工程材料第七章工业用钢

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1、第七章工业用钢第七章工业用钢Chapter 7 Steels Used for IndustryChapter 7 Steels Used for Industry主要内容：主要内容：l钢的分类和编号l钢中的杂质及合金元素l结构钢l工具钢l特殊性能钢工业用钢工业用钢包括碳素钢（简称碳钢）和合金钢两大类。包括碳素钢（简称碳钢）和合金钢两大类。在工业用钢中，除在工业用钢中，除FeFe和和C C元素外，还含有其他元素，包括杂质元素（常元素外，还含有其他元素，包括杂质元素（常存元素、隐存元素）和合金元素。存元素、隐存元素）和合金元素。杂质元素杂质元素(Impurity)：泛指钢冶炼后残留在钢中的元素。

2、泛指钢冶炼后残留在钢中的元素。合金元素合金元素(Alloying Element) ：为提高钢的性能特意添加到钢中的元素。为提高钢的性能特意添加到钢中的元素。碳钢碳钢（Carbon Steel）：含碳量为含碳量为0.0218%0.0218%2.11%2.11%的铁碳合金，具有的铁碳合金，具有较好的性能，产量大、价格低，应用广泛，但淬透性、回火抗力差、屈较好的性能，产量大、价格低，应用广泛，但淬透性、回火抗力差、屈强比低。强比低。合金钢合金钢（Alloy Steel）：在碳钢的基础上添加合金元素的铁基合金，在碳钢的基础上添加合金元素的铁基合金，总体性能优于碳钢，但加工困难、价格昂贵。总体性能优于

3、碳钢，但加工困难、价格昂贵。选材时，如果碳钢能够满足要求，一般不使用合金钢。选材时，如果碳钢能够满足要求，一般不使用合金钢。第七章 工业用钢第一节钢的分类和编号第一节钢的分类和编号一、钢的分类一、钢的分类1.1.按化学成分分类按化学成分分类碳素钢碳素钢低碳钢低碳钢（wC0.25%0.25%）高碳钢高碳钢（wC0.600.60% %）工业用钢工业用钢合金钢合金钢低合金钢低合金钢（wMe5 5% %）中合金钢中合金钢（wMe5 51010% %）高高合金钢合金钢（wMe1010% %）中碳钢中碳钢（wC0.250.250.600.60% %）第七章 工业用钢7.1 7.1 钢的分类和编号钢的分类和

4、编号2.2.按用途分类按用途分类结构钢结构钢工程构件用钢工程构件用钢建筑用钢建筑用钢工业用钢工业用钢特殊性能钢特殊性能钢不锈钢不锈钢耐热钢耐热钢机器零件用钢机器零件用钢工具钢工具钢桥梁用钢桥梁用钢船舶用钢船舶用钢车辆用钢车辆用钢渗碳钢渗碳钢调质钢调质钢弹簧钢弹簧钢轴承钢轴承钢刃具钢刃具钢模具钢模具钢量具钢量具钢第七章 工业用钢7.1 7.1 钢的分类和编号钢的分类和编号3.3.按金相组织分类按金相组织分类（退火状态）（退火状态）亚共析钢亚共析钢过共析钢过共析钢工业用钢工业用钢（正火状态）（正火状态）珠光体钢珠光体钢贝氏体钢贝氏体钢马氏体钢马氏体钢共析钢共析钢莱氏体钢莱氏体钢奥氏体钢奥氏体钢复相

5、钢复相钢第七章 工业用钢7.1 7.1 钢的分类和编号钢的分类和编号4.4.按质量分类按质量分类普通钢普通钢（wS0.055%0.055%，wP0.045%0.045%）工业用钢工业用钢高级优质钢高级优质钢优质钢优质钢（wS0.040%0.040%，wP0.040%0.040%）（wS0.030%0.030%，wP 0.035%0.035%）注：注：注：注：高级优质钢在其编号后加注高级优质钢在其编号后加注“A”A” 特级优质钢在其编号后加注特级优质钢在其编号后加注“E”E”第七章 工业用钢7.1 7.1 钢的分类和编号钢的分类和编号特级优质钢特级优质钢（wS0.015%0.015%，wP 0.

6、025%0.025%）二、钢的编号二、钢的编号l 普通碳素结构钢普通碳素结构钢（Plain Constructional Carbon Steel） 用用“符号数字符号数字”表示表示举例：举例：举例：举例： Q 2 3 5屈服点的汉语拼音字头屈服点的汉语拼音字头屈服强度值不小于屈服强度值不小于235MPa235MPa第七章 工业用钢7.1 7.1 钢的分类和编号钢的分类和编号平均含碳量的万分之几平均含碳量的万分之几 0808钢的平均钢的平均wC=0.08%=0.08%第七章 工业用钢7.1 7.1 钢的分类和编号钢的分类和编号l 优质碳素结构钢优质碳素结构钢（Quality Construct

7、ional Carbon Steel） 用两位数字表示用两位数字表示举例：举例：举例：举例： 4 5 0 8平均含碳量的万分之几平均含碳量的万分之几 4545钢的平均钢的平均wC=0.45%=0.45%第七章 工业用钢7.1 7.1 钢的分类和编号钢的分类和编号l 合金结构钢合金结构钢（Constructional Alloy Steel） 用用“数字元素符号数字数字元素符号数字”表示表示举例：举例：举例：举例： 3 6 Mn 2 Si平均含碳量的万分之几平均含碳量的万分之几 平均平均wC=0.36%=0.36%含有锰元素，平均含有锰元素，平均wMn=2%2%含有硅元素，平均含有硅元素，平均w

8、Si 1.5%1.5%第七章 工业用钢7.1 7.1 钢的分类和编号钢的分类和编号l 碳素工具钢碳素工具钢（Carbon Tool Steel） 用用“T T数字数字”表示表示举例：举例：举例：举例： T 12 A“碳素工具钢碳素工具钢”之汉语拼音字头之汉语拼音字头平均含碳量的千分之几平均含碳量的千分之几 平均平均wC=1.2%=1.2%高级优质钢高级优质钢第七章 工业用钢7.1 7.1 钢的分类和编号钢的分类和编号l 合金工具钢合金工具钢（Alloy Tool Steel） 用用“数字元素符号数字数字元素符号数字”表示表示举例：举例：举例：举例： 9 Mn 2 V平均含碳量的千分之几平均含碳

9、量的千分之几 平均平均wC=0.9%0.9%含有锰元素，平均含有锰元素，平均wMn=2%=2%含有钒元素，平均含有钒元素，平均wV 1.5%1.5%第七章 工业用钢7.1 7.1 钢的分类和编号钢的分类和编号l 滚动轴承钢滚动轴承钢（Rolling Bearing Steel） 用用“G G数字数字”表示，不标出含碳量表示，不标出含碳量举例：举例：举例：举例： G Cr 15“滚动轴承钢滚动轴承钢”之汉语拼音字头之汉语拼音字头含有铬元素，平均含有铬元素，平均wCr=1.5%=1.5%第七章 工业用钢7.1 7.1 钢的分类和编号钢的分类和编号l 高速工具钢高速工具钢（High Speed To

