金属学第九章合金钢

金属学第九章合金钢概述合金钢的主要合金元素有硅、锰、铬、镍、钼、钨、钒、钛、铌、锆、钴、铝、铜、硼、稀土等。其中钒、钛、铌、锆等在钢中是强碳化物形成元素，只要有足够的碳，在适当条件下，就能形成各自的碳化物，当缺碳或在高温条件下，则以原子状态进入固溶体中；锰、铬、钨、钼为碳化物形成元素，其中一部分以原子状态进入固溶体中，另一部分形成置换式合金渗碳体；铝、铜、镍、钴、硅等是不形成碳化物元素，一般以原子状态存在于固溶体中。第2页,共70页，2024年2月25日，星期天第一节合金元素在钢中的作用在钢中加入合金元素后，钢的基本组元铁和碳与加入的合金元素会发生交互作用。钢的合金化目的是希望利用合金元素与铁、碳的相互作用和对铁碳相图及对钢的热处理的影响来改善钢的组织和性能。合金元素加入钢中后，主要以三种形式存在钢中。即：与铁形成固溶体；与碳形成碳化物；在高合金钢中还可能形成金属间化合物。第3页,共70页，2024年2月25日，星期天一、合金元素与铁、碳的相互作用合金元素加入钢中后，主要以三种形式存在钢中。即：与铁形成固溶体；与碳形成碳化物；在高合金钢中还可能形成金属间化合物。1.溶于铁中几乎所有的合金元素（除Pb外）都可溶入铁中,形成合金铁素体或合金奥氏体,按其对α-Fe或γ-Fe的作用,可将合金元素分为扩大奥氏体相区和缩小奥氏体相区两大类。第4页,共70页，2024年2月25日，星期天缩小γ相区元素——亦称铁素体稳定化元素,主要有Cr、Mo、W、V、Ti、Al、Si、B、Nb、Zr等。它们使A3点上升,A4点下降(铬除外,铬含量小于7%时,A3点下降;大于7%后,A3点迅速上升),从而缩小γ相区存在的范围,使铁素体稳定区域扩大。按其作用不同可分为完全封闭γ相区的元素(如Cr、Mo、W、V、Ti、Al、Si等)和部分缩小γ相区的元素(如B、Nb、Zr等)。

第5页,共70页，2024年2月25日，星期天2.形成碳化物合金元素按其与钢中碳的亲和力的大小,可分为碳化物形成元素和非碳化物形成元素两大类。常见非碳化物形成元素有：Ni、Co、Cu、Si、Al、N、B等。它们基本上都溶于铁素体和奥氏体中。常见碳化物形成元素有：Mn、Cr、W、V、Nb、Zr、Ti等(按形成的碳化物的稳定性程度由弱到强的次序排列)，它们在钢中一部分固溶于基体相中，一部分形成合金渗碳体,含量高时可形成新的合金碳化合物。第6页,共70页，2024年2月25日，星期天第一节合金元素在钢中的作用钢中含碳量增加，屈服点和抗拉强度升高，但塑性和冲击性降低，当碳量0.23%超过时，钢的焊接性能变坏，因此用于焊接的低合金结构钢，含碳量一般不超过0.20%。碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力，在露天料场的高碳钢就易锈蚀；此外，碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。时效处理：钢材经过冷加工后，在常温下存放15-20天，或加热至100-200度并保持2小时左右时效敏感性：因时效作用导致钢材性能改变的程度。一般，钢材的机械强度提高，而塑性和韧性降低。第7页,共70页，2024年2月25日，星期天二、合金元素对Fe-Fe3C相图的影响

1.对奥氏体和铁素体存在范围的影响扩大或缩小γ相区的元素均同样扩大或缩小Fe-Fe3C相图中的γ相区,且同样Ni或Mn的含量较多时,可使钢在室温下得到单相奥氏体组织(如1Cr18Ni9奥氏体不锈钢和ZGMn13高锰钢等)，而Cr、Ti、Si等超过一定含量时,可使钢在室温获得单相铁素体组织(如1Cr17Ti高铬铁素体不锈钢等)。

