1、第第6 6章章 常用金屬材料常用金屬材料 6-1 工工 業(yè)業(yè) 用用 鋼鋼6-2 鑄鑄 鐵鐵二、合金鋼二、合金鋼一、概述一、概述三、常用鑄鐵三、常用鑄鐵一、碳素鋼一、碳素鋼6-3 有色金屬及其合金有色金屬及其合金一、鋁及其合金一、鋁及其合金二、銅及其合金二、銅及其合金二、鑄鐵的石墨化及其影響因素二、鑄鐵的石墨化及其影響因素6-1 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼分類工業(yè)用鋼分類碳素鋼碳素鋼合金鋼合金鋼（按化學(xué)成分類）6-1 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼（含碳量低于（含碳量低于2.11%2.11%的鐵碳合金）的鐵碳合金）一、一、 碳素鋼碳素鋼1 1、常存雜質(zhì)元素對鋼的性能的影響、常存雜質(zhì)元素對鋼的性能的影響（1 1）

2、錳（）錳（MnMn）：）：鋼中有益元素,來源于煉鋼原料。 作用：作用：脫氧、去硫、固溶強(qiáng)化 含量：含量：一般Mn0.25-0.80%。（2 2）硅（）硅（ SiSi ）: :鋼中有益元素,來源于煉鋼原料。 作用：作用：固溶強(qiáng)化、脫氧。 含量：含量：一般Si0.4%。6-1 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼（含碳量低于（含碳量低于2.11%2.11%的鐵碳合金）的鐵碳合金）一、一、 碳素鋼碳素鋼1 1、常存雜質(zhì)元素對鋼的性能的影響、常存雜質(zhì)元素對鋼的性能的影響 會(huì)產(chǎn)生熱脆會(huì)產(chǎn)生熱脆（使鋼在高溫時(shí)沿著晶界開裂）。 避免熱脆方法避免熱脆方法: :1)控制S 。2)增加Mn,Mn+S-MnS熔點(diǎn)高(1620),顆粒狀

3、分布在晶粒內(nèi),高溫下有一定塑性,避免發(fā)生熱脆。(3) (3) 硫（硫（S S）: :有害元素。生鐵和燃料帶來。不能除凈。(4) (4) 磷（磷（P P）: :有害元素。生鐵和燃料帶來。不能除凈。 會(huì)產(chǎn)生冷脆會(huì)產(chǎn)生冷脆（常溫下塑性降低，并使得鋼的焊接性能下降）。應(yīng)嚴(yán)格控制應(yīng)嚴(yán)格控制PP。碳素鋼碳素鋼2 2、碳鋼的分類、碳鋼的分類中碳鋼中碳鋼 0.250.6%C0.250.6%C高碳鋼高碳鋼 0.6%C0.6%C（通常（通常1.4%1.4%）低碳鋼低碳鋼 0.25%C0.25%C6-1 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼一、一、 碳素鋼碳素鋼（1 1）按鋼的含碳量分類）按鋼的含碳量分類 (2(2）按鋼的質(zhì)量分）按鋼

4、的質(zhì)量分 (以磷、硫的含量劃分) 普通質(zhì)量鋼、優(yōu)質(zhì)鋼、高級優(yōu)質(zhì)鋼和特級優(yōu)質(zhì)鋼。普通質(zhì)量鋼、優(yōu)質(zhì)鋼、高級優(yōu)質(zhì)鋼和特級優(yōu)質(zhì)鋼。 根據(jù)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，各質(zhì)量等級鋼的磷、硫含量如下： 鋼鋼 類類碳碳 素素 鋼鋼合合 金金 鋼鋼P(yáng)SPS普通質(zhì)量鋼普通質(zhì)量鋼0.0450.0450.0450.045優(yōu)優(yōu) 質(zhì)質(zhì) 鋼鋼0.0350.0350.0350.035高級優(yōu)質(zhì)鋼高級優(yōu)質(zhì)鋼0.0300.0300.0250.025特級優(yōu)質(zhì)鋼特級優(yōu)質(zhì)鋼0.0250.0200.0250.0156-1 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼一、一、 碳素鋼碳素鋼2 2、碳鋼的分類、碳鋼的分類 (3) (3)按用途分類按用途分類 碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼( 一般為

5、含碳量0.7%的高碳鋼) 用于制造各種刀具、量具、模具等，在質(zhì)量上都是優(yōu)質(zhì)鋼或高級優(yōu)質(zhì)鋼。6-1 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼一、一、 碳素鋼碳素鋼2 2、碳鋼的分類、碳鋼的分類轉(zhuǎn)爐煉鋼轉(zhuǎn)爐煉鋼6-1 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼一、一、 碳素鋼碳素鋼沸騰鋼：沸騰鋼：脫氧不充分，澆注時(shí)C與O反應(yīng)發(fā)生鎮(zhèn)靜鋼鎮(zhèn)靜鋼: :脫氧充分，組織致密，成材率低。半鎮(zhèn)靜鋼：半鎮(zhèn)靜鋼：介于前兩者之間。沸騰。這種鋼成材率高，但不致密。按脫氧程度分按脫氧程度分轉(zhuǎn)爐鋼轉(zhuǎn)爐鋼電爐鋼電爐鋼 按按 爐爐 別別 分分(F)(F)(b)(b)(Z)(Z)牌號牌號質(zhì)量質(zhì)量等級等級化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）% %脫氧脫氧方法方法C CMnMn