10、ol Steel） 用用“元素符号数字元素符号数字”表示，不标出含碳量表示，不标出含碳量举例：举例：举例：举例： W 18 Cr 4 V含有钨元素，平均含有钨元素，平均wW=18%=18%含有铬元素，平均含有铬元素，平均wCr=4%=4%含有钒元素，平均含有钒元素，平均wV 1.5%1.5%第七章 工业用钢7.1 7.1 钢的分类和编号钢的分类和编号l 不锈钢不锈钢（Stainless Steel） 用用“数字元素符号数字数字元素符号数字”表示表示举例：举例：举例：举例： 1 Cr 18 Ni 9 Ti平均含碳量的千分之几平均含碳量的千分之几 平均平均wC=0.1%=0.1%含有铬元素，平均含

11、有铬元素，平均wCr=18%=18%含有镍元素，平均含有镍元素，平均wNi=9%=9%含有钛元素，平均含有钛元素，平均wTi1.5%1.5%第七章 工业用钢7.2 7.2 钢中的杂质及合金元素钢中的杂质及合金元素第二节钢中的杂质及合金元素第二节钢中的杂质及合金元素一、杂质元素对钢性能的影响一、杂质元素对钢性能的影响1.1.有益元素有益元素l 锰锰（MnMn）MnMn能脱氧、消除硫的有害作用。能脱氧、消除硫的有害作用。 MnMn能溶入铁素体中产生固溶强化，提高钢的硬度和强度。能溶入铁素体中产生固溶强化，提高钢的硬度和强度。l 硅硅（SiSi） SiSi有脱氧作用。有脱氧作用。SiSi能溶入铁素体

12、中起固溶强化作用，提高钢的硬度和强度。能溶入铁素体中起固溶强化作用，提高钢的硬度和强度。第七章 工业用钢7.2 7.2 钢中的杂质及合金元素钢中的杂质及合金元素2.2.有害元素有害元素l 硫硫（S S）S S易与易与FeFe在晶界上形成低熔点在晶界上形成低熔点(985(985 C C) )共晶体，在共晶体，在11501150 C C12001200 C C的的热加工时，由于其熔化而导致开裂，热加工时，由于其熔化而导致开裂，从而导致钢的从而导致钢的“热脆热脆”。l 磷磷（P P） P P能全部溶入铁素体中，使钢在常温下硬度提高，塑性、韧性急剧能全部溶入铁素体中，使钢在常温下硬度提高，塑性、韧性急

13、剧下降，从而引起钢的下降，从而引起钢的“冷脆冷脆”。晶界上的低熔点硫化物共晶晶界上的低熔点硫化物共晶第七章 工业用钢7.2 7.2 钢中的杂质及合金元素钢中的杂质及合金元素3.3.气体元素气体元素l 氮氮（N N）过量过量N N会使钢的塑性、韧性显著降低，产会使钢的塑性、韧性显著降低，产生生“时效脆化时效脆化”。l 氧氧（O O）O O是有害元素，易成为是有害元素，易成为非金属夹杂物非金属夹杂物而降而降低钢的性能。低钢的性能。l 氢氢（H H）H H是有害元素，引起钢的是有害元素，引起钢的“氢脆氢脆”和形成和形成“白点白点”（微裂纹）（微裂纹）。钢钢中的氧化物夹杂中的氧化物夹杂钢钢中的白点中的

14、白点第七章 工业用钢7.2 7.2 钢中的杂质及合金元素钢中的杂质及合金元素二、合金元素在钢中的作用二、合金元素在钢中的作用 合金元素在钢中的存在形式：合金元素在钢中的存在形式：溶解于碳钢原有的相中溶解于碳钢原有的相中举例：举例：溶入溶入F F中、溶入中、溶入A A中、溶入中、溶入FeFe3 3C C中（形成合金渗碳体）。中（形成合金渗碳体）。形成某些碳钢中没有的新相形成某些碳钢中没有的新相举例：举例：CrCr2323C C6 6、W W2 2C C、VCVC等。等。 合金元素的种类：合金元素的种类： 非碳化物形成元素非碳化物形成元素（Non-carbide Former） 举例：举例：NiN

15、i、SiSi、AlAl、CoCo、CuCu、N N、B B等。等。碳化物形成元素碳化物形成元素（Carbide Former） 举例：举例：TiTi、ZrZr、V V、NbNb、W W、MoMo、CrCr、MnMn等。等。第七章 工业用钢7.2 7.2 钢中的杂质及合金元素钢中的杂质及合金元素1.1.合金元素对钢中基本相的影响合金元素对钢中基本相的影响l 溶入铁素体，起固溶强化作用溶入铁素体，起固溶强化作用非碳化物形成元素及过剩的碳化物形成元素都溶于铁素体，形成合非碳化物形成元素及过剩的碳化物形成元素都溶于铁素体，形成合金铁素体，起固溶强化作用，提高钢的硬度和强度。金铁素体，起固溶强化作用，提

16、高钢的硬度和强度。CrCr、NiNi在适当范围内还能提高钢的韧性。在适当范围内还能提高钢的韧性。Me对对F硬度的影响硬度的影响Me对对F冲击韧性的影响冲击韧性的影响第七章 工业用钢7.2 7.2 钢中的杂质及合金元素钢中的杂质及合金元素l 形成碳化物，起强化相作用形成碳化物，起强化相作用碳化物形成元素在钢中与碳化物形成元素在钢中与C C作用形成碳化物，作为强化相，可显著作用形成碳化物，作为强化相，可显著提高钢的强度、硬度和耐磨性。提高钢的强度、硬度和耐磨性。碳化物形成元素与碳的亲和力的大小：碳化物形成元素与碳的亲和力的大小：TiTiZrZrV VNbNbW WMoMoCrCrMnMnFeFe（

17、1 1）强碳化物形成元素）强碳化物形成元素TiTi、V V、NbNb等与碳亲合力很强，几乎总是与碳形成特殊碳化物。等与碳亲合力很强，几乎总是与碳形成特殊碳化物。 特殊碳化物的稳定性、熔点、硬度、耐磨性高。特殊碳化物的稳定性、熔点、硬度、耐磨性高。（2 2）中强碳化物形成元素）中强碳化物形成元素W W、MoMo、CrCr等，当其含量较少时，多溶于渗碳体中而形成合金等，当其含量较少时，多溶于渗碳体中而形成合金渗碳体渗碳体(Fe(Fe，Me)Me)3 3C C；当含量较高时，则可能形成特殊碳化物。；当含量较高时，则可能形成特殊碳化物。（3 3）弱碳化物形成元素）弱碳化物形成元素MnMn等与碳的亲合力

