【正文】 組織 —— 鋼基體 + 團(tuán)絮狀 G 性能 —— 強(qiáng)度、塑韌性優(yōu)于 HT，低于 QT。 連桿 管道接口 （３）蠕墨鑄鐵 —— 在鐵水澆注前加蠕化劑而得 牌號(hào) —— 如 RuT420 ，表示 ?b≥420 。 低溫退火 ， 720~760℃ ， P→G + F ， 塑韌性、切削加工性 ↑ 高溫退火 ， 900~950℃ ， P, Cm→G + F ， 塑韌性、切削加工性 ↑ 正火 —— P% ↑ ，細(xì)化組織，強(qiáng)度、耐磨性 ↑ 低溫正火 ， 840~860℃ ， → P + F + G ，塑韌性較好。 應(yīng)用 —— 如，機(jī)床床身、導(dǎo)軌，汽缸體。 組織 —— 鋼基體 （ F 、 F + P 、 P） + 片狀 G 性能 —— 與其它鑄鐵相比，力學(xué)性能差，其它性能好。 第二節(jié) 常用鑄鐵的分類 缺口敏感性低 —— 表面粗糙對(duì)疲勞極限的影響不明顯 消震性好（是鋼的十倍） —— G 組織松軟 鑄造性好 —— 接近共晶成分、熔點(diǎn)低、流動(dòng)性好、凝固收縮小。 + P + Fe3C 灰口鑄鐵的組織 —— 鋼基體 + G 石墨 G： 是碳的一種結(jié)晶形態(tài)，含碳量為100%， 簡(jiǎn)單六方晶格 ，面間距較大，結(jié)合力弱，所以其結(jié)晶形態(tài)常易發(fā)展為片狀，其強(qiáng)度、塑性、韌性很低； 減小鋼基體的有效截面，并引起應(yīng)力集中。應(yīng)用廣泛。 1 154 GFAPCS ??? ???39。 ?不含穩(wěn)定化元素 Ti、 Nb的鋼 ， 加熱溫度不超過450℃ ， 以免析出 Cr碳化物而引起晶間腐蝕； ?對(duì)于超低碳和含 Ti、 Nb不銹鋼的冷加工件和焊接件 ， 需在 500～ 950℃ 加熱 ， 然后緩冷消除應(yīng)力 ，可以減輕晶間腐蝕傾向 ， 并提高鋼的應(yīng)力腐蝕抗力 。其目的是使大部分 Cr碳化物溶解，而使TiC、 NbC部分保留，不會(huì)在晶間沉淀出Cr23C6 。 性能： 工件在工作中受到?jīng)_擊變形時(shí)，表層產(chǎn)生加工硬化，及 M轉(zhuǎn)變，硬度顯著 提高，心部保持高韌性。 ： ? 例如：珠光體組織在硝酸酒精中的腐蝕； 珠光體 鐵素體：電極電位較低，成為陽(yáng)極，不斷的被腐蝕； 滲碳體：電極電位較高，成為陰極，不易被腐蝕； 這樣，原先被拋光的磨面變得凹凸不平，凸出的部分為滲碳體，凹陷的部分為鐵素體，故可觀察珠光體組織； 所以，電極電位較高的具有較高的耐蝕性；兩相組織越細(xì)，所形成的原電池就越多，耐蝕性就越差； 總結(jié)： ? 提高鋼的耐蝕性的方法： 盡量在室溫下獲得相組織； 提高合金本身的電極電位，為此常加入少量地 Cr、 Ni等； 形成氧化膜 常用不銹鋼 鉻不銹鋼： F 型 —— 如 1Cr17，化工設(shè)備、食品工業(yè)。 ： 金屬腐蝕的形式有兩種 ， 一種是 化學(xué)腐蝕 ， 一種是電化學(xué)腐蝕 。 穩(wěn)定，消除內(nèi)應(yīng)力。 最終熱處理 —— 淬火 + 高溫回火 最終組織 —— 回火 T 或 回火 S 三、量具用鋼 —— 卡尺、千分尺、塞規(guī)等 性能 —— 高的硬度和耐磨性、良好的尺寸穩(wěn)定性。 ↑淬透性 ↑回火穩(wěn)定性，強(qiáng)化鐵素體 。 最終熱處理 —— 淬火 + 低溫回火 最終組織 —— 回火 M + 碳化物 + 少量 A ‘ Cr12MoV沖孔落料模 含碳量 %%C,合金元素： 11%%Cr,% %Mo,%V Cr—— ↑淬透性，并形成 Cr7C3合金碳化物，具有極高硬度和耐磨性 。 二、模具鋼 （一）冷模具鋼 —— 冷沖、冷鐓、冷擠壓模等。 淬火組織 （左圖）： M + 碳化物 + A 39。后一次回火還可以消除前一次回火由于奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。 B)淬火組織： 馬氏體（ 60～ 65％） +殘余奧氏體（ 25～ 30％）+合金碳化物（約 =10％），如圖所示。 對(duì)高速鋼熱硬性影響最大的合金元素 W、 Mo、 V只有在 1000℃ 以上時(shí) ，其在奧氏體中的溶解量才急劇增加 。 ： 以 W18Cr4V為例，制造一把盤型齒輪銑刀，應(yīng)保證高硬度、高耐磨性、熱硬性； ⑴鍛造： 高速鋼的鑄態(tài)組織中 含有萊氏體 ，如圖所示： 鍛造的目的 ：萊氏體這些粗大的組織不能用熱處理的方法消除，只能通過鍛造的方法將其擊碎，使之分布均勻； 鍛造后應(yīng)緩冷（常采用在砂中冷卻）； ⑵退火： 目的 ：降低硬度，消除應(yīng)力，以利切削加工，同時(shí)也使碳化物形成均勻分布的顆粒，改善鋼淬、回火后的性能； 退火方法 ：等溫退火 T加 =860～ 880℃ 保溫 4h，（ Ac1為 820～ 840 ℃ ） 打開爐門冷至 720～760℃ 保溫 3h， 出爐空冷如圖所示； ?W18Cr4V鋼退火后硬度為 207～ 255HB，組織為索氏體上分布著細(xì)小顆粒狀的碳化物。 ⑶ W、 Mo造成二次硬化 ,以保證鋼的熱硬性 在退火狀態(tài)下形成碳化物，硬度很高，在淬火加熱時(shí)極難溶解。 主要用途 ：制造尺寸大、切削速度高、負(fù)荷重、工作溫度高的各種刃具，如車刀、銑刀、刨刀、拉刀、鉆頭等，也可制造要求一定耐磨性的冷、熱模具。 （ 四 ） 高速鋼 定義： 高速鋼是由大量 W、 Mo、 Cr、 V等 元素組成的高碳 、 高合金鋼 。 熱處理 —— 球化退火 （ + 機(jī)加工） + 淬火 + 低溫回火 最終組織 —— 回火 M + 合金碳化物 + 少量 A 39。 ? （ 3） T10車刀的淬火溫度為 780℃ 左右，冷卻介質(zhì)為水；回火溫度為 150℃ ～ 250℃ 。 螺紋量規(guī) 熱處理 ：淬火 + 低溫回火 組織 ： 回火 M＋ 粒狀 Fe3C + A39。產(chǎn)生大量切削熱，使刃具溫度升高達(dá) 600℃ 左右。 HRC： 62～ 66 為消除磨削應(yīng)力 ， 進(jìn)一步穩(wěn)定組織及尺寸 ， 在磨削加工后再進(jìn)行一次附加回火 ， 回火溫度為120～ 150 ℃ ， 回火時(shí)間為 2～ 3 h。 GCr15鋼球化退火溫度： 780～ 810oC， 保溫時(shí)間為 2～ 6 h， 然后以 10～ 30oC／ h的速度冷卻至600oCC出爐空冷 。 高的冶金質(zhì)量 接觸疲勞性能對(duì)非金屬夾雜物有要求 。 提高耐蝕性 。 還應(yīng)有 一定的韌性 ， 抗腐蝕性 、 尺寸穩(wěn)定性等 。 高的抗壓屈服強(qiáng)度和硬度 ， 一般硬度應(yīng)在 HRC62～ 64之間 。 （ 四 ） 常用的彈簧鋼： 如表 76 碳素彈簧鋼 65鋼 用于制造小截面 （ 直徑＜12～ 15mm） 彈簧 ， 缺點(diǎn)是淬透性差 . 合金彈簧鋼一般以 Si－ Mn鋼為基本類型 ，65Mn鋼的價(jià)格低廉 ， 淬透性優(yōu)于碳素彈簧鋼 ， 可以制造尺寸為 8～ 15mm的小型彈簧 ， 如各種小尺寸的扁簧和座墊彈簧 、 彈簧發(fā)條等 。 含硅量高時(shí)易石墨化 ， 加熱時(shí)易脫碳 ， Mn增大鋼的過熱傾向 。 此外 ， 一些在高溫及易蝕條件下工作的彈簧 ， 還應(yīng)具有良好的耐熱性和抗蝕性 。 （一）彈簧鋼的性能特點(diǎn)： 高的 σe 、 σs 、 σb 、 σ1 ，一定的塑韌性 彈簧的作用 ：通過彈性變形所儲(chǔ)存的能量緩和機(jī)械所承受的震動(dòng)和沖擊。為了滿足上述綜合機(jī)械性能的要求，確定選用 40Cr鋼制作連桿螺栓。 35CrMo，較大截面零件，如曲軸、連桿。 （ 3） 作為基體組織的鐵素體是從淬火馬氏 體轉(zhuǎn)變而成的 ， 晶粒細(xì)小 ， 使鋼的冷脆傾向性大大減小 。 淬火介質(zhì)：合金鋼的淬透性比較高，可以采用較慢的冷卻速度淬火，一般都用 油淬， 以避免出現(xiàn)熱處理缺陷； ⑵高溫回火：一般為 500~650℃ 。 加入細(xì)化奧氏體晶粒的元素 回火索氏體中的鐵素體晶粒越細(xì)小 ， 則鋼的強(qiáng)韌性越好 ， 為了細(xì)化鐵索體晶粒 ， 首先必須先細(xì)化奧氏體晶粒 ， 常用的元素有 W、Mo、 V、 Ti等 。 。 淬透性和力學(xué)性能均較高 用于中等載荷 的耐磨件， 如汽車變速齒輪。 淬透性小，心部強(qiáng)度低，強(qiáng)韌性 配合差 用于受力小的耐磨件，如柴 油機(jī)的活塞銷、 小軸（ 凸輪軸） 、 等。 滲層硬度高，耐磨，抗接觸疲勞； 合金滲碳鋼應(yīng)具有良好的工藝性能，特別是熱處理工藝性能 ，在滲碳溫度（ 900~950）下，奧氏體晶粒不易明顯 長(zhǎng)大，并且有良好的淬透性。細(xì)化珠光體晶粒，同時(shí)在鋼中形成微細(xì)的碳化物，起到彌散強(qiáng)化的作用，從而提高鋼的強(qiáng)度及韌性； ? 少量 Cu、 P等 ； Cu、 P：提高鋼對(duì)大氣的抗蝕能力； （二）成分及作用 ：含碳量一般小于 %，保證好的韌性、焊接性和冷成形性， 1．低合金結(jié)構(gòu)鋼 鋼號(hào) 舊鋼號(hào) 主 要 化 學(xué) 成 分 ， % 機(jī)械性能 C Mn Si， ? ?s ， MPa ?b ， MPa ?5 ， % Q295 09MnNb 12Mn ? ~ 295 570 23 Q345 16Mn 16MnRe ~ ~ 345 630 21~22 Q390 16MnNb 15MnTi ? ~ 390 650 19~20 Q420 14MnVTiRe 15MnVN ? ~ 420 680 18~19 Q460 14MnMoV 18MnMoNb ? ~ 460 720 17 常用低合金結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)、成分、性能 （厚度 (直徑 )?16mm， AKV ≥34J） : Q 345 345 MPa 屈服強(qiáng)度 （三）常用低合金結(jié)構(gòu)鋼及其組織形態(tài) 通常在熱軋狀態(tài)或退火、正火狀態(tài)下使用 組織：鐵素體 +珠光體 不需最終熱處理 Q460鋼含 Mo、 B， 強(qiáng)度高， 用于石化中溫 高壓容器。 