6、SiSiS SP P不大于不大于Q235Q235A A0.14 40.220.220.300.650.650.0350.0450.045F F、b b、Z ZB B0.14 40.200.200.300.700.70C C0.180.350.800.800.0450.040Z ZD D0.170.035TZQ255Q255A A0.18 80.280.280.400.700.700.300.0500.045F F、b b、Z ZB B0.0456-1 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼一、一、 碳素鋼碳素鋼 牌號：牌號：Q+屈服強(qiáng)度值+質(zhì)量等級+脫氧方法（F、b、Z、TZ）四部分順序組成。 (A、B、C、D ，

7、由A到D，其P、S含量依次下降，質(zhì)量依次提高） 如如:Q235AF:Q235AF 3 3、碳鋼的牌號和用途、碳鋼的牌號和用途6-1 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼一、一、 碳素鋼碳素鋼 我國鋼的編號方法我國鋼的編號方法: :漢語拼音字母、化學(xué)元素符號和阿拉伯?dāng)?shù)字相結(jié)合的方法。1 1）普通碳素結(jié)構(gòu)鋼）普通碳素結(jié)構(gòu)鋼成分：成分：0.4%C，P、S 量較多。性能：性能：可焊性、塑性好。熱處理：熱處理：一般熱軋狀態(tài)供貨，大多不熱處理使用。使用狀態(tài)下組織：使用狀態(tài)下組織：F+P 用途：用途：常以熱軋型材使用,約占鋼材總量的70%。 用于建筑結(jié)構(gòu)，適合焊接、 鉚接、栓接等。熱軋鋼板熱軋鋼板3 3、碳鋼的牌號和用途、碳鋼

8、的牌號和用途6-1 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼一、一、 碳素鋼碳素鋼1 1）普通碳素結(jié)構(gòu)鋼）普通碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號牌號等等級級化學(xué)成分化學(xué)成分/%/%力學(xué)性能力學(xué)性能應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例CMnSiSPs/Mpab/Mpa/%Q1950.06-0.120.25-0.500.30.050.045195315-39033用于制造受力不用于制造受力不大的零件，如螺大的零件，如螺釘、螺母、墊圈釘、螺母、墊圈等，焊接件、沖等，焊接件、沖壓件及橋梁建設(shè)壓件及橋梁建設(shè)等金屬結(jié)構(gòu)件等金屬結(jié)構(gòu)件。Q215A0.30.050.04531B0.09-0.150.045Q235A0.14-0.220.3-0.650.0350.050.0

9、45235375-46026B0.12-0.200.3-0.700.045C0.180.3-0.800.040.04D0.170.035Q255A0.18-0.280.40-0.700.30.050.045255410-51024用于制造承受中用于制造承受中等載荷的零件，等載荷的零件，如小軸、銷子、如小軸、銷子、連桿、農(nóng)機(jī)零件連桿、農(nóng)機(jī)零件等。等。B0.045Q2750.28-0.380.5-0.80.40.0350.045275490-61020普通碳素結(jié)構(gòu)鋼的性能與用途普通碳素結(jié)構(gòu)鋼的性能與用途 牌號：牌號：為兩位數(shù)字兩位數(shù)字, 表示表示鋼平均含碳量的萬分含碳量的萬分之幾。之幾。 如：如：

10、4545鋼鋼 (平均含碳量0.45%C) 若Mn含量較高（0.7%-1.2%）時(shí),牌號后加Mn。 如：如：20Mn20Mn、65Mn65Mn等。3 3、碳鋼的牌號和用途、碳鋼的牌號和用途6-1 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼一、一、 碳素鋼碳素鋼常用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)的性能與用途常用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)的性能與用途牌號牌號性能性能用途用途08F、10 塑性好、強(qiáng)度低薄鋼板、冷沖壓件、容器15、20、25鋼滲碳后，表面可獲得高硬度、高耐磨性，心部良好塑韌性齒輪、連桿、軸類零件55、60以上鋼適當(dāng)熱處理后有高耐磨性、彈性極限和強(qiáng)度彈簧、鋼軌、車輪、鋼絲繩等3 3、碳鋼的牌號和用途、碳鋼的牌號和用途6-1 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼一、

