工业用钢教程课件

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1、 材料科学基础材料科学基础主讲教师：王亚男主讲教师：王亚男 第第1010章章 金属材料金属材料金属材料分为：金属材料分为：金属材料分为：金属材料分为：黑色金属黑色金属黑色金属黑色金属：指铁及其合金。根据含碳量不同：指铁及其合金。根据含碳量不同：指铁及其合金。根据含碳量不同：指铁及其合金。根据含碳量不同又分为钢和铸铁，将又分为钢和铸铁，将又分为钢和铸铁，将又分为钢和铸铁，将含碳量小于含碳量小于含碳量小于含碳量小于2.11 w %2.11 w %的的的的合金合金合金合金称为钢称为钢称为钢称为钢，而将，而将，而将，而将含碳量大于含碳量大于含碳量大于含碳量大于2.11 w %2.11 w %的的的的合

2、合合合金金金金称为铸铁称为铸铁称为铸铁称为铸铁。工业用钢和铸铁除了铁、碳以。工业用钢和铸铁除了铁、碳以。工业用钢和铸铁除了铁、碳以。工业用钢和铸铁除了铁、碳以外，还含有其它元素。外，还含有其它元素。外，还含有其它元素。外，还含有其它元素。有色金属有色金属有色金属有色金属：除黑色金属以外的所有金属及其：除黑色金属以外的所有金属及其：除黑色金属以外的所有金属及其：除黑色金属以外的所有金属及其合金。合金。合金。合金。 10.1 工业用钢工业用钢 10.2 铸铁铸铁 10.3 有色金属及合金有色金属及合金 10.1 工业用钢工业用钢10.1.1 10.1.1 钢的分类及编号钢的分类及编号钢的分类及编号

3、钢的分类及编号10.1.2 10.1.2 合金元素在钢中的作用合金元素在钢中的作用合金元素在钢中的作用合金元素在钢中的作用10.1.3 10.1.3 工程结构钢工程结构钢工程结构钢工程结构钢10.1.4 10.1.4 机器结构钢机器结构钢机器结构钢机器结构钢10.1.5 10.1.5 工具钢工具钢工具钢工具钢10.1.6 10.1.6 特殊性能钢特殊性能钢特殊性能钢特殊性能钢小结小结小结小结思考题思考题思考题思考题10.1 工业用钢工业用钢碳素钢碳素钢碳素钢碳素钢：由铁、碳两种元素组成的合金。：由铁、碳两种元素组成的合金。合金钢合金钢合金钢合金钢：在碳素钢的基础上，在冶炼时有目的地加：在碳素钢

4、的基础上，在冶炼时有目的地加入一种或几种合金元素而成的钢。入一种或几种合金元素而成的钢。10.1.1 10.1.1 钢的分类及编号钢的分类及编号钢的分类及编号钢的分类及编号1钢的分类钢的分类（1）按化学成分按化学成分按化学成分按化学成分碳素钢：低碳钢：碳素钢：低碳钢：C%0.25% 中碳钢：中碳钢：C%=0.30.6% 高碳钢：高碳钢：C%0.6%合金钢：低合金钢：合金钢：低合金钢：Me10%（2）按冶金质量分按冶金质量分按冶金质量分按冶金质量分 普通钢：普通钢：P%0.045%，S% 0.05%优质钢：优质钢：P%0.035%，S% 0.035%高级优质钢：高级优质钢：P%0.025%，S%

5、0.025%（3）按用途分按用途分按用途分按用途分结构钢：工程用钢：普通质量的碳素结构钢、结构钢：工程用钢：普通质量的碳素结构钢、 普通低合金钢普通低合金钢 机器用钢：渗碳钢、调质钢、弹簧钢、机器用钢：渗碳钢、调质钢、弹簧钢、 滚动轴承钢滚动轴承钢工具钢：刃具钢、模具钢、量具钢工具钢：刃具钢、模具钢、量具钢特殊性能钢：不锈钢、耐热钢、耐磨钢、磁钢特殊性能钢：不锈钢、耐热钢、耐磨钢、磁钢（1）普通碳素结构钢普通碳素结构钢普通碳素结构钢普通碳素结构钢由代表屈服点的字母（由代表屈服点的字母（Q）、屈服点数值、质量等级符）、屈服点数值、质量等级符号（号（A，B，C，D）及脱氧方法符号（）及脱氧方法符号

