1.氧化、脱碳2.硬度不足3.过热

淬火时，冷速↑，内应力↑，零件变形、开裂改善结构（对称），选择合适的冷却剂和冷却方法4.过烧5.变形、开裂第六章钢的热处理钢的回火一、回火二、回火时的组织转变三、回火的分类四、回火性能第六章钢的热处理钢的回火——回火1.定义

淬火后的钢，重新加热到A1以下温度，保温后，冷却下来的热处理工艺。2.目的(1)去除内应力，防止变形与开裂

(2)降低脆性，提高塑性韧性，获得所需的性能

(3)稳定尺寸、组织第六章钢的热处理钢的回火——回火时的组织转变1.M及A’的分解150～250℃时，M中的C原子偏聚，析出碳化物；A’也发生分解，变成M。产物：碳量稍低的M+细小碳化物——回火马氏体M’。性能：保持高的强度硬度的同时，有一定的塑性韧性。第六章钢的热处理钢的回火——回火时的组织转变1.M及A’的分解2.渗碳体的形成350～500℃，M放出全部碳→F，碳化物聚集长大成Fe3C。产物：F+颗粒Fe3C（极细）——回火屈氏体T’

。性能：有较高的强度硬度，较好塑性韧性，特别是具有很高的弹性极限。第六章钢的热处理钢的回火——回火时的组织转变1.M及A’的分解2.渗碳体的形成500～650℃时，F、颗粒Fe3C长大。产物：多边形F+粒状Fe3C（细小）——回火索氏体S’。性能：具有较高强度硬度的同时，良好的塑性韧性。（良好的综合机械性能）3.渗碳体的长大第六章钢的热处理钢的回火——回火的分类1.低温回火：150～250℃，回火马氏体M’，保持高硬度、耐磨性。适用：工具、滚动轴承及其它耐磨件。2.中温回火：350～500℃，回火屈氏体T’，高的弹性极限。适用：弹簧件。3.高温回火：500～650℃，回火索氏体S’，良好的综合机械性能。适用：复杂受力零件，如轴类、连杆、齿轮、重要螺栓。生产中，将淬火+高温回火的工艺合称调质第六章钢的热处理钢的回火——回火性能1.调质与正火的性能比较：调质的性能要优于正火，即强度硬度高，塑性韧性好。原因：正火组织S中F、Fe3C为片状（应力集中），调质组织S’中F、Fe3C为球状。2.回火温度与性能的关系：钢回火后的性能与温度有关，一般情况下，T↑，塑性韧性↑，强度硬度↓，内应力↓。但不是绝对的，当T↑↑，由于F、Fe3C长得很大，会导致性能↓。3.回火脆性：①低温回火脆性：250～350℃回火②高温回火脆性：合金钢450～600℃回火第六章钢的热处理钢的表面热处理与形变热处理表面热处理形变热处理表面淬火化学热处理目的：获得外硬内韧的性能要求。第六章钢的热处理钢的表面热处理与形变热处理(一)表面淬火1.含义：对零件表面快速加热，保温后快冷。2.工艺流程：调质（正火）+表面淬火+低温回火。3.组织：表层M’，心部为原始组织S’

（或S）4.适用材料：中碳钢第六章钢的热处理钢的表面热处理与形变热处理(二)化学热处理1.含义：通过化学手段，改变零件表面的成分（C量或其它元素），然后进行热处理，使表层和心部产生性能差异。第六章钢的热处理钢的表面热处理与形变热处理(二)化学热处理1.含义：2.渗碳：低碳钢（0.10～0.25%），在900～950℃活性碳气氛加热，渗碳后，表层达到过共析成分，并有一定的渗碳层厚度，心部碳量不变。表层高碳：强度、耐磨性好。心部低碳：塑性、韧性好，耐冲击。第六章钢的热处理钢的表面热处理与形变热处理(二)化学热处理1.含义：2.渗碳：3.工艺流程：正火+渗碳+淬火+低温回火第六章钢的热处理钢的表面热处理与形变热处理(二)化学热处理1.含义：2.渗碳：3.工艺流程：4.组织：表层：高碳M’+少量渗碳体心部：低碳M’（或S）第六章钢的热处理钢的表面热处理与形变热处理(二)化学热处理1.含义：2.渗碳：3.工艺流程：4.组织：5.适用材料：低碳钢第六章钢的热处理钢的表面热处理与形变热处理(二)化学热处理1.含义：2.渗碳：3.工艺流程：4.组织：5.适用材料：6.应用：