11、一、 碳素鋼碳素鋼 牌號：牌號：T+數(shù)字+質(zhì)量級別， 數(shù)字-平均含碳量的千分之幾; 如：如：T8A(平均含碳量0.8%C的高級優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼)3 3、碳鋼的牌號和用途、碳鋼的牌號和用途6-1 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼一、一、 碳素鋼碳素鋼3 3）碳素工具鋼）碳素工具鋼 用途：用途：制造刀具、模具、量具。要求其高硬度和耐磨性。 0.65%-1.35%C，屬高級優(yōu)質(zhì)高碳鋼。牌號牌號化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）% %淬火淬火溫度溫度/回火回火溫度溫度/C CMnMnSiSiS SP P不大于不大于T8T80.750.750.840.840.40.40 00.350.350.030.030.035

12、0.035780780800800180180200200T10T100.950.951.041.040.40.40 00.350.350.030.030.0350.035760760780780180180200200T12T121.151.151.241.240.40.40 00.350.350.020.020.0350.0357607607807801801802002006-1 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼一、一、 碳素鋼碳素鋼3 3、碳鋼的牌號和用途、碳鋼的牌號和用途3 3）碳素工具鋼）碳素工具鋼常用碳素工具鋼的牌號與熱處理溫度常用碳素工具鋼的牌號與熱處理溫度 4 4）鑄造碳鋼）鑄造碳鋼 3 3

13、、碳鋼的牌號和用途、碳鋼的牌號和用途6-1 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼一、一、 碳素鋼碳素鋼 鑄鋼是將冶煉的鋼水直接鑄造成形為零件而不需鍛軋成形的鋼種。 鑄鋼是重要的金屬結(jié)構(gòu)材料之一，其工藝設(shè)備簡單、生產(chǎn)效率高、成本低，因而應(yīng)用廣泛。 4 4）鑄造碳鋼）鑄造碳鋼 牌號牌號: :ZG+兩組數(shù)據(jù)。第1組數(shù)據(jù)-屈服強(qiáng)度；第2組數(shù)據(jù)-抗拉強(qiáng)度。（厚度100鑄鋼件） 如：如：ZG230-450。 用途：用途：形狀復(fù)雜零件、難用壓力加工法成型的,用鑄鐵難滿足性能要求的,可用鑄造碳鋼。3 3、碳鋼的牌號和用途、碳鋼的牌號和用途6-1 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼一、一、 碳素鋼碳素鋼 4 4）鑄鑄造造碳碳鋼鋼 6-1 工業(yè)用鋼工

14、業(yè)用鋼一、一、 碳素鋼碳素鋼3 3、碳鋼的牌號和用途、碳鋼的牌號和用途3 3、碳鋼的牌號和用途、碳鋼的牌號和用途鑄鋼牌鑄鋼牌號號化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）% %力學(xué)性能（力學(xué)性能（）應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例C CSiSiMnMnP P、S Sb b/ /MPaMPas s/ /MPaMPa5 5/ /% %K K/ /J/cJ/cm m2 2ZG230-ZG230-4504500.30.30.500.500.900.900.040.0445045023023022224545軋鋼機(jī)架、車軋鋼機(jī)架、車輛搖枕輛搖枕ZG270-ZG270-5005000.40.4500500270270181

15、83535飛輪、汽缸、飛輪、汽缸、齒輪、軸承箱齒輪、軸承箱ZG310-ZG310-5705700.50.50.600.6057057031031015153030聯(lián)軸器、重載聯(lián)軸器、重載機(jī)架機(jī)架6-1 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼一、一、 碳素鋼碳素鋼 碳鋼：碳鋼：價(jià)格低，但力學(xué)性能低，淬透性低，回火抗力差，不能滿足特殊性能要求（如耐熱、耐低溫、耐蝕等）。 合金鋼合金鋼 ：在碳鋼的基礎(chǔ)上，加入某些合金元素而得到的鋼。6-1 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼二、二、 合金鋼合金鋼 合金元素溶入鐵素體后，形成合金鐵素體,產(chǎn)生固溶強(qiáng)化，使鐵素體的強(qiáng)度、硬度提高，但塑性、韌性都有下降趨勢。6-1 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼二、二、 合金鋼

16、合金鋼（一）合金元素在鋼中的主要作用（一）合金元素在鋼中的主要作用 1 1、固溶強(qiáng)化作用、固溶強(qiáng)化作用 與碳作用形成合金碳化物如 (Fe，Mn)3C 單獨(dú)形成特殊碳化物，如TiC、NbC、VC，具有高熔點(diǎn)高熔點(diǎn)、高硬度高硬度、高耐磨高耐磨的性能，且穩(wěn)定性極高穩(wěn)定性極高。6-1 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼二、二、 合金鋼合金鋼（一）合金元素在鋼中的主要作用（一）合金元素在鋼中的主要作用 2 2、碳化物彌散強(qiáng)化作用、碳化物彌散強(qiáng)化作用 除了Mn、P促使奧氏體晶粒長大外，其余合金元素均有細(xì)化晶粒的作用。 尤其是特殊碳化物，如TiC、NbC、VC，在鋼中彌散分布，能強(qiáng)烈阻礙奧氏體晶粒長大，顯著細(xì)化晶粒。6-1