6、（F，b，Z，TZ）四部分组成。四部分组成。Q+数值数值A、B、C、D F、 b、 Z、 TZ低高低高 沸腾沸腾 半镇静半镇静 镇静镇静 特殊镇静钢特殊镇静钢如如如如：Q235-A、F，表示屈服点数值，表示屈服点数值235MPa，质量等级，质量等级为为A的沸腾钢。的沸腾钢。（2）优质碳素结构钢优质碳素结构钢优质碳素结构钢优质碳素结构钢钢号：用钢号：用两位数字两位数字表示平均表示平均含碳量含碳量，单位：，单位：1/10000。如如如如：40，含，含C：0.4；08，含，含C：0.08%。按按Mn含量不同分为：普通含含量不同分为：普通含Mn量（量（0.350.6）的钢）的钢和较高含和较高含Mn量（

7、量（0.71.2）的钢（在钢号后加）的钢（在钢号后加“Mn”字，但含字，但含Mn量都量都1.5）。）。 2钢的编号钢的编号（3）碳素工具钢碳素工具钢碳素工具钢碳素工具钢钢号：钢号：T + 数字数字 如如如如T10：1.0%C 碳碳 含含C量量 1/1000 T7T13表示优质碳素工具钢；表示优质碳素工具钢；T7AT13A表示高级优质碳素工具钢。表示高级优质碳素工具钢。（4）合金结构钢合金结构钢合金结构钢合金结构钢编号：编号：数字数字+元素符号元素符号+数字数字 含含C量量 元素含量元素含量 1/10000 1/100如如如如：40Cr： 0.4%C，1%Cr 60Si2Mn：0.6%C，2%S

8、i，1%Mn（5）合金工具钢合金工具钢合金工具钢合金工具钢编号：编号：数字数字+元素符号元素符号+ 数字数字 含含C量量 元素含量元素含量 1%不标出不标出 1/100 1%标出标出1/1000 如如如如：9Mn2V，C%=0.9%； CrWMn，C%1%。高速钢高速钢高速钢高速钢： 钢号：不标含钢号：不标含C量量(无论无论1%，还是，还是1%，均不标出，均不标出) 如如W18Cr4V：含碳量：含碳量0.70.8%C，不标出。，不标出。（6）滚动轴承钢滚动轴承钢滚动轴承钢滚动轴承钢钢号：钢号：G+Cr+数字数字 含含C量量1%，不标出。，不标出。 滚滚 含含Cr量量 1/1000 如如如如 G

9、Cr15：1%C，1.5%Cr（7）耐磨钢耐磨钢耐磨钢耐磨钢：ZG+Mn+数字数字 含含C量量1%，不标出。，不标出。 铸钢铸钢 含含Mn量量 1/100 如如如如 ZGMn13：含：含C量量1%，13%Mn（8）不锈钢及耐热钢不锈钢及耐热钢不锈钢及耐热钢不锈钢及耐热钢 同合金结构钢，同合金结构钢，含碳量表示有不同含碳量表示有不同：含碳量含碳量1%时，用两位数字表示，单位：时，用两位数字表示，单位：1/1000。如。如11Cr17：1.1%C。1%含碳量含碳量0.1%时，用一位数字表示，如时，用一位数字表示，如2Cr13：0.2%C。含碳量上限含碳量上限0.1%时，用时，用0表示，如表示，如0

10、Cr18Ni9Ti：0.08%C。合金元素合金元素合金元素合金元素是为提高某种性能有意向钢中加入是为提高某种性能有意向钢中加入的元素。的元素。1. 合金元素在钢中的分布合金元素在钢中的分布 有四种状态：有四种状态：（1）形成固溶体；）形成固溶体；（2）形成强化相；）形成强化相；（3）游离态存在；）游离态存在；（4）形成非金属夹杂物。）形成非金属夹杂物。 10.1.2 合金元素在钢中的作用合金元素在钢中的作用（1）（）（2）为主）为主 2. 合金元素与铁和碳的相互作用合金元素与铁和碳的相互作用（1）合元与合元与Fe的作用的作用表现为对表现为对A区的影响：区的影响： Ni、Mn、Co、N等与等与F

