【正文】 大 ， 甚至發(fā)生晶界熔化 。 而只有合金元素含量高的 馬氏體才具有高的紅硬性 。如 P149圖 715所示； （ 3） 淬火： A） 淬火加熱溫度：溫度很高 T加 =1280?5℃（ W18Cr4V鋼 AC1約為 820℃ ） 。且殘余碳化物顆粒細(xì)小，分布均勻， 提高鋼的耐磨性。 溶入奧氏體的部分在回火時(shí) W2C、 Mo2C形式彌散析出，產(chǎn)生二次硬化效應(yīng)，顯著提高鋼的紅硬性、硬度 ，未溶的殘余碳化物提高鋼的耐磨性。 Wc＝ ～ ％ ； ⑵ 加入 Cr提高鋼的淬透性 鉻的碳化物在淬火加熱時(shí) 容易溶解 ， 鉻幾乎全部溶入奧氏體中 ， 增加奧氏體的穩(wěn)定性 ， 使鋼的淬透性大大提高 ， 以致截面尺寸很大的高速鋼零件 ，在空冷條件下都可完全淬透 。 主要性能特點(diǎn)： 以 W18Cr4V為例： ⑴ 高碳 保證淬后得到強(qiáng)硬的馬氏體基體以 提高鋼的硬度 。 2） 具有足夠 高的強(qiáng)度 ； 3） 兼有適當(dāng)?shù)?塑性和韌性 ； 4） 還具有很 高的淬透性 ， 尺寸不大時(shí)可空冷淬火中 、 小型刃具在空氣中也能淬透 。 它是適應(yīng)高速切削的刃具鋼 。HRC60。 應(yīng)用 —— 如 9SiCr ，做板牙、絲錐等。 性能 —— HRC＞ 60，使用溫度 200 ~ 300 ℃ 。 鋼號 主要化學(xué)成分， w / % 熱處理及性能 C Mn Si Cr 淬火 ℃ 回火 ℃ 回火后 HRC 9SiCr ~ ~ ~ ~ 850~ 870油 190~ 200 60~63 CrWMn ~ ~ ~ ~ 820~ 840油 140~ 160 62~65 （三）低合金刃具鋼 常用的有： 9SiCr、 9Mn2V、 CrWMn；見表 79。 ? （ 2）最終熱處理后的顯微組織為回火馬氏體 ，大致的硬度 60HRC。 硬度 ? 擬用 T10制造形狀簡單的車刀，工藝路線為： ? 鍛造 —— 熱處理 —— 機(jī)加工 —— 熱處理 —— 磨加工； ? 試問①試寫出各熱處理的名稱并指出各熱處理工序的作用？ ? ②制訂最終熱處理的工藝規(guī)范（溫度、冷卻介質(zhì)）？ ? ③指出最終熱處理后的組織和大致硬度？ ? （ 1）工藝路線為：鍛造 — 退火 — 機(jī)加工 — 淬火后低溫回火 — 磨加工。 鋼號 C, % Mn, % Si, % S, % ? P, % ? 退火后 HBS, ? 水冷淬火 溫度， ℃ T7 T8 T8Mn T9 T10Mn T10 T12 T13 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 187 187 187 192 19 207 207 217 800820 780800 780800 760780 760780 760780 760780 760780 表 34 碳素工具鋼的化學(xué)成分和性能 （淬火后 HRC≥62) (摘自 GB/T12981986) 用途 沖頭、鑿子、鉆頭、銼刀、量規(guī)等。刃具的失效形式 :卷刃、崩刃、折斷和磨損 . 組織 : 回火馬氏體基體上分布著穩(wěn)定性高 、彌散度大的特殊碳化物顆粒 . （ 二 ） 碳素刃具鋼：是含碳量 WC=～ ％ 的高碳鋼；例如： T8A、 TIOA、 T12A等； 高硬度 —— 機(jī)加工刀具 HRC＞ 60 高耐磨性 —— 刀具壽命和生產(chǎn)率 ↑ 高的熱硬性 （ 紅硬性 ） —— 高溫下保持高硬度的能力，與回火穩(wěn)定性有關(guān)。 （１）性能要求 受力情況 : 刀刃承受 彎曲 、 扭轉(zhuǎn)、剪切應(yīng)力 和 沖擊、震動(dòng) 負(fù)荷，同時(shí)還要受到工件和切屑的強(qiáng)烈 摩擦 作用。 應(yīng)用 GCr15：中小型軸承，冷沖模，量具，絲錐。 GCr15鋼的回火溫度為 150～ 160℃ ， 回火時(shí)間為 2～ 3 h， 回火組織力 回火馬氏體 、 均勻細(xì)小的碳化物及少量的殘余奧氏體 。 冷速應(yīng)嚴(yán)格控制 。 獲得均勻分布的細(xì)粒狀珠光體 ， 為最終熱處理作組織準(zhǔn)備 。 