17、工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼二、二、 合金鋼合金鋼（一）合金元素在鋼中的主要作用（一）合金元素在鋼中的主要作用 3 3、細(xì)晶強(qiáng)化作用、細(xì)晶強(qiáng)化作用 合金元素還可能使C曲線形狀發(fā)生改變，甚至出現(xiàn)兩組C曲線。6-1 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼二、二、 合金鋼合金鋼（一）合金元素在鋼中的主要作用（一）合金元素在鋼中的主要作用 4 4、提高鋼的淬透性、提高鋼的淬透性 除Co外，合金元素的加入使C曲線右移。即增大過冷A的穩(wěn)定性，提高鋼的淬透性。增強(qiáng)淬透性常用的元素有: Cr、Mn、Mo、Si、Ni、B等。 提高鋼的回火穩(wěn)定性（回火抗力）：淬火鋼回火 時(shí)抵抗軟化的能力。 有：Cr Mo W V Nb Si 產(chǎn)生二次硬化：Mo

18、W V Ti等合金元素使鋼在 500600回火時(shí)硬度升高。6-1 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼二、二、 合金鋼合金鋼（一）合金元素在鋼中的主要作用（一）合金元素在鋼中的主要作用5 5、提高鋼的紅硬性、提高鋼的紅硬性 紅硬性紅硬性：工具鋼在高溫下保持高硬度的能力。W、Mo、V 等碳化物在550時(shí)，使鋼達(dá)到最高硬度， 產(chǎn)生二次硬化。Cr-Ni 鋼的回火脆性示意圖6-1 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼二、二、 合金鋼合金鋼（一）合金元素在鋼中的主要作用（一）合金元素在鋼中的主要作用5 5、提提高高鋼鋼的的紅紅硬硬性性 其中Mn、Cr、Ni元素的影響最為顯著。 Ms和Mf越低，淬火后，殘余奧氏體越多?？捎美涮幚砘蚨啻位鼗饻p少殘

19、余奧氏體量，使得熱處使得熱處理過程復(fù)雜化。理過程復(fù)雜化。6-1 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼二、二、 合金鋼合金鋼（一）合金元素在鋼中的主要作用（一）合金元素在鋼中的主要作用6 6、增加了殘余奧氏體量、增加了殘余奧氏體量 除除 CoCo、Al Al 元素外，所有的合金元素都使元素外，所有的合金元素都使馬氏體馬氏體 轉(zhuǎn)變溫度下降轉(zhuǎn)變溫度下降。（二）合金鋼的分類與牌號（二）合金鋼的分類與牌號合金工具鋼合金鋼不銹鋼耐磨鋼特殊性能鋼合金結(jié)構(gòu)鋼普通低合金鋼滾動(dòng)軸承鋼彈簧鋼合金滲碳鋼合金調(diào)質(zhì)鋼模具鋼刃具鋼量具鋼耐熱鋼6-1 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼二、二、 合金鋼合金鋼按按用用途途分分類類1 1、分類、分類（二）合金鋼的分類

20、與牌號（二）合金鋼的分類與牌號6-1 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼二、二、 合金鋼合金鋼按按合合金金元元素素含含量量分分類類合金鋼合金鋼中合金鋼中合金鋼低合金鋼低合金鋼高合金鋼高合金鋼M Me5%e10%e10%1 1、分類、分類2 2、牌號、牌號合金鋼分類編號原則鋼種舉例合金結(jié)構(gòu)鋼低合金高強(qiáng)鋼Q表示屈服點(diǎn)的字母，用最低屈服強(qiáng)度數(shù)值表示Q345C滲碳鋼數(shù)字表示含碳量的萬分?jǐn)?shù)，化學(xué)元素符號表示主加元素，后面的數(shù)字表示所加元素的百分?jǐn)?shù)20CrMnTi調(diào)質(zhì)鋼40Cr彈簧鋼60Si2Mn滾動(dòng)軸承鋼G表示滾動(dòng)軸承鋼，數(shù)字表示含鉻量的千分?jǐn)?shù)GCr15合金工具鋼刃具鋼數(shù)字表示含碳量的千分?jǐn)?shù)，化學(xué)元素符號表示主加元素，后

21、面的數(shù)字表示所加元素的百分?jǐn)?shù)W18Cr4V模具鋼Cr12量具鋼9SiCr特殊性能鋼不銹鋼數(shù)字表示含碳量的千分?jǐn)?shù)，化學(xué)元素符號表示主加元素，后面的數(shù)字表示所加元素的百分?jǐn)?shù)1Cr17耐熱鋼1Cr11MoV耐磨鋼ZGMn13成分：成分：C0.2%，Me%3%，主加元素Mn用途：用途：橋梁、船舶、車輛、鍋爐、高壓容器、輸油 輸氣管道、大型鋼結(jié)構(gòu)等。性能：性能：較高的強(qiáng)度、屈強(qiáng)比、塑、韌性（Me）； 良好的焊接性和冷塑性加工性（低碳）； 含有耐大氣和海水腐蝕的元素（Cu、P）。1 1、低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼、低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼6-1 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼二、二、 合金鋼合金鋼（三）合金結(jié)構(gòu)鋼（三）合金結(jié)構(gòu)鋼 Q

