【正文】 心 :A 鏟齒、履帶板 碳素工具鋼 ~5 T7~T13 高硬度、耐磨性 淬火＋低溫回火 M回 +A’+C粒 沖頭、銼刀 低合金工具鋼 ~ Cr、 Si、 Mn：提高淬透性 V：細(xì)化晶粒 9SiCr 9Mn2V 高硬度、耐磨性 淬火＋低溫回火 M回 +A’+C粒 板牙、絲錐 高速鋼 ~ Cr: 提高淬透性； W、 Mo：提高熱硬性；V:細(xì)化晶粒 W18Cr4V W6Mo5Cr4V2 高熱硬性、硬 度、耐磨性 鍛造 +退火 +淬火 +560℃ 三次回火 M回 +A’+C粒 高速切 削刃具 冷作模具鋼 ~ Cr: 提高淬透性； W、 Mo、 V：提高耐磨性、細(xì)化晶粒 Cr12MoV 高硬度、耐磨性 淬火＋低溫回火 M回 +A’+C粒 擠壓模、 冷沖壓模 熱作模具鋼 ~ Cr、 Ni、 Mn、Mo:作用同調(diào)質(zhì)鋼 5CrNiMo 5CrMnMo 高的抗熱 疲勞性能 調(diào)質(zhì) S回 熱鍛模 。 ? 主要用于過熱器管道等。 ? Ti的作用是彌散強化。 汽車閥門 鍋爐安全泄壓閥 (2Cr13) 過熱器管排 過熱器集箱 ? 奧氏體耐熱鋼 ? 最典型鋼號是 1Cr18Ni9Ti。 ? ⑶ 組織： S回 。 ? V彌散強化。 鍋爐管 15CrMo正火組織 ? 馬氏體耐熱鋼 ? 常用鋼號為 1Cr1 1Cr11MoV、 4Cr9Si2 ? ⑴ 合金元素作用： ? Cr、 Si提高抗氧化性 。 ? V彌散強化。 ? 蠕變指金屬在高溫低于 σs的應(yīng)力下所發(fā)生的極其緩慢的塑性變形 . ? 提高高溫強度的途徑 : ? ① 固溶強化； ? ② 析出強化； ? ③ 晶界強化 (加入 B、Zr等降低晶界能量 ) 高溫合金中的 ?’ 析出相 高溫合金中的彎曲晶界 裂紋中止于晶界顆粒狀析出物 渦輪機機殼 鋼制法蘭 ? ㈡ 常用耐熱鋼 ? 珠光體耐熱鋼 ? 常用鋼號為 15CrMo、12Cr1MoV，是低合金鋼。 ? 鋼中加入 Cr、 Si、Al可形成致密穩(wěn)定的氧化膜，阻礙氧進(jìn)一步擴散，提高抗氧化性。 即 在特定合金 環(huán)境體系中，應(yīng)力與腐蝕共同作用引起的破壞 。 ? 組織為 單相奧氏體 。 ? ⑵ 熱處理： 采用 固溶處理 。 ? ⑴ 性能特點： 具有良好的耐蝕性，冷熱加工性及 可焊性。 鋼中 σ相 ? ⑸ 用途 ? 廣泛用于硝酸和氮肥工業(yè)的耐蝕件。但有脆化傾向： ? ① 475℃ 脆化： 加熱到 450~550℃ 停留，產(chǎn)生脆化 . 再加熱到 600℃快冷可消除。 ? ⑴ 成分： 高鉻低碳 ? ⑵ 無 ? ? ? 相變 ，不能進(jìn)行熱處理強化。 ? 用于要求耐蝕、耐磨件，醫(yī)療器械、量具等。 ? 使用狀態(tài)下的組織： M回 。 奧氏體不銹鋼晶界的 Cr23C6析出 晶間腐蝕 晶間腐蝕破壞 304不銹鋼 消火栓 齒輪架 ? ㈢ 常用不銹鋼 ? 馬氏體不銹鋼 ? 主要是 Cr13型不銹鋼 鋼號為 1Cr13~4Cr13 ? 隨含碳量提高，強度、硬度提高，耐蝕性下降 . ? ⑴ 1Cr1 2Cr13 ? 熱處理 : 淬火 +高溫回火 ? 使用狀態(tài)下的組織 : S回 不銹鋼棒 ? 1Cr1 2Cr13具有耐大氣 、 蒸汽腐蝕能力及良好的綜合力學(xué)性能。 ? Ti, Nb: 防止奧氏體鋼晶間腐蝕 . ? 晶間腐蝕 是沿晶粒周界發(fā)生腐蝕的現(xiàn)象，危害很大 . ? 它是由于 Cr23C6析出于晶界，使晶界附近 Cr含量降到 12%以下，在介質(zhì) 作用下發(fā)生強烈腐蝕 。 ? ③ 提高基體電極電位 (n/8規(guī)律 ) ? Ni：獲得單相奧氏體組織。中國每年腐蝕的損失至少達(dá) 400億元以上 . 珠光體腐蝕示意圖 電解液 ZnCu原電池示意圖 Zn Zn ? ㈡ 不銹鋼中合金元素的作用 ? 低碳： 碳高，則降低耐蝕性。 ? ② 提高合金的電極電位。 ? 不同組織、成分、應(yīng)力區(qū)域之間都可構(gòu)成微電池。 一、不銹鋼 ? 在腐蝕介質(zhì)中具有耐蝕性能的鋼。 化工管道的腐蝕 裂解管內(nèi)壁的高溫腐蝕減薄 ? 化學(xué)腐蝕 是指金屬在非電解質(zhì)中的腐蝕。 量規(guī) 第五節(jié) 特殊性能鋼 特殊性能鋼 是指具有特殊物理 、 化學(xué)性能的鋼 。