的机械强度提高，而塑性和韧性降低。第8页,共70页，2024年2月25日，星期天2.对Fe-Fe3C相图临界点(S和E点)的影响扩大γ相区的元素使Fe-Fe3C相图中的共析转变温度下降,缩小γ相区的元素则使其上升,并都使共析反应在一个温度范围内进行。几乎所有的合金元素都使共析点(S)和共晶点(E)的碳含量降低，即S点和E点左移,强碳化物形成元素的作用尤为强烈。

第9页,共70页，2024年2月25日，星期天三、合金元素对钢热处理的影响合金元素的加入会影响钢在热处理过程中的组织转变。1.合金元素对加热时相转变的影响合金元素影响加热时奥氏体形成的速度和奥氏体晶粒的大小。(1)对奥氏体形成速度的影响：Cr、Mo、W、V等强碳化物形成元素与碳的亲合力大,形成难溶于奥氏体的合金碳化物,显著减慢奥氏体形成速度；Co、Ni等部分非碳化物形成元素,因增大碳的扩散速度,使奥氏体的形成速度加快；Al、Si、Mn等合金元素对奥氏体形成速度影响不大。第10页,共70页，2024年2月25日，星期天(2)对奥氏体晶粒大小的影响：大多数合金元素都有阻止奥氏体晶粒长大的作用,但影响程度不同。强烈阻碍晶粒长大的元素有：V、Ti、Nb、Zr等；中等阻碍晶粒长大的元素有：W、Mn、Cr等；对晶粒长大影响不大的元素有：Si、Ni、Cu等；促进晶粒长大的元素：Mn、P等。第11页,共70页，2024年2月25日，星期天2.合金元素对过冷奥氏体分解转变的影响除Co外,几乎所有合金元素都增大过冷奥氏体的稳定性,推迟珠光体类型组织的转变,使C曲线右移,即提高钢的淬透性。常用提高淬透性的元素有：Mo、Mn、Cr、Ni、Si、B等。必须指出,加入的合金元素,只有完全溶于奥氏体时,才能提高淬透性。如果未完全溶解,则碳化物会成为珠光体的核心,反而降低钢的淬透性。另外,两种或多种合金元素的同时加入(如,铬锰钢、铬镍钢等),比单个元素对淬透性的影响要强得多。第12页,共70页，2024年2月25日，星期天除Co、Al外,多数合金元素都使Ms和Mf点下降。其作用大小的次序是：Mn、Cr、Ni、Mo、W、Si。其中Mn的作用最强,Si实际上无影响。Ms和Mf点的下降,使淬火后钢中残余奥氏体量增多。残余奥氏体量过多时,可进行冷处理(冷至Mf点以下),以使其转变为马氏体;或进行多次回火,这时残余奥氏体因析出合金碳化物会使Ms、Mf点上升,并在冷却过程中转变为马氏体或贝氏体(即发生所谓二次淬火)。第13页,共70页，2024年2月25日，星期天

3.合金元素对回火转变的影响

(1)提高回火稳定性合金元素在回火过程中推迟马氏体的分解和残余奥氏体的转变(即在较高温度才开始分解和转变)，提高铁素体的再结晶温度,使碳化物难以聚集长大，因此提高了钢对回火软化的抗力,即提高了钢的回火稳定性。提高回火稳定性作用较强的合金元素有：V、Si、Mo、W、Ni、Co等。第14页,共70页，2024年2月25日，星期天(2)产生二次硬化一些Mo、W、V含量较高的高合金钢回火时,硬度不是随回火温度升高而单调降低,而是到某一温度(约400℃)后反而开始增大,并在另一更高温度(一般为550℃左右)达到峰值。这是回火过程的二次硬化现象,它与回火析出物的性质有关。当回火温度低于450℃时,钢中析出渗碳体;在450℃以上渗碳体溶解,钢中开始沉淀出弥散稳定的难熔碳化物Mo2C、W2C、VC等,使硬度重新升高,称为沉淀硬化。回火时冷却过程中残余奥氏体转变为马氏体的二次淬火所也可导致二次硬化。第15页,共70页，2024年2月25日，星期天第二节合金钢的分类与编号一、合金钢的分类合金钢的种类繁多，为了便于生产、使用和科学研究，需要进行分类。