汽车变速齿轮（20CrMnTi）毛坯成型→预备热处理(正火)→切削加工→渗碳+淬火+低温回火→(喷丸)→精加工第六章钢的热处理钢的表面热处理与形变热处理形变热处理1.含义：2.种类：把塑性变形与热处理工艺结合起来的一种综合工艺。零件可在获得加工硬化（形变强化）的同时获得热处理强化，简化了工艺流程。形变在相变前的热处理形变在相变中的热处理形变在相变后的热处理低温形变热处理高温形变热处理汽车钢板弹簧（55Si2Mn)退火→切削加工→加热→弯曲(形变)→淬火+中温回火→喷丸→精加工第六章钢的热处理小结典型零件的生产工艺流程低碳钢（20CrMnTi）毛坯成型→预备热处理（正火）→切削加工→渗碳（碳、氮共渗）+淬火+低温回火→（喷丸）→精加工1.齿轮：第六章钢的热处理小结典型零件的生产工艺流程中碳钢（45）毛坯成型→预备热处理（正火）→切削加工→淬火+高温回火（调质）→表面淬火+低温回火→（喷丸）→精加工1.齿轮：第六章钢的热处理小结典型零件的生产工艺流程钢板弹簧（55Si2Mn）退火→切削加工→加热→弯曲（形变）→淬火+中温回火→喷丸→精加工2.弹簧：1.齿轮：第六章钢的热处理小结典型零件的生产工艺流程气门弹簧（65Mn）退火→切削加工→加热→卷簧及校正（形变）→淬火+中温回火→喷丸→精加工→检验2.弹簧：1.齿轮：第六章钢的热处理小结典型零件的生产工艺流程曲轴（45）正火→切削加工→锻造（形变）→淬火+高温回火（调质）→表面淬火+低温回火（轴颈）→喷丸→精加工→检验3.轴类：1.齿轮：2.弹簧：第六章钢的热处理小结典型零件的生产工艺流程半轴（40Cr）下料→锻造→正火→切削加工→淬火+高温回火（调质）→表面淬火+低温回火（轴颈）→喷丸→精加工→检验3.轴类：1.齿轮：2.弹簧：第六章钢的热处理小结典型零件的生产工艺流程锯条（T10）正火→球化退火→切削加工→淬火+低温回火→精加工→检验4.工具类：1.齿轮：2.弹簧：3.轴类：第六章钢的热处理小结钢加热及保温严格控制成分均匀A正火退火淬火A1下加热回火随炉冷却空气中冷却急速冷却第七章碳钢与合金钢钢中元素对性能的影响钢的选用合金钢碳素钢钢的分类和牌号小结第七章碳钢与合金钢第一节钢中元素对性能的影响一、碳——C↑，钢的强度硬度↑，塑性韧性↓二、杂质元素3.S——FeS形式，热脆。增加Mn，可消除热脆。三、合金元素(一)对钢中基本相的影响强化F形成碳化物

2.Si——脱氧剂，溶于F，强化F。量少影响不显著4.P——

溶于F，室温下使钢变脆（冷脆）1.Mn——清除FeO，降脆；化合MnS，除S。有益杂质第七章碳钢与合金钢第一节钢中元素对性能的影响一、碳二、杂质元素三、合金元素(二)对热处理的影响细化晶粒提高淬透性提高回火稳定性(一)对钢中基本相的影响第七章碳钢与合金钢第一节钢中元素对性能的影响一、碳二、杂质元素三、合金元素(二)对热处理的影响(一)对钢中基本相的影响（三）对相图的影响C、N、Co、Cu、

Ni、

Mn

扩大A区域；Cr、Mo、W、V、Ti、Si、Al缩小A区域；第七章碳钢与合金钢第二节钢的分类和牌号一、分类3.按冶炼方法2.按品质1.按化学成分4.按用途碳素钢合金钢工业纯铁（C≤0.0218%）低碳钢（C≤0.25%）中碳钢（0.25～0.60%）高碳钢（C≥0.60%）低合金钢（合金≤5%）中合金钢（5～10%）高合金钢（合金≥10%）碳量相同时，合金钢的强度硬度高，塑性韧性相当（或略差）——

