1、問題回顧：n1.什么是碳素結構鋼？Q235Ab表示的意義是什么?n2.什么是碳素 工具鋼？T12A表示的意義是什么？本節(jié)課要達成的學習目標n1.了解合金鋼與非合金鋼在化學成分、性能特點及應用場合的不同。n2.了解合金鋼的分類及牌號表示方法、性能和應用場合，熟悉常用合金鋼牌號的含義、特點及應用場合，并能讀懂這些牌號的含義。 合金鋼碳素鋼碳素鋼合金鋼合金鋼主要由Fe、C兩元素組成，含其它雜質元素，如Si、Mn、S、P、N等在碳素鋼的基礎上有目的地添加了其它合金元素，如Mn、Si、Ni、V等。雜質元素合金元素 合金鋼合金鋼1. 為什么要加入這些合金元素？有針對性地改善鋼的淬透性、強硬度、高溫強度、耐

2、磨性、耐腐蝕性、導電性和磁性合金鋼的種類繁多，根據(jù)選材、生產(chǎn)，研究和管理等不同的要求，可采用不同的分類方法： 1. 按合金鋼的用途分類按合金鋼的用途分類 1) 合金結構鋼合金結構鋼 2) 合金工具鋼合金工具鋼 3) 特殊性能用鋼特殊性能用鋼 2. 按合金元素的含量分類按合金元素的含量分類 低合金鋼：鋼中合金元素總的質量分數(shù)低合金鋼：鋼中合金元素總的質量分數(shù)WMe5。 中合金鋼：鋼中合金元素總的質量分數(shù)中合金鋼：鋼中合金元素總的質量分數(shù)Wme：510。 高合金鋼：鋼中合金元素總的質量分數(shù)高合金鋼：鋼中合金元素總的質量分數(shù)WMe10。 合金鋼的分類合金鋼的分類 合金結構鋼合金結構鋼一、一、牌號及其

3、表示方法牌號及其表示方法二、二、普通低合金結構鋼普通低合金結構鋼三、三、易切削鋼易切削鋼四、四、滲碳鋼滲碳鋼五、五、調質鋼調質鋼六、六、彈簧鋼彈簧鋼七、七、滾動軸承鋼滾動軸承鋼牌號及其表示方法一般表示方法一般表示方法：“兩位數(shù)字+元素符號+數(shù)字+”表示含碳量，萬分之一為單位表示合金含量，百分之一為單位，四舍五入取整，當含碳量低于1.5%時，數(shù)字省略高級優(yōu)質鋼在最后加A表示舉例60Si2Mnw(C)=0.6%, w(Si)=1.5-2.4%, w(Mn) 1.5%18Cr2Ni4WAw(C)=0.18%, w(Cr)=1.5-2.4%, w(Ni) =3.5-4.4%, w(W)1.5%高級優(yōu)質

4、鋼高級優(yōu)質鋼特例特例：滾動軸承鋼（GCr15），G表示滾動軸承，Cr是常加元素， 15表示含鉻量千分之一為單位 易切削鋼（Y40Mn），Y表示易切削鋼，后面部分與一般表示方法相同GCr25與與Cr12的含鉻量？的含鉻量？返回返回普通低合金結構鋼1.普通低合金結構鋼（普低鋼）普通低合金結構鋼（普低鋼）：在低碳碳素結構鋼的基礎上加入少量合金元素（3%）獲得的鋼種低合金高強度鋼低合金高強度鋼含碳量含碳量：0.2%主加元素主加元素：Mn（1.25-1.5）%，溶入鐵素體，起固溶強化作用 細化珠光體，起細晶強化作用輔加元素輔加元素：Nb、V、Ti，形成穩(wěn)定碳化物，起第二相彌散強化作用， 并阻礙A晶粒長大

