【正文】 AlNb 25％ Ni Ni25Ti2AlNb 為了保證足夠鋼的塑性、韌性，鋼中雜質(zhì)元素控制比較嚴(yán)格。 合金元素在鋼中作用 （ 1） C 超低碳， 為了保證足夠鋼的塑性、韌性及加工性能。 （ 2） Ni 主要合金元素，保證 M形成，保證足夠鋼的塑性、韌性；與Mo、 Ti、 Nb、 Al形成金屬間化合物析出強化。 （ 3） Mo、 Ti、 Nb、 Al 與 Ni形成金屬間化合物析出強化。 （ 4） Co 提高 Ms點，與 Mo配合促進(jìn) Mo從 M中析出和細(xì)小分布。 （二）熱處理 高合金超低碳 M時效鋼熱處理包括兩個基本工藝過程： 固溶處理（得到 M） +時效處理（沉淀強化） 18％ Ni Ni18Co9Mo5TiAl 815℃ 480℃ 空冷 空冷 由于含 Co 提高 Ms點，固溶處理后空冷可獲得 M。 沉淀析出相： Fe2 Mo、 Ni3 Ti、 Ni3 Mo Ni3Al HRC2832 HRC52 σb 1800MPa 由于不含 Co ， Ms點很低，殘余 A量很大。因此在固溶處理與時效處理之間加一個冷處理工藝。 沉淀析出相 :（ Ni,Fe） 3（ Ti,Al,Nb） 815℃ 空冷 70℃ 冷處理 480℃ 空冷 HRC52 20 ％ Ni Ni20Ti2AlNb 不含 Co 、 Ni含量更大， Ms點更低，殘余 A量更大。因此熱處理工藝分兩種方法： （ 1）固溶處理 +高溫時效（ 705℃ ） +冷處理 +低溫時 效處理。 （ 2）固溶處理 +冷變形（ 25％） +冷處理 +低溫時效處理。 沉淀析出相 :（ Ni,Fe） 3 （ Ti,Al, Nb） 25％ Ni Ni25 Ti 2Al Nb （ 1）固溶處理 +高溫時效（ 705℃ ） +冷處理 +低溫時效處理 高溫時效（ 705℃ ）從 A中析出金屬間化合物，使 Ms點升高。 空冷 空冷 空冷 705℃ HRC52 815℃ 435℃ 70℃ 冷處理 HRC10 （ 2）固溶處理 +冷變形（ 25％） +冷處理 +低溫時效處理 冷變形使殘余 A的穩(wěn)定性降低，使 Ms點升高。 815℃ 435℃ 70℃ 冷處理 HRC52 空冷 空冷 冷變形 （三）性能與應(yīng)用 性能 高合金超低碳 M時效鋼之所以具有優(yōu)異性能： （ 1）淬火后：超低碳 M+大量殘余 A，具有和良好塑性、韌 性，另外通過時效沉淀析出使鋼具有超高強度； （ 2）工藝性能良好，固溶處理后超低碳 M+大量殘余 A硬度 不高，其冷變形、加工性能、焊接性能良好，焊接后無需固溶處理直接時效就可以； （ 3）熱處理中無脫碳、熱處理變形小，淬火不需要快冷無淬火開裂危險。 用途 航空、航天工業(yè)的飛機某些部件，火箭發(fā)動機外殼等。 各種要求變形小、形狀復(fù)雜的模具，例如塑料模具等。 海洋潛艇零部件及低溫零部件。 第六節(jié) 特殊用途結(jié)構(gòu)鋼 機械制造中特殊用途結(jié)構(gòu)鋼，包括低溫用鋼、耐磨鋼、無磁鋼、易切削用鋼以及軌道鋼等。 本節(jié)主要介紹耐磨鋼、易切削用鋼。 一、高錳耐磨鋼 高 Mn鋼的基體組織為 A， 由于 Mn能降低奧氏體層錯能，提高鋼材在冷變形過程中的加工硬化能力，這種性能應(yīng)用于 Mn13耐磨鋼中。 高 Mn鋼的化學(xué)成份 ～ ％ C , ～ 15％ Mn, ～ ％ Si, ≤ ％ S, ≤ ％ P, ≤ ％ Cr ≤ ％ Ni, ≤ ％ Cu 鑄態(tài)組織 A+沿晶界析出的碳化物 熱處理 鑄造后的高 Mn鋼要進(jìn)行固溶處理，以消除沿 A晶界析出的碳化物，得到單一的 A組織。 