非热处理状态合金钢淬透性好，适合制作大尺寸零件，淬火冷速慢（油淬）合金钢回火稳定性好，工作温度较高合金元素量很高时，可形成特殊性能合金钢与碳素钢的区别第七章碳钢与合金钢第二节钢的分类和牌号一、分类3.按冶炼方法2.按品质1.按化学成分4.按用途普通钢（P、S均≤0.050%）优质钢（P、S均≤0.040%）高级优质钢（P、S均≤0.035%）第七章碳钢与合金钢第二节钢的分类和牌号一、分类3.按冶炼方法2.按品质1.按化学成分4.按用途按炉别分按脱氧程度平炉钢转炉钢电炉钢沸腾钢镇静钢半沸腾钢第七章碳钢与合金钢第二节钢的分类和牌号一、分类3.按冶炼方法2.按品质1.按化学成分4.按用途碳素结构钢低合金高强度结构钢结构钢工具钢碳素工具钢合金工具钢高速工具钢不锈钢耐热钢耐磨钢磁钢特殊性能钢普通结构钢优质结构钢表面硬化结构钢调质钢弹簧钢轴承钢第七章碳钢与合金钢第二节钢的分类和牌号二、牌号（一）碳素钢：1.碳素结构钢（普碳钢）Q+数字最低屈服强度σs的数值

“屈”的第一个字母Q195——

屈服强度σs≥195Mpa的碳素结构钢Q235-A·F——

屈服强度σs≥235Mpa的A级沸腾钢Q255——

屈服强度σs≥255Mpa的碳素结构钢A、B、C、D；F、b、Z、TZ第七章碳钢与合金钢第二节钢的分类和牌号二、牌号（一）碳素钢2.优质碳素结构钢：以平均含碳量万分数表示。两位数字+（Mn）较高含Mn量含碳量的万分之几08F——

含碳量为0.08%的优质碳素结构钢（沸腾钢）45——

含碳量为0.45%的优质碳素结构钢55Mn——

含碳量为0.55%较高含Mn量的优质碳素结构钢第七章碳钢与合金钢第二节钢的分类和牌号二、牌号（一）碳素钢3.碳素工具钢：T7T（碳）+两位(一位)数字+（Mn）+（A）

较高含Mn量含碳量的千分之几

“碳”的第一个字母——

含碳量为0.7%的碳素工具钢T10MnA——

含碳量为1.0%，较高含Mn量的高级优质碳素工具钢第七章碳钢与合金钢第二节钢的分类和牌号二、牌号（二）合金钢1.低合金高强度结构钢（普低钢）Q+数字最低屈服强度σs的数值

“屈”的第一个字母Q295(09MnNb)——

屈服强度σs≥295Mpa的低合金高强度结构钢Q345(16Mn)——

屈服强度σs≥345Mpa的低合金高强度结构钢第七章碳钢与合金钢第二节钢的分类和牌号二、牌号（二）合金钢2.合金结构钢20Cr两位数字+元素+元素量+（A）高级优质百分之几合金元素含碳量的万分之几——

含碳量为0.20%、Cr＜1.5%的合金结构钢55Si2Mn——

含碳量为0.55%、Si=2%、Mn＜1.5%的合金结构钢第七章碳钢与合金钢第二节钢的分类和牌号二、牌号（二）合金钢3.合金工具钢9SiCr一位数字（无）+元素+元素量含碳量的千分之几（C≥1.0%不标）——

含碳量为0.90%、Si、Cr均＜1.5%的合金工具钢CrWMn——

含碳量≥1.0%、Cr、W、Mn均＜1.5%的合金工具钢第七章碳钢与合金钢第二节钢的分类和牌号二、牌号（二）合金钢4.特殊性能钢4Cr9Si2一位数字（无）+元素+元素量含碳量的千分之几（C≥1.0%不标）——

