【正文】 。如除 Co外， C曲線都右移，提高淬透性；共析點左移，高速鋼鑄態(tài)組織出現(xiàn) Ld。而超過 900℃ 則用鈮基、鉬基合金或陶瓷材料。 不銹鋼、耐熱鋼的合金元素量大，價也高，按使用溫度來合理選擇。組織穩(wěn)定，廣泛用在鍋爐和汽輪機(jī)制造方面。 4) 奧氏體鋼 這類熱強(qiáng)鋼用在 600700℃ ，且組織為奧氏體的鋼種，其中合金元素的含量大大超過 10％以上。為提高耐磨性而增加熱強(qiáng)鋼的碳含量， 4Cr9Si2可用到 650℃ ，4Cr10Si2Mo可用到 800℃ 。 2) 馬氏體鋼 Cr13型， 1Cr13可用到 450－ 475℃ ， 2Cr13只能用到 400－ 450。 常用鋼種 1) 珠光體型鋼 如 15CrMo、 12Cr1MoV等。 ? 高的高溫強(qiáng)度，在應(yīng)用狀態(tài)不應(yīng)斷裂、大的塑性變形； ? 持久熱強(qiáng)性，材料在高溫下發(fā)生塑性變形出常規(guī)方式外，在低于屈服應(yīng)力下還可以發(fā)生蠕變。 性能要求： 高溫下有一定抗氧化能力和較高強(qiáng)度以及良好組織穩(wěn)定性的鋼中叫熱強(qiáng)鋼。 ? Ni和 Re， Ni是穩(wěn)定奧氏體元素，稀土元素的加入能穩(wěn)定鉻的氧化膜。 ? 加入 Si，在高溫下，可以形成 SiO2薄膜，也能提高抗氧化性，但過量的硅會惡化鋼的熱加工性能。它們都屬于奧氏體型鋼，不僅有良好的抗氧化性，而且有抗硫腐蝕和抗?jié)B碳能力，可以進(jìn)行剪切、沖壓、焊接加工。 典型牌號 ： 早期用 3Cr18Ni25Si2，現(xiàn)在主要用 3Cr18Mn12Si2N、2Cr20Mn9Ni2Si2N。 性能要求： 熱穩(wěn)定鋼在高溫下具有較好的抗氧化性，而有一定強(qiáng)度的鋼種，也稱為 抗氧化鋼 ，又叫不起皮鋼。 ③ 消除應(yīng)力處理 不銹鋼中有應(yīng)力的存在，可以引起應(yīng)力腐蝕，降低性能甚至造成早期斷裂，對于冷加工的應(yīng)力一般加熱到 300－350℃ ，而焊接應(yīng)力則要加熱到 850℃ 以上，這時還有穩(wěn)定化處理的效果。 奧氏體型不銹鋼的熱處理 ① 固溶處理 將鋼加熱到 1050－ 1100℃ ，讓所有碳化物全部溶解，各元素均勻溶解分布，水淬得到過飽和而來不及析出碳化物，達(dá)到均勻組織，提高耐腐蝕性。 加入 Ti的主要作用是為了抑制 (Cr,Fe)23C6在晶界上的析出，消除晶間腐蝕。 奧氏體型不銹鋼的晶間腐蝕 在 18－ 9型不銹鋼中，隨著碳的含量增加，鋼的耐腐蝕性下降。奧氏體不銹鋼是單相組織，電化學(xué)作用小，對硝酸、冷磷酸、有機(jī)酸、堿類、鹽等溶液表現(xiàn)出化的耐腐蝕性，廣泛用來制造要求耐酸、堿、鹽腐蝕的容器和器械。這類鋼為一直都是單相奧氏體組織，故稱為奧氏體不銹鋼。鐵素體型可以用來制造化工設(shè)備中的容器、管道等。這類鋼的耐腐蝕性好，但不能利用淬火得到馬氏體來強(qiáng)化，所以材料的強(qiáng)度較低，塑性非常好。 2）鐵素體型 Cr17系列 常用牌號是 1Cr17。 3Cr13的彈性好，可以旨在醫(yī)療用鉗子、鑷子，以及日常餐具等。常規(guī)熱處理工藝為 10001050℃ 加熱淬火， 700790℃ 回火。 1Cr1 2Cr13不銹鋼主要用來制造耐腐蝕構(gòu)件，如汽輪機(jī)葉片、水壓機(jī)的閥、結(jié)構(gòu)架等。 1）馬氏體型： Cr13系列： 包括 1Cr1 2Cr1 3Cr1 4Cr13， Cr的含量一般在 13％左右，充分利用 Cr對電極電位提高的作用。 ⑤ 加入 Ti、 V，消除碳的晶間偏析，與鋼中的碳優(yōu)先形成化合物，避免晶界由于生成 Cr的碳化物而出現(xiàn)貧鉻，減輕了材料晶間腐蝕傾向。 ① 降低鋼的含碳量 ，減少雙相珠光體數(shù)量； ② 加入元素 Cr，可以提高材料的電極電位及鈍化能力 ，特別是含量達(dá)到 12％處，電極電位突然增加 (n/8原理 )，所以一般不銹鋼中的 Cr含量都大于 12％； ③ 加入足夠 Cr、 Ni，改變相圖使鋼成為單相組織 ，避免形成雙相組織的原電池。當(dāng)一種材料與另一種材料形成宏觀電池，也出現(xiàn)電化學(xué)腐蝕，防止的途徑就是抬高其電極電位，讓腐蝕發(fā)生在不重要的部分或?qū)ｉT為保護(hù)而放置的材料上。 防 電化學(xué) 腐蝕措施 ? 盡量為單相組織，減少自己內(nèi)部構(gòu)成原電池的可能性； ? 