【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 及沖孔模，低精度而形狀簡(jiǎn)單的量具(如卡板等)，也可用作不受較大沖擊的耐磨零件。T11：為過共析鋼，其碳含量介于TT12之間，具有較好的綜合力學(xué)性能(如強(qiáng)度、硬 度、耐磨性及韌性等)。用途與T10鋼基本相同，但不如T10鋼廣泛。T12：含碳高、耐磨性好，但脆性較大。用作不受沖擊的各種工具和耐磨零件，如車刀 、銑刀、絲錐、扳牙、銼刀、刮刀、以及小的冷切邊模、沖孔模等。T13：是碳工鋼中碳含量最高的鋼種，耐磨性最高，也最脆。用途與T12鋼基本相同，也可用作不受沖擊而要求極高耐磨性的機(jī)械零件。9．合金工具鋼用途：合金工具鋼簡(jiǎn)稱合工鋼，是在碳工鋼的基礎(chǔ)上加入合金元素而形成的鋼種。10．高速工具鋼主要用途：高速工具鋼簡(jiǎn)稱高工鋼或高速鋼，俗稱“鋒鋼”或“風(fēng)鋼”是一種適用于高速切削的高碳高合金工具鋼，其突出特點(diǎn)是具有很高的熱硬性。(1)提高鋼中固溶體的強(qiáng)度和冷加工硬化程度使鋼的韌性和塑性降低。(2)硅能顯著地提高鋼的彈性極限、屈服極限和屈強(qiáng)比。這是一般彈簧鋼。(3)耐腐蝕性。硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15％一20％的高硅鑄鐵，是很好的耐酸材料。含有硅的鋼在氧化氣氛中加熱時(shí)，表面也將形成一層SiO2薄膜，從而提高鋼在高溫時(shí)的抗氧化性。缺點(diǎn)：（4）使鋼的焊接性能惡化。（1）錳對(duì)提高鋼的淬透性。（2）錳對(duì)提高低碳和中碳珠光體鋼的強(qiáng)度有顯著的作用。（3）錳對(duì)鋼的高溫瞬時(shí)強(qiáng)度有所提高。缺點(diǎn)：①含錳較高時(shí)，有較明顯的回火脆性現(xiàn)象；②錳有促進(jìn)晶粒長(zhǎng)大的作用，因此錳鋼對(duì)過熱較敏感t在熱處理工藝上必須注意。這種缺點(diǎn)可用加入細(xì)化晶粒元素如鉬、釩、鈦等來克服：⑧當(dāng)錳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過1％時(shí)，會(huì)使鋼的焊接性能變壞，④錳會(huì)使鋼的耐銹蝕性能降低。（1）鉻可提高鋼的強(qiáng)度和硬度。（2）鉻可提高鋼的高溫機(jī)械性能。（3）使鋼具有良好的抗腐蝕性和抗氧化性（4）阻止石墨化（5）提高淬透性。缺點(diǎn)：①鉻是顯著提高鋼的脆性轉(zhuǎn)變溫度②鉻能促進(jìn)鋼的回火脆性。4. 鎳在鋼中的作用（1）可提高鋼的強(qiáng)度而不顯著降低其韌性。（2）鎳可降低鋼的脆性轉(zhuǎn)變溫度，即可提高鋼的低溫韌性。（3）改善鋼的加工性和可焊性。（4）鎳可以提高鋼的抗腐蝕能力，不僅能耐酸，而且能抗堿和大氣的腐蝕。（1）鉬對(duì)鐵素體有固溶強(qiáng)化作用。（2）提高鋼熱強(qiáng)性（3）抗氫侵蝕的作用。（4）提高鋼的淬透性。缺點(diǎn)：鉬的主要不良作用是它能使低合金鉬鋼發(fā)生石墨化的傾向。(1) 提高強(qiáng)度（2）提高鋼的高溫強(qiáng)度。（3）提高鋼的抗氫性能。（4）是使鋼具有熱硬性。因此鎢是高速工具鋼中的主要合金元素。(1)熱強(qiáng)性。（2）釩能顯著地改善普通低碳低合金鋼的焊接性能。（1）鈦能改善鋼的熱強(qiáng)性，提高鋼的抗蠕變性能及高溫持久強(qiáng)度；（2）并能提高鋼在高溫高壓氫氣中的穩(wěn)定性。