18、较弱，除少量可溶于渗碳体中形成合金渗碳等与碳的亲合力较弱，除少量可溶于渗碳体中形成合金渗碳体外，大部分溶于铁素体或奥氏体中。体外，大部分溶于铁素体或奥氏体中。第七章 工业用钢7.2 7.2 钢中的杂质及合金元素钢中的杂质及合金元素2.2.合金元素对合金元素对Fe-FeFe-Fe3 3C C相图的影响相图的影响钢中加入合金元素后，钢中加入合金元素后，Fe-FeFe-Fe3 3C C相图将发生变化，这些元素或者扩大相图将发生变化，这些元素或者扩大奥氏体区域，或者缩小奥氏体区域。奥氏体区域，或者缩小奥氏体区域。l 扩大扩大 区的元素区的元素 NiNi、MnMn、C C、N N等。等。使奥氏体区域使奥

19、氏体区域扩大。扩大。使使A A1 1和和A A3 3温度降低。温度降低。使使S S点和点和E E点向左下方移动。点向左下方移动。特例：特例：特例：特例：当当MnMn 13%13%或或NiNi 24%24%时，时，S S点降点降到室温以下，即在室温下可获得到室温以下，即在室温下可获得奥氏体组织。奥氏体组织。Mn对对 区的影响区的影响第七章 工业用钢7.2 7.2 钢中的杂质及合金元素钢中的杂质及合金元素l 缩小缩小 区的元素区的元素 CrCr、MoMo、SiSi、W W等。等。 使奥氏体区域使奥氏体区域缩小。缩小。 使使A A1 1和和A A3 3温度升高。温度升高。 使使S S点和点和E E点

20、向左上方移动。点向左上方移动。特例：特例：特例：特例：当当CrCr 13%13%时，在室温下奥氏时，在室温下奥氏体相区消失，即可获得单相铁体相区消失，即可获得单相铁素体组织。素体组织。Cr对对 区的影响区的影响第七章 工业用钢7.2 7.2 钢中的杂质及合金元素钢中的杂质及合金元素3.3.合金元素对钢的热处理的影响合金元素对钢的热处理的影响l 对奥氏体化的影响对奥氏体化的影响 大多数合金元素延缓钢的奥氏体化过程。大多数合金元素延缓钢的奥氏体化过程。它们阻碍它们阻碍C C和和MeMe的扩散，因此合金钢的的扩散，因此合金钢的A A化温度较高、时间较长。化温度较高、时间较长。 NiNi、CoCo等部

21、分非碳化物形成元素使奥氏体的形成速度加快。等部分非碳化物形成元素使奥氏体的形成速度加快。 AlAl、SiSi、MnMn等对奥氏体形成速度影响不大。等对奥氏体形成速度影响不大。l 对奥氏体晶粒度的影响对奥氏体晶粒度的影响 几乎所有合金元素都细化奥氏体晶粒。几乎所有合金元素都细化奥氏体晶粒。碳化物形成元素的细化晶粒效果尤其显著，它们形成的碳化物分布碳化物形成元素的细化晶粒效果尤其显著，它们形成的碳化物分布在在A A中时，能够阻碍晶界的迁移，从而阻止晶粒长大。中时，能够阻碍晶界的迁移，从而阻止晶粒长大。 MnMn、P P具有促进奥氏体晶粒长大的倾向。具有促进奥氏体晶粒长大的倾向。第七章 工业用钢7.

22、2 7.2 钢中的杂质及合金元素钢中的杂质及合金元素l 对钢的淬透性的影响对钢的淬透性的影响除除CoCo外，几乎所有合金元素只要溶入奥氏体中，均使外，几乎所有合金元素只要溶入奥氏体中，均使C C曲线向右移，曲线向右移，即提高钢的淬透性。即提高钢的淬透性。常用提高淬透性的元素：常用提高淬透性的元素： MnMn、CrCr、NiNi、SiSi、B B。合金元素对合金元素对C曲线的影响曲线的影响第七章 工业用钢7.2 7.2 钢中的杂质及合金元素钢中的杂质及合金元素l 对钢的回火转变的影响对钢的回火转变的影响 提高钢的回火稳定性。提高钢的回火稳定性。 回火稳定性回火稳定性（Tempered Stabi

23、lity） ：淬火钢在回火过程中抵抗硬度下降的能力。又称回火抗力。淬火钢在回火过程中抵抗硬度下降的能力。又称回火抗力。大多数合金元素能够阻碍大多数合金元素能够阻碍M M的分解和碳化物的析出与聚集长大。的分解和碳化物的析出与聚集长大。 产生二次硬化产生二次硬化 二次硬化二次硬化（Secondary Hardening） ：钢在回火时硬度不仅不下降，反而升高的现象。钢在回火时硬度不仅不下降，反而升高的现象。W W、 MoMo、V V含量较高的高合金钢回火时含量较高的高合金钢回火时, , 硬度不是随回火温度升高硬度不是随回火温度升高而单调降低而单调降低, , 而是到某一温度（约而是到某一温度（约40

24、0400）后反而开始增大）后反而开始增大, , 并在另并在另一更高温度（一般为一更高温度（一般为550550左右）达到峰值，即产生二次硬化。左右）达到峰值，即产生二次硬化。 防止第二类回火脆性防止第二类回火脆性W W、MoMo等元素有防止第二类回火脆性产生的作用。等元素有防止第二类回火脆性产生的作用。第七章 工业用钢7.3 7.3 结构钢结构钢第三节结构钢第三节结构钢结构钢是制造各种工程结构和机器零件的钢。结构钢是制造各种工程结构和机器零件的钢。 结构钢的性能要求：结构钢的性能要求： 使用性能以强韧性为主。使用性能以强韧性为主。 工艺性能以焊接性、淬透性为主。工艺性能以焊接性、淬透性为主。 良

25、好的耐大气、水腐蚀性。良好的耐大气、水腐蚀性。结构钢的成分特点：结构钢的成分特点： 大多数结构钢含合金元素在大多数结构钢含合金元素在5%5%以内，属于低合金钢。以内，属于低合金钢。第七章 工业用钢7.3 7.3 结构钢结构钢一、工程构件用钢一、工程构件用钢（Engineering Constructional Steel） 工程构件用钢是桥梁、建筑、船舶、化工、石油、车辆、电站、国工程构件用钢是桥梁、建筑、船舶、化工、石油、车辆、电站、国防等国民经济部门制造各种重要构件的金属材料。防等国民经济部门制造各种重要构件的金属材料。工程构件用钢的性能要求：工程构件用钢的性能要求： 高的弹性极限和高的刚

26、度，低的屈强比。高的弹性极限和高的刚度，低的屈强比。 良好的焊接性和冷变形性。良好的焊接性和冷变形性。 良好的耐大气、水腐蚀性。良好的耐大气、水腐蚀性。工程构件用钢的成分特点：工程构件用钢的成分特点： 低含碳量：低含碳量：wC0.25%0.25%。 含微量合金元素：含微量合金元素：V V、TiTi、NbNb、ZrZr、CaCa、RERE（稀土元素）等。（稀土元素）等。第七章 工业用钢7.3 7.3 结构钢结构钢l 普通碳素结构钢普通碳素结构钢（1 1）化学成分特点）化学成分特点 低碳：低碳：0.100.100.20% 0.20% （2 2）典型钢号）典型钢号 Q235Q235（3 3）热处理特

