5.1合金结构钢及其应用 课件(共20张) - 中职《金属材料及热处理（第三版）》同步教学（劳动版）

模块五低合金钢与合金钢模块五低合金钢与合金钢任务三特殊性能钢及其应用任务二合金工具钢及其应用任务一合金结构钢及其应用01合金结构钢及其应用1．成分及性能特点低合金高强度结构钢的含碳量一般较低（≤0.25%），低碳保证钢具有良好的塑性、韧性、焊接性和冷成形性。合金元素中锰和硅的主要作用是提高钢的强度；钒、钛、铌的主要作用是细化晶粒；铜、磷的主要作用是提高钢的耐腐蚀性；微量稀土元素可以脱硫、去气、净化钢材，改善韧性和工艺性能。低合金高强度结构钢具有较高的强度，足够的塑性和韧性，良好的焊接性和冷成形性，并具有较好的耐蚀性。任务一合金结构钢及其应用一、低合金结构钢2．热处理特点低合金高强度结构钢大多数在热轧空冷状态下使用，使用时一般要经过塑性变形，故不需要进行专门的热处理，有特殊需要时（如为了改善焊接接头性能）可进行一次正火。3．常用牌号及用途低合金高强度结构钢牌号的表示方法与碳素结构钢相同，如Q355表示屈服强度为355MPa的低合金高强度结构钢。任务一合金结构钢及其应用常用低合金高强度结构钢的牌号、力学性能及用途见表5-1。任务一合金结构钢及其应用合金渗碳钢主要用来制造表面既承受强烈磨损又承受冲击载荷作用的零件，如变速齿轮、齿轮轴、活塞销等。1．成分及性能特点合金渗碳钢的含碳量一般为0.10%～0.25%，低碳保证心部有足够的塑性和韧性。合金元素铬、镍、锰、硼的主要作用是提高钢的淬透性；钒、钛的主要作用是细化晶粒。合金渗碳钢经最终热处理后，表面具有高硬度（硬度可达58～64HRC）和高耐磨性，心部具有较高的强度、良好的塑性和韧性。任务一合金结构钢及其应用二、合金渗碳钢2．热处理特点合金渗碳钢为低碳成分，为改善切削加工性能，预备热处理应采用正火，为保证表面高硬度和高耐磨性，合金渗碳钢最终热处理应采用渗碳后淬火再低温回火。3．常用牌号及用途合金渗碳钢牌号的表示方法采用“两位数字+元素符号+数字”来表示。两位数字表示平均含碳量的万分数，元素符号表示钢中加入的主要合金元素，其后面的数字表示相应合金元素的含量。合金元素含量<1.5%时不标，平均含量为1.5%～2.49%、2.5%～3.49%、3.5%～4.49%时，则相应地标以2、3、4，以此类推。如20CrMnTi表示平均含碳量为0.20%，平均含铬、锰、钛量都<1.5%的合金渗碳钢；20Mn2B表示平均含碳量为0.20%，平均含锰量为2%，平均含硼量<1.5%的合金渗碳钢。任务一合金结构钢及其应用常用合金渗碳钢的牌号、力学性能及用途见表5-2。任务一合金结构钢及其应用合金调质钢主要用来制造受力复杂的重要零件，如连杆、螺栓、机器中传递动力的轴、齿轮等。1．成分及性能特点合金调质钢的含碳量一般为0.25%～0.50%，含碳量过低，强度及硬度不足；含碳量过高，则韧性不足。合金元素铬、镍、硅、锰、硼的主要作用是提高钢的淬透性和强度；钒、钛、钨、钼的主要作用是细化晶粒，钨、钼还可以提高钢的回火稳定性（淬火钢在回火时抵抗软化的能力）。合金调质钢经热处理后具有较高的强度、良好的塑性和韧性，即具有良好的综合力学性能。任务一合金结构钢及其应用三、合金调质钢2．热处理特点为改善锻造后的组织、消除锻造内应力和改善切削加工性能，合金调质钢的预备热处理应采用正火或退火。