11、e作用，作用，扩大扩大A区区； Cr、Mo、Si、W等与等与Fe作用，作用，缩小缩小A区区。（2）合元与合元与C作用作用形成形成K：Nb、V、Ti | Cr、Mo、W | Mn、Fe是是C化物形成元素。化物形成元素。K大小、形态、数量大小、形态、数量和分布对性能有重要影响。起和分布对性能有重要影响。起弥散强化弥散强化作用。作用。非非K形成元素：形成元素：Ni、Si、Al、Co、Cu等形成等形成固溶体。起固溶体。起固溶强化固溶强化作用。作用。3. 合元对合元对Fe-Fe3C相图的影响相图的影响扩大扩大扩大扩大A A区元素，使区元素，使区元素，使区元素，使A A3 3、A A1 1 ，E E、S

12、S点左下移点左下移点左下移点左下移，见见图图10-3（a），Mn含量对含量对A区的影响。区的影响。缩小缩小缩小缩小A A区元素：使区元素：使区元素：使区元素：使A A3 3、A A1 1 ，E E、S S点左上移点左上移点左上移点左上移，见图见图10-3（b），Cr含量对含量对A区的影响。区的影响。扩大扩大A区元素如区元素如Ni、Mn的含量足够高时，可使的含量足够高时，可使A区扩大到室温以下，称这类钢为区扩大到室温以下，称这类钢为奥氏体钢奥氏体钢；Cr、Si等元素限制等元素限制A区，甚至使其完全消失，区，甚至使其完全消失，得单相铁素体，称这类钢为得单相铁素体，称这类钢为铁素体钢铁素体钢。对对对

13、对A A化的影响化的影响化的影响化的影响 除除除除NiNi、CoCo外，大多数合金元素都减缓钢的外，大多数合金元素都减缓钢的外，大多数合金元素都减缓钢的外，大多数合金元素都减缓钢的A A化化化化过程过程过程过程，因此，因此，因此，因此合金钢热处理时，要相应地提高加合金钢热处理时，要相应地提高加合金钢热处理时，要相应地提高加合金钢热处理时，要相应地提高加热温度或延长保温时间热温度或延长保温时间热温度或延长保温时间热温度或延长保温时间，使，使，使，使A A化过程充分进行。化过程充分进行。化过程充分进行。化过程充分进行。对对对对A A晶粒的影响晶粒的影响晶粒的影响晶粒的影响 除除除除MnMn外，所有

14、元素都阻止外，所有元素都阻止外，所有元素都阻止外，所有元素都阻止A A晶粒长大，均有细晶粒长大，均有细晶粒长大，均有细晶粒长大，均有细化晶粒作用化晶粒作用化晶粒作用化晶粒作用。原因：它们与碳形成很多细小而。原因：它们与碳形成很多细小而。原因：它们与碳形成很多细小而。原因：它们与碳形成很多细小而均匀分布的难溶化合物，分布在均匀分布的难溶化合物，分布在均匀分布的难溶化合物，分布在均匀分布的难溶化合物，分布在A A晶界上，阻止晶界上，阻止晶界上，阻止晶界上，阻止A A晶界迁移。晶界迁移。晶界迁移。晶界迁移。4. 合元对钢加热转变的影响合元对钢加热转变的影响5. 合元对钢冷却转变的影响合元对钢冷却转变