使鋼在高壓下對(duì)氫的穩(wěn)定性高達(dá)600℃以上，在珠光體低合金鋼中，鈦可阻止鉬鋼在高溫下的石墨化現(xiàn)象。因此，鈦是鍋爐高溫元件所用的熱強(qiáng)鋼中的重要合金元素之一。（1）鈮和碳、氮、氧都有極強(qiáng)的結(jié)合力，并與之形成相應(yīng)的極為穩(wěn)定的化合物，因而能細(xì)化晶粒，降低鋼的過熱敏感性和回火脆性。(2)有極好的抗氫性能。(3)鈮能提高鋼的熱強(qiáng)性 ；（1）提高鋼的淬透性。（2）提高鋼的高溫強(qiáng)度。強(qiáng)化晶界的作用。(1)用作煉鋼時(shí)的脫氧定氮?jiǎng)?xì)化晶粒，抑制低碳鋼的時(shí)效，改善鋼在低溫時(shí)的韌性，特別是降低了鋼的脆性轉(zhuǎn)變溫度；(2)提高鋼的抗氧化性能。曾對(duì)鐵鋁合金的抗氧化性進(jìn)行了較多的研究；4％AI即可改變氧化皮的結(jié)構(gòu)，加入6％A1可使鋼在980C以下具有抗氧化性。當(dāng)鋁和鉻配合并用時(shí)，其抗氧化性能有更大的提高。例如，含鐵50％一55％、鉻30％一35％、鋁10％一15％的合金，在1 400C高溫時(shí)，仍具有相當(dāng)好的抗氧化性。由于鋁的這一作用，近年來，常把鋁作為合金元素加入耐熱鋼中。(3)此外，鋁還能提高對(duì)硫化氫和V2O5，的抗腐蝕性。缺點(diǎn)：①脫氧時(shí)如用鋁量過多，將促進(jìn)鋼的石墨化傾向。②當(dāng)含鋁較高時(shí)．其高溫強(qiáng)度和韌性較低。黑色金屬：鐵和鐵的合金均稱為黑色金屬。如鋼、生鐵、鐵合金、鑄鐵等。純 鐵：純度很高的鐵，化學(xué)純鐵含碳量幾乎為零，工業(yè)純鐵含碳量%。純鐵是很軟的，一般不應(yīng)用到實(shí)際中。生 鐵：把鐵礦石放到高爐中冶煉而成的，含碳量2％～％（%—%、%%）的鐵碳合金稱為生鐵。生鐵質(zhì)硬而脆，缺乏韌性，幾乎沒有塑性變形能力，因此不能通過鍛造、軋制、拉拔等方法加工成形，主要用來煉鋼和制造鑄件，如白口鐵、灰口鐵和球墨鑄鐵。也有習(xí)慣上把煉鋼生鐵叫做生鐵，把鑄造生鐵簡(jiǎn)稱為鑄鐵。鋼：%%之間（%%）的鐵碳合金稱為鋼。為了保證其韌性和塑性，%。鋼的主要元素除鐵、碳外，還有硅、錳、硫、磷等。1）硫：硫來源于煉鋼的礦石與燃料焦炭。它是鋼中的一種有害元素。硫以硫化鐵(FeS)的形態(tài)存在于鋼中，F(xiàn)eS和 Fe形成低熔點(diǎn)(985℃)化合物。而鋼材的熱加工溫度一般在1150～1200℃以上，所以當(dāng)鋼材熱加工時(shí)，由于 FeS化合物的過早熔化而導(dǎo)致工件開裂，這種現(xiàn)象稱為“熱脆”。含硫量愈高，熱脆現(xiàn)象愈嚴(yán)重，故必須對(duì)鋼中含硫量進(jìn)行控制。高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼：S＜%～%；優(yōu)質(zhì)鋼：S＜%～%；普通鋼：S＜%～%以下。2）磷：磷是由礦石帶入鋼中的，一般說磷也是有害元素。磷雖能使鋼材的強(qiáng)度、硬度增高，但引起塑性、沖擊韌性顯著降低。特別是在低溫時(shí)，它使鋼材顯著變脆，這種現(xiàn)象稱冷脆。 冷脆使鋼材的冷加工及焊接性變壞，含磷愈高，冷脆性愈大，故鋼中對(duì)含磷量控制較嚴(yán)。高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼： P＜%；優(yōu)質(zhì)鋼： P＜%；普通鋼：P＜%。