（1）按用途分类,大体上可分为：建筑结构用钢，机械结构用钢（除了合金结构钢）外，还包括合金弹簧钢和轴承钢等），工具钢（包括工模具钢和高速工具钢）以及特殊性能钢（不锈耐酸钢、耐热不起皮钢、无磁钢等）。

（2）按合金元素的总含量可分成：低合金钢、中合金钢和高合金钢第16页,共70页，2024年2月25日，星期天（3）按所含主要元素分类，有铬钢、镍钢、钼钢、铬镍钢、铬镍钼钢等。

（4）按合金钢的金相组织又可分成：铁素体钢、珠光体钢、贝氏体钢、马氏体钢、奥氏体钢，以及亚共析钢和过共析钢等。

第17页,共70页，2024年2月25日，星期天合金钢-编号方法1.滚动轴承钢

在牌号前面加“G”(“滚”字汉语拼音的首位字母)，后面数字表示铬的质量分数的千倍，其碳的质量分数不标出。例如GCr15钢，就是平均铬的质量分数Cr＝1.5％的滚动轴承钢。铬轴承钢中若含有除铬外的其它合金元素时，这些元素的表示方法同一般的合金结构钢。滚动轴承钢都是高级优质钢，但牌号后不加“A”。第18页,共70页，2024年2月25日，星期天2.合金结构钢

其牌号由“两位数字十元素符号+数字”三部分组成。前面两位数字代表钢中平均碳质量分数的万倍，元素符号表示钢中所含的合金元素，元素符号后面数字表示该元素的平均质量分数的百倍。合金元素的平均质量分数Me＜1.5%时，一般只标明元素而不标明数值；当平均质量分数≥1.5％、≥2.5％、≥3.5%，…时，则在合金元素后面相应地标出2，3，4，…。例如40Cr，其平均碳的质量分数c=0.4％，平均铬的质量分数Cr＜1.5％。如果是高级优质钢，则在牌号的末尾加“A”。例如38CrMoAlA钢，则属于高级优质合金结构钢。第19页,共70页，2024年2月25日，星期天3.合金工具钢

这类钢的编号方法与合金结构钢的区别仅在于：当c＜1％时，用一位数字表示碳的质量分数的千倍；当碳的质量分数≥1%时，则不予标出。例如Cr12MoV钢，其平均碳的质量分数为?c=1.45％~1.70%，所以不标出；Cr的平均质量分数为12％，Mo和V的质量分数都是小于1.5%。又如9SiCr钢，其平均?c=0.9％，平均?Cr均＜1.5％。不过高速工具钢例外，其平均碳的质量分数无论多少均不标出。因合金工具钢及高速工具钢都是高级优质钢，所以它的牌号后面也不必再标“A”。

第20页,共70页，2024年2月25日，星期天4、高速工具钢工具钢的一类，通常用作高速切削工具，简称高速钢,俗称锋钢。编号与合金工具钢基本相同。主要区别是钢中平均含碳量Wc<1%时也不标数字。第21页,共70页，2024年2月25日，星期天5.不锈钢与耐热钢

这类钢牌号前面数字表示碳质量分数的千倍。例如3Crl3钢，表示平均?c＝0.3％，平均?Cr＝13％。当碳的质量分数?c≤0.03％及c≤0.08％时，则在牌号前面分别冠以“00”及“0”表示，例如00Cr17Ni14Mo2，0Cr19Ni9钢等。