27、点）热处理特点 一般不进行专门的热处理，只保证力学性能和工艺性能。一般不进行专门的热处理，只保证力学性能和工艺性能。（4 4）使用状态及组织）使用状态及组织 使用状态：使用状态：热轧态热轧态，组织：，组织：F FP P（少量）（少量）。（5 5）应用）应用 建筑钢筋。建筑钢筋。建筑钢筋建筑钢筋第七章 工业用钢7.3 7.3 结构钢结构钢第七章 工业用钢7.3 7.3 结构钢结构钢建筑钢筋建筑钢筋第七章 工业用钢7.3 7.3 结构钢结构钢l 低合金高强度钢低合金高强度钢（High-strength Low-alloy Steel） 过去称为普通低合金结构钢、普低钢。过去称为普通低合金结构钢、普

28、低钢。（1 1）化学成分特点）化学成分特点 低碳：低碳：0.100.100.20%0.20%，锰含量：，锰含量：1.21.21.6%1.6%。（2 2）典型钢号）典型钢号 Q345Q345（16Mn16Mn） 相当于是在相当于是在Q235Q235的基础上多添加了的基础上多添加了0.60.60.8%0.8%的的MnMn。（3 3）热处理特点）热处理特点 一般不进行专门的热处理，只保证力学性能和工艺性能。一般不进行专门的热处理，只保证力学性能和工艺性能。（4 4）使用状态及组织）使用状态及组织 使用状态：使用状态：热轧态热轧态或或正火态正火态，组织：，组织：F FP P（少量）（少量）。（5 5）

29、应用）应用 桥梁钢构、船用钢板等。桥梁钢构、船用钢板等。南京长江大桥南京长江大桥第七章 工业用钢7.3 7.3 结构钢结构钢南京长江大桥中的钢结构南京长江大桥中的钢结构第七章 工业用钢7.3 7.3 结构钢结构钢第七章 工业用钢7.3 7.3 结构钢结构钢二、机器零件用钢二、机器零件用钢（Machine Steel） 机器零件用钢是于制造齿轮、轴、弹簧、轴承等各种机器零件的机器零件用钢是于制造齿轮、轴、弹簧、轴承等各种机器零件的金属材料。金属材料。 机器零件用钢的性能要求：机器零件用钢的性能要求： 高的强度和塑性、韧性。高的强度和塑性、韧性。 高的疲劳强度。高的疲劳强度。 高的淬透性。高的淬透

30、性。 机器零件用钢的成分特点：机器零件用钢的成分特点：除除C C元素外，通常含有提高淬透性和细化晶粒的合金元素，如元素外，通常含有提高淬透性和细化晶粒的合金元素，如CrCr、NiNi、MnMn、SiSi、MoMo、TiTi、V V、W W等。等。第七章 工业用钢7.3 7.3 结构钢结构钢l 渗碳钢渗碳钢（Carburizing Steel）（1 1）化学成分特点）化学成分特点 低碳：低碳：0.10.10.25%0.25% 合金元素：合金元素：CrCr、NiNi、MnMn、MoMo、B B 、TiTi、W W、V V等等渗碳后，表层为渗碳后，表层为0.8% 0.8% 1.0%1.0%的高碳成分

31、，保证高硬度、高耐磨性，的高碳成分，保证高硬度、高耐磨性，心部保持原始成分，保证良好的韧性和足够的强度。心部保持原始成分，保证良好的韧性和足够的强度。（2 2）典型钢号）典型钢号 20CrMnTi20CrMnTi（3 3）热处理特点）热处理特点 渗碳渗碳（920920930930 C C） 淬火淬火（830830 C C） 低温回火低温回火（200200 C C，2h2h）（4 4）组织和性能）组织和性能 表层：表层：高碳高碳M M回回k kA A ，硬度：，硬度：HRC56HRC566262。 心部：心部：低碳低碳M M回回 F F（淬透）淬透），硬度：，硬度：HRC30HRC304545。

32、 F FS S （未（未淬透）淬透）。（5 5）应用）应用 重载荷齿轮、凸轮、活塞销等。重载荷齿轮、凸轮、活塞销等。第七章 工业用钢7.3 7.3 结构钢结构钢渗碳炉渗碳炉凸轮凸轮汽车变速箱齿轮汽车变速箱齿轮 东风东风153153汽车后桥螺伞齿轮汽车后桥螺伞齿轮第七章 工业用钢7.3 7.3 结构钢结构钢第七章 工业用钢7.3 7.3 结构钢结构钢l 调质钢调质钢（Thermal Refined Steel） （1 1）化学成分特点）化学成分特点 中碳：中碳：0.300.300.50%0.50% 合金元素：合金元素：CrCr、NiNi、MnMn、MoMo、W W、V V、TiTi、B B等等

33、保证钢经调质处理后具有良好的综合力学性能。保证钢经调质处理后具有良好的综合力学性能。（2 2）典型钢号）典型钢号 40Cr40Cr（3 3）热处理特点）热处理特点 淬火淬火（830830 C C） 高温回火高温回火（525525 C C），即，即调质处理调质处理。（4 4）组织和性能）组织和性能 组织：组织：S S回回，硬度：硬度：HRC25HRC253535。（5 5）应用）应用 机床主轴、轻载荷齿轮、汔车后桥半轴、连杆、螺栓等。机床主轴、轻载荷齿轮、汔车后桥半轴、连杆、螺栓等。第七章 工业用钢7.3 7.3 结构钢结构钢连杆连杆破碎机主轴破碎机主轴第七章 工业用钢7.3 7.3 结构钢结构

34、钢汽车半轴汽车半轴曲轴曲轴第七章 工业用钢7.3 7.3 结构钢结构钢l 弹簧钢弹簧钢（Spring Steel） （1 1）化学成分特点）化学成分特点 中、高碳：中、高碳：0.450.450.70%0.70%；合金元素；合金元素： SiSi、MnMn、CrCr、V V等等。（2 2）典型钢号）典型钢号 热成形弹簧（弹簧用钢的尺寸较大）：热成形弹簧（弹簧用钢的尺寸较大）：60Si2Mn60Si2Mn 冷成形弹簧（弹簧用钢丝的直径一般小于冷成形弹簧（弹簧用钢丝的直径一般小于10mm10mm）：）：50CrVA50CrVA（3 3）热处理特点）热处理特点 热成形弹簧：热成形弹簧：淬火淬火（8708

35、70 C C） 中温回火中温回火（460460 C C） 冷成形弹簧：冷成形弹簧：卷簧卷簧 去应力退火去应力退火（250250 C C） （4 4）组织和性能）组织和性能 组织：组织：T T回回，硬度：，硬度：HRC35HRC354545。（5 5）应用）应用 60Si2Mn60Si2Mn：汽车减振板弹簧、悬挂弹簧。汽车减振板弹簧、悬挂弹簧。 50CrVA50CrVA：汽车发动机气门弹簧。汽车发动机气门弹簧。汽车减振板弹簧汽车减振板弹簧第七章 工业用钢7.3 7.3 结构钢结构钢汽车减振悬挂弹簧汽车减振悬挂弹簧第七章 工业用钢7.3 7.3 结构钢结构钢汽车发动机汽门弹簧汽车发动机汽门弹簧第七