加入合金元素，使兩相的電極電位相近，減少電流； ? 減少或阻隔電流，可以想法增加電阻，例如生產(chǎn)致密不導(dǎo)電的保護(hù)膜，即進(jìn)行“鈍化”處理。防腐原理就是阻斷其中一環(huán)，為適應(yīng)某工作環(huán)境，電解質(zhì)的存在是無法改變的事實。珠光體就是一例。當(dāng)不同的材料處于同一電解質(zhì)中時，若二者的電極電位不同時，它們之間存在電勢差即電壓。防腐措施是鋼中加入 Al、 Cr、 Si等元素，在高溫時形成致密氧化物阻止氧進(jìn)一步向內(nèi)擴(kuò)散；也可將鋼進(jìn)行表面處理，如發(fā)藍(lán)、發(fā)黑等在表面形成保護(hù)層。腐蝕時有電流產(chǎn)生的叫做 電化學(xué)腐蝕 。 1．金屬的腐蝕 腐蝕： 金屬表面和周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)作用引起的損壞現(xiàn)象叫做腐蝕。 工藝舉例： 第六節(jié) 特殊鋼 一、不銹鋼 特殊性能鋼是指具有特殊物理、化學(xué)性能的專用鋼，如不銹鋼、耐熱鋼、耐磨鋼、低溫用鋼、電工鋼等。 后期 120℃ 時效 36hr，用來消除粗磨產(chǎn)生的應(yīng)力。 冷處理降溫至70～ 80℃( 干冰或冷凍 )消除殘余奧氏體的影響，硬度可達(dá)HRC66。復(fù)雜、高精度量具采用低合金刃具鋼 CrWMn。 常用的鋼號： 沒有專門的鋼種。 二、模具鋼 第四節(jié) 合金結(jié)構(gòu)鋼 華中科技大學(xué)材料系開發(fā)研制的部分模具鋼 三、量具鋼 用途： 制造各種測量工具，如卡尺、千分尺、塊規(guī)、卡板、塞規(guī)、螺旋測微儀等等。 熱處理： 鍛造毛坯 ― 退火 ― 機(jī)械加工 ― 淬火、帶溫回火 ― 精加工― 產(chǎn)品。 常用鋼號： 5CrMnMo、 5CrNiMo、 5Cr2NiMoVSi等。 性能要求 ： ①高的熱硬度和高溫耐磨性；②高熱穩(wěn)定性，工作時模具表面不易氧化和本身不發(fā)生組織轉(zhuǎn)變；③足夠的韌性和耐疲勞抗力，很多模具承受的是沖擊力；④高熱疲勞抗力，模具在工作急熱急冷的溫度變化，膨脹收縮循環(huán)作用下的產(chǎn)生的疲勞裂紋，表現(xiàn)為工作表面的龜裂。 工藝流程： 下料 ― 鍛造 ― 球化退火 ― 機(jī)加工 ― 淬火、低回 ― 精磨或電火花加工 ― 產(chǎn)品。二者處理后的硬度差不多，后者工藝復(fù)雜，但使用溫度可以提高。 1. 冷作模具鋼 熱處理： Cr12系列鋼中最有代表性的是 Cr12MoV鋼，既有普通鋼的特點，也可以出現(xiàn)二次硬化，典型熱處理工藝有兩種。 1）冷作模具鋼 二、模具鋼 成分特點： ①高碳，＞ %C，有的甚至可達(dá)到 2％，保證熱處理后的硬度在 HRC60以上；②加入較多能形成難熔碳化物的強(qiáng)碳化物形成元素，如 Cr、 Mo、 W、 V等，用來提高材料的耐磨性，其中 Cr含量較高，一方面可以大幅度提供鋼的淬透性，另一方面形成的碳化物 Cr7C3也是高硬度的耐磨質(zhì)點；Mo、 V可一提高回火穩(wěn)定性，并能細(xì)化晶粒。 用途： 在接近室溫狀態(tài)對金屬進(jìn)行變形的模具，如冷沖模、冷鐓、冷擠壓、拉絲、滾絲輪、搓絲板等。一般硬度可以保證在 HRC6264，含 Co高速鋼硬度可以達(dá)到 HRC6567。最后的硬度可以保證在 HRC6264，并且在使用過程中，溫度直到 600℃ 附近，材料的組織都不會發(fā)生變化，即保證了高溫使用下的硬度，這就是高速鋼的紅硬性?；鼗鸷蟮睦鋮s中，殘余奧氏體可以繼續(xù)發(fā)生馬氏 體轉(zhuǎn)變，材料的硬度進(jìn)一步提高，這就是 二次硬化 。小零件分級后空氣中冷卻就能保證馬氏體轉(zhuǎn)變；大尺寸零件還需要在280℃ 硝鹽浴分級，再到空氣中冷卻。 最終熱處理 (淬火 )： 850℃ 預(yù)熱，發(fā)生奧氏體轉(zhuǎn)變，均勻內(nèi)外材料的組織和溫度； 12001280℃ 高溫加熱，合金碳化物充分溶解，保證奧氏體的含碳量在 %以上， Mo含量多的加熱溫度低一些。鍛造后進(jìn)行 球化退火 ，工藝如圖，組織為索氏體及其上分布的細(xì)小顆粒狀碳化物。 預(yù)先熱處理： 高速鋼的鑄錠中碳化物粗大，極不均勻，必需經(jīng)過良好的鍛造。④ V提高耐磨性， VC的硬度極高，顆粒細(xì)小，也