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河源市高级技工学校理论课教案 教师 李晓红 13模具数控班 授课日期 14周 星期2 第 56 节 科目 金属材料与热处理 课题 §5—3 合金结构钢 教学 目的 掌握合金钢的特点； 理解合金钢的分类； 了解合金结构钢和合金工具钢。 重点 难点 合金钢的用途 教具 教学过程 教法设计 【组织教学】 1、检查学生的考勤 2、说明本课题的教学目的和要求 3、稳定学生的情绪，集中学生精力进行上课 【复习旧课】 复习合金钢的分类及牌号 【导入新课】 尽管碳素钢的冶炼、加工都比较简单，价格便宜，并且通过热处理可以得到不同的性能，但随着现代工业生产的发展，这种金属已经不能满足更高的要求，那么需要采用什么材料呢？ 【讲授新课】 §5—3合金结构钢 合金结构钢是指用于制造各种重要机器零件和受力工程结构件的钢材．它要求具有较高的机械性能和较好的加工工艺性能，是合金钢中应用较广，产量较多的类别。 合金结构钢可以分为建筑及工程用钢和机器制造用钢两类．建筑及工程用钢以普通低合金结构钢为主，机械制造用钢按用途和常用热处理方法又分为：合金渗碳钢、合金调质钢、合金弹簧钢、滚动轴承钢等。 教师组织 教师指导 教师强调 板书 教学重点 教师示范 教学重点 边讲解边演示 河源市高级技工学校理论课教案 教学过程 教法设计 ?一、低合金高强度结构钢（低合金高强钢）? 低合金高强钢是由普通碳素结构钢发展而来的，可取代普通碳素结构钢制造承载较大的、有特殊性能要求的工程结构件。如大型桥梁、特种车辆、舰艇船舶、高压容器、大型屋架等。? ?低合金高强钢的含碳量一般低于0．10％--0.25％，合金元素含量低于3％，以加锰（Mn）、硅（Si）、钛（Ti）、铌（Nb）、钒（V）等为主，目的是提高钢的强度和淬透性。由于合金元素的强化作用，这类钢比相同含碳量的碳素结构钢强度高得多，且具有良好的塑性、韧性、耐腐蚀性和焊接性，广泛用于制造承载较大的、有特殊性能要求的工程结构件。如大型桥梁、特种车辆、舰艇船舶、高压容器、大型屋架和国家电网电力设施等。? 低合金高强钢一般在热轧状态下使用。若需提高强度，可进行正火或调质处理，普通低合金高强钢冷冲、冷弯和焊接性能较好。? 低合金高强钢分为通用刚和专用钢两种。通用刚的牌号表示方法和普通碳素结构钢的牌号表示方法一样，由代表屈服点的字母Q+屈服点数值+质量等级符号三个部分按顺序组成。质量等级符号从A、B、C、D等级依 次提高。按脱氧方法分为镇静钢和特殊镇静钢两种，但在牌号中没有表示脱氧方法。例：Q345B为屈服点值不小于345MPa的B级镇静钢。而专用钢的牌号表示方法是由代表屈服点的字母Q+屈服点数值+专用代号（如桥梁用钢q、锅炉用钢g、压力容器用钢R、汽车大梁用钢L、焊接气瓶用钢HP等）。例：Q345R、Q295HP、Q420q等。 二、合金渗碳钢 合金渗碳钢是典型的表面强化钢之一，它主要用于制造表面硬而耐磨，心部有足够韧性的能承受冲击载荷作用的零件。如汽车、拖拉机的各种齿轮、活塞销、凸轮轴、轴套以及大型轴承和部分工具和量具等。 合金渗碳钢的含碳量一般在0.15～0.25％范围内。为提高心部强度，有时也采用含碳量为0.30%的钢进行渗碳。低的含碳量可以保证零件心部有足够的韧性和塑性，能承受冲击力的作用，钢中常加入铬、锰、镍、硼、 河源市高级技工学校理论课教案 教学过程 教法设计 钛等元素，以细化晶粒和提高钢的淬透性和韧性。 20CrMnTi是最常用的合金渗碳钢，适宜制造截面小于30mm的受冲击和摩擦的零件，如汽车变速箱的传动齿轮，后桥差动齿轮、十字接头等。 此外，常用的合金渗碳钢还有20Cr2MnV等。? 几种常用渗碳钢的化学成分、热处理及用途， ?三.合金调质钢 调质钢是用热处理的方法命名的，即零件的主要热处理是淬火加高温回火，目的是使零件获得良好的综合机械性能，达到既有高的强度和硬度，又有足够的塑性和韧性相配合的机械性能，用于制造承受较大载荷时机械零件，如各种重载荷的轴类、齿轮等。在机械制造工业中应用及为广泛。 为了获得良好的综合机械性能，合金调质钢的含碳量不宜过高或过低，一般在0.30～0.55％范围内。为使零件整个截面的机械性能一致并取得良好的淬透性，常加入铬、锰、镍、硅等合金元素，尤其加入微量的硼元索，对提高淬透性的作用更为显著，为了细化晶粒提高强度，也辅加以钼、钨、钒、钛等元素。 目前使用最广泛的有40Cr、45Mn2、35CrMo、40CrNi、30CrMnSi、40CrNiMo等。其中40Cr使用较普遍，可以替代45钢制造要求机械性能更好的零件。热处理时可以油冷，防止零件变形和开裂的倾向。? 调质钢也可以作为表面淬火零件的用钢。个别钢种还可以作为氮化零件的用钢，如38CrMoALA就是典型的氮化