第22页,共70页，2024年2月25日，星期天第三节低合金结构钢与合金结构钢用于制造重要工程结构和机器零件的钢种称为合金结构钢。主要有低合金结构钢、合金渗碳钢、合金调质钢、合金弹簧钢、滚动轴承钢。一、低合金结构钢1.用途主要用于制造桥梁、船舶、车辆、锅炉、高压容器、输油输气管道、大型钢结构等。第23页,共70页，2024年2月25日，星期天2.性能要求(1)高强度：一般其的屈服强度在300MPa以上。(2)高韧性：要求延伸率为15%～20%，室温冲击韧性大于600kJ/m～800kJ/m。对于大型焊接构件，还要求有较高的断裂韧性。(3)良好的焊接性能和冷成型性能。(4)低的冷脆转变温度。(5)良好的耐蚀性。第24页,共70页，2024年2月25日，星期天3.成分特点

(1)低碳：由于韧性、焊接性和冷成形性能的要求高，其碳含量不超过0.20%。

(2)加入以锰为主的合金元素。

(3)加入铌、钛或钒等辅加元素：少量的铌、钛或钒在钢中形成细碳化物或碳氮化物，有利于获得细小的铁素体晶粒和提高钢的强度和韧性。此外，加入少量铜（≤0.4%）和磷（0.1%左右）等，可提高抗腐蚀性能。加入少量稀土元素，可以脱硫、去气，使钢材净化，改善韧性和工艺性能。第25页,共70页，2024年2月25日，星期天

4.常用低合金结构钢

16Mn是我国低合金高强钢中用量最多、产量最大的钢种。使用状态的组织为细晶粒的铁素体—珠光体，强度比普通碳素结构钢Q235高约20%～30%，耐大气腐蚀性能高20%～38%。

15MnVN中等级别强度钢中使用最多的钢种。强度较高，且韧性、焊接性及低温韧性也较好，被广泛用于制造桥梁、锅炉、船舶等大型结构。第26页,共70页，2024年2月25日，星期天强度级别超过500MPa后，铁素体和珠光体组织难以满足要求，于是发展了低碳贝氏体钢。加入Cr、Mo、Mn、B等元素，有利于空冷条件下得到贝氏体组织，使强度更高，塑性、焊接性能也较好，多用于高压锅炉、高压容器等。

5.热处理特点这类钢一般在热轧空冷状态下使用，不需要进行专门的热处理。使用状态下的显微组织一般为铁素体+索氏体。

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二、合金渗碳钢

1.用途主要用于制造汽车、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。第28页,共70页，2024年2月25日，星期天2.性能要求

(1)表面渗碳层硬度高，以保证优异的耐磨性和接触疲劳抗力，同时具有适当的塑性和韧性。

(2)心部具有高的韧性和足够高的强度。心部韧性不足时，在冲击载荷或过载作用下容易断裂；强度不足时，则较脆的渗碳层易碎裂、剥落。

(3)有良好的热处理工艺性能在高的渗碳温度（900℃～950℃）下，奥氏体晶粒不易长大，并有良好的淬透性。第29页,共70页，2024年2月25日，星期天3.成分特点

(1)低碳：碳含量一般为0.10%～0.25%，使零件心部有足够的塑性和韧性。

(2)加入提高淬透性的合金元素：常加入Cr、Ni、Mn、B等。

(3)加入阻碍奥氏体晶粒长大的元素：主要加入少量强碳化物形成元素Ti、V、W、Mo等，形成稳定的合金碳化物。第30页,共70页，2024年2月25日，星期天4.钢种及牌号