22、345Q345鋼鋼(16Mn)(16Mn) 綜合性能好， 用于船舶、橋梁、車輛等大型鋼結(jié)構(gòu)。 Q390Q390鋼鋼 含V、Ti、Nb，強(qiáng)度高，用于中等壓力的容器。 Q460Q460鋼鋼 含Mo、B，正火組織為B，強(qiáng)度最高，用于石化中溫高壓容器。東風(fēng)號遠(yuǎn)洋輪船東風(fēng)號遠(yuǎn)洋輪船Q345Q345南京長江大橋南京長江大橋Q345Q345高壓容器高壓容器6-1 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼二、二、 合金鋼合金鋼1 1、低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼、低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼（三）合金結(jié)構(gòu)鋼（三）合金結(jié)構(gòu)鋼成分：低 碳：0.1%0.25%，以保證零件心部足夠的塑性和韌性，抵抗沖擊載荷；合金元素：主加Cr、Mn、Ni、B等，以提高滲碳鋼的

23、淬透性，保證零件的心部為低碳馬氏體，從而具有足夠的心部強(qiáng)度；輔加Mo、W、V、Ti等強(qiáng)碳化物形成元素，以形成穩(wěn)定的特殊合金碳化物阻止?jié)B碳時(shí)奧氏體晶粒長大。2 2、合金滲碳鋼、合金滲碳鋼6-1 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼二、二、 合金鋼合金鋼（三）合金結(jié)構(gòu)鋼（三）合金結(jié)構(gòu)鋼用途：用途：制造要求高耐磨性、承受高接觸應(yīng)力和沖擊 載荷的重要零件。 性能：性能：表層高硬度（58HRC）和高耐磨性；心部良好強(qiáng)韌性；高的淬透性以保證滲碳件的心部性能， 以便于滲碳后直接淬火。熱處理熱處理 滲碳滲碳淬火淬火 + 低溫回火（低溫回火（180200）6-1 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼二、二、 合金鋼合金鋼2 2、合金滲碳鋼、合金滲碳鋼

24、（三）合金結(jié)構(gòu)鋼（三）合金結(jié)構(gòu)鋼活塞銷( 20Cr )柴油機(jī)曲軸柴油機(jī)凸輪軸6-1 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼二、二、 合金鋼合金鋼低淬透性合金滲碳鋼：低淬透性合金滲碳鋼：合金元素總量3%，15Cr、20Cr、20Mn2。用于受力小的耐磨件，如柴油機(jī)的活塞銷、凸輪軸等。中淬透性合金滲碳鋼：中淬透性合金滲碳鋼：合金元素總量在4%左右。20 CrMn、20CrMnTi、20Mn2TiB。用于中等載荷的耐磨件，如變速箱齒輪。高淬透性合金滲碳鋼：高淬透性合金滲碳鋼：合金元素總量在4 % 6 %。18Cr2NiWA、20Cr2Ni4A等。用于大載荷的耐磨件，如柴油機(jī)曲軸。2 2、合金滲碳鋼、合金滲碳鋼（三）合金結(jié)

25、構(gòu)鋼（三）合金結(jié)構(gòu)鋼工藝路線：工藝路線： 下料下料鍛造鍛造正火正火齒形加工齒形加工滲碳滲碳預(yù)冷淬火預(yù)冷淬火 低溫回火低溫回火噴丸噴丸精磨精磨熱處理工藝曲線預(yù)先熱處理預(yù)先熱處理：正火，改善鍛：正火，改善鍛造組織，利于切削加工造組織，利于切削加工最終熱處理最終熱處理：淬火低回：淬火低回最終組織：最終組織：表層：高碳表層：高碳M回回+Fe3C+A殘殘心部：低碳心部：低碳M回回 +F成分成分（牌號：40Cr、30CrMnSi、40CrMnMo等）中碳： 0.25%0.5%（一般為0.4%左右）。合金元素 ：l 主加元素Mn、Si、Cr、Ni、B等，主要作用提高淬透提高淬透 性性；次要作用溶入鐵素體起固

26、溶強(qiáng)化作用。l 輔加元素Mo、W、V等強(qiáng)碳化物形成元素，其中Mo、W的 主要作用是抑制抑制含Cr、Ni、Mn、Si等合金調(diào)質(zhì)鋼的高溫回高溫回 火脆性火脆性，次要作用是改善淬透性；V主要作用形成碳化物 阻礙奧氏體晶粒長大，起細(xì)晶強(qiáng)化細(xì)晶強(qiáng)化和彌散強(qiáng)化彌散強(qiáng)化作用。3 3、合金調(diào)質(zhì)鋼、合金調(diào)質(zhì)鋼6-1 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼二、二、 合金鋼合金鋼（三）合金結(jié)構(gòu)鋼（三）合金結(jié)構(gòu)鋼用途：用途：制造受力復(fù)雜（交變應(yīng)力、沖擊載荷等）的重要零件， 如發(fā)動(dòng)機(jī)連桿、曲軸、機(jī)床主軸等。性能：性能：具有優(yōu)良的綜合力學(xué)性能優(yōu)良的綜合力學(xué)性能，既強(qiáng)又韌既強(qiáng)又韌。熱處理：熱處理：預(yù)先熱處理：正火處理（Me含量低） 或正火高溫回