5、，起細晶強化作用應用：常用于工程機械領域，如高壓容器高壓容器橋梁橋梁船舶船舶車輛車輛普通低合金結構鋼返回返回滲碳鋼滲碳鋼滲碳鋼：用于制造滲碳零件的鋼。性能要求性能要求：表面具有較高的硬度和耐磨性 心部具有良好的塑性和韌性外硬內韌外硬內韌成分成分：w(C)= (0.1-0.25)%，保證心部具有良好的塑性和韌性 合金元素Cr、Mn、B：提高淬透性，強化鐵素體，改善表面 和心部的組織和性能 Ni：提高心部強度，提高韌性和淬透性 少量Mo、W、V、Ti：穩(wěn)定的合金碳化物，細化晶粒， 提高表層硬度和耐磨性滲碳鋼牌號的前兩滲碳鋼牌號的前兩位數(shù)字應該是？位數(shù)字應該是？滲碳鋼常用滲碳鋼：常用滲碳鋼：低淬透性

6、滲碳鋼，20Cr、15Cr、20Mn2、20Mn2V等 中淬透性滲碳鋼，20CrMnTi、20CrMnMo等 高淬透性滲碳鋼，18Cr2Ni4WA、20Cr2Ni4A滲滲C鋼鋼的牌號（摘自的牌號（摘自GB/T3077-1999）（）（滲滲C C: 930，回火：，回火：200 ）p172主主 要要 化化 學學 成成 分分, %預備處理預備處理淬火淬火, CMnCr，Ni0.170.240.170.240.500.801.301.600.701.00 880 800水水, 油油880水水, 油油0.170.230.170.230.901.200.801.100.901.201.001.30 85

7、0 油油880 870 油油鋼號鋼號20Cr20MnV20CrMn20CrMnTi淬淬透透性性低低中中高高18Cr2Ni4WA20Cr2Ni4A0.130.190.170.23W0.81.20.300.601.351.654.04.51.251.653.253.75950 850空空 880 780油油機械性能機械性能bMPasMPa8357855405909301080735835118011808351080aKU2J475547557863滲碳鋼應用：應用：低淬透性滲碳鋼，活塞銷、小齒輪等 中淬透性滲碳鋼，汽車變速齒輪、連軸節(jié)等 高淬透性滲碳鋼，內燃機的牽引齒輪、柴油機的曲軸等返回返回滲

8、碳鋼調質鋼調質鋼：經(jīng)調制處理后使用的鋼稱為調質鋼。淬火淬火+高溫回火高溫回火性能要求性能要求：較高的強度強度和良好的塑韌性塑韌性相配合 良好的綜合機械性能成分成分： w(C)=0.30.50%，中碳鋼，保證強硬度和塑韌性的搭配 Zr、Ni、Si、Mn：提高淬透性，強化鐵素體 V、Ti、Mo、W：細化晶粒，提高回火穩(wěn)定性，Mo、W還能 防止第二類回火脆性熱處理熱處理：退火或正火+淬火+高溫回火（快速冷卻）常用調質鋼常用調質鋼： 低淬透性合金調質鋼：40Cr、40MnB等中淬透性合金調質鋼：35CrMo等高淬透性合金調質鋼：40CrNiMoA等調質鋼牌號的前兩調質鋼牌號的前兩位數(shù)字應該是？位數(shù)字應

9、該是？調質鋼彈簧鋼彈簧鋼：用于制造各種彈性零件的鋼。性能要求性能要求：具有較高的彈性極限和強度 具有較高的疲勞強度和屈強比 具有較高的塑性和韌性，承受沖擊載荷 具有耐熱性和耐腐蝕性成分成分：w(C) = (0.4-0.7)%，中碳鋼 Si、Mn提高淬透性和屈強比，但易引起脫碳和過熱 Cr、V、W減小脫碳和過熱傾向同時，提高淬透性和強度熱處理熱處理：熱軋彈簧：熱軋彈簧：熱成型 淬火 + 中溫回火 噴丸冷軋彈簧：冷軋彈簧：淬火 + 中溫回火 冷成型 去應力 噴丸彈簧鋼常用彈簧鋼常用彈簧鋼：Si、Mn系列彈簧鋼：65Mn、60Si2Mn等，用于制作大截面的彈簧Cr、V、W、Mo系列彈簧鋼：50CrV