含碳量为0.40%、Cr=9%、Si=2%的特殊性能钢2Cr13——

含碳量为0.2%、Cr=13%的特殊性能钢Mn13——

含碳量≥1.0%、Mn=13%的特殊性能钢第七章碳钢与合金钢第二节钢的分类和牌号二、牌号（二）合金钢注意：如何区别特殊性能钢和合金工具钢？合金工具钢（合金结构钢）中合金元素的加入原则是：“少量多元”，其总量一般不超过5%；特殊性能钢中合金元素的加入是为了使钢获得某一方面的特殊性能，某一种或两种元素的总量一般在10%以上。第七章碳钢与合金钢第三节碳素钢一、碳素结构钢1.成分及性能特点具体含碳量不标明（一般＜0.35%），S、P高，价低，工艺性好；强度级别低（不能热处理），通常用于制作不重要的结构件。第七章碳钢与合金钢第三节碳素钢一、碳素结构钢2.选用1.成分及性能特点具体含碳量不标明（一般＜0.35%），S、P高，价低，工艺性好；强度级别低（不能热处理），通常用于制作不重要的结构件。Q195：薄板、细丝、钢管Q215：钢筋、型钢、机器零件（拉杆、螺栓、螺母）Q235：钢筋（普低钢替代）、一般载荷结构件Q255：普通工具、农机零件、钢轨第七章碳钢与合金钢第三节碳素钢二、优质碳素结构钢1.成分及性能特点S、P含量较少，化学成分控制严格，用于制作较重要的零件（小尺寸），一般热处理后使用。第七章碳钢与合金钢第三节碳素钢二、优质碳素结构钢2.选用1.成分及性能特点A、低碳钢：C≤0.25%强度硬度低，塑性韧性好——冲压成型或小尺寸渗碳件（齿轮）。B、中碳钢：0.25～0.60%调质处理后，能获得良好的综合机械性能——轴类件（齿轮）、重要的键、螺栓。C、高碳钢：0.60～0.80%强度硬度高，又有一定的塑性韧性，特别是淬火+中温回火后有很高的弹性极限——弹簧件；车轮、凸轮、高强度钢丝（钢丝绳）。第七章碳钢与合金钢第三节碳素钢二、优质碳素结构钢2.选用1.成分及性能特点现有08F、20、45、Q235、65Mn、50等几种钢，要求制作驾驶室、普通螺栓、曲轴、气门弹簧、凸轮，应如何选择？相应的热处理工艺如何？思考第七章碳钢与合金钢第三节碳素钢三、碳素工具钢1.成分及性能特点碳量高，S、P少（均为高级钢或高级优质钢），用于制作工作温度低（＜250℃）的小尺寸工具件。第七章碳钢与合金钢第三节碳素钢三、碳素工具钢2.选用1.成分及性能特点碳量高，S、P少（均为高级钢或高级优质钢），用于制作工作温度低（＜250℃）的小尺寸工具件。T8、T9——

受冲击的工具，錾子、简单模具等T10——

受轻微冲击的工具，锯条、刨刀等T12A——

不受冲击的工具，刮刀、量规等热处理工艺：正火+球化退火+淬火+低温回火第七章碳钢与合金钢第三节碳素钢四、铸造碳钢ZG200-400、ZG310-570一般用于制作形状较复杂，机械性能要求较高的大型构件（铸造性不如铸铁）。如大型齿轮、连轴器ZG+两组数字最低屈服极限和最低抗拉强度第七章碳钢与合金钢第四节合金钢一、低合金高强度结构钢（普低钢）1.成分及性能特点C≤0.25%，合金Mn、Si、Cr、Ti、V等总量≤3%，与碳素结构钢相比，强度硬度↑，塑性韧性相当，耐蚀性↑。同等强度级别时，可减轻自重20～30%。工程上用于制作重要结构件。第七章碳钢与合金钢第四节合金钢一、低合金高强度结构钢（普低钢）2.选用1.成分及性能特点C≤0.25%，合金Mn、Si、Cr、Ti、V等总量≤3%，与碳素结构钢相比，强度硬度↑，塑性韧性相当，耐蚀性↑。同等强度级别时，可减轻自重20～30%。工程上用于制作重要结构件。Q345（16Mn）——