危害最大的是氧化物 ， 其次為硫化物和硅酸鹽 ， 必須嚴(yán)格控制 S、 P； S＜ 0． 02％ ， P＜ 0． 027％ 。 Si、 Mn、 Mo、 V 制造大型軸承時(shí) ， 加入 Si和 Mn以提高鋼的淬透性 。 含量不能太多 ， 如果＞ ％ ， 增加殘余奧氏體 ， 降低硬度及尺寸穩(wěn)定性 ,還增加碳化物的不均勻性 ， 降低鋼的韌性和疲勞強(qiáng)度 。 ： Cr —— ↑淬透性 ， 硬 ， 耐磨 Cr為主要合金化元素 ， Cr提高淬透性 ，形成合金滲碳體 ， 細(xì)小均勻 ， 提高耐磨性和接觸疲勞強(qiáng)度 。 （ 二 ） 軸承鋼的成分及作用 1. 碳含量 高碳 ~%C —— 硬 、 耐磨 含碳量＝ ～ ％ ， 保證有高的硬度及耐磨性 。 （ 3） 很高的 耐磨 性：有滾動(dòng)摩擦且有滑動(dòng)摩擦 ， 因此要有很高的耐磨性 。 （ 2） 很高的 接觸疲勞強(qiáng)度 ↑σ1 。 主要有以下幾個(gè)方面： （ 1） 很高的強(qiáng)度與 硬 度：點(diǎn)接觸或線接觸下工作 ， 承受極大的壓應(yīng)力 ， 可達(dá) 1500～ 000MN／ mm2。 小尺寸的沙發(fā)彈簧 60Si2Mn鋼 中由于同時(shí)加入了 Si和 Mn， 制造厚度為 10～ 12mm的板簧和直徑為 25～ 30mm的螺旋彈簧 ， 油冷即可淬透 ， 性能優(yōu)于 65Mn， 制造汽車 、 拖拉機(jī)等的減震板簧和螺旋彈簧； 大尺寸的汽車板簧 （尺寸小， 65Mn）： 冷拉鋼絲 → 冷繞成型 → 去應(yīng)力退火（ 200~300℃ ） 彈簧鋼小結(jié) 用途：彈性元件 性能：高的 σe 、 σb 、 σ1 ，一定的塑韌性 成分： ~%C （碳鋼 ~%C） ——保證 ↑σe 主加元素： Mn, Si, Cr—— ↑淬透性，強(qiáng)化基體 , ↑回火穩(wěn)定性 輔加元素： Mo, W, V —— 防脫碳，細(xì)化 ,↑σe ， 熱處理： 熱成型彈簧（尺寸大， 60Si2Mn）： 加熱成型 →淬火 +中溫回火 →噴丸（回火 T ）38~50HRc 冷成型彈簧（尺寸小， 65Mn）： 冷拉鋼絲 → 冷繞成型 → 去內(nèi)應(yīng)力退火（ 200~300℃ ） 常用鋼號： 65， 65Mn， 小尺寸的沙發(fā)彈簧 60Si2Mn 大尺寸的汽車板簧 汽車板簧 火車螺旋彈簧 五 、 滾動(dòng)軸承鋼 用途：滾動(dòng)軸承元件 ， 冷沖模 ， 量具 （ 滾珠 、 滾柱 、 軸承套 ） （ 一 ） 滾動(dòng)軸承的工作條件及對性能的要求 制造滾動(dòng)軸承套圈和滾動(dòng)體鋼 。 ⑵ 對于含 Si彈簧鋼來說 ， 回火溫度一般為 400～450oC。 加入 Cr、 V、 W 克服 Si－ Mn鋼的缺點(diǎn) ， 防止過熱和脫碳 ， 提高淬透性 （ 主要是 Cr） ， V、 W可以 細(xì)化晶粒 ， 保證鋼在高溫下仍具有較高的彈性極限和屈服極限 。 加入 Si、 Mn Si和 Mn是常用合金元素 ， ↑淬透性 ； 強(qiáng)化鐵素體 （ 固溶強(qiáng)化 ） , ↑回火穩(wěn)定性 ， 相同回火溫度下具有較高的硬度和強(qiáng)度 ， 其中 Si的作用最大 。 （ 二 ） 彈簧鋼的化學(xué)成分及作用 1. 碳含量 2. 中 、 高碳 —— 提高彈性極限和屈服極限 。 （ 3） 為了滿足成形的需要和可能承受的沖擊載荷 ，彈簧鋼應(yīng)具有 一定的塑性和韌性 。 （ 1） 高的彈性極限或屈服極限和高的屈強(qiáng)比 ，以保證彈簧有足夠高的彈性變形能力，并能承受大的載荷。 調(diào)質(zhì)鋼小結(jié) 用途：受復(fù)合應(yīng)力的重要結(jié)構(gòu)件（齒輪、連桿、機(jī)床主軸） 性能：良好的綜合機(jī)械性能 成分： ~%C —— 中碳鋼 主加元素： Cr,Ni,Mn,Si —— ↑淬透性，強(qiáng)化基體 輔加元素： W,Mo,V,Ti —— 細(xì)化晶粒 , ↑回火穩(wěn)定性 熱處理： 預(yù)備：正火 —— S—— 改善組織，消除鍛造應(yīng)力，便于切削加工 最終：調(diào)質(zhì) —— 回火 S—— 獲得良好的綜合機(jī)械性能 表面要求高硬度 ,耐磨 ,↑σ1， →表面淬火 + 低溫回火（回火 M） 常用鋼號： 45， 40Cr， 40CrMnMo 四、彈簧鋼 定義：彈簧鋼是指用于制造各種彈簧的鋼種。