36、章 工业用钢7.3 7.3 结构钢结构钢第七章 工业用钢7.3 7.3 结构钢结构钢第七章 工业用钢7.3 7.3 结构钢结构钢l 滚动轴承钢滚动轴承钢（Rolling Bearing Steel）（1 1）化学成分特点）化学成分特点 高碳：高碳：0.950.951.15%1.15%；合金元素：；合金元素：CrCr（主要）、（主要）、SiSi、MnMn等等。（2 2）典型钢号）典型钢号 GCr15GCr15（3 3）热处理特点）热处理特点 预备热处理：预备热处理：球化退火。球化退火。降低硬度，改善切削性能，获得降低硬度，改善切削性能，获得P P球球。 最终热处理：最终热处理：淬火淬火（8408

37、40 C C） 低温回火低温回火（150150160160 C C）（4 4）组织和性能）组织和性能 组织：组织：M M回回k kA A ，硬度：，硬度：HRCHRC6161。（5 5）应用）应用 滚动轴承的滚珠、轴承套等。滚动轴承的滚珠、轴承套等。也可用于制造模具、量具等。也可用于制造模具、量具等。第七章 工业用钢7.3 7.3 结构钢结构钢向心球轴承向心球轴承圆柱滚子轴承圆柱滚子轴承自动调心球轴承自动调心球轴承第七章 工业用钢7.4 7.4 工具钢工具钢第四节工具钢第四节工具钢 工具钢是用来制造各种工具钢是用来制造各种 刃具、模具和量具的钢。刃具、模具和量具的钢。刃具刃具模具模具量具量具第

38、七章 工业用钢7.4 7.4 工具钢工具钢一、刃具钢一、刃具钢（Cutlery Steel）刃具钢是制造各种车刀、铣刀、钻头等切削工具的金属材料。刃具钢是制造各种车刀、铣刀、钻头等切削工具的金属材料。 刃具钢的性能要求：刃具钢的性能要求： 高的硬度和耐磨性。高的硬度和耐磨性。HRCHRC6060。 高的热硬性（又称红硬性）。高的热硬性（又称红硬性）。 热硬性热硬性（Red Hardness）：材料在高温下保持高硬度的能力材料在高温下保持高硬度的能力。 足够的塑性和韧性。足够的塑性和韧性。防止脆断和崩刃防止脆断和崩刃。 刃具钢的成分特点：刃具钢的成分特点： 高碳：高碳：保证高的硬度，并形成足够多

39、的碳化物以提高耐磨性。保证高的硬度，并形成足够多的碳化物以提高耐磨性。 合金元素：合金元素：提高淬透性的元素提高淬透性的元素CrCr、NiNi、MnMn、SiSi等；等； 提高热硬性的元素提高热硬性的元素W W、MoMo、V V、CoCo等。等。第七章 工业用钢7.4 7.4 工具钢工具钢l 碳素工具钢碳素工具钢（Carbon Tool Steel）（1 1）化学成分特点）化学成分特点 高碳：高碳：0.650.651.35%1.35% 高的含碳量保证高硬度及形成足够的碳化物，提高耐磨性。高的含碳量保证高硬度及形成足够的碳化物，提高耐磨性。（2 2）典型钢号）典型钢号 T7T7、T8T8、T10

40、T10、T12T12。（3 3）热处理特点）热处理特点 预备热处理：预备热处理：球化退火球化退火（T8T8、T10T10、T12T12）；完全退火；完全退火（T7T7）。 最终热处理：最终热处理：淬火淬火（780780 C C） 低温回火低温回火（180180 C C）（）（除除T7T7外）外）（4 4）组织和性能）组织和性能 组织：组织：M M回回k kA A ，硬度：，硬度：HRCHRC6060（除除T7T7外）外）。（5 5）应用应用 T7T7、T8T8：木工工具、切削软金属的刃具等。木工工具、切削软金属的刃具等。 T10T10、T12T12：手用锯条、锉刀、要求不高的刀具、钻头等。手用

41、锯条、锉刀、要求不高的刀具、钻头等。第七章 工业用钢7.4 7.4 工具钢工具钢木工凿木工凿手锤手锤木工钻木工钻木工刨铁木工刨铁钻头钻头锉刀锉刀手用锯条手用锯条第七章 工业用钢7.4 7.4 工具钢工具钢l 低合金工具钢低合金工具钢（Low Alloy Tool Steel）（1 1）化学成分特点）化学成分特点 高碳：高碳：0.750.751.5%1.5%；合金元素：；合金元素： CrCr、MnMn、SiSi、W W、V V等等。 高的含碳量保证高硬度及形成足够的碳化物，提高耐磨性和热硬性高的含碳量保证高硬度及形成足够的碳化物，提高耐磨性和热硬性。（2 2）典型钢号）典型钢号 9SiCr9Si

42、Cr（3 3）热处理特点）热处理特点 预备热处理：预备热处理：球化退火球化退火 最终热处理：最终热处理：淬火淬火（830830860860 C C） 低温回火低温回火（180180200200 C C） （4 4）组织和性能组织和性能 组织：组织：M M回回k kA A ，硬度：，硬度：HRCHRC61616363。（5 5）应用应用 丝锥、板牙、钻头、铰刀等。丝锥、板牙、钻头、铰刀等。丝锥丝锥第七章 工业用钢7.4 7.4 工具钢工具钢板牙板牙铣刀铣刀铰刀铰刀第七章 工业用钢7.4 7.4 工具钢工具钢l 高速钢高速钢（High Speed Steel）（1 1）化学成分特点）化学成分特点

43、高碳：高碳：0.700.701.6%1.6%；合金元素：；合金元素：W W、MoMo、CrCr、V V、CoCo等等。 高的含碳量保证形成足够的碳化物，提高热硬性。高的含碳量保证形成足够的碳化物，提高热硬性。（2 2）典型钢号）典型钢号 W18Cr4VW18Cr4V（3 3）热处理特点）热处理特点 锻造锻造 等温退火等温退火 淬火淬火（12801280 C C） 回火回火（560560 C C，3 3次次）（4 4）组织和性能组织和性能 组织：组织：M M回回k kA A ，硬度：，硬度：HRCHRC6262。（5 5）应用应用 高速车刀、拉刀、钻头等。高速车刀、拉刀、钻头等。等同于球化退火等

44、同于球化退火使大块的碳化物破碎使大块的碳化物破碎消除消除A，产生二次硬化，产生二次硬化W18Cr4VW18Cr4V钢的铸态组织钢的铸态组织（组织中含有大量（组织中含有大量“鱼骨鱼骨”状碳化物）状碳化物）W18Cr4VW18Cr4V钢的退火组织钢的退火组织（碳化物基本上呈颗粒状）（碳化物基本上呈颗粒状）第七章 工业用钢7.4 7.4 工具钢工具钢W18Cr4VW18Cr4V钢的淬火组织钢的淬火组织M Mk kA A W18Cr4VW18Cr4V钢的回火组织钢的回火组织M M回回k kA A （少量）（少量）第七章 工业用钢7.4 7.4 工具钢工具钢第七章 工业用钢7.4 7.4 工具钢工具钢拉

