【正文】 量高的 馬氏體才具有高的紅硬性 。且殘余碳化物顆粒細(xì)小，分布均勻， 提高鋼的耐磨性。 Wc＝ ～ ％ ； ⑵ 加入 Cr提高鋼的淬透性 鉻的碳化物在淬火加熱時 容易溶解 ， 鉻幾乎全部溶入奧氏體中 ， 增加奧氏體的穩(wěn)定性 ， 使鋼的淬透性大大提高 ， 以致截面尺寸很大的高速鋼零件 ，在空冷條件下都可完全淬透 。 2） 具有足夠 高的強(qiáng)度 ； 3） 兼有適當(dāng)?shù)?塑性和韌性 ； 4） 還具有很 高的淬透性 ， 尺寸不大時可空冷淬火中 、 小型刃具在空氣中也能淬透 。HRC60。 性能 —— HRC＞ 60，使用溫度 200 ~ 300 ℃ 。 ? （ 2）最終熱處理后的顯微組織為回火馬氏體 ，大致的硬度 60HRC。 鋼號 C, % Mn, % Si, % S, % ? P, % ? 退火后 HBS, ? 水冷淬火 溫度， ℃ T7 T8 T8Mn T9 T10Mn T10 T12 T13 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 187 187 187 192 19 207 207 217 800820 780800 780800 760780 760780 760780 760780 760780 表 34 碳素工具鋼的化學(xué)成分和性能 （淬火后 HRC≥62) (摘自 GB/T12981986) 用途 沖頭、鑿子、鉆頭、銼刀、量規(guī)等。 （１）性能要求 受力情況 : 刀刃承受 彎曲 、 扭轉(zhuǎn)、剪切應(yīng)力 和 沖擊、震動 負(fù)荷，同時還要受到工件和切屑的強(qiáng)烈 摩擦 作用。 GCr15鋼的回火溫度為 150～ 160℃ ， 回火時間為 2～ 3 h， 回火組織力 回火馬氏體 、 均勻細(xì)小的碳化物及少量的殘余奧氏體 。 獲得均勻分布的細(xì)粒狀珠光體 ， 為最終熱處理作組織準(zhǔn)備 。 Si、 Mn、 Mo、 V 制造大型軸承時 ， 加入 Si和 Mn以提高鋼的淬透性 。 ： Cr —— ↑淬透性 ， 硬 ， 耐磨 Cr為主要合金化元素 ， Cr提高淬透性 ，形成合金滲碳體 ， 細(xì)小均勻 ， 提高耐磨性和接觸疲勞強(qiáng)度 。 （ 3） 很高的 耐磨 性：有滾動摩擦且有滑動摩擦 ， 因此要有很高的耐磨性 。 主要有以下幾個方面： （ 1） 很高的強(qiáng)度與 硬 度：點接觸或線接觸下工作 ， 承受極大的壓應(yīng)力 ， 可達(dá) 1500～ 000MN／ mm2。 ⑵ 對于含 Si彈簧鋼來說 ， 回火溫度一般為 400～450oC。 加入 Si、 Mn Si和 Mn是常用合金元素 ， ↑淬透性 ； 強(qiáng)化鐵素體 （ 固溶強(qiáng)化 ） , ↑回火穩(wěn)定性 ， 相同回火溫度下具有較高的硬度和強(qiáng)度 ， 其中 Si的作用最大 。 （ 3） 為了滿足成形的需要和可能承受的沖擊載荷 ，彈簧鋼應(yīng)具有 一定的塑性和韌性 。 調(diào)質(zhì)鋼小結(jié) 用途：受復(fù)合應(yīng)力的重要結(jié)構(gòu)件（齒輪、連桿、機(jī)床主軸） 性能：良好的綜合機(jī)械性能 成分： ~%C —— 中碳鋼 主加元素： Cr,Ni,Mn,Si —— ↑淬透性，強(qiáng)化基體 輔加元素： W,Mo,V,Ti —— 細(xì)化晶粒 , ↑回火穩(wěn)定性 熱處理： 預(yù)備：正火 —— S—— 改善組織，消除鍛造應(yīng)力，便于切削加工 最終：調(diào)質(zhì) —— 回火 S—— 獲得良好的綜合機(jī)械性能 表面要求高硬度 ,耐磨 ,↑σ1， →表面淬火 + 低溫回火（回火 M） 常用鋼號： 45， 40Cr， 40CrMnMo 四、彈簧鋼 定義：彈簧鋼是指用于制造各種彈簧的鋼種。因此，要求它應(yīng)具有足夠的 強(qiáng)度、沖擊韌性和抗疲勞能力 。如大型軸和齒輪等 40CrNiMo 應(yīng)用 40Cr，一般尺寸重要零件，如齒輪、主軸。 （ 2） 組織均勻性好 ， 減少了裂紋在局部薄弱地區(qū)形成的可能性 ， 可以保證有良好的塑性和韌性 。 ⑴淬火： 淬火溫度：加熱到 850℃ 左右， AC3以上 30~50℃ 。 （ 二 ） 成分和作用 ： 0． 25～ 0． 50％ —— 中碳鋼 含碳量過低 ， 不易淬硬 ， 鋼的強(qiáng)度較低 含碳量過高 ， 鋼的塑 、 韌性較差； 碳素調(diào)質(zhì)鋼： 4 50； 合金調(diào)質(zhì)鋼： 25Cr2Ni4WA、 30CrMnSi 主加元素： Ni、 Cr、 Mn、 Si —— 強(qiáng)化鐵素體 基體 ，提高韌性 ↑淬透性 ， 輔加元素： W,Mo,V,Ti —— 細(xì)化晶粒 , ↑回火穩(wěn)定性 加入防止第二類回火脆性的元素 調(diào)質(zhì)鋼的回大溫度正好處于第二類回火脆性溫度范圍內(nèi) ， 鋼中含有 Mn、 Cr、 Ni、B元素時 ， 會增大回火脆性的敏感性 ， 除回火快速冷卻外 ， 可加入抑制回火脆性的元素 Mo和 W。 淬透性大，心部強(qiáng)度高，強(qiáng)度與韌性 配合很好 用于大載荷的耐磨件，如柴油機(jī)曲軸、連桿。 20 CrMnMo、 20CrMnTi、 20MnVB。 主加元素： Cr,Ni,Mn,B —— ↑淬透性（心部得 M板條） 輔加元素： W,Mo,V,Ti —— 細(xì)化晶粒（ VC,TiC,耐磨性 ↑） 滲 C鋼 的牌號（摘自 GB/T30771999） （ 滲 C: 930℃ ，回火： 200 ℃ ） p172 主 要 化 學(xué) 成 分 , % 預(yù)備處理／ 淬火 , ℃ C Mn Cr， Ni ~ ~ ~ ~ ~ 880／ 800 水 , 油 880水 , 油 ~ ~ ~ ~ ~ ~ 850 油 880 ／ 870 油 鋼號 20Cr 20MnV 20CrMn 20CrMnTi 淬 透 性 低 中 高 18Cr2Ni4WA 20Cr2Ni4A ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 950 ／ 850 空 880／ 780 油 機(jī)械性能 ? ?b MPa ?s MPa 835 785 540 590 930 1080 735 835 1180 1180 835 1080 aKU2 J 47 55 47 55 78 63 二、滲碳鋼 熱處理 滲碳后緩冷組織： 表面：過共析組織 P+Fe3CⅡ 心部：亞共析組織 F+P 滲碳 → 淬火 → 低溫回火的組織： 表層 — 回火 M +碳化物 + A′ 心部 —— 低 C的回火 M（ +S + F） 滲碳 → 淬火 → 低溫回火 滲碳（加熱至 900950℃ ，滲碳 68h） 淬火 —— 預(yù)冷直接淬火，一次淬火，二次淬火 低溫回火 —— 180200℃ ，保溫 12h 20 Mn2 Ti A 等級 :高級優(yōu)質(zhì) 含鈦量 WTi≤ % 含錳量 WMn ?2 % 含碳量 WC ?20 %00 典型合金滲碳鋼種介紹 ? 低淬透性合金滲碳鋼 鋼含合金元素總量＜ 3 % 15Cr、 20Cr、 15Mn2 20Mn2。 萬噸遠(yuǎn)洋輪 應(yīng)用：工程結(jié)構(gòu) —— 橋梁，船舶，車輛外殼、支架、壓力容器 高壓容器 船舶 車輛 橋梁 二、滲碳鋼 用途 ：受沖擊和強(qiáng)烈磨損、摩擦的零件（各類齒輪、凸輪） （一） 性能要求 表硬心韌 性能 —— 心部韌性高、強(qiáng)度大。 第二節(jié) 合金結(jié)構(gòu)鋼 ? 合金結(jié)構(gòu)鋼：在工業(yè)上凡是用于制造各種機(jī)器零件和用于建筑工程結(jié)構(gòu)的鋼叫做合金結(jié)構(gòu)鋼； 低合金結(jié)構(gòu)鋼： (一）性能 ： 高強(qiáng)度， 顯著高于相同含碳量的普通碳鋼，故又稱為低合金高強(qiáng)鋼（可以顯著的降低構(gòu)件的重量，節(jié)約鋼材）， 高的塑性、韌性 良好的焊接性與冷成型性能、 良好的耐蝕性， 故具有良好的綜合機(jī)械性能，特別是具有較高的屈服極限； 學(xué)習(xí)思路： 用途 → 工作條件 → 性能要求 → 成分特點 → 熱處理特點 → 典型鋼種應(yīng)用 2. 合金元素 ? 