10、A、60Si2CrVA，制作較高溫 度下使用的承重彈簧 汽車板簧汽車板簧火車螺旋彈簧火車螺旋彈簧汽車板簧生產(chǎn)汽車板簧生產(chǎn)返回返回彈簧鋼滾動軸承鋼滾動軸承鋼：用于制造各種滾動軸承零件如軸承內外套圈，滾動體的專用鋼。性能要求性能要求：具有較高的淬透性 具有高而且均勻的硬度和耐磨性 具有良好的韌性、彈性極限和接觸疲勞強度 具有良好的耐腐蝕性（潤滑介質條件下）化學成分化學成分： w(C) = 0.951.10%， 合金元素Cr：提高淬透性和回火穩(wěn)定性，形成細小合金滲碳體 Si、Mn、V：進一步提高淬透性、強度、耐磨性和回火穩(wěn)定性熱處理熱處理： 球化退火+ 淬火+低溫回火（61-65）HRC常用軸承鋼常

11、用軸承鋼： 鉻軸承鋼GCr15 其它軸承鋼GCr15SiMn、GSiMnV等組織組織： 回火馬氏體+細小碳化物+少量殘余奧氏體滾動軸承鋼鋼號鋼號主要化學成分，主要化學成分，w / %熱處理規(guī)范及性能熱處理規(guī)范及性能CCrSiMn淬火淬火回火回火回火后回火后 HRCGCr40.951.050.650.00.150.600.150.608008201501706266GCr150.951.051.401.650.150.650.250.458208401501606266GCr15SiMn0.951.051.401.650.450.750.951.2582084017020062GMnMoVRE0

12、.951.050.150.401.101.40770810170562GSiMoMnV0.951.100.450.650.751.0578082017520062滾動軸承鋼 合金工具鋼合金工具鋼 在碳素工具鋼基礎上加人一定種類和數(shù)量的合金元素，用來制造各種刃具、模具、量具等用鋼就稱為合金工具鋼。合金工具鋼 合金工具鋼合金工具鋼 1.牌號表示方法牌號表示方法 2.刃具鋼刃具鋼3 模具鋼模具鋼4 量具鋼量具鋼 合金工具鋼牌號的一般表示方法牌號的一般表示方法合金元素合金元素：表示方法與合金結構鋼相同高速鋼高速鋼，不論含碳量多少都不標，W18Cr4V牌號表示方法含碳量含碳量：W(C) 1.0%，不標；

13、 W(C) 1.0%，以一位數(shù)表示，千分之一為單位合金結構鋼中合金元素是怎么表示的？含碳量又合金結構鋼中合金元素是怎么表示的？含碳量又是如何表示的？是如何表示的？特例特例返回返回刃具鋼刃具鋼：刃具鋼：用來制造車刀、銑刀、銼刀、絲錐、鉆頭、板牙等刃具的鋼。工作條件：工作條件：強摩擦，磨損嚴重，刃部高溫至500-600，常受沖擊和振動分類：分類：低合金刃具鋼、高速鋼低合金刃具鋼、高速鋼一、低合金刃具鋼：一、低合金刃具鋼：在碳素工具鋼的基礎上加入（3-5%）合金元素 就形成低合金刃具鋼化學成分：化學成分： 含碳量含碳量：（0.75-1.5）%之間 Si、Mn、Cr ：提高淬透性，Si還能提高回火穩(wěn)定

14、性 W、V：細小彌散的合金碳化物，提高硬度和耐磨性， 細化晶粒，進一步增加回火穩(wěn)定性刃具鋼板牙板牙絲錐絲錐常用9SiCr、9Mn2V等，用于幾何形狀復雜、加工精度要求較高、切削速度不大的板牙、絲錐、鉸刀、搓絲板等刃具鋼一、低合金刃具鋼：一、低合金刃具鋼：在碳素工具鋼的基礎上加入（3-5%）合金元素 就形成低合金刃具鋼二、高速鋼：二、高速鋼：合金元素總量超過10%的的高合金工具鋼化學成分：化學成分： 含碳量含碳量： w(C) = 0.7 1.2 % W：提高紅硬性的主要元素，“二次硬化”現(xiàn)象 Cr：提高淬透性、硬度和耐磨性 V：細化晶粒，提高硬度和耐磨性性能：性能： 高硬度、耐磨性高硬度、耐磨性