45、刀拉刀钻头钻头车刀车刀铣刀铣刀第七章 工业用钢7.4 7.4 工具钢工具钢二、模具钢二、模具钢（Die Steel）模具钢是制造各种冲模、挤压模、锤锻模等模具的金属材料。模具钢是制造各种冲模、挤压模、锤锻模等模具的金属材料。根据模具的工作条件，模具钢分为冷作模具钢和热作模具钢两类。根据模具的工作条件，模具钢分为冷作模具钢和热作模具钢两类。 模具钢的性能要求：模具钢的性能要求： 冷作模具钢冷作模具钢 高的硬度和耐磨性。高的硬度和耐磨性。HRC58HRC586060。 高的强度和足够的韧性。高的强度和足够的韧性。 良好的工艺性能。良好的工艺性能。热处理变形小、淬透性高。热处理变形小、淬透性高。 热

46、作模具钢热作模具钢 良好的综合力学性能。良好的综合力学性能。高的高温强度、良好的韧性。高的高温强度、良好的韧性。 良好的抗热疲劳性能和热磨损性能。良好的抗热疲劳性能和热磨损性能。 良好的抗氧化和耐腐蚀性能。良好的抗氧化和耐腐蚀性能。第七章 工业用钢7.4 7.4 工具钢工具钢 模具钢的成分特点：模具钢的成分特点：冷作模具钢冷作模具钢 高碳：高碳：保证高的硬度，并形成足够多的碳化物，提高耐磨性。保证高的硬度，并形成足够多的碳化物，提高耐磨性。 合金元素：合金元素：CrCr、MoMo、V V、W W等，提高淬透性、细化晶粒。等，提高淬透性、细化晶粒。热作模具钢热作模具钢 中碳：中碳：保证良好的综合

47、力学性能。保证良好的综合力学性能。 合金元素：合金元素：CrCr、NiNi、MnMn、W W、MoMo、V V等。等。CrCr、NiNi、MnMn、MoMo提高淬透性；提高淬透性；CrCr、MoMo提高回火抗力；提高回火抗力；CrCr、W W、MoMo缩小缩小 区，提高区，提高A A1 1温度，提高抗冷热疲劳性能。温度，提高抗冷热疲劳性能。第七章 工业用钢7.4 7.4 工具钢工具钢l 冷作模具钢冷作模具钢（Cold Die Steel）（1 1）化学成分特点）化学成分特点 高碳：高碳：1.41.42.3%2.3%；合金元素：；合金元素：CrCr、MoMo、V V、W W等等。 高的含碳量保证

48、形成足够的碳化物，提高硬度及耐磨性。高的含碳量保证形成足够的碳化物，提高硬度及耐磨性。（2 2）典型钢号）典型钢号 碳素工具钢、低合金工具钢。碳素工具钢、低合金工具钢。 高碳高铬的高碳高铬的Cr12Cr12型模具钢型模具钢：Cr12Cr12和和Cr12MoVCr12MoV。（3 3）热处理特点）热处理特点 预备热处理：预备热处理：球化退火球化退火（850850870870 C C） 最终热处理：最终热处理：淬火淬火（98098010301030 C C） 低温回火低温回火（160160180180 C C） （4 4）组织和性能组织和性能 组织：组织：M M回回k kA A ，硬度：，硬度：H

49、RCHRC61616363。（5 5）应用应用 冷冲模、冷挤压模、拉丝模等。冷冲模、冷挤压模、拉丝模等。第七章 工业用钢7.4 7.4 工具钢工具钢拉拉丝丝模模汽车外板冷冲模汽车外板冷冲模汽汽车车冲冲压压模模具具第七章 工业用钢7.4 7.4 工具钢工具钢l 热作模具钢热作模具钢（Hot Die Steel）（1 1）化学成分特点）化学成分特点 中碳：中碳：0.50.50.6%0.6%；合金元素：合金元素：CrCr、NiNi、MnMn、W W、MoMo、V V等等。（2 2）典型钢号及热处理）典型钢号及热处理热锻模：热锻模：5CrMnMo5CrMnMo 热处理：热处理：完全退火完全退火 淬火淬

50、火（820820850850 C C） 中温回火或高温回火中温回火或高温回火 组织：组织：T T回回 或或 S S回回。热挤压模或压铸模：热挤压模或压铸模：3Cr2W8V3Cr2W8V 热处理：热处理：球化退火球化退火 淬火淬火（1050105011501150 C C） 回火回火（550550 C, 2C, 23 3次）次） 组织：组织：M M回回k kA A ，硬度：硬度：HRCHRC49495555。（3 3）应用应用 热锻模、热锻模、热挤压模、压铸模热挤压模、压铸模等。等。汽汽车车四四缸缸压压铸铸模模普通普通热锻模热锻模型板型板压铸模压铸模第七章 工业用钢7.4 7.4 工具钢工具钢第

51、七章 工业用钢7.4 7.4 工具钢工具钢三、量具钢三、量具钢（Gauge Steel） 量具钢是制造计量工件尺寸的工具的金属材料。量具钢是制造计量工件尺寸的工具的金属材料。 量具钢的性能要求：量具钢的性能要求： 保持尺寸精度（或尺寸稳定性）是量具最基本的性能要求。保持尺寸精度（或尺寸稳定性）是量具最基本的性能要求。 高的硬度和耐磨性。高的硬度和耐磨性。HRC58HRC586464。 高的组织稳定性。高的组织稳定性。尽量减少残余奥氏体量。尽量减少残余奥氏体量。 良好的耐腐蚀性。良好的耐腐蚀性。 量具钢的成分特点：量具钢的成分特点： 高碳：高碳：保证高的硬度，并形成足够多的碳化物以提高耐磨性。保

52、证高的硬度，并形成足够多的碳化物以提高耐磨性。 合金元素：合金元素：CrCr、MnMn、W W等，提高淬透性、耐磨性。等，提高淬透性、耐磨性。第七章 工业用钢7.4 7.4 工具钢工具钢l 量具钢量具钢（1 1）化学成分特点）化学成分特点 高碳：高碳：0.90.91.5%1.5%；合金元素：；合金元素： CrCr、MnMn、W W等等。 高的含碳量保证形成足够的合金碳化物提高硬度及耐磨性。高的含碳量保证形成足够的合金碳化物提高硬度及耐磨性。（2 2）典型钢号）典型钢号 低合金工具钢：低合金工具钢：CrWMnCrWMn、GCr15GCr15 碳素工具钢：碳素工具钢：T10T10、T12T12（3