27、火（Me含量高） 最終熱處理最終熱處理 ：調(diào)質(zhì)：調(diào)質(zhì)（淬火高溫回火）。組織：組織：S S回回連桿連桿6-1 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼二、二、 合金鋼合金鋼3 3、合金調(diào)質(zhì)鋼、合金調(diào)質(zhì)鋼（三）合金結(jié)構(gòu)鋼（三）合金結(jié)構(gòu)鋼40Cr40Cr鋼制造連桿螺栓的熱處理工藝曲線鋼制造連桿螺栓的熱處理工藝曲線6-1 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼二、二、 合金鋼合金鋼3 3、合金調(diào)質(zhì)鋼、合金調(diào)質(zhì)鋼（三）合金結(jié)構(gòu)鋼（三）合金結(jié)構(gòu)鋼成分：成分：(牌號：65Mn、60Si2Mn、55Si2Mn等）中高碳：碳素彈簧鋼0.60.9%C，合金彈簧鋼0.450.70%C，經(jīng)淬火加中溫回火后得到回火托氏體組織，能較好地保證彈簧的性能要求。合金元素：

28、主加元素為Si、Mn等，其主要作用是提高淬透性、回火穩(wěn)定性、強(qiáng)化F基體；輔加元素為Mo、W、V等強(qiáng)碳化物形成元素，主要作用有防止Si引起的脫碳缺陷，并細(xì)化晶粒及進(jìn)一步提高彈性極限與屈強(qiáng)比。4 4、彈簧鋼、彈簧鋼6-1 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼二、二、 合金鋼合金鋼（三）合金結(jié)構(gòu)鋼（三）合金結(jié)構(gòu)鋼用途：用途：制造各種彈簧和彈性元件或類似性能要求的結(jié)構(gòu)零件。性能：性能：高的彈性極限e和屈強(qiáng)比s/b，高的疲勞極限；熱處理：熱處理：熱軋彈簧：熱成型 淬火 + 中溫回火 噴丸 冷軋彈簧：淬火 + 中溫回火冷成型去應(yīng)力噴丸6-1 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼二、二、 合金鋼合金鋼4 4、彈簧鋼、彈簧鋼（三）合金結(jié)構(gòu)鋼（三）合

29、金結(jié)構(gòu)鋼熱成形彈簧 對截面尺寸10mm各種大型和形狀復(fù)雜的彈簧均采用熱成形(如熱軋、熱卷)，如汽車、拖拉機(jī)、火車的板簧和螺旋彈簧。 其加工路線：下料加熱壓彎或卷繞淬火中溫回火噴丸，使用狀態(tài)組織為回火托氏體。噴丸可強(qiáng)化表面并提高彈簧表面質(zhì)量，顯著改善疲勞性能。（也可采用等溫淬火獲得下貝氏體、或形變熱處理，提高彈簧的性能和壽命）。汽車板簧熱卷大彈簧6-1 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼二、二、 合金鋼合金鋼4 4、彈簧鋼、彈簧鋼（三）合金結(jié)構(gòu)鋼（三）合金結(jié)構(gòu)鋼冷成形彈簧 截面尺寸10mm的各種小型彈簧可采用冷成形(如冷卷、冷軋)，如儀表中的螺旋彈簧、發(fā)條及彈簧片等。 這類彈簧在成形前先進(jìn)行冷拉（冷軋）、淬火中溫

30、回火或鉛浴等溫淬火后冷拉（軋）強(qiáng)化；然后再進(jìn)行冷成形加工，此過程中將進(jìn)一步強(qiáng)化金屬，但也產(chǎn)生了較大的內(nèi)應(yīng)力和脆性，故在其后應(yīng)進(jìn)行低溫去應(yīng)力退火（一般200400）。彈簧絲發(fā)條6-1 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼二、二、 合金鋼合金鋼4 4、彈簧鋼、彈簧鋼（三）合金結(jié)構(gòu)鋼（三）合金結(jié)構(gòu)鋼高碳：0.95%1.15%C，保證軸承鋼高硬度和高耐磨性；低鉻：0.40%1.65%Cr，增加鋼的淬透性，并形成合金滲碳體(Fe、Cr)3C提高接觸疲勞極限和耐磨性。大型軸承加入Si、Mn、Mo、 V等元素以進(jìn)一步提高淬透性和強(qiáng)度。5 5、滾動(dòng)軸承鋼、滾動(dòng)軸承鋼(GCr15、GCr15SiMn)6-1 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼二、二

