碳钢及合金钢介绍.ppt

3.2.2 合金结构钢 1．低合金结构钢 热处理、组织 —— 热轧空冷，S＋F 2．渗碳钢 热处理: 3．调质钢 热处理 4．弹簧钢 常用的两类合金弹簧钢：①以Si、Mn为主要合金元素： 65Mn 、60Si2Mn ②含Cr、V、W等合金元素： 50CrVA，适合在350－400℃重载弹簧。热处理： 5．滚动轴承钢 我国轴承钢分两类： 铬轴承钢： GCr15 添加Mn、Si、Mo、V的轴承钢： GMnMoVRE（节约Cr） 热处理: 成分特点： 1.含碳量：耐蚀性要求越高，含碳量应越低。一般C ≤ 0.1％ （防止晶间形成碳化物，晶界周围贫铬） 2.加入主要耐蚀元素Cr；提高钢基体的电极电位（ Cr ≥12％），并 在氧化介质中极易形成钝化膜。 3.加入镍：形成单相奥氏体，显著提高耐蚀性。 4.加入钼、铜：提高在非氧化介质中的钝化能力。 5.加入钛、铌：优先形成碳化物，防止晶间腐蚀。 奥氏体不锈钢常用的热处理工艺： 1.水韧处理 将钢加热至1050℃－1150℃，使碳化物充分溶解，然后水冷，获得单相奥氏体组织，提高耐蚀性。 2. 稳定化处理 固溶处理后，将钢加热至850℃－880℃，使钢中Cr的碳化物完全溶解，而Ti等的碳化物不完全溶解，然后缓慢冷却，让溶于奥氏体的C与Ti以Ti C形式析出，防止晶间腐蚀。（用于含Ti 或Nb的钢） 3. 消除应力退火 将钢加热至300℃－350℃消除冷加工应力，加热至850℃以上消除焊接残余应力。 2．合金模具钢 （１）冷模具钢 —— 冷冲、冷镦、冷挤压模等。 性能 —— 高硬度、耐磨性，足够的韧性和疲劳抗力，热处理变形小。 应用 　　小型模具 —— 9Mn2V、9SiCr、CrWMn 等。 　　大型模具 —— Cr12、Cr12MoV 等，热处理变形小。 成分特点：①高碳（1.0％），保证高硬度和耐磨性； ②加入Cr、W、Mo、V等合金元素，形成难熔碳化物，提高耐磨性。 如Cr12型钢中Cr含量达12％，形成M7C3型碳化物，极大的提高耐 磨性，且Cr还显著提高钢的淬透性。 最终热处理 —— 淬火 + 低温回火 最终组织 —— 回火M + 碳化物 + 少量 A （２）热模具钢 —— 热锻、热挤压、压铸模等。 性能 —— 耐热性、热疲劳抗力高。 应用 中小型模具 —— 5CrMnMo 等。 大型模具 —— 3Cr2W8V等，淬透性好。H13钢（4Cr5MoV1Si） 最终热处理 —— 淬火 + 高温回火 最终组织 —— 回火T 或 回火S 3．量具用钢—— 卡尺、千分尺、塞规等 性能 ——高的硬度和耐磨性、良好的尺寸稳定性。 应用 简单量具 —— T10A、T12A 等。 高精度量具 —— GCr15、CrWMn 等。 最终热处理 —— 淬火 +（ -70～-80℃ ）冷处理 + 低温回火 + 时效处理 　时效处理：120～130℃，保温几～几十小时，使M、 A 稳定，消除内应力。 最终组织 —— 回火M + 碳化物 + 少量A 1．不锈钢 　2．耐热钢 　　3．耐磨钢 3.2.4　特殊性能钢 1. 不锈钢 钢的抗腐蚀措施 　　形成单相组织。 　　加入Cr，降低两相的电极电位差。 　　加入Cr 、Al等，生成致密的表面氧化膜 。 常用不锈钢 　　F 型 —— 如 1Cr17，化工设备、食品工业。 　　M 型 —— 如 1Cr13 用于汽轮机叶片；3Cr13 做手术器具及刀具。 　　A 型 —— 如 1Cr18Ni9Ti 用于化工、食品、医疗行业。 A-F型—— 如 1Cr21Ni5Ti 不锈钢的成分、热处理、性能 钢号 主 要 化 学 成 分, % 淬火℃ 回火℃ C Cr Ni Ti 类 别 机械性能　? ?b MPa ?s MPa ?5% HRCHB 1Cr13 ? 0.15 12~14 950~1000水,油 700~750 4Cr13 0.36~0.45 12~14 1050~1100 油 200~300 M型 540 345 680 400 25 4 159 50 1Cr17 ?0.12 16~18 780~850 正火 0Cr18Ni9 ?0.07 17~19 8~12 1010~1150 水 F型 A型 A-F型 450 205 520 205 22 40 183 187 1Cr18Ni9Ti ?0.12 17~19 9~12 ?0.5~0.8 920~1150 水 520 205 40