第三节合金结构钢.ppt

第四节 机器零件用钢 1.概述 1.1.定义：各种机器零件，轴、齿轮、弹簧和轴承－也叫做机器制造用钢。 1.2.工作受力很复杂（拉、压、剪、扭、冲、振、摩）；工作环境复杂（高温、低温、介质）。 1.3.性能要求 （1）高的疲劳强度； （2）高的屈服强度、抗拉强度及高的断裂抗力； （3）良好的耐磨性及接触疲劳强度； （4）应具有较高的韧性，以降低缺口敏感性。 比构件用钢的要求要高的多，因此必须进行热处理，充分发挥钢材的性能潜力。 1.4.工艺性能： 机器零件的生产工艺是：型材—改锻—毛坯热处理—切削加工—最终热处理—磨削等。最重要的是切削加工和热处理，其它工艺性能如冶炼性能、铸造性能、压力加工性能等也应有所要求。 2、渗碳钢： 2.1定义：用于制造渗碳零件的钢。 2.2对性能的要求：表硬心韧； 2.3化学成分： ①含碳量：低碳（0.1~0.25%）； 作用：保证心部具有足够的韧性和塑性； ②加入提高淬透性的合金元素：Cr、Ni、Mn、Mo、W、Si、B等； 作用：提高钢的的淬透性，改善心部的组织性能； ③加入阻止Ａ晶粒长大的元素：Ｖ、Ｔｉ等； 作用：阻止Ａ晶粒长大，细化晶粒，抑制钢件在渗碳时发生过热； 2.5渗碳钢的热处理： 渗碳→淬火＋低温回火； 具体操作： ①渗碳后预冷直接淬火＋低温回火； ②一次淬火； ③两次淬火； 以20CrMnTi制造汽车后桥齿轮为例： ?工艺路线为： ?下料--锻造--正火--切削加工--渗碳、淬火及低温回火--喷丸--磨削加工。 3.调质钢： 3.1定义：经过淬火和高温回火（调质处理）处理后的结构钢叫做调质钢； 3.2工作条件及性能要求：许多机器设备上的重要零件，如：机床主轴、汽车拖拉机的后桥半轮、柴油发动机舱轴、连杆、高强度螺栓等，在多种应力负荷下工作的，受力情况比较复杂。 要求具有比较全面的机械性能——很高的强度，良好的塑性和韧性，即良好的综合机械性能。 ②加入提高淬透性的合金元素：Cr、 Mn、 Mo、 B、 Si、 Ni等。（强化铁素体） ③加入防止第二类回火脆性的元素： 调质钢的回大温度正好处于第二类回火脆性温度范围内，除回火快速冷却外，可加入抑制回火脆性的元素Mo和W。 ④加入细化奥氏体晶粒的元素： 回火索氏体中的铁素体晶粒越细小，则钢的强韧性越好，为了细化铁索体晶粒，首先必须先细化奥氏体晶粒，常用的元素有W、Mo、V、Ti等。 以40Cr制造连杆螺栓为例： 工艺路线： 下料--锻造--正火（或退火）--机加工—调质—机加工—装配 5.4轴承钢的热处理 5.4.1球化退火： 目的：降低硬度；GCr15钢的硬度降至(179～207HB)，以利于切削加工; 获得均匀分布的细粒状珠光体，为最终热处理作组织准备。 5.4.2 淬火工艺： 加热温度在Ac1～Acm之间，对GCr15钢来说，淬火温度应严格控制在840士10℃。 淬火组织：细小的马氏体及细小均匀分布的碳化物和少量的残余奥氏体。 5.3.3回火工艺： 回火目的：消除内应力，提高韧性，稳定组织; GCr15钢的回火温度为150～160℃，回火时间为 2～3 h。 回火组织：回火马氏体、均匀细小的碳化物及少量的残余奥氏体。 第五节　合金工具钢 用于制造各种刃具、模具、量具的钢叫做工具钢； 1、刃具钢： 1.1刃具钢的工作条件及性能要求： 　　　刃具钢是用来制造各种切削加工工具的钢种，例如：车刀、刨刀、钻头等。 性能要求: ⑴具有很高的硬度; ⑵足够的耐磨性; ⑶具有高的红硬性:高温下保持高硬度的能力； ⑷足够的塑性和韧性； 2.合金模具钢 合金模具钢按其用途分为冷作模具钢和热作模具钢两大类。 2.1冷作模具钢 2.1.1用途? 冷模具用于制造各种冷冲模、冷镦模等，工作温度不超过200 ℃～300 ℃。 2.1.2性能要求 冷模具工作时承受很大的压力、弯曲力、冲击载荷和摩擦。 主要失效形式是磨损，也常出现崩刃、断裂和变形等失效现象。 2.1.3性能要求： ① 高硬度，一般为58 HRC～62 HRC; ② 高耐磨性； ③ 足够的韧性和疲劳抗力; ④ 热处理变形小。 2.1.4成分特点： ① 高碳 碳质量分数多在1.0%以上，个别甚至达到2.0%，以保证高的硬度和高耐磨性。 ② 加入Cr，典型钢种是Cr12型钢，铬的含量高达12%。铬与碳形成M7C3型碳化物，能极大提高钢的耐磨性，铬还显著提高钢的淬透性,Cr12型钢是高耐磨、微变形钢。 ③ Mo、W、V起二次硬化和细化晶粒的作用； 2.1.5典型钢号：Cr12MoV、9Mn2V、9SiCr、CrWMn 等； 9Mn2V、9SiCr、CrWMn ：适用于制造尺寸较大、形状复杂、易变形、精度要求较高的模具； C