20Cr低淬透性合金渗碳钢。这类钢的淬透性低，心部强度较低。

20CrMnTi中淬透性合金渗碳钢。这类钢淬透性较高、过热敏感性较小，渗碳过渡层比较均匀，具有良好的机械性能和工艺性能。

18Cr2Ni4WA和20Cr2Ni4A高淬透性合金渗碳钢。这类钢含有较多的Cr、Ni等元素，淬透性很高，且具有很好的韧性和低温冲击韧性。第31页,共70页，2024年2月25日，星期天5.热处理和组织性能合金渗碳钢的热处理工艺一般都是渗碳后直接淬火，再低温回火。热处理后，表面渗碳层的组织为合金渗碳体+回火马氏体+少量残余奥氏体组织，硬度为60HRC～62HRC。心部组织与钢的淬透性及零件截面尺寸有关，完全淬透时为低碳回火马氏体，硬度为40HRC～48HRC；多数情况下是屈氏体、回火马氏体和少量铁素体，硬度为25HRC～40HRC。心部韧性较高。

第32页,共70页，2024年2月25日，星期天三、合金调质钢

1.用途合金调质钢广泛用于制造汽车、拖拉机、机床和其它机器上的各种重要零件，如齿轮、轴类件、连杆、螺栓等。

2.性能要求调质件大多承受多种工作载荷，受力情况比较复杂，要求高的综合机械性能，即具有高的强度和良好的塑性、韧性。合金调质钢还要求有很好的淬透性。但不同零件受力情况不同，对淬透性的要求不一样。第33页,共70页，2024年2月25日，星期天3.成分特点：

(1)中碳：碳含量一般在0.25%～0.50%之间，以0.4%居多；

(2)加入提高淬透性的元素Cr、Mn、Ni、Si等：这些合金元素除了提高淬透性外，还能形成合金铁素体，提高钢的强度。如调质处理后的40Cr钢的性能比45钢的性能高很多；

(3)加入防止第二类回火脆性的元素：含Ni、Cr、Mn的合金调质钢，高温回火慢冷时易产生第二类回火脆性。在钢中加入Mo、W可以防止第二类回火脆性，其适宜含量约为0.15%～0.30%Mo或0.8%～1.2%的W。第34页,共70页，2024年2月25日，星期天4.钢种及牌号

(1)40Cr低淬透性调质钢：这类钢的油淬临界直径为30mm～40mm，用于制造一般尺寸的重要零件。

(2)35CrMo中淬透性合金调质钢：这类钢的油淬临界直径为40mm～60mm,加入钼不仅可提高淬透性，而且可防止第二类回火脆性。第35页,共70页，2024年2月25日，星期天

(3)40CrNiMo高淬透性合金调质钢：这类钢的油淬临界直径为60mm-100mm，多半是铬镍钢。铬镍钢中加入适当的钼，不但具有好的淬透性，还可消除第二类回火脆性。

第36页,共70页，2024年2月25日，星期天5.热处理和组织性能合金调质钢的最终热处理是淬火加高温回火（调质处理）。合金调质钢淬透性较高，一般都用油，淬透性特别大时甚至可以空冷，这能减少热处理缺陷。合金调质钢的最终性能决定于回火温度。一般采用500℃-650℃回火。通过选择回火温度，可以获得所要求的性能。为防止第二类回火脆性，回火后快冷（水冷或油冷），有利于韧性的提高。