目的是減少 A’。 量塊 電子卡尺 ? 量具鋼的熱處理特點 ? ⑴ 淬火前預(yù)備熱處理采用球化退火或調(diào)質(zhì)處理。 ? ⑶ 滾動軸承鋼、冷作模具鋼 。 ? ⑶ 足夠的韌性。 ? ⑴ 高硬度和耐磨性。如千分尺、卡尺、塊規(guī)、塞規(guī)等。 W、 Cr提高抗熱疲勞性能 。 ? 使用狀態(tài)下的組織 : S回 b) 壓鑄模鋼 ? 典型鋼號是 3Cr2W8V, 為過共析鋼。 ? ⑶ 高的淬透性和良好的導(dǎo)熱性。 汽車外板冷沖模 沖壓模具 ? ㈡ 熱作模具鋼 ? 制造使加熱金屬或液態(tài)金屬成型模具鋼種 . ? 性能要求 ? ⑴ 高溫下良好的綜合力學(xué)性能。 ? 最終熱處理為 : 淬火 +低溫回火 ? 使用狀態(tài)下的組織 : M回 +顆粒狀碳化物 +A’(少量 ) ③ 常用鋼號 為 Cr12和Cr12MoV。 高鉻 (~13%Cr) ? 合金元素作用： Cr 提高淬透性 ； Mo、 V 提高耐磨性，細(xì)化晶粒 。 ? ⑵ 足夠的強度和韌性。 ? 用于高速切削刃具，如 車刀 、刨刀 、 銑刀 、 鉆頭 等。消除內(nèi)應(yīng)力、穩(wěn)定組織。 ? 每次回火加熱都使前一次的淬火馬氏體回火。 ? 淬火后組織： M+未溶碳化物(~10%)+A’ (~20%) W18Cr4V鋼的淬火組織 Fe77W18Cr4V1—C相圖 ? 回火時的組織變化： ? ① 析出 W、 Mo、 V的碳化物， 產(chǎn)生二次硬化。 W18Cr4V鋼的退火組織 ? ⑶ 淬火目的 : 獲得高合金元素含量的馬氏體 。 ? ⑵ 退火目的： ? 降低硬度，便于切削加工； ? 為淬火作組織準(zhǔn)備。 絲錐 銼刀 手鋸條 鉆頭 ? ㈢ 低合金工具鋼 ? 由碳素工具鋼基礎(chǔ)上加入少量合金元素 (≤3~5)形成 . ? 成分特點： ? ⑴ 高碳： ~%C ? ⑵ 合金元素作用 ? ① 提高淬透性 : Cr、 Mn、 Si ? ② 提高耐回火性 ： Si ? ③ 提高耐磨性、細(xì)化晶粒 : W、 V 低合金工具鋼制品 ? 熱處理及組織 ? 同碳素工具鋼 , 只是 淬火介質(zhì)為油 (碳素工具鋼為水 ). ? 使用狀態(tài)下的組織為 : M回+顆粒狀碳化物 + A’ (少量 ) ? 常用鋼號及用途 ? 應(yīng)用最多的是 9SiCr。 木工鑿 手錘 木工鉆 ? T10~T11：制造低速切削工具，如鉆頭、絲錐、車刀等。 ? ⑵ 使用狀態(tài)下的組織： M回 +顆粒狀碳化物+A’(少量 ) 球狀珠光體 T12鋼正常淬火組織 ? 用途 ? 由于碳工鋼熱硬性、淬透性差，只用于制造小尺寸的手工工具和低速刃具。 碳素工具鋼帶 碳素工具鋼材料 ? 熱處理及組織 ? ⑴ 熱處理： 正火 +球化退火 +淬火 +低溫回火 ? 球化退火目的： ? ① 降低硬度 , 便于加工 。 ? 足夠的韌性 以防止脆斷和崩刃。 ? 高耐磨性 靠高硬度和析出細(xì)小均勻硬碳化物來達(dá)到。 如拖拉機的履帶板、球磨機襯板、破碎 機牙板、挖掘機鏟齒和鐵路轍岔等 . 履帶 球磨機襯板 挖掘機鏟齒 鐵路轍岔 破碎機牙板 第四節(jié) 工具鋼 按用途分為 : 刃具鋼 模具鋼 量具鋼 模具 刃具 量具 ? 用來制造各種切削刀具的鋼種。而心部仍為奧氏體組織 ,具有高耐沖擊能力。 高錳鋼水韌處理組織 澆鑄高錳鋼件 ? 使用及用途 ? 水韌處理后，韌性高，硬度低 .使用時必須伴隨著壓力和沖擊作用 。 即將鋼加熱到1100℃ ，使碳化物溶入奧氏體，并進(jìn)行水淬。 ? 這類鋼還可用于制造模具 、 量具等 . 向心球軸承 ? 是指在沖擊載荷作用下發(fā)生沖擊硬化的 高錳鋼 . ? 只有 ZGMn13一個鋼號 . ? 成分特點 ? ⑴ 高碳： ~%C 以保持高耐磨性。 ? 3 、熱處理和組織特點 ? 滾動軸承鋼是過共析鋼。 ? Cr、 Mn、 Si的主要作用是提高淬透性 推力球軸承 滾針軸承 ? Cr還提高耐磨性 （形成合金滲碳體） 和耐蝕性。 ? ⑶ 足夠的韌性、淬透性和耐蝕性 . 六、滾動軸承鋼 ? 用于制造軸承套和滾動體的專用鋼種。 ? ⑴ 高而均勻的硬度和耐磨性。 ? Cr、 V彈簧鋼 ，如 50CrV，用于大截面、大載荷、耐熱的彈簧。 ? 提高表面質(zhì)量的方法 : ? ① 防止表面脫碳； ? ②