为获得良好的综合力学性能，合金调质钢最终热处理应采用调质。对于在某些部位还要求高硬度、高耐磨性的零件，调质后还需进行表面淬火或渗氮。3．常用牌号及用途合金调质钢牌号的表示方法与合金渗碳钢相同，如40Cr表示平均含碳量为0.40%，平均含铬量<1.5%的合金调质钢。任务一合金结构钢及其应用常用合金调质钢的牌号、力学性能及用途见表5-3。任务一合金结构钢及其应用1．成分及性能特点合金弹簧钢的含碳量一般为0.45%～0.70%，含碳量过高，则钢的塑性和韧性降低，疲劳强度也下降。合金元素硅、锰的主要作用是提高钢的淬透性和弹性极限，但硅易使钢表面产生脱碳，降低疲劳强度，锰易使钢加热时出现过热，因此，重要用途的弹簧还要加入铬、钨、钒等，使钢不仅具有更高的淬透性，不易脱碳和过热，而且具有更高的高温强度和更好的韧性。合金弹簧钢经热处理后具有高的弹性极限、高的疲劳极限、足够的塑性和韧性，以及较好的表面质量。任务一合金结构钢及其应用四、合金弹簧钢2．分类及热处理特点合金弹簧钢的热处理因用其所制成弹簧的尺寸、成形工艺的不同而不同。（1）对冷成形弹簧的热处理当弹簧直径或板簧厚度小于8～10mm时，常采用冷成形加工（冷缠、冷卷或冷绕成形）。冷成形弹簧通常在冷成形前对弹簧钢丝进行强化，冷成形后不进行淬火，只需在250～300℃进行去应力退火，以消除内应力并使弹簧定型。（2）对热成形弹簧的热处理当弹簧直径或板簧厚度大于10mm时，采用热成形加工。一般采用淬火加热成形，将弹簧钢丝加热至比平常淬火温度高出50～80℃，在此温度下热卷成形，然后利用余热立即淬火、中温回火。任务一合金结构钢及其应用3．常用牌号及用途合金弹簧钢牌号的表示方法与合金渗碳钢相同，如50CrV表示平均含碳量为0.50%，平均含铬、钒量都<1.5%的优质合金弹簧钢。常用合金弹簧钢的牌号、力学性能及用途见表5-4。任务一合金结构钢及其应用1．成分及性能特点滚动轴承钢的含碳量一般为0.95%～1.15%，高的含碳量保证钢具有高的硬度和耐磨性。加入0.40%～1.65%的铬，主要是为了提高钢的淬透性，提高硬度、耐磨性和接触疲劳极限。对于大型滚动轴承加入硅和锰，是为了提高弹性极限和强度，并进一步提高淬透性。因硫和磷形成的非金属夹杂物会降低钢的接触疲劳极限，因此滚动轴承钢中对硫和磷杂质含量控制很严格，滚动轴承钢都是高级优质钢。滚动轴承钢经热处理后具有高的硬度和耐磨性，高的弹性极限和接触疲劳极限，足够的韧性和一定的抗腐蚀能力。五、滚动轴承钢任务一合金结构钢及其应用2．热处理特点为改善锻造后的组织、消除锻造内应力和改善切削加工性能，滚动轴承钢的预备热处理采用球化退火。为了提高轴承的硬度和耐磨性，最终热处理采用淬火加低温回火。对于精密轴承，为稳定尺寸，保证长期存放和使用中不变形，淬火后应立即进行一次冷处理，并在回火及磨削后进行稳定化处理。3．常用牌号及用途滚动轴承钢的牌号中用“G”（“滚”字汉语拼音首字母）作首位，碳的含量不予标出，铬的含量以千分数标出，其他合金元素及含量表示方法同合金渗碳钢。例如，GCr15SiMn表示为平均含铬量为1.5%，平均含硅、锰量都<1.5%的滚动轴承钢。任务一合金结构钢及其应用常用滚动轴承钢的牌号、性能及用途见表5-5。任务一合金结构钢及其应用任务