【正文】 如車刀、銑刀、鉆頭等刀具。（ 5 CrMnMo 5 CrNiMo ） 性能要求 ： 高溫下具有高硬度、強(qiáng)度、韌性和高耐磨性 。 合金元素的主要作用是增加鋼的淬透性，耐磨性及紅硬性。 3）常用軸承鋼 高碳鉻軸承鋼（ GCr15應(yīng)用最廣）和無(wú)鉻軸承鋼。 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 45 頁(yè) ? 常用彈簧鋼及具體應(yīng)用舉例 6 65Mn、 60Si2Mn、 50CrVA。 熱處理調(diào)質(zhì)處理，獲得高強(qiáng)度、搞韌性的綜合力學(xué)性能。 少量 Ti、 V、 W、 Mo可以細(xì)化晶粒，在滲碳層獲得均勻細(xì)小的耐磨碳化物。 廣泛用于船舶、車輛、橋梁、壓力容器等工程結(jié)構(gòu)件及低溫下工作的構(gòu)件等。當(dāng)回火溫度低于約 450℃ 時(shí)，鋼中析出滲碳體，在 450℃ 以上滲碳體溶解，鋼中開始沉淀析出彌散穩(wěn)定的難熔碳化物 Mo2C、 VC等，使鋼的硬度開始升高，而在 550～ 600℃ 左右沉淀析出過(guò)程完成，鋼的硬度達(dá)到峰值。 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 33 頁(yè) 合金元素對(duì)熱處理的影響 合金元素對(duì)熱處理相變過(guò)程的影響主要在于對(duì)奧氏體形成速度和奧氏體晶粒長(zhǎng)大的影響。這一類特殊碳化物的特點(diǎn)是高熔點(diǎn)、高硬度。用合金工具鋼、高速鋼和硬質(zhì)合金。用于受力不大、韌性好的機(jī)械零件，如外殼、軸承蓋等 ZG270－500 0 0.50 270 500 18 25 22 較高的強(qiáng)度和較好的塑性，鑄造性良好，焊接性尚好，切削性好。此類鋼一般以退火狀態(tài)供應(yīng)市場(chǎng)。 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 17 頁(yè) 合金鋼和非合金鋼 典型優(yōu)質(zhì)碳素鋼的應(yīng)用： 08F鋼，碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)低，塑性好，強(qiáng)度低，軋成薄板， 主 要 用于冷沖壓件如家電、汽車和儀表外殼 ； 20鋼，冷塑性變形和焊接性好可用于強(qiáng)度要求不高的零件及滲碳零件，例如機(jī)罩、焊接容器，小軸、螺母、墊圈及滲碳齒輪等； 45鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)后可獲得良好的綜合力學(xué)性能， 中碳鋼主要用于受力較大的機(jī)械零件 ，如 齒輪 、 連桿 、 軸等； 65鋼（ 65Mn）鋼具有較高的強(qiáng)度； 可用于制造各種彈簧、 機(jī)車輪緣、低速車輪等。 這類鋼按含錳量不同，分為普通含錳量（ %）和較高含錳量 (%)兩組。 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 10 頁(yè) 合金鋼和非合金鋼 二、非合金鋼的編號(hào) （ 1） 碳素結(jié)構(gòu)鋼 :牌號(hào)以 “ Q+數(shù)字 +字母 +字母”表示。 按用途分：結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼和特殊性能鋼三類。 當(dāng)鋼在 1000~1250℃ 進(jìn)行熱加工時(shí)，由于晶界處共晶體熔化，將導(dǎo)致鋼變脆而開裂，這種現(xiàn)象稱為熱脆。根據(jù)鋼中硫和磷的含量不同，鋼可以分為普通優(yōu)質(zhì)鋼、優(yōu)質(zhì)鋼、高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼和特級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼。項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 機(jī)械制造 林承全 嚴(yán)義章 主編 機(jī)械工業(yè)出版社 祝大家學(xué)習(xí)進(jìn)步！ 為學(xué)須用畢生力 攀高貴在少年時(shí) 愿知識(shí)之泉， 經(jīng)書籍之渠而奔流進(jìn)你的心田！ 國(guó)家級(jí)“十二五”規(guī)劃教材 基于工作過(guò)程的項(xiàng)目教材 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 2 頁(yè) 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 3 頁(yè) 合金鋼和非合金鋼 [鋼 ]： 是指以鐵為主要元素，碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù) Wc%并含有少量硅、錳、磷、硫等雜質(zhì)元素的鐵碳合金。其中硫和磷對(duì)鋼的韌性影響很大，必須嚴(yán)格控制其含量。 FeS與 Fe形成低熔點(diǎn)共晶體（熔點(diǎn)為985℃ ），分布在奧氏體的晶界上。（ P37④ ） 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 7 頁(yè) 合金鋼和非合金鋼 鋼的分類 按化學(xué)成分分：非合金（碳素）鋼、合金鋼兩大類。 ? 