第37页,共70页，2024年2月25日，星期天合金调质钢常规热处理后的组织是回火索氏体。对于表面要求耐磨的零件（如齿轮、主轴），再进行感应加热表面淬火及低温回火，表面组织为回火马氏体。表面硬度可达55HRC～58HRC。合金调质钢淬透调质后的屈服强度约为800MPa,心部硬度可达22HRC～25HRC。若截面尺寸大而未淬透时，性能显著降低。第38页,共70页，2024年2月25日，星期天四合金弹簧钢弹簧是起缓冲、减振和储能等作用。弹簧一般是在交变应力下工作，常见的破坏形式是疲劳破坏，因此，必须具有高的屈服点和屈强比（σs/σb）、弹性极限、抗疲劳性能，以保证弹簧有足够的弹性变形能力并能承受较大的载荷。同时，弹簧钢还要求具有一定的塑性与韧性，一定的淬透性，不易脱碳及不易过热。一些特殊弹簧还要求有耐热性、耐蚀性或在长时间内有稳定的弹性。第39页,共70页，2024年2月25日，星期天第40页,共70页，2024年2月25日，星期天第41页,共70页，2024年2月25日，星期天第42页,共70页，2024年2月25日，星期天第43页,共70页，2024年2月25日，星期天中碳钢和高碳钢都可作弹簧使用，但因其淬透性和强度较低，只能用来制造截面较小、受力较小的弹簧。合金弹簧钢则可制造截面较大、屈服极限较高的重要弹簧。第44页,共70页，2024年2月25日，星期天[化学成分]：合金弹簧钢为中、高碳成分，一般wC=0.5％～0.7％，以满足高弹性、高强度的性能要求。加入的合金元素主要是Si、Mn、Cr，作用是强化铁素体、提高淬透性和耐回火性。但加入过多的Si会造成钢在加热时表面容易脱碳，加入过多的Mn容易使晶粒长大。加入少量的V和Mo可细化晶粒，从而进一步提高强度并改善韧性。此外，它们还有进一步提高淬透性和耐回火性的作用。第45页,共70页，2024年2月25日，星期天[热处理]：为保证弹簧具有高的强度和足够的韧性，通常采用淬火+中温回火。对热成形弹簧，可采用热成形余热淬火，对热冷成形的弹簧，有时可省去淬火、中温回火工艺，成形后只需进行200～300℃进行去应力退火即可。弹簧钢热处理后通常进行喷丸处理，其目的是在弹簧表面产生残余压应力，以提高弹簧的疲劳强度。第46页,共70页，2024年2月25日，星期天

[弹簧成型方法]：对直径或板簧厚度大于10mm的大弹簧，可在比正常淬火温度高出50～80℃的温度热成形，对直径或板簧厚度小于8～10mm的小弹簧，常用冷拔弹簧钢丝冷卷成形。

[常用牌号]：常用合金弹簧钢的牌号、化学成分、热处理、力学性能及用途见表6－4。常用的合金弹簧钢有60Si2Mn、50CrVA、30W4Cr2VA等。第47页,共70页，2024年2月25日，星期天五、滚动轴承钢[轴承钢性能要求]：主要用于制造滚动轴承的内圈、外圈、滚动体和保持架。滚动轴承工作时，内、外圈与滚动体的高速相对运动使其接触面受到强烈的摩擦，因此要求所用材料具有高耐磨性；内、外圈与滚动体的接触面积很小，载荷集中作用于局部区域，使接触处容易压出凹坑，因此要求所用材料具有高硬度；第48页,共70页，2024年2月25日，星期天内、外圈与滚动体的接触位置不断变化，受力位置和应力大小也随之不断变化，在这种周期性的交变载荷作用下，内、外圈和滚动体的接触表面会出现小块金属剥落现象，因此要求所用材料具有高的接触疲劳强度。此外，轴承钢还应有一定的韧性和淬透性。第49页,共70页，2024年2月25日，星期天

[化学成分]：滚动轴承钢为高碳成分，wC=0.95％～1.10%，以保证高硬度和高耐磨性。主要合金元素为Cr，wCr=0.40％～1.65%，Cr能提高淬透性，并与碳形成颗粒细小而弥散分布的碳化物，使钢在热处理后获得高而均匀的硬度及耐磨性。有时，轴承钢中还加入Si和Mn以进一步提高其淬透性，用于大型轴承。第50页,共70页，2024年2月25日，星期天

[牌号]：牌号前用字母“G”表示滚动轴承钢的类别，后附元素符号Cr和其平均含量的千分数及其它元素符号。如GCr4、GCr15、GCr15SiMn、GCr15SiMo、GCr18Mo，目前应用最广泛的是GCr15。