含合金量小于 3%， 主加 Mn， %以內(nèi) (Cr、 Ni)—— 固溶強(qiáng)化 ? 輔加 Ti、 V、 Nb、 Mo、 B—— 細(xì)化晶粒，彌散強(qiáng)化 ， ? 強(qiáng)化鐵素體，細(xì)化鐵素體晶粒，使強(qiáng)度、韌性改善 。 例如： 9Cr18， 00Cr18Ni10（ 平均含碳量 ≤ %)， 0Cr18(平均含碳量 ≤ %) 等。 ?滾動軸承鋼 滾或 G+Cr+數(shù)字（ Cr含量的 千分之幾 ） ,例如：GCr15 合金工具鋼 含碳量 +元素 +數(shù)字，含碳量 ≥% 時不標(biāo)，＜ %時用 千分之幾 表示 ,例如 CrMn、 9Mn2V等。 合金工具鋼 —— 刃具 、模具、量具鋼。 ： 合金鋼編號的一般形式： 字母 +數(shù)字 +化學(xué)元素符號 +數(shù)字 +字母 ① G滾 Y易 ② 含碳量 合金結(jié)構(gòu)鋼 兩位數(shù)字（含碳量 萬分之幾 ） 例如： 20MnVBA、 36Mn2Si、 40CrNiMo等。（韌性也大大 ↑ ） ? 二次淬火 ? 500~600℃ 回火時析出合金碳化物 →殘余 A中 Me% ↓ → Ms、 Mf ↑，隨后冷卻時殘余 A →M→硬度升高 ? 二次淬火： 在高合金鋼中回火冷卻時殘余奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，而導(dǎo)致硬度升高的現(xiàn)象 。 合金鋼綜合力學(xué)性能比碳鋼好。多種元素共存時，作用更大。最常采用的是： Cr， Mn，Si， Ni， B 合金元素對珠光體轉(zhuǎn)變的影響 除了 Co、 Al外均 推遲 奧氏體向珠光體的轉(zhuǎn)變。 強(qiáng)碳化物形成元素 能強(qiáng)烈的阻止奧氏體晶粒長大 ( Ti、V、 Zr、 Nb 等 )。 NbC、 TiC、 VC （二）合金元素對 FeC相圖的影響 擴(kuò)大或縮小 A區(qū) 改變共晶點和共析點的參數(shù) 1. 奧氏體相區(qū)的變化 擴(kuò)大或縮小 A區(qū) —— 如，室溫下， 1Cr18Ni 9 為單相 A，1Cr17Ti 為單相 F 使共析轉(zhuǎn)變點 S左移 → 鋼中 P%↑，強(qiáng)度增加 。 非碳化物形成元素幾乎都溶解在鐵素體中 合金鐵素體。 ? 2. 碳化物形成元素 （次 d電子層不滿） ? 凡能與碳化合的元素叫做碳化物形成元素 . ? 按照碳化物形成元素所形成的碳化物的穩(wěn)定程度由 強(qiáng) →弱 的排列順序為： Ti、 Zr、 Nb、V、 W、 Mo、 Cr、 Mn、 Fe； ? 強(qiáng)碳化物形成元素： Ti、 Zr、 Nb、 V ? 中強(qiáng)碳化物形成元素： W、 Mo、 Cr ? 弱碳化物形成元素： Mn、 Fe； 碳化物形成元素在周期表中都是 位于 鐵元素的左邊的過渡族金屬元素 , 它們都有 一個未填滿的 d電子亞層 ,當(dāng) 形成碳化物時 ,碳原子首先將其價電子 填入金屬原子未填滿的 d電子亞層 ,使 形成的碳化物具有 金屬鍵 結(jié)合的性質(zhì) , 金屬原子的 d電子亞層愈不滿 (周期表 中 ,在鐵左邊離鐵愈遠(yuǎn) ),則其 與碳的親 和力愈強(qiáng) ,形成碳化物的能力愈大 ,愈 穩(wěn)定 ,而且不易分解。第六章 合金鋼 重要的金屬材料 : ? 碳素鋼 :價格低、易加工、可熱處理、可塑變。 一、合金元素的存在形式 1. 非碳化物形成元素 : 不能和碳化合的元素稱為非碳化物形成元素， 如 Ni、Si、 Co、 Al、 Cu等，它們只能溶于鐵素體形成合金鐵素體。 。硬度增，提高耐磨性，加熱時難溶于奧氏體 單獨形成特殊碳化物 合金元素與碳化合 特殊碳化物， 結(jié)構(gòu)簡單、熔點高、硬度高、穩(wěn)定性高 ，當(dāng)以細(xì)小的質(zhì)點分布在固溶體基體上時，可以起到彌散強(qiáng)化作用。 3. 所有合金元素（除 Mn、 P、 C、 N外）均阻礙奧氏體晶粒的長大，獲得晶粒細(xì)小的奧氏體組織，但作用的強(qiáng)弱不同，強(qiáng)碳化物形成元素的作用大。 2. 合金元素