連桿螺栓生產(chǎn)工藝路線如下： 下料 →鍛造 →退火（或正火） →機(jī)加工 →調(diào)質(zhì) →機(jī)加工 →裝配 退火（或正火）是為了改善切削加工，并為隨后調(diào)質(zhì)處理做好組織準(zhǔn)備。因此，要求它應(yīng)具有足夠的 強(qiáng)度、沖擊韌性和抗疲勞能力 。 40CrNiMo，大截面重載零件，如汽輪機(jī)主軸和葉輪。如大型軸和齒輪等 40CrNiMo 應(yīng)用 40Cr，一般尺寸重要零件，如齒輪、主軸。 （四）常用的調(diào)質(zhì)鋼 ? 40Cr 在機(jī)械制造中應(yīng)用十分廣泛，淬透性小，用于要求不高的零件， 40C r鋼有較高的機(jī)械性能和工藝性能，應(yīng)用廣泛， ? 含有較多合金元素，因而淬透性較高，可用于制造截面尺寸較大的中型、大型零件，如大截面曲軸、拖拉機(jī)上的連桿加鉬防第二類回火脆性 40MnMoB ? 多半是 NiCr鋼，并含鉬，少數(shù)鋼不含鉬。 （ 2） 組織均勻性好 ， 減少了裂紋在局部薄弱地區(qū)形成的可能性 ， 可以保證有良好的塑性和韌性 。 ?某些零件除了要求有良好的綜合機(jī)械性能外 ，還要求工件 （ 局部 ） 表面有較高的耐磨性 ， 這時(shí)零件經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后 ， 還應(yīng)對零件 （ 局部 ） 表面進(jìn)行感應(yīng)加熱淬火 ， 最后低溫回火 ， 表層硬度可達(dá)HRC56～ 58。 ⑴淬火： 淬火溫度：加熱到 850℃ 左右， AC3以上 30~50℃ 。 （三）調(diào)質(zhì)鋼的熱處理特點(diǎn) 預(yù)備：正火 —— S—— 改善組織，消除鍛造應(yīng)力，便于切削加工 最終：調(diào)質(zhì) —— 回火 S—— 獲得良好的綜合機(jī)械性能 表面要求高硬度 ,耐磨 ,↑σ1， →表面淬火 + 低溫回火（回火 M） 1. 預(yù)備熱處理 正火或退火處理 熱加工后，預(yù)備熱處理可以 降低硬度，便于切削加工 ，消除熱加工時(shí)的組織缺陷（如帶狀組織）、 細(xì)化晶粒、改善組織 ， 為最終熱處理做好準(zhǔn)備。 （ 二 ） 成分和作用 ： 0． 25～ 0． 50％ —— 中碳鋼 含碳量過低 ， 不易淬硬 ， 鋼的強(qiáng)度較低 含碳量過高 ， 鋼的塑 、 韌性較差； 碳素調(diào)質(zhì)鋼： 4 50； 合金調(diào)質(zhì)鋼： 25Cr2Ni4WA、 30CrMnSi 主加元素： Ni、 Cr、 Mn、 Si —— 強(qiáng)化鐵素體 基體 ，提高韌性 ↑淬透性 ， 輔加元素： W,Mo,V,Ti —— 細(xì)化晶粒 , ↑回火穩(wěn)定性 加入防止第二類回火脆性的元素 調(diào)質(zhì)鋼的回大溫度正好處于第二類回火脆性溫度范圍內(nèi) ， 鋼中含有 Mn、 Cr、 Ni、B元素時(shí) ， 會(huì)增大回火脆性的敏感性 ， 除回火快速冷卻外 ， 可加入抑制回火脆性的元素 Mo和 W。 飛機(jī)齒輪 柴油機(jī)曲軸 20 CrMnTi 鋼制造齒輪的熱處理工藝曲線 ? 用途：受沖擊和強(qiáng)烈磨損、摩擦的零件（各類齒輪、凸輪） ? 性能：表面 —— 高的硬度、耐磨性 心部 —— 強(qiáng)而韌 ? 成分： ~%C —— 低碳鋼 主加元素： Cr,Ni,Mn,B —— ↑淬透性（心部得 M板條） 輔加元素： W,Mo,V,Ti —— 細(xì)化晶粒（ VC,TiC,耐磨性↑）， ? 最終熱處理： 滲碳 + 淬火 + 低溫回火 組織：表層： 高碳回火 M + Fe3C或碳化物 + 殘 A 心部：淬透： 低碳回火 M 未淬透： F+S ? 常用鋼號： 20, 20Cr, 20CrMnTi, 18Cr2Ni4W 淬透性： 低 中 高 適用： 機(jī)床齒輪 汽車變速齒輪 飛機(jī)齒輪 滲碳鋼小結(jié)