3）錳：錳是煉鋼時(shí)作為脫氧劑加入鋼中的。由于錳可以與硫形成高熔點(diǎn)(1600℃)的 MnS，一定程度上消除了硫的有害作用。錳具有很好的脫氧能力，能夠與鋼中的FeO成為MnO進(jìn)入爐渣，從而改善鋼的品質(zhì)，特別是降低鋼的脆性，提高鋼的強(qiáng)度和硬度。因此，錳在鋼中是一種有益元素。一般認(rèn)為，%～%以下時(shí)，把錳看成是常存雜質(zhì)。技術(shù)條件中規(guī)定，優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼中，%～%；而較高含錳量的結(jié)構(gòu)鋼中，%～%。4）硅：硅也是煉鋼時(shí)作為脫氧劑而加入鋼中的元素。硅與鋼水中的FeO能結(jié)成密度較小的硅酸鹽爐渣而被除去，因此硅是一種有益的元素。硅在鋼中溶于鐵素體內(nèi)使鋼的強(qiáng)度、硬度增加，塑性、韌性降低。%～%，%～%。%，對(duì)鋼性能影響不大。5）氧：氧在鋼中是有害元素。它是在煉鋼過程中自然進(jìn)入鋼中的，盡管在煉鋼末期要加入錳、硅、鐵和鋁進(jìn)行脫氧，但不可能除盡。氧在鋼中以FeO、MnO、SiOAl2O3等夾雜形式，使鋼的強(qiáng)度、塑性降低。尤其是對(duì)疲勞強(qiáng)度、沖擊韌性等有嚴(yán)重影響。6）氮：鐵素體溶解氮的能力很低。當(dāng)鋼中溶有過飽和的氮，在放置較長(zhǎng)一段時(shí)間后或隨后在200～300℃加熱就會(huì)發(fā)生氮以氮化物形式的析出，并使鋼的硬度、強(qiáng)度提高，塑性下降，發(fā)生時(shí)效。鋼液中加入Al、Ti或V進(jìn)行固氮處理，使氮固定在AlN、TiN或VN中，可消除時(shí)效傾向。7）氫：鋼中溶有氫會(huì)引起鋼的氫脆、白點(diǎn)等缺陷。白點(diǎn)常在軋制的厚板、大鍛件中發(fā)現(xiàn)，在縱斷面中可看到圓形或橢圓形的白色斑點(diǎn)；在橫斷面上則是細(xì)長(zhǎng)的發(fā)絲狀裂紋。鍛件中有了白點(diǎn)，使用時(shí)會(huì)發(fā)生突然斷裂，造成不測(cè)事故。因此，化工容器用鋼，不允許有白點(diǎn)存在。 氫產(chǎn)生白點(diǎn)冷裂的主要原因是因?yàn)楦邷貖W氏體冷至較低溫時(shí)，氫在鋼中的溶解度急劇降低。當(dāng)冷卻較快時(shí)，氫原子來不及擴(kuò)散到鋼的表面而逸出，就在鋼中的一些缺陷處由原子狀態(tài)的氫變成分子狀態(tài)的氫。氫分子在不能擴(kuò)散的條件下在局部地區(qū)產(chǎn)生很大壓力，這壓力超過了鋼的強(qiáng)度極限而在該處形成裂紋，即白點(diǎn)。鋼的主要工藝性能有：冷態(tài)成型性、切削性、焊接性能、熱處理工藝性、鑄造性能等冷態(tài)成型性：冷態(tài)成型包括許多不同的冷成型工藝，如深沖、拉延成型和彎曲等。其冷態(tài)成型工藝性能優(yōu)劣涉及被變形材料的成分、組織和冷變形工藝參量（模具形狀、變形量、變形速度、潤(rùn)滑條件等）。與冷態(tài)成型性有關(guān)的材料性能參量有：①低的屈服強(qiáng)度②高的延伸率③高的均勻伸長(zhǎng)率④高的加工硬化率（n值），⑤高的深沖性參量（r值）⑥適當(dāng)而均勻的晶粒度；⑦控制夾雜物的形狀和分布；⑧游離滲碳體的數(shù)量和分布。1）冷軋薄鋼板：碳：碳含量增加會(huì)使拉延能力變壞，因此絕大部分鋼板都采用低碳鋼。