固溶處理溫度 1050～ 1100℃ ，水冷卻，稱 水韌處理 性能 固溶處理后的性能 σb 800 ～ 1500MPa。 250 ～ 400MPa。 δ 35 ～ 45％； ψ40 ～ 50； HB170 ～ 300； ak（ 20 ℃ ） 20 ～ 30 J/cm2 水韌處理后的高 Mn鋼，受沖擊后表面會產(chǎn)生加工硬化，內(nèi)部是高塑性的 A。因此兼有高硬度、高耐磨性、高塑性。 用途 挖掘機鏟斗、粉碎機顎板、內(nèi)襯，挖掘機、拖拉機、坦克履帶板等。 * 高錳鋼中的碳化物對鋼的性能是有害的，它降低鋼的強度并使其發(fā)脆。因此，高錳鋼鑄件需加熱使其奧氏體化，使鋼中的碳化物溶于奧氏體中，然后讓其在水中快冷，使碳化物來不及析出，得到單一的奧氏體組織。這種處理方法叫水韌處理。 二 易切削用鋼 （一）合金元素對鋼切削加工性能的影響 S、 P、 Se、 Te、 Pb 、 Bi等元素加入中，常常以 非金屬夾雜物的形式存在來提高鋼的切削性能。這些 元素的 非金屬夾雜物之所以能改善鋼的切削性能的原因，在于滿足了下述條件： ，夾雜物作為應(yīng)力集中源，從而起到起源裂紋和脆化切屑的作用。這樣切屑與刃具間的接觸長度可以減少，從而有利于切削性的改善。這種應(yīng)力集中源，還應(yīng)恰好不致使工件產(chǎn)生裂紋。 ，而不致切斷金屬塑性流變而損害刃具表面。 ，進(jìn)而降低刃具表面溫度升高。 ，不能在刃具的側(cè)面作為磨料。 （二）對切削性有益的夾雜物 是目前了解最清楚和應(yīng)用最廣泛的易切削鋼添加物。 一般認(rèn)為， MnS夾雜物在切削剪切區(qū)作為應(yīng)力集中源，可以起裂紋源的作用，并隨后引起切屑斷裂。 MnS夾雜還能在切削刃具表面沉積為 MnS薄層，降低刃具有切屑的摩擦，使切削溫度降低，并減少刃具的摩擦或成為熱量傳播的障礙，從而延長刃具的使用壽命。 2. MnSe與 MnTe Se 與 Te既可單獨使用也可與 S， Pb等共同加入鋼中使用。 MnSe可以改善工件表面粗糙度和促進(jìn)切屑斷裂，并形成較多的球形夾雜物，提高切削性能。 MnTe可以降低切削力和切削溫度，使切屑變薄而易破斷，從而減少刃具的磨損。 Bi Pb可以與 MnS結(jié)合，在不加 S鋼中以 Pb的質(zhì)點分布。 Pb的添加可作為內(nèi)部潤滑劑降低摩擦力，并轉(zhuǎn)過來降低剪切抗力，得到較薄較小和較緊密的螺旋狀切屑，減少切屑與刃具的接觸面積，從而降低切削溫度和減少刃具的磨損。 Bi與 Pb類似。 Ca夾雜物 通過 CaSi和 SiFe脫氧，可以形成特定的 CaOMnOSiO2Al2O3四元非金屬夾雜物，它在機械加工時，將刃具磨損表面沉積一個薄層（ 20μm ），這個薄層是磨損的障礙，可以延長刃具的使用壽命 （三）損害切削性能的夾雜物 （ 1） Al2O3 （ 2） SiO2 （ 3） 復(fù)雜氧化物 硅酸鹽夾雜物 （ 4） 氮化物 （ 5） 碳氮化合物 這些夾雜物硬度高，往往限制剪切和阻礙剪切區(qū)的塑性變形，從而提升切削溫度；另外在切削時，這些夾雜物與刃具摩擦，加劇刃具磨損。因此降低刃具的壽命。 （四）常用的易切削用鋼 鋼中加入 S、 P、 Se、 Te、 Pb等，經(jīng)合金化可以提高鋼的切削加工性能。 碳鋼（含 S、 P） ： Y12 , Y20 , Y40Mn 碳鋼（含 Pb） ： YP40 碳鋼（含 Se） ： Y35S 鉻鋼（含 Se） ： Y40CrS 合金鋼（含 Pb） ： YP12CrNi, YP30CrMo 熱處理：碳鋼，熱軋、正火。 合金鋼，調(diào)質(zhì)處理。