特殊性能鋼： 不銹鋼與耐熱鋼 數(shù)字 +元素 +數(shù)字 第一個(gè)數(shù)字表示含碳量的 千分之幾 , 第二個(gè)數(shù)字表示合金元素的 百分之幾 。高速鋼中不標(biāo)含碳量，如 W18Cr4v， W6Mo5Cr4V2等。 特殊性能鋼 —— 不銹鋼、耐熱鋼、耐磨鋼。 ?滾動(dòng)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 一位數(shù)字 含碳量 ≥% 時(shí)不標(biāo)，＜ %時(shí)用 千分之幾表示 ,例如 CrMn、 9Mn2V等。 ? （ 3） 對(duì)回火脆性的影響 ： ? 回火脆性：淬火鋼在回火時(shí)的沖擊韌性并不是隨回火溫度的升高單調(diào)的增大，有些鋼在一定溫度范圍內(nèi)回火時(shí)，其沖擊韌性顯著下降，這種現(xiàn)象叫做鋼的回火脆性； 如圖 78所示； ? 第一類回火脆性：鋼在 250~400 ℃ 溫度范圍內(nèi)出現(xiàn)的回火脆性叫做第一類回火脆性，也叫低溫回火脆性； ? 第一類回火脆性產(chǎn)生的原因與防止方法 :避免在此溫度范圍內(nèi)回火，或加入一些合金元素，如：Ｓｉ； ? 第二類回火脆性：鋼在 500~650 ℃ 范圍內(nèi)回火時(shí)出現(xiàn)的回火脆性叫做第二類回火脆性，也叫高溫回火脆性； ? 第二類回火脆性產(chǎn)生的原因與防止方法： 防止方法： 1. 回火后快冷 可避免，重新加熱后快冷可消除之，故此類回脆又叫做可逆回火脆性； 2. 加入適量的 W、 Mo；（當(dāng)鋼中含有 Cr、 Ni、Mn、 Si、 P等元素時(shí)，高溫回火的脆性增大，在含有 Cr時(shí)，還有 Ni和 Mn則回火脆性更大）。 ? 提高鋼的回火穩(wěn)定性作用較強(qiáng)的合金元素有： V， Si，Mo， W， Cr， Ni， Mn,Co （ 2） 二次硬化和二次淬火 ? 當(dāng)鋼中含 Cr、 W、 Mo、 V、 Ti等超過一定量時(shí)，回火后的硬度隨回火溫度的升高不是單調(diào)的降低，而是在某一溫度范圍回火后 硬度 反而增加，并 在 一定溫度（ 500~600℃ ）達(dá)到峰值 。 合金元素對(duì) 回火轉(zhuǎn)變 的影響： 1. 提高鋼的回火穩(wěn)定性： 回火穩(wěn)定性：表示鋼對(duì)于回火時(shí)發(fā)生軟化過程的抵抗能力； ? M 分解、碳化物長(zhǎng)大、殘余 A轉(zhuǎn)變、 F再結(jié)晶被推遲到較高的溫度才發(fā)生。 合金元素溶入奧氏體中，就或多或少地推遲珠光體轉(zhuǎn)變，提高淬透性。 非碳化物形成元素 能輕微的阻止奧氏體晶粒長(zhǎng)大 ( Si、Ni、 Cu、 Co 等 )。 使共晶轉(zhuǎn)變點(diǎn) E 左移 → 鋼中出現(xiàn) Le 39。 碳化物形成元素中： 與碳親和力 較弱 的元素可部分溶于滲碳體中 合金滲碳體，大部分仍溶于鐵素體中 。 二、合金元素的主要作用 （一）合金元素對(duì)鋼中基本相的影響