31、、 合金鋼合金鋼（三）合金結(jié)構(gòu)鋼（三）合金結(jié)構(gòu)鋼用途：用途：制造各種滾動(dòng)軸承的滾動(dòng)體（滾珠、滾柱）和內(nèi)外套圈的專用鋼種，也可用于制作精密量具、冷沖模、機(jī)床絲桿及油泵油嘴的精密偶件如針閥體、柱塞等耐磨件。性能：性能：高的硬度強(qiáng)度和耐磨性;高的接觸疲勞強(qiáng)度;足夠的韌性和耐蝕性;高的純凈度;熱處理熱處理預(yù)先熱處理預(yù)先熱處理：球化退火，以改善切削加工性并為淬火作組織準(zhǔn)備；：球化退火，以改善切削加工性并為淬火作組織準(zhǔn)備；最終熱處理最終熱處理：淬火低溫回火，決定軸承鋼的性能，得到高硬度：淬火低溫回火，決定軸承鋼的性能，得到高硬度（6266HRC6266HRC）和高耐磨性。）和高耐磨性。冷處理冷處理：消除：

32、消除A A殘殘與內(nèi)應(yīng)力、穩(wěn)定組織、提高軸承的尺寸精度。與內(nèi)應(yīng)力、穩(wěn)定組織、提高軸承的尺寸精度。組織組織 ： M M回回細(xì)碳化物少量細(xì)碳化物少量A A殘殘 6-1 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼二、二、 合金鋼合金鋼5 5、滾動(dòng)軸承鋼、滾動(dòng)軸承鋼（三）合金結(jié)構(gòu)鋼（三）合金結(jié)構(gòu)鋼（四）合金工具鋼（四）合金工具鋼6-1 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼二、二、 合金鋼合金鋼 高的硬度（6066HRC）和耐磨性。 高的熱硬性，即鋼在高溫下（500600）保持高硬度（60HRC左右）的能力，這是高速切削加工刀具必備的性能。 適當(dāng)?shù)捻g性。（四）合金工具鋼（四）合金工具鋼6-1 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼二、二、 合金鋼合金鋼性能要求性能要求 ：

33、成份成份 含碳量約 0.61.3 % 性能性能 常溫硬度（HRC6062）及耐磨性較好。 但淬 透性差、熱硬性差。熱處理：熱處理：預(yù)先熱處理：球化退火，降低硬度便于切削加工，并為淬火作組織準(zhǔn)備最終熱處理：淬火低溫回火組織：組織：回火馬氏體細(xì)粒狀滲碳體少量殘余奧氏體。（四）合金工具鋼（四）合金工具鋼6-1 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼二、二、 合金鋼合金鋼1 1、刃具鋼、刃具鋼 成分：成分： 高碳，含 0.91.5 % C ，添加Si、Mn、Cr、等合金元素，提高鋼的淬透性和回火穩(wěn)定性，進(jìn)一步改善刀具的硬度和耐磨性；強(qiáng)碳化物形成元素(如W、V等)所形成的碳化物除對耐磨性有提高作用外，還可提高鋼的熱硬性。性能

34、：性能：低合金工具鋼的淬透性和綜合力學(xué)性能好，但由于其內(nèi)的合金元素主要是淬透性元素，而不是含量較多的強(qiáng)碳化物形成元素(W、Mo、V等)，故仍不具備熱硬性特點(diǎn)，刀具刃部的工作溫度一般不超過250，否則硬度和耐磨性迅速下降，甚至喪失切削能力，因此這類鋼屬于低速切削刃具鋼。 （四）合金工具鋼（四）合金工具鋼6-1 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼二、二、 合金鋼合金鋼1 1、刃具鋼、刃具鋼 板牙工藝路線：鍛造-球化退火-機(jī)加工-淬火+ 低溫回火成分成分（W18Cr4V）高碳 0.71.5%：保證高硬度鎢 18%：形成碳化物；在560左右回火時(shí)， 彌散析出W2C， 造成二次硬化，提高鋼的紅硬性。鉬 5%：1%Mo的作

35、用等同于2%W。鉻 4%：形成碳化物；提高鋼的淬透性。釩1.5%：形成VC，硬度極高，提高鋼的硬度和耐磨性，產(chǎn)生二次硬化。性能：性能：高硬度、高耐磨性、高的紅硬性高硬度、高耐磨性、高的紅硬性（600 600 時(shí)，時(shí)，HRC63HRC63以上）、有一定的強(qiáng)度和韌性。以上）、有一定的強(qiáng)度和韌性。盤形銑刀（四）合金工具鋼（四）合金工具鋼6-1 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼二、二、 合金鋼合金鋼1 1、刃具鋼、刃具鋼 工藝路線：下料 鍛造 退火 機(jī)加工 淬火 三次回火 噴砂 磨削 鍛造：鍛造：高速鋼屬于萊氏體鋼（E點(diǎn)顯著左移），鑄態(tài)組織中含有大量呈魚骨狀的粗大共晶碳化物，鋼的韌性大幅下降。不能用熱處理來消除，只能