按鋼中有害雜質(zhì)硫、磷含量分為： 普通鋼 :Ws=%～ % Wp=%～ % 優(yōu)質(zhì)鋼 : Ws、 Wp均 ≤% 高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼 : Ws=%～ % Wp=%～ % 特級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼 : Ws≤%Wp≤% ? 此外，鋼按冶煉方法不同；可分為轉(zhuǎn)爐鋼和電爐鋼；鋼按冶煉時(shí)脫氧程度的不同，可分為沸騰鋼、鎮(zhèn)靜鋼、半鎮(zhèn)靜鋼和特殊鎮(zhèn)靜鋼等。例如 45鋼中平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)WC為 %； 08鋼表示鋼中平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù) WC為%。 應(yīng)用：主要用于機(jī)械零件，一般都要經(jīng)過(guò)熱處理后使用。 應(yīng)用： 適用于各種手用工具。 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 28 頁(yè) 工程用鑄造碳鋼的牌號(hào)、化學(xué)成分、力學(xué)性能及應(yīng)用舉例（摘自 GB/T 113521995） 牌號(hào) 化學(xué)成分 /％ 室溫力學(xué)性能（不小于） 用途舉例 C Si Mn P、S σs(） ／ MPa σb ／MPa δ /% ψ /% AKV ／J 不大于 不小于 ZG200－400 0 0.50 200 400 25 40 30 良好的塑性、韌性和焊接性，用于受力不大的機(jī)械零件，如機(jī)座、變速箱殼等 ZG230－450 0 0.50 230 450 22 32 25 一定的強(qiáng)度和好的塑性韌性焊接性。 （ 2）用碳鋼制成的切削刀具不能滿足切削紅硬性的要求。當(dāng)一些強(qiáng)碳化物形成元素（如 Cr 、 Ti、 V、 W、 Mo等）的含量較高時(shí)，它們還會(huì)形成新的穩(wěn)定性較高或很高的特殊碳化物，如 Cr23C WC、 VC、 TiC等。幾乎所有的合金元素都使鐵碳相圖中 S點(diǎn)、 E點(diǎn)左移，其中以強(qiáng)碳化物形成元素的作用最為顯著。 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 35 頁(yè) 回火二次硬化現(xiàn)象與合金鋼回火時(shí)析出物的性質(zhì)有關(guān)。例：南京長(zhǎng)江大橋的橋梁采用 Q345比用 Q235節(jié)省鋼材 15%以上。加入 Cr（主要合金元素）、Mn、 Ni、 B等以提高鋼的淬透性，使回火后有較高強(qiáng)度和韌性。加入 Cr、 Mn、 Si、 Ni、 B等提高淬透性、強(qiáng)化鐵素體、細(xì)化晶粒、提高耐回火性等。 熱成形彈簧：淬火、中溫回火 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 44 頁(yè) ? (3）常用合金彈簧鋼 硅錳系合金彈簧鋼（如 60Si2Mn廣泛用于汽車，拖拉機(jī)上的餓板簧、螺旋彈簧） 硅鉻系合金彈簧鋼 鉻錳系合金彈簧鋼和鉻釩系合金彈簧鋼（如50CrVA）。 熱處理： 預(yù)備熱處理球化退火和最終熱處理淬火與低溫回火。 主要用來(lái)制造刃具，模具，和量具。 1）熱作模具鋼 ： Wc=%~%， 用于制作高溫金屬成形的模具，如熱鍛模，熱擠壓模。 Cr12MoV 可作為冷鐓模、冷沖模． 熱處理（ 38③ ） 汽車沖壓模具 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 55 頁(yè) 高速鋼（ W18Cr4V）化學(xué)成分特點(diǎn) 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 56 頁(yè) ? 應(yīng)用舉例： 9SiCr淬透性好，適用于做絲錐、板牙、鉆頭、鉸刀等。 抗氧化性 ( 熱穩(wěn)定性 )Cr、（ Si、 Al） 高溫強(qiáng)度 ( 熱強(qiáng)性 ) Ti、 V、 Mu 蠕變強(qiáng)度 持久強(qiáng)度 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 61 頁(yè) 鋼種 熱化學(xué)穩(wěn)定鋼（ 3Cr18Ni25Si） 熱強(qiáng)鋼（ Cr12型、 Cr13型、 1Cr18Ni9Ti、 1cr17等 ） 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 62 頁(yè) 耐 熱 鋼 的 用 途 發(fā)動(dòng)機(jī)葉片 航空發(fā)動(dòng)機(jī) 汽輪機(jī)葉片 汽車閥門 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 63 頁(yè) （ 3）耐磨鋼 定義 :在強(qiáng)烈沖擊載荷作用下發(fā)生沖擊形變硬化的高錳鋼。與鋼相比，鑄鐵的強(qiáng)度低、塑性、韌性差，但具有優(yōu)良的鑄造和切削加工性能，減振性、減摩性好， 且價(jià)格低。通常在鐵碳合金相圖中析出滲碳體。 2）灰鑄鐵的性能 主要指力學(xué)性能 ： 性能主要取決于基體組織及石墨的形態(tài)、數(shù)量、大小和分布。 