1、第五章結(jié)構(gòu)鋼,第一節(jié)低合金結(jié)構(gòu)鋼第二節(jié)易切削鋼第三節(jié)滲碳鋼第四節(jié)調(diào)質(zhì)鋼第五節(jié)彈簧鋼第六節(jié)滾動軸承鋼,第一節(jié)低合金結(jié)構(gòu)鋼,又稱普低鋼，是普通碳素結(jié)構(gòu)鋼加上少量合金元素形成。,1、合金元素以Mn為主（國外以Cr、Ni為主），最高錳含量可達1.8%，并輔以少量的V、Ti、Mo、Nb、B等元素。,一、低合金結(jié)構(gòu)鋼的合金化特點,Mn固溶強化，強化鐵素體,V、Ti、Nb、RE細化晶粒、彌散強化,Cr、Ni、Mo提高淬透性,P、Cu提高抗大氣的腐蝕性,3、部分鋼中加入少量稀土元素，以減少鋼中有害雜質(zhì)的影響，改善夾雜物的形狀和分布，提高鋼的工藝性能和力學(xué)性能。4、碳含量一般低于0.2%，以保證良好的焊接性、冷

2、成型性和低溫韌性。5、對S、P含量要求不太高，可使用平爐或轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)，十分經(jīng)濟。,16Mn中低壓力容器、橋梁、船舶、建筑結(jié)構(gòu)12Mn低壓鍋爐、低溫機器零件、船舶、油罐15MnVN中壓鍋爐、石油、化工機械14MnMoV（Re）高壓鍋爐14MnVTiRE大型焊接結(jié)構(gòu)，如鐵路、大型巨輪用鋼,三、常見牌號及其應(yīng)用,第二節(jié)易切削鋼,一、性能特點,易切削鋼具有良好的切削加工性能，但力學(xué)性能相對較低，一般不進行熱處理。適合于批量大，但對性能要求不高的零件。,易切削鋼是在低碳、中碳或高碳的鋼中加一種或幾種合金元素，以改善鋼的切削加工性能。,二、對合金化和組織要求,碳和錳能夠改善切削性能，但如果碳錳含量過高，切削

3、性能反而變差。加入S、Pb、Ca等元素可使鋼的切削性能得到改善，其中S、Pb是使用最為廣泛的元素。易切削鋼主要是S系和Pb系兩種。,鐵素體組織的材料對刀具的摩擦最小，然后按照球狀珠光體、片狀珠光體、珠光體-索氏體、屈氏體而依次增大。,三、常用的易切削結(jié)構(gòu)鋼及應(yīng)用,Y12、Y15、Y20螺栓、螺帽、小軸、銷子等小零件Y30、Y40、Y40Mn高強度螺栓和機床絲杠、光杠,第三節(jié)滲碳鋼,一、滲碳鋼的化學(xué)成分及熱處理特點,滲碳鋼廣泛用于承受較強烈的沖擊和磨損的場合，如汽車、拖拉機變速箱齒輪、內(nèi)燃機凸輪、活塞銷等零件。,（一）化學(xué)成分,固溶強化、提高淬透性。,滲碳件心部經(jīng)淬火低溫回火后得到低碳回火馬氏體

4、，具有較高強度和韌性，綜合力學(xué)性能好。,2、主加元素Mn、Cr,1、含碳量0.10%0.25%,3、輔加元素W、Mo、V、Ti含量分別小于1.2%、0.6%、0.4%、0.1%,提高強度和韌性，提高淬透性。,防止?jié)B碳時晶粒長大，細化晶粒；提高淬透性。,4、Ni4.5%,二、熱處理特點,滲碳+淬火+低溫（160200）回火,二、常用滲碳鋼及用途,1、低淬透性鋼15、20、15Cr、20Cr、15Mn、20Mn,2、中淬透性鋼20CrMnTi、20CrMnMo、20MnVB、12CrNi3A,特點：合金元素總量4%，淬透性（臨界直徑2560mm）和力學(xué)性能較高。,應(yīng)用：承受中等沖擊載荷的耐磨零件，

5、如汽車、拖拉機變速箱齒輪、聯(lián)軸節(jié)、齒輪軸、花鍵套軸等。,特點：價格低、淬透性低、心部強度低。（水淬臨界直徑2035mm）,應(yīng)用：受力不大、對心部強度要求不高的小型零件，如凸輪軸、活塞銷、小齒輪。,3、高淬透性鋼12Cr2Ni4A、18Cr2Ni4WA、20Cr2Ni4A,特點：合金元素總量7.5%，淬透性（臨界直徑大于100mm）高，淬火后殘余奧氏體含量高。,應(yīng)用：重載和強烈磨損的大型零件，如航空發(fā)動機變速齒輪、高速柴油機曲軸等。,三、應(yīng)用舉例,以20CrMnTi合金滲碳鋼制造的汽車變速齒輪為例，說明其熱處理方法的選定和工藝的安排。,技術(shù)要求：滲碳層厚度1.21.6mm，表面碳濃度為1.0%，齒頂硬度5860HRC，心部硬度3045HRC。,鍛造正火加工齒輪滲碳預(yù)冷淬火、低溫回火噴丸磨齒（精磨）,1、工藝路線,2、熱處理的作用,改善鍛造狀態(tài)的不正常組織，以利于切削加工。,（1）正火,20CrMnTi鋼的滲碳溫度為920左右，經(jīng)查手冊得知滲碳層厚1.21.6mm時所需滲碳時間為68h。目的是獲得高碳，保證淬火后獲得高硬度、高耐磨性。,（2）滲碳,（3）淬火及低溫回火,自滲碳溫度預(yù)冷到870880直接油淬，再經(jīng)200低溫回火23h。淬火：提高表面的硬度和耐磨性，保證心部具有高的強度和足夠的沖擊韌性。