36、依靠反復(fù)多次鍛打來擊碎。退火：退火：消除應(yīng)力，調(diào)整組織，便于機(jī)加工，為淬火作好組織準(zhǔn)備。退火后的組織 : S + 粒狀碳化物淬火淬火 : : 1280；淬火后的組織：M+Fe3C+A殘(2025%)三次回火三次回火 ：消除A殘；并產(chǎn)生二次硬化 u彌散硬化：W2C、VC 彌散析出； u二次淬火： A殘中析出合金碳化物，使A殘中合金的濃度下降，MS 上升，在隨后的冷卻過程中轉(zhuǎn)變?yōu)镸。W18Cr4V鑄態(tài)組織 420 W18Cr4V鍛造組織 210 W18Cr4V淬火+ 三次回火組織 420 M M回回+ +粒狀合金碳化物粒狀合金碳化物+ +少量少量A A（1 1）冷作模具鋼）冷作模具鋼汽車車門模具

37、成分成分 高碳高碳 合金元素：合金元素：CrCr， MoMo、W W、V V 常用：刃具鋼、高速鋼常用：刃具鋼、高速鋼（四）合金工具鋼（四）合金工具鋼6-1 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼二、二、 合金鋼合金鋼工作條件與性能要求：工作條件與性能要求：工作溫度200300；模具承受很大的 載荷及摩擦、沖擊作用；應(yīng)具有高硬度、高耐磨性、高強(qiáng)度 和足夠的韌性；冷作模具對淬透性、耐磨性尤其是韌性方面 的要求更高一些，冷作模具鋼應(yīng)是高碳成分并多在回火馬氏 體狀態(tài)下使用（最終熱處理：淬火+低溫回火）。(在常溫下使金屬材料 變形成型的模具用鋼)工作條件與性能要求：工作條件與性能要求：熱鍛模工作部分的溫度會(huì)升高到30040

38、0、熱擠壓?？蛇_(dá)500800、甚至近1000，因交替加熱冷卻的溫度循環(huán)產(chǎn)生交變熱應(yīng)力；熱作模具常見的失效形式有變形、磨損、開裂和熱疲勞等，要求模具鋼應(yīng)具有良好的高溫強(qiáng)韌性、高的熱疲勞和熱磨損抗力、一定的抗氧化性和耐蝕性等。預(yù)備處理：退火 最終處理：淬火+高溫或中溫回火汽車曲軸模具 成分成分：中碳 0.30.6 %； 合金元素:Cr、Ni、Mn、Si、Mo、W、V。如： 5CrMnMo 5CrNiMo 3Cr2W8V等(使熱態(tài)金屬成形的模具用鋼)（四）合金工具鋼（四）合金工具鋼6-1 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼二、二、 合金鋼合金鋼2 2、模具鋼、模具鋼性能要求：性能要求：高的硬度和耐磨性、良好的尺寸穩(wěn)定

39、性。成分：成分：高碳 ；合金元素：Cr， Mn、W。應(yīng)用應(yīng)用 ： 簡單量具 T10A、T12A 等。 高精度量具 GCr15、9SiCr、CrWMn 熱處理：熱處理：淬火 + 冷處理 + 低溫回火 + 時(shí)效處理 最終組織最終組織 ： M回+ 合金碳化物千分尺（四）合金工具鋼（四）合金工具鋼6-1 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼二、二、 合金鋼合金鋼溫度650820-840油冷冷處理140-160110-120110-120時(shí)效處理精磨研磨CrWMn鋼制塊規(guī)退火后的熱處理工藝3h3h30h-75-78（四）合金工具鋼（四）合金工具鋼 1 1、不銹鋼、不銹鋼 金屬腐蝕的種類金屬腐蝕的種類: : 化學(xué)腐蝕 金屬表

40、面與周圍介質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕。如金屬高溫時(shí)的氧化，鋼的脫碳 。 電化學(xué)腐蝕金屬材料（合金或不純的金屬）與電解質(zhì)溶液接觸 ， 通過電極反應(yīng)產(chǎn)生的腐蝕。如鋼的生銹。 6-1 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼二、二、 合金鋼合金鋼 金屬的防腐：金屬的防腐：“多相”易腐蝕，“單相”不易腐蝕相若電極電位接近耐腐蝕(Cr、Ni提高基體電極電位)面致密的氧化膜也耐腐蝕(Al2O3、Cr2O3) 化學(xué)成分特點(diǎn)化學(xué)成分特點(diǎn): :低碳：耐蝕性要求愈高，碳含量愈低。合金元素：主加Cr。輔加Ni、Mo、Cu、Ti、Nb、Mn 等。6-1 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼二、二、 合金鋼合金鋼1 1、 不繡鋼不繡鋼碳含量12%時(shí)能起到鈍化作用。此類鋼在氧化性介質(zhì)中（如大氣、海水、氧化性酸）耐蝕。 常見的馬氏