第3章 机械制造结构钢--20090316幻灯片.pptVIP

第三章 机械制造结构钢 3.1 概 述 用来制造各种机械零件的钢种。 如轴类、齿轮、连杆、弹簧、轴承和紧固件等. 综合力学性能； 良好的加工性能； 良好的切削加工性能； 一定的耐腐蚀性能。 三. 成分与合金化 主要由 C素或合金亚共析钢； M主要有Mn, Si, Cr, Ni, Mo, W, V, Nb, Ti, Al, B等； C 含量在0.08- 0.70%之间, 合金元素总量一般不超过5%，少量例外； 镇静钢；优质或高级或特级优质钢。 四. 强化方式 四种基本强化形式 位错强化 细晶强化 固溶强化 沉淀强化 马氏体强化 位错强化 + 固溶强化 + 沉淀强化 （ + 细晶强化） 形变热处理 位错强化 + 沉淀强化+马氏体强化 五. 热处理 一般都要通过热处理（淬火+回火） 1）马氏体回火后比F+P具有较好的综合室温机械性能; 2）淬透的零件比末淬透的零件具有较好的机械性能 。 提高钢的淬透性，要加入合金元素 （低） Ni→Si→Cr→Mo→Mn→B （高） 六. 钢种 调质钢 低温回火马氏体钢 渗碳钢 氮化钢 弹簧钢 易切削钢 轴承钢 超高强度钢 高锰钢 3. 2 调质钢 概念 成分、合金化与分类 组织 热处理 性能 一. 调质钢的概念 结构钢在淬火与高温回火（500-650℃）后具有良好的综合力学性能，有较高的强度，良好的塑性和韧性。适用于这种热处理的钢种称为调质钢。 二. 调质钢的成分、合金化 成分 0.30~0.50%C的C钢或中、低合金钢。 合金化 Mn, Si, Cr, Ni, Mo, V, Nb, Ti, Al, B 合金元素作用： 提高淬透性（主要作用） 固溶强化；细晶强化； 弥散强化 三. 调质钢的种类与分级 常用调质钢按淬透性大小可分为几级： 1）40，45，45B 2）40Cr，45Mn2, 45MnB, 35MnSi 3）35CrMo, 42MnVB, 40MnMoB ，40CrNi 4）40CrMnMo, 35SiMn2MoV，40CrNiMo 依据 不同成分的调质钢只要其淬透性相当，当淬火及高温回火后，其性能相近 四.调质钢的组织与性能 回火S或回火T; 具有良好综合力学性能，尤其是冲击韧性。 强度（屈强：700-1200MPa） Cr, Mo, W, V 可阻碍K在高温回火时聚集长大，使钢保持高强度； 阻碍α再结晶，使α相保持细小； 合金元素的固溶强化、细晶强化 韧性: 调节温度可具有不同的韧性； 细化； 防止或减轻回火脆性，加入 Mo,W,Ti或Ce（+Mo） 五. 调质钢的应用 调质钢的不足： 1）没有利用马氏体精细结构强化作用； 2）K的弥散强化作用也没有充分体现。 应用： 在要求良好的综合机械性能，尤其是需要较高的（冲击）韧性时，采用中C钢的调质处理才正能发挥其优势。 3. 3 低温回火状态使用的结构钢 一. 钢种 这类钢是在淬火后低温回火（150℃~250℃）后使用的较大C%范围（0.15%~1.40%）低合金钢 1） 0.15~0.25%C的低C. M钢和渗碳钢； 2） 0.30-0.60%C的低合金超高强度钢； 3） 滚动轴承钢等。 二. 低温回火钢组织与性能 成分：C量较宽，合金元素综合合金化； 组织：回火M（未渗透：有B，P或F） 位错马氏体和孪晶马氏体两类 两者强度相当，前者韧性较好 强化：固溶强化； 精细结构强化； 弥散强化 : 部分C以片状ε析出 韧化：提高回火T；Si；W, Mo；降P等。 3. 4 渗碳钢 一. 概念 表面渗碳、整体淬火加低温回火； 表面是高碳M，心部是低碳M； 表面有高的弯曲和疲劳强度及耐磨性； 心部又有高强度和韧性。 二. 渗碳钢的成分与合金化 低C钢，一般0.25% ； 合金元素：Mn，Cr，Ni，Si，W，V，Ti，B 主要作用之一是提高渗碳钢淬透性。 Ti、V 阻止 A 在高温渗碳时长大； Cr, Mn，Mo 有利于渗碳层增厚； Ti,