桥梁、车辆车身、高压容器等第七章碳钢与合金钢第四节合金钢二、优质合金结构钢1.化学成分C≤0.25%，加入Cr、Mn、Ti等，提高淬透性，提高硬度及耐磨性。（一）合金渗碳钢第七章碳钢与合金钢第四节合金钢二、优质合金结构钢1.化学成分C≤0.25%，加入Cr、Mn、Ti等，提高淬透性，提高硬度及耐磨性。（一）合金渗碳钢2.热处理及性能正火+渗碳+淬火+低温回火（外硬内韧）第七章碳钢与合金钢第四节合金钢二、优质合金结构钢1.化学成分C≤0.25%，加入Cr、Mn、Ti等，提高淬透性，提高硬度及耐磨性。（一）合金渗碳钢2.热处理及性能正火+渗碳+淬火+低温回火（外硬内韧）3.选用大尺寸渗碳件，20Cr——

变速齿轮。第七章碳钢与合金钢第四节合金钢二、优质合金结构钢1.化学成分0.35%≤C＜0.50%，加入Cr、Mn、Ni、Si等，提高淬透性，提高强度及回火稳定性。（二）合金调质钢第七章碳钢与合金钢第四节合金钢二、优质合金结构钢1.化学成分0.35%≤C＜0.50%，加入Cr、Mn、Ni、Si等，提高淬透性，提高强度及回火稳定性。（二）合金调质钢2.热处理及性能调质处理，获得良好的综合机械性能。第七章碳钢与合金钢第四节合金钢二、优质合金结构钢1.化学成分0.35%≤C＜0.50%，加入Cr、Mn、Ni、Si等，提高淬透性，提高强度及回火稳定性。（二）合金调质钢2.热处理及性能调质处理，获得良好的综合机械性能。3.选用大尺寸调质件，40Cr——

半轴。第七章碳钢与合金钢第四节合金钢二、优质合金结构钢1.化学成分0.50%≤C＜0.70%，加入Cr、Mn、Si等，提高淬透性，提高弹性极限（Si），强化钢材。（三）合金弹簧钢第七章碳钢与合金钢第四节合金钢二、优质合金结构钢1.化学成分0.50%≤C＜0.70%，加入Cr、Mn、Si等，提高淬透性，提高弹性极限（Si），强化钢材。（三）合金弹簧钢2.热处理及性能退火+淬火+中温回火，获得很高的弹性极限。第七章碳钢与合金钢第四节合金钢二、优质合金结构钢1.化学成分0.50%≤C＜0.70%，加入Cr、Mn、Si等，提高淬透性，提高弹性极限（Si），强化钢材。（三）合金弹簧钢2.热处理及性能退火+淬火+中温回火，获得很高的弹性极限。3.选用大尺寸弹簧件，55Si2Mn——

钢板弹簧。第七章碳钢与合金钢第四节合金钢二、优质合金结构钢1.化学成分0.50%≤C＜0.70%，加入Cr、Mn、Si等，提高淬透性，提高弹性极限（Si），强化钢材。（三）合金弹簧钢2.热处理及性能退火+淬火+中温回火，获得很高的弹性极限。3.选用大尺寸弹簧件，55Si2Mn——

钢板弹簧。注意：冷成形弹簧的工艺：冷拔钢丝+常温卷制成形+低温退火（200～300℃）第七章碳钢与合金钢第四节合金钢二、优质合金结构钢C=0.95～0.10%，高Cr（0.50～1.65%）——

含量用千分之几表示。（四）滚动轴承钢牌号：GCr15SiMn——Cr=1.5%，Si、Mn均＜1.5%

“滚”的第一个字母第七章碳钢与合金钢第四节合金钢三、合金工具钢1.成分及性能特点碳量高，加入Cr、Mn、Si、W等，提高淬透性，提高硬度和耐磨性，提高红硬性（高温硬度），热处理变形小。第七章碳钢与合金钢第四节合金钢三、合金工具钢1.成分及性能特点碳量高，加入Cr、Mn、Si、W等，提高淬透性，提高硬度和耐磨性，提高红硬性（高温硬度），热处理变形小。2.选用强度硬度↑，工作温度↑（200～300℃），大尺寸工具件。9SiCr、CrWMn——

铰刀、铣刀、拉刀、板牙、丝锥第七章碳钢与合金钢第四节合金钢三、合金工具钢1.成分及性能特点2.热处理及性能强度硬度↑，工作温度↑（200～300℃），大尺寸工具件。9SiCr、CrWMn——

铰刀、铣刀、拉刀、板牙、丝锥3.高速工具钢高速、高温（600℃）切削用工具钢。（锋钢）W18Cr4V碳量高，加入Cr、Mn、S