河南科技大学第10章钢铁材料.ppt

Chapter Outline ;10.1 钢的分类与编号;10.1.1 钢的分类;按金相组织分类 （1）根据平衡态或退火态组织 亚共析钢、共析钢、过共析钢和莱氏体钢 （2）按正火组织， 珠光体钢、马氏体钢、贝氏体钢、奥氏体钢等。 （3）根据室温时的组织分， 铁素体钢、马氏体钢、奥氏体钢和双相钢。;10.1.2 钢的编号;;新编号;2.优质碳素结构钢 ;较重要的零件，如齿轮、轴、连杆、弹簧等。 ;;3.碳素工具钢 ;4.合金结构钢 ;5.合金工具钢 ;6.不锈钢与耐热钢 ;10.2 合金元素在钢中的主要作用;10.2.2 合金元素与铁和碳的相互作用;2. 合金元素与碳的相互作用 ;10.2.3 合金元素对相变的影响 ;（2）对S点（共析）和 E点（共晶）的影响;2. 合金元素对钢加热转变的影响 ;（3）合金元素对马氏体转变的影响;4.合金元素对淬火钢回火转变的影响;;10.2 合金结构钢（alloy structural steel） ;2. 成分特点 ;3. 热处理特点;10.3.2易切削钢;3.常见的易切削结构钢;10.3.3 渗碳钢;2.成分特点 ;3. 热处理特点;（2）中淬透性合金渗碳钢 （wMe＝2％～5％，σb＝800～1200MPa） 如20CrMnTi、12CrNi3A、20CrMnMo、20MnVB等 其淬透性和力学性能较高，油淬临界直径约为25~60mm左右。 用途：承受中等动载荷的耐磨零件，如汽车变速齿轮、联轴节、齿轮轴、花键套轴等。; （3）高淬透性合金渗碳钢 （wMe＞5％，σb＞1200MPa） 如12Cr2Ni4A、18Cr2Ni4WA、20Cr2Ni4A等。 这类钢合金元素总量小于7.5%，油淬临界直径在100mm以上，这类钢淬透性很好，甚至在空气中冷却也能获得马氏体组织。淬火及低温回火后心部强度很高。 用途：重载和强烈磨损的大型零件，如内燃机的主动牵引齿轮、柴油机曲轴、航空发动机变速齿轮等。 ;5. 应用举例;热处理的作用;;10.3.4调质钢;1.工作条件与性能要求;2.成分特点;4.热处理特点;感应淬火部位;;5.常用调质钢的性能特点及应用;（2）中淬透性Cr-Mo钢、Cr-Mn钢、Cr-V钢 （D0油＜60mm）;（3）高淬透性Cr-Ni钢、Cr-Ni-Mo钢（D0油＞60mm）;10.3.5 弹簧钢;;;2.成分特点;4.加工成型与热处理特点;冷成型弹簧 ;5.常用弹簧钢及应用;Cr－V钢，典型钢种50CrV， 适于制作截面在30mm以下的高负荷重要弹簧以及在300℃以下工作的各类弹簧。 ;10.3.6 滚动轴承钢;高的接触应力 （可高达3000~35000MPa） 并且有滚动和滑动;2.成分特点;3.热处理特点;4.常用滚动轴承钢牌号及用途;10.4 工具钢 ;;10.4.1刃具钢;2.成分特点;;用途;（3） 高速钢（high speed steel） ;1）化学成分;2） W18Cr4V钢的生产工艺及热处理特点;;;;;;预热：;;;（2）回火——二次硬化;;;10.4.2模具钢;1.热作模具钢;（2）热作模具的化学成分;常用钢号： 5CrMnMo（中小型热锻模具）、5CrNiMo（大型热锻模具） 3Cr2W8V 压铸模用钢（用于制造有色金属的压铸模和热挤压模） ;（3）热作模具的热处理;淬火及回火;2.冷模具钢（cold-working die steel） ;（2）冷作模具的化学成分（和刃具钢基本相似）;（3）冷作模具的热处理;10.4.3量具钢;2.量具用钢;10.5 特殊用途钢和合金;10.5.1 不锈钢; 电化学腐蚀过程示意图;形成氧化层保护膜。 加入Cr、Al、Si 等，形成Cr2O3、SiO2、Al2O3等氧化膜。 使金属呈单相组织； 加入Mn、Ni、Co等能扩大γ区，可在室温获得奥氏体钢； 加入Cr、Mo、W、V、Ti、 Si 等能扩大α区，可在室温获得铁素体钢。 提高基体的电极电位。 加入Cr、Ni、Si等，提高金属基体的电极电位。 ; 牺牲阳极保护阴极 镶嵌一些比金属 或合金基体电极电位更低的金属块。;Cr：提高抗蚀能力的基本元素，能在钢表面形 成一层保护性的Cr2O3薄膜；提高钢的 电极电位；形成单相的铁素体组织。;按组织分类;性能：具有较高的强度、硬度、耐磨性。 应用于 力学性能要求较高，抗蚀性能一般的 零件。如弹簧、轴、水压机阀等.;马氏体钢的热处理：淬火+回火;（2） 铁素体不锈钢;铁素体型不锈