53、 3）热处理特点）热处理特点 球化退火球化退火淬火淬火冷处理冷处理长时间低温回火长时间低温回火人工时效人工时效（4 4）组织和性能）组织和性能 组织：组织：M M回回k kA A ( (少量少量) )，硬度：，硬度：HRCHRC58586464。（5 5）应用应用 游标卡尺、千分尺、直尺、塞尺、块规等。游标卡尺、千分尺、直尺、塞尺、块规等。淬火后继续冷至淬火后继续冷至70708080 C C，减少，减少AA提高钢的组织稳定性提高钢的组织稳定性低温回火后在低温回火后在120120130130 C C长长时间保温，进一时间保温，进一步稳定尺寸步稳定尺寸千分尺千分尺第七章 工业用钢7.4 7.4 工

54、具钢工具钢千分尺千分尺卡尺卡尺卡尺卡尺第七章 工业用钢7.4 7.4 工具钢工具钢塞尺塞尺量量规规量规量规第七章 工业用钢7.4 7.4 工具钢工具钢块块规规第七章 工业用钢7.5 7.5 特殊性能钢特殊性能钢第五节特殊性能钢第五节特殊性能钢 特殊性能钢是指具有特殊的物特殊性能钢是指具有特殊的物理、化学性能的钢。理、化学性能的钢。特殊性能钢主要有不锈钢和耐特殊性能钢主要有不锈钢和耐热钢。热钢。不锈钢棒不锈钢棒锅炉管锅炉管不锈钢刀不锈钢刀第七章 工业用钢7.5 7.5 特殊性能钢特殊性能钢一、不锈钢一、不锈钢（Stainless Steel） 不锈钢是能抵抗大气或酸等化学介质腐蚀的钢种。不锈钢是

55、能抵抗大气或酸等化学介质腐蚀的钢种。不锈钢又称不锈耐酸钢。不锈钢又称不锈耐酸钢。 金属腐蚀的形式：金属腐蚀的形式： 化学腐蚀化学腐蚀金属与介质（干燥气体和非电解质溶液）直接发生化学反应而金属与介质（干燥气体和非电解质溶液）直接发生化学反应而产生的腐蚀，称为化学腐蚀。例如氧化。产生的腐蚀，称为化学腐蚀。例如氧化。 电化学腐蚀电化学腐蚀金属与介质（电解质溶液，即酸、碱、盐溶液）由于形成原电金属与介质（电解质溶液，即酸、碱、盐溶液）由于形成原电池而发生电化学反应所产生的腐蚀，称为电化学腐蚀。池而发生电化学反应所产生的腐蚀，称为电化学腐蚀。电化学腐蚀是金属腐蚀的主要形式。电化学腐蚀是金属腐蚀的主要形式

56、。 电化学腐蚀的过程：电化学腐蚀的过程：两种金属放入电解液，由于两种金属放入电解液，由于电极电位不同而形成原电池。电极电位不同而形成原电池。电极电位高的金属（电极电位高的金属（CuCu）为）为阴极，电极电位低的金属阴极，电极电位低的金属（FeFe）为阳极。）为阳极。阳极不断被溶解，转变为离阳极不断被溶解，转变为离子态而进入电解液中，同时有子态而进入电解液中，同时有电子从阳极流向阴极而形成电电子从阳极流向阴极而形成电流。而阴极不会被腐蚀，当得流。而阴极不会被腐蚀，当得到电子后便放出氢气。到电子后便放出氢气。第七章 工业用钢7.5 7.5 特殊性能钢特殊性能钢Fe-CuFe-Cu原电池原理图原电池

57、原理图H H2 2SOSO4 4水溶液水溶液FeFeCuCuH H2 2e eFeFe2+2+阴阴极极阳阳极极合金中的原电池：合金中的原电池：在合金中，由于组成合金的相不同，而不同相的电极电位有高有低，在合金中，由于组成合金的相不同，而不同相的电极电位有高有低，因此就会形成无数个原电池。因此就会形成无数个原电池。第七章 工业用钢7.5 7.5 特殊性能钢特殊性能钢举例：举例：举例：举例：钢中的珠光体，由钢中的珠光体，由F F和和FeFe3 3C C组成，组成，F F的电极电位低，为阳极，的电极电位低，为阳极，FeFe3 3C C的的电极电位高，为阴极，如果钢的电极电位高，为阴极，如果钢的表面覆

58、盖了酸性介质（如酸雨）表面覆盖了酸性介质（如酸雨）, ,则作为阳极的则作为阳极的F F（钢的基体）就会（钢的基体）就会被腐蚀掉，从而造成钢的腐蚀。被腐蚀掉，从而造成钢的腐蚀。珠光体腐蚀示意图珠光体腐蚀示意图第七章 工业用钢7.5 7.5 特殊性能钢特殊性能钢 防止金属电化学腐蚀的措施：防止金属电化学腐蚀的措施： 室温下获得单相组织室温下获得单相组织 例如：例如：加入加入24%Ni24%Ni，室温下可获得单相奥氏体组织。，室温下可获得单相奥氏体组织。加入加入13%Cr13%Cr，室温下可获得单相铁素体组织。，室温下可获得单相铁素体组织。 提高金属基体的电极电位提高金属基体的电极电位 例如：例如：

59、加入加入13%Cr13%Cr，FeFe的电极电位从的电极电位从0.56V0.56V跃增至跃增至0.2V0.2V。 金属表面形成钝化膜金属表面形成钝化膜 例如：例如：加入加入CrCr、AlAl、SiSi可在金属的表面形成致密的氧化膜，将可在金属的表面形成致密的氧化膜，将金属与介质分隔开。金属与介质分隔开。l 马氏体不锈钢马氏体不锈钢（Martensitic Stainless Steel）（1 1）化学成分特点）化学成分特点 碳含量：碳含量：0.10.10.45%0.45%；铬含量：铬含量：121214%14%（2 2）典型钢号）典型钢号 Cr13Cr13型：型：1Cr131Cr13、2Cr13

60、2Cr13、3Cr133Cr13、4Cr134Cr13（3 3）热处理特点及组织）热处理特点及组织 预备热处理：预备热处理：完全退火或高温回火。完全退火或高温回火。 最终热处理：最终热处理：淬火淬火（1000100011001100 C C） 回火。回火。 1Cr131Cr13、2Cr132Cr13的回火：的回火：高温回火高温回火（600600700700 C C），组织：，组织：S S回回。 3Cr133Cr13、4Cr134Cr13的回火：的回火：低温回火低温回火（200200300300 C C），组织：，组织：M M回回。（4 4）应用应用 1Cr131Cr13、2Cr132Cr13：

61、汽轮机叶片、水压机阀等汽轮机叶片、水压机阀等。 3Cr133Cr13、4Cr134Cr13：医用手术刀、耐蚀弹簧等医用手术刀、耐蚀弹簧等。第七章 工业用钢7.5 7.5 特殊性能钢特殊性能钢重要结论：重要结论：不锈钢的强度和硬度不锈钢的强度和硬度随随wC%增加而增大；增加而增大；不锈钢的耐腐蚀性随不锈钢的耐腐蚀性随wC%增加而降低。增加而降低。第七章 工业用钢7.5 7.5 特殊性能钢特殊性能钢医医用用镊镊子子汽轮机叶片汽轮机叶片透平转轮透平转轮医医用用手手术术刀刀l 铁素体不锈钢铁素体不锈钢（Ferritic Stainless Steel）（1 1）化学成分特点）化学成分特点 高铬低碳：高