它是在澆注前，往鐵水中加入一定量球化劑 (稀土鎂合金等 )和孕 育劑 (硅鐵或硅鈣合金 )，使鑄鐵中的石墨呈球狀析出。是將白口鑄鐵在固態(tài)下經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間石墨化 退火而獲得的具有團(tuán)絮狀石墨的鑄鐵。 蠕墨鑄鐵的牌號(hào)由 RuT與一組數(shù)字表示。塑性高 。 D’ F 鑄造鋁合金 變形鋁合金 Al WMe/% 溫度 L L+α α 鋁及鋁合金 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 93 頁(yè) 鋁合金 的分類 變形鋁合金 鑄造鋁合金 不能熱處理強(qiáng)化的鋁合金：防銹鋁合金 能熱處理強(qiáng)化的鋁合金：硬鋁、超硬鋁、鍛鋁合金 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 94 頁(yè) （ 1） 變形鋁合金 根據(jù)主要性能特點(diǎn)和用途，變形鋁合金又可分為防銹鋁合金、硬鋁合金、超硬鋁合金和鍛鋁合金等，其中后三類是可以熱處理強(qiáng)化的鋁合金。 硬鋁合金熱處理及性能 :熱處理工藝 — 固溶處理 . 這類合金通過(guò)淬火 時(shí)效 .可顯著提高強(qiáng)度，強(qiáng)度可達(dá) 420MPa，其強(qiáng)度與高強(qiáng)度鋼（一般指強(qiáng)度為 1000～ 1200MPa的鋼）相近，故名硬鋁。 典型牌號(hào) : 2A0 0A07。 鑄造鋁合金 牌號(hào) 由 “ ZAl”后跟合金元素符號(hào)及合金元素含量百分?jǐn)?shù)組成。 共晶成分（ wSi=%）及其附近的硅鋁合金（如 ZAlSi12）具有優(yōu)良的鑄造性能，故常用的鋁 硅合金（如 ZL102等）的硅含量為 wSi=10％～ 13％，鑄造緩冷后的組織主要為共晶體（ α 固溶體 +Si晶體），其中硅晶體呈粗大針狀，是硬脆相，會(huì)嚴(yán)重降低合金的力學(xué)性能 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 105 頁(yè) ? 常用鑄造鋁合金的代號(hào)、性能和用途（了解） 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 106 頁(yè) – 硅合金 ( ZL101～ ZL111 ) : 活塞 (裙部為鋁硅合金 ) ZL102合金鑄造組織 ( 化染 ) 55 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 107 頁(yè) – 銅合金 ( ZL201～ ZL203 ) : 有較高的強(qiáng)度、塑性及耐熱性 ,但鑄 造性能和耐蝕性較差。 ? 鑄 Cu合金的鑄造性能好。 比普通黃銅具有更高的強(qiáng)度、硬度、抗腐蝕性能 . 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 119 頁(yè) ( bronze ) 青銅原指銅錫合金，但是，工業(yè)上習(xí)慣把銅基合金中不含錫而含有鋁、鎳、錳、硅、鈹、鉛等元素組成的合金也包括在青銅之類，叫無(wú)錫青銅。鋁青銅典型牌號(hào)ZCuAl9Mn2，常用于制造齒輪，摩擦片、蝸輪等要求高強(qiáng)度、高耐磨性的零件。 具有良好的導(dǎo)熱性和抗蝕性，較小的膨脹系數(shù)。在常溫下，硬質(zhì)合金的硬度可達(dá) 86～ 93HRA（相當(dāng)于 69～ 81HRC），紅硬性可達(dá) 900～ 1000℃ 。硬質(zhì)合金的韌性小，約為淬火鋼的 30％～ 50％）。 在Ｆ eFｅ 3C相圖中， A A3和 Acm是碳鋼在極緩慢地加熱或冷卻時(shí)的相變溫度，是平衡臨界點(diǎn)。奧氏體晶粒越粗大，冷卻時(shí)轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的組織也愈粗大，冷卻后鋼的力學(xué)性能就愈差，特別表現(xiàn)為沖擊韌度明顯降低。 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 142 頁(yè) ? ? 過(guò)冷奧氏體的等溫冷卻轉(zhuǎn)變的動(dòng)力學(xué)曲線：過(guò)冷奧氏體轉(zhuǎn)變產(chǎn)物與時(shí)間的關(guān)系。沖擊韌性較差，生產(chǎn)上應(yīng)力求避免。 550～ 230℃ 。 時(shí)間 (s) 300 102 103 104 10 1 0 800 100 100 200 500 600 700 溫度 (℃ ) 0 400 A1 Ms Mf 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 147 頁(yè) 過(guò)冷奧氏體的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變 實(shí)際熱處理生產(chǎn)中， 過(guò)冷 A的轉(zhuǎn)變大多是 在連續(xù)冷卻過(guò)程中進(jìn) 行的。 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 149 頁(yè) 鋼的退火和正火 項(xiàng)目 2 工程材料及熱處理 第 150 頁(yè) 毛坯生產(chǎn) 預(yù)備熱處理 機(jī)械加 工 最終熱處理 機(jī)械精加工 預(yù)備熱處理 : 退