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工程材料与材料成型基础（一）教案 教师姓名 王艳辉 授课形式 讲授 授课班级 授课学时 8 授课章节名称 合金钢 §6-1合金元素在钢中的作用 §6-2合金钢的分类和编号方法 §6-3低合金钢 §6-4合金结构钢 §6-5合金工具钢 §6-6特殊性能钢（不锈钢） 任务目的 了解合金元素在钢中的作用 掌握合金钢的分类和编号原则 掌握常用合金结构钢的牌号、性能及用途 掌握常用合金工具钢的牌号、性能及用途 掌握常用特殊性能钢的牌号、性能及用途 知识点 合金元素的作用 钢的淬透性 合金钢的分类和编号 常用低合金钢的牌号、性能及用途 常用合金渗碳钢的牌号、性能及用途 常用合金调质钢的牌号、性能及用途 常用合金弹簧钢的牌号、性能及用途 常用滚动轴承钢的牌号、性能及用途 常用低合金刃具钢的牌号、性能及用途 常用高速钢的牌号、性能及用途 常用模具钢的牌号、性能及用途 常用量具钢的牌号、性能及用途 常用不锈钢的牌号、性能及用途 常用耐磨钢的牌号、性能及用途 能力点 能识别合金钢的牌号 根据零件使用性能要求，合理选用合金结构钢 合理选用刃具、模具、量具材料 其它 　 重点是各种类型合金钢的牌号、性能和应用 合 金 钢 合金钢的优点：高的强度和淬透性 合金元素在钢中的作用 常用合金元素： 非碳化物形成元素——Co Ni Cu Si Al 碳化物形成元素——Zr Nb V Ti W Mo Cr Mn Fe 强 中强 弱 一、合金元素对钢中基本相的影响 1、形成合金铁素体 合金元素 → 溶入A → 形成合金铁素体 → 固溶强化（Cr,Ni较好） 2、形成合金碳化物 弱碳化物形成元素 形成合金渗碳体 (Fe,Mn)3C 中强碳化物形成元素 形成合金碳化物 (Cr23C6，Fe3W3C) 强碳化物形成元素 形成特殊碳化物（VC，TiC） 熔点、硬度和稳定性： 特殊碳化物 合金碳化物 合金渗碳体 Fe3C 二、合金元素对Fe-FeC相图的影响 合金元素对A相区影响 扩大A相区元素（Mn）——E、S点左下移 缩小A相区元素（Cr）——E、S点左上移 奥氏体钢：1Cr18Ni9 铁素体钢：1Cr17 莱氏体钢：W18Cr4V 三、合金元素对热处理的影响 1、对加热的影响 多数元素减缓A形成，阻碍晶粒长大 2、对冷却的影响 多数元素溶入A后 → 过冷A稳定性↑→ Vc↑→淬透性↑ → Ms点↓→残余A量↑ 提高淬透性的意义： ①增加淬硬层深度 ②减少工件变形、开裂倾向 3、对回火的影响 ① 回火稳定性→抗回火软化的能力 ② 产生二次硬化（析出特殊碳化物，产生弥散强化；A残→M或B下） 低合金钢 一、低合金高强度钢 碳素结构钢：Q195，Q215，Q235，Q255，Q275 低合金高强度钢：Q295，Q345，Q390，Q420，Q460 Q235+Me(3%) → Q345 1、成分：0.1~0.2%C，合金元素2~3% 主加元素：Mn —— 固溶强化 辅加元素：Ti,Cr,Nb —— 弥散强化 使用状态：热轧或正火（F + P），不需最终热处理 2、性能：较高的σs ，良好的塑性韧性， 焊接性，抗蚀性，冷脆转变温度低 3、常用钢号：Q295 （09Mn2），Q345 (16Mn) 用途：工程结构 —— 桥梁，船舶，车辆外壳、支架、压力容器 二、易切削结构钢 牌号：Y12，Y12Pb，Y30，Y 40Mn 性能：良好的切削加工性（170~240HBS，塑性低） 切削抗力小，刀具不易磨损，加工表面粗糙度低 应用： 成批、大量生产时，制作性能要求不高的紧固件和小型零件 合金钢的分类与牌号 一、合金钢分类 低合金钢——低合金高强度钢、易切削结构钢 合金结构钢——渗碳钢、调质钢、弹簧钢、滚动轴承钢 合金工具钢——合金工具钢、高速钢 特殊性能钢——不锈钢、耐热钢、耐磨钢 二、合金钢牌号 1、合金结构钢——20CrMnTi，60Si2Mn，25Cr2Ni4WA 2、滚动轴承钢——GCr15 3、合金工具钢——9Mn2V，CrWMn 4、高速钢——W18Cr4V，W6Mo5Cr4V2 5、不锈、耐热钢——4Cr13，0Cr18Ni11Ti，00Cr17Ni14Mo2 6、高锰耐磨钢——ZGMn13 学习思路： 用途→ 工作条件→