62、铬低碳：wC% % 0.150.15，wCr% %121230%30%。（2 2）典型钢号）典型钢号 Cr17Cr17型：型：1Cr171Cr17（3 3）热处理特点及组织）热处理特点及组织铁素体不锈钢在加热、冷却时不发生组织转变，组织始终为铁素体不锈钢在加热、冷却时不发生组织转变，组织始终为F F，因此，因此不能通过热处理进行强化。不能通过热处理进行强化。铁素体不锈钢可采用冷塑性变形，通过加工硬化提高强度。铁素体不锈钢可采用冷塑性变形，通过加工硬化提高强度。（4 4）应用应用 硝酸、氮肥、磷酸工业中的耐蚀零件。硝酸、氮肥、磷酸工业中的耐蚀零件。第七章 工业用钢7.5 7.5 特殊性能钢特殊性

63、能钢耐蚀性的获得：耐蚀性的获得：高含铬量，提高了基高含铬量，提高了基体的电极电位，并获体的电极电位，并获得室温单相得室温单相F F组织。组织。第七章 工业用钢7.5 7.5 特殊性能钢特殊性能钢1Cr17削片刀削片刀铁素体不锈钢水加热器铁素体不锈钢水加热器铁素体不锈钢制品铁素体不锈钢制品硝酸生产装置硝酸生产装置l 奥氏体不锈钢奥氏体不锈钢（Austenitic Stainless Steel）（1 1）化学成分特点）化学成分特点 低碳：低碳：wC% % 0.15%0.15%；合金元素：；合金元素：wCr% %：18%18%、wNi% %：8 811%11%。（2 2）典型钢号）典型钢号 18-

64、818-8型：型：1Cr18Ni9Ti1Cr18Ni9Ti TiTi的作用：的作用：防止防止晶间腐蚀晶间腐蚀（3 3）热处理特点及组织）热处理特点及组织固溶处理：固溶处理： 1050105011501150 C C 水冷。水冷。获得单相获得单相A A。稳定化处理：稳定化处理：850850900900 C C、2 24h 4h 空冷。空冷。形成形成TiCTiC。去应力处理：去应力处理：300300350350 C C。（4 4）应用应用 应用广泛，主要用于制造各类耐腐蚀的结构零件，如硝酸槽等。应用广泛，主要用于制造各类耐腐蚀的结构零件，如硝酸槽等。第七章 工业用钢7.5 7.5 特殊性能钢特殊性

65、能钢 晶间腐蚀晶间腐蚀（Intergranular Crorrosion） ：沿晶界发生的腐蚀称为晶间腐蚀。沿晶界发生的腐蚀称为晶间腐蚀。产生晶间腐蚀的原因（晶界贫铬理论）：产生晶间腐蚀的原因（晶界贫铬理论）：CrCr的碳化物的碳化物CrCr2323C C6 6沿晶界析出，导致晶界附近基体贫铬（即沿晶界析出，导致晶界附近基体贫铬（即wCr降低）降低），使耐蚀性显著下降。，使耐蚀性显著下降。防止晶间腐蚀的措施：防止晶间腐蚀的措施： 加入加入TiTi TiTi与与C C的亲和力远大于的亲和力远大于CrCr与与C C的亲和力，的亲和力，TiTi优先与优先与C C形成形成TiCTiC，避免，避免 Cr

66、Cr2323C C6 6的形成，从而防止晶间腐蚀。的形成，从而防止晶间腐蚀。 降低降低wC 降低降低wC可减少可减少CrCr2323C C6 6的形成。的形成。第七章 工业用钢7.5 7.5 特殊性能钢特殊性能钢第七章 工业用钢7.5 7.5 特殊性能钢特殊性能钢奥氏体不锈钢晶界的奥氏体不锈钢晶界的CrCr2323C C6 6析出析出晶间腐蚀晶间腐蚀第七章 工业用钢7.5 7.5 特殊性能钢特殊性能钢大型化工储罐大型化工储罐管板换热器管板换热器不不锈锈钢钢带带第七章 工业用钢7.5 7.5 特殊性能钢特殊性能钢二、耐热钢二、耐热钢（Heat-resistant Steel）耐热钢是指在高温下具

67、有一定强度和抗氧化、耐腐蚀能力的钢种。耐热钢是指在高温下具有一定强度和抗氧化、耐腐蚀能力的钢种。 耐热性的涵义：耐热性的涵义： 热稳定性热稳定性表现为金属在高温下的抗氧化能力，即高温抗氧化性。表现为金属在高温下的抗氧化能力，即高温抗氧化性。 热强性热强性表现为金属在高温下具有高的强度，即高温强度。表现为金属在高温下具有高的强度，即高温强度。 蠕变蠕变（Creep） ：金属在高温下工作时，随时间的延长发生极其缓慢的塑性变形的现金属在高温下工作时，随时间的延长发生极其缓慢的塑性变形的现象，称为蠕变。象，称为蠕变。金属在常温下工作时，如果工作应力小于金属的屈服强度时，该金金属在常温下工作时，如果工作

68、应力小于金属的屈服强度时，该金属不会发生塑性变形，但在高温下，即使工作应力低于屈服强度，也属不会发生塑性变形，但在高温下，即使工作应力低于屈服强度，也会通过蠕变产生明显的塑性变形。会通过蠕变产生明显的塑性变形。l 珠光体耐热钢珠光体耐热钢（1 1）典型钢号：）典型钢号：12Cr1MoV12Cr1MoV，工作温度：工作温度：350350550550 C C。（2 2）热处理：）热处理：正火正火（95095010501050 C C） 高温回火高温回火（600600750750 C C） （3 3）组织：）组织：P+FP+F（4 4）应用：应用：锅炉管等。锅炉管等。l 马氏体耐热钢马氏体耐热钢（1

69、 1）典型钢号：）典型钢号：1Cr131Cr13、2Cr132Cr13，工作温度：工作温度：550550600600 C C。（2 2）热处理：）热处理：淬火淬火（10001000 C C） 高温回火高温回火（600600700700 C C）（3 3）组织：）组织：S S回回（4 4）应用：应用：内燃机叶片、排气阀内燃机叶片、排气阀等。等。l 奥氏体耐热钢奥氏体耐热钢（1 1）典型钢号：）典型钢号：1Cr18Ni9Ti1Cr18Ni9Ti，工作温度：工作温度：600600700700 C C。（2 2）热处理：）热处理：固溶处理固溶处理（1050105011501150 C C水冷）水冷） （3 3）组织：）组织：A A（4 4）应用：应用：汽轮机叶片、内燃机排气阀汽轮机叶片、内燃机排气阀等。等。第七章 工业用钢7.5 7.5 特殊性能钢特殊性能钢第七章 工业用钢7.5 7.5 特殊性能钢特殊性能钢汽轮机叶片汽轮机叶片发动机气阀（门）发动机气阀（门）锅炉管锅炉管涡轮机机壳涡轮机机壳