[用途]：滚动轴承钢虽是制作滚动轴承的专用钢，但其成分与性能接近工具钢，故也可制作冷冲模、精密量具等工具，还可制作要求耐磨的精密零件，如柴油机喷油嘴、精密丝杠。

第51页,共70页，2024年2月25日，星期天[热处理]：预先热处理为球化退火，可获得细小均匀的球状珠光体。其目的一是降低硬度（硬度为170～210HBS），改善切削加工性能；二是为淬火提供良好的原始组织，从而使淬火及回火后得到最佳的组织和性能。最终热处理是淬火和低温回火，获得细回火马氏体加均匀分布的细粒状碳化物及少量残余奥氏体，硬度为61～65HRC。对精密的轴承钢零件，为保证尺寸稳定性，可在淬火后立即进行冷处理（－60～－80℃），以尽量减少残余奥氏体量。冷处理后进行低温回火和粗磨，接着在120～130℃进行时效，最后进行精磨。第52页,共70页，2024年2月25日，星期天第四节合金工具钢合金工具钢，是在碳素工具钢基础上加入铬、钼、钨、钒等合金元素以提高淬透性、韧性、耐磨性和耐热性的一类钢种。它主要用于制造量具、刃具、耐冲击工具和冷、热模具及一些特殊用途的工具。第53页,共70页，2024年2月25日，星期天合金工具钢的淬硬性、淬透性、耐磨性和韧性均比碳素工具钢高，按用途大致可分为刃具、模具和量具用钢3类。其中碳含量高的钢（碳质量分数大于0080％）多用于制造刃具、量具和冷作模具，这类钢淬火后的硬度在HRC60以上，且具有足够的耐磨性；碳含量中等的钢（碳质量分数0.35％~0.70％）多用于制造热作模具，这类钢淬火后的硬度稍低，为HRC50~55,但韧性良好。第54页,共70页，2024年2月25日，星期天（一）刃具用钢刃具在工作条件下产生强烈的磨损并发热，还有震动和承受一定的冲击负荷。刃具用钢应具有高的硬度、耐磨性、红硬性和良好的韧性。为了保证其具有高的硬度，满足形成合金碳化物的需要，钢中碳质量分数一般在0.80％~1.45％。铬是这类钢的主要合金元素，质量分数一般在0.50％~1.70％，有的钢还含有钨，以提高切削金属的性能。这类工具钢因含有合金元素，因此淬透性比碳素工具钢好，热处理产生的变形小，具有高的硬度和耐磨性。常用的钢类有铬钢、硅铬钢和铬钨锰钢等。第55页,共70页，2024年2月25日，星期天（二）模具钢模具大致可分为冷作模具、热作模具和塑料模具3类，用于锻造、冲压、切型、压铸等。由于各种模具用途不同，工作条件复杂，因此对模具用钢，按其所制造模具的工作条件，应具有高的硬度、强度、耐磨性，足够的韧性，以及高的淬透性、淬硬性和其他工艺性能。第56页,共70页，2024年2月25日，星期天（三）量具用钢量具应具有良好的尺寸稳定性、高耐磨性、高硬度和一定的韧性。因此，量具用钢庆应具有硬度高、组织稳定、耐磨性好，以及良好的研磨和加工性能、热处理变形小、膨胀系数小和耐蚀性好。这类钢一般属于过共析钢，加入的合金元素有铬、锰、钨、钼等。常用的钢类有铬钢、铬钨锰钢、锰钒钢等。第57页,共70页，2024年2月25日，星期天特殊性能钢简介

特殊性能钢具有特殊物理或化学性能，用来制造除要求具有一定的机械性能外，还要求具有特殊性能的零件。其种类很多，机械制造中主要使用不锈钢、耐热钢、耐磨钢。第58页,共70页，2024年2月25日，星期天一．不锈钢

不锈钢指耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质和酸、碱、盐等化学浸蚀性介质腐蚀的钢，又称不锈耐酸钢。实际应用中，常将耐弱腐蚀介质腐蚀的钢称为不锈钢，而将耐化学介质腐蚀的钢称为耐酸钢。由于两者在化学成分上的差异，前者不一定耐化学介质腐蚀，而后者则一般均具有不锈性。不锈钢的耐蚀性取决于钢中所含的合金元素。第59页,共70页，20