15、 VC等彌散硬化 高紅硬性高紅硬性 600 時HRC62 ，W2C等提高熱硬性。 高淬透性高淬透性 尺寸不大時可空冷淬火，Cr 等元素提高淬透性。刃具鋼模具鋼模具鋼：模具鋼：用作冷沖壓模、熱鍛壓模、擠壓模、壓鑄模等模具的鋼， 分為冷作模具和熱作模具兩大類一、冷作模具鋼：一、冷作模具鋼：室溫下對金屬進行變形加工的模具，包括冷沖模、 冷鐓模、冷擠壓模。拉絲模、落料模等性能要求：性能要求：較高的硬度和耐磨性，良好的韌性和疲勞強度化學成分：化學成分：w(C) 1%，Cr、Mn、W、Mo、V應用：應用：大型模具- Cr12、Cr12MoV 等，熱處理變形小。 小型模具- 9Mn2V、9SiCr、CrWM

16、n 等，要求不高時 也可用碳素工具鋼二、熱作模具鋼：二、熱作模具鋼：用于制造在受熱（400-600）狀態(tài)下對金屬進行 變形加工的模具性能要求：性能要求：較高的溫度下具有良好的強韌性、較高的硬度、 耐磨性、導熱性、抗熱疲勞能力，較高的淬透性 和尺寸穩(wěn)定性化學成分：化學成分：w(C) =（0.3-0.6）%， Cr、Ni、Mn 提高淬透性和強度 W、Mo、V 產(chǎn)生二次硬化，提高紅硬性應用：應用：中小型模具 5CrMnMo 等。 大型模具 6Cr2W8V等，淬透性好。模具鋼返回返回量具鋼量具鋼：量具鋼：用于制造卡尺、千分尺、樣板、塞規(guī)、塊規(guī)、螺旋測微儀 等各種測量工具的鋼性能要求：性能要求：高的硬度

17、和耐磨性、良好的尺寸穩(wěn)定性。應用：應用：簡單量具 ：T10A、T12A 等。 高精度量具 ：GCr15、CrWMn 等。 特殊性能鋼 1.牌號表示方法牌號表示方法 2.不銹鋼不銹鋼 3.耐熱鋼耐熱鋼 4.耐磨鋼耐磨鋼 特殊性能鋼特殊性能鋼6.5.1 牌號表示方法牌號的表示方法牌號的表示方法 特殊性能鋼牌號表示方法與合金工具鋼基本相同！如9Cr18 不銹鋼、耐熱鋼在含碳量很低時表示方法有所不同。 w(C) 0.03%，在最前面用“00”表示， w(C) 0.08%，在最前面用“0”表示00Cr17Ni14Mo2，0Cr18Ni9 耐磨鋼鑄造成型后使用，牌號前一般加“ ZG”， “ZG+元素符號+

18、數(shù)字. ”百分之一為單位ZGMn13-1 返回返回6.5.2 不銹鋼不銹鋼：不銹鋼：某些在大氣和一般介質中具有較高化學穩(wěn)定性的鋼一、金屬腐蝕：一、金屬腐蝕：化學腐蝕、電化學腐蝕金屬中不同相由于其電極電位不同而在電解質溶液中形成原電池，并在腐蝕過程中有微電流產(chǎn)生常用的防護措施：常用的防護措施： 形成鈍化膜保護金屬 獲得單相組織，避免形成原電池 提高基體電極電位，減小電極電位差6.5.3 耐熱鋼耐熱鋼：耐熱鋼：耐熱鋼是指具有良好的高溫抗氧化性和高溫強度的鋼1. 金屬耐熱性的基本概念 金屬材料的耐熱性包含兩方面。 金屬的高溫抗氧化性金屬的高溫抗氧化性是指鋼在高溫條件下對氧化作用的抗力，是鋼能否持久地工作在高