15、的影响对对对对C C曲线及淬透性的影响曲线及淬透性的影响曲线及淬透性的影响曲线及淬透性的影响 除除除除CoCo外，大多数合金元素都使外，大多数合金元素都使外，大多数合金元素都使外，大多数合金元素都使C C曲线右曲线右曲线右曲线右移，移，移，移，V Vk k ，JJ。如图如图如图如图10-410-4、10-510-5、10-610-6所示，所示，所示，所示，P225P225。对马氏体转变的影响对马氏体转变的影响对马氏体转变的影响对马氏体转变的影响 除除除除CoCo、AlAl外，大多数合金元素都使外，大多数合金元素都使外，大多数合金元素都使外，大多数合金元素都使MsMs，AA 。 6. 合元对淬火

16、钢回火转变的影响合元对淬火钢回火转变的影响提高回火稳定性提高回火稳定性 回火稳定性回火稳定性回火稳定性回火稳定性指淬火钢在回火过程中抵抗硬度下指淬火钢在回火过程中抵抗硬度下指淬火钢在回火过程中抵抗硬度下指淬火钢在回火过程中抵抗硬度下降的能力降的能力降的能力降的能力。原因：合元阻碍。原因：合元阻碍M分解、分解、K聚集，聚集，使回火的硬度降低过程变缓，从而使回火的硬度降低过程变缓，从而钢的回火稳钢的回火稳定性。相同温度回火时，合金钢的强度、硬度定性。相同温度回火时，合金钢的强度、硬度比碳钢高。比碳钢高。产生二次硬化效果产生二次硬化效果 二次硬化二次硬化二次硬化二次硬化指在含有指在含有指在含有指在含

17、有CrCr、MoMo、WW、V V、TiTi、NbNb等等等等特殊碳化物形成元素的合金钢中，经高温回火特殊碳化物形成元素的合金钢中，经高温回火特殊碳化物形成元素的合金钢中，经高温回火特殊碳化物形成元素的合金钢中，经高温回火后，淬火钢的硬度不但没有降低，反而有所增后，淬火钢的硬度不但没有降低，反而有所增后，淬火钢的硬度不但没有降低，反而有所增后，淬火钢的硬度不但没有降低，反而有所增高的现象高的现象高的现象高的现象。原因：特殊碳化物弥散析出。原因：特殊碳化物弥散析出沉淀沉淀硬化；残余硬化；残余A在回火中转变为在回火中转变为M二次淬火。二次淬火。但二次淬火的硬化效果不如沉淀硬化效果好。但二次淬火的硬

18、化效果不如沉淀硬化效果好。 7. 合金元素对钢性能的影响合金元素对钢性能的影响（1）合元）合元对钢力学性能的影响对钢力学性能的影响对钢力学性能的影响对钢力学性能的影响合元对钢合元对钢合元对钢合元对钢退火退火退火退火状态下力性的影响：大部分合元均强化状态下力性的影响：大部分合元均强化状态下力性的影响：大部分合元均强化状态下力性的影响：大部分合元均强化铁素体，又提高韧性。铁素体，又提高韧性。铁素体，又提高韧性。铁素体，又提高韧性。合元对钢合元对钢合元对钢合元对钢正火正火正火正火状态下力性的影响：因大部分合元均提状态下力性的影响：因大部分合元均提状态下力性的影响：因大部分合元均提状态下力性的影响：因

19、大部分合元均提高过冷高过冷高过冷高过冷A A稳定性，使合金钢空冷可得到稳定性，使合金钢空冷可得到稳定性，使合金钢空冷可得到稳定性，使合金钢空冷可得到S S、T T、B B、MM组组组组织。织。织。织。合元对钢合元对钢合元对钢合元对钢淬火回火淬火回火淬火回火淬火回火状态下力性的影响：状态下力性的影响：状态下力性的影响：状态下力性的影响：大部分合元大部分合元大部分合元大部分合元均提高钢的均提高钢的均提高钢的均提高钢的J J，使尺寸较大的零件淬火后沿整个截面得，使尺寸较大的零件淬火后沿整个截面得，使尺寸较大的零件淬火后沿整个截面得，使尺寸较大的零件淬火后沿整个截面得到到到到MM组织；组织；组织；组织

20、；大多数合元阻碍大多数合元阻碍大多数合元阻碍大多数合元阻碍A A长大，细化长大，细化长大，细化长大，细化A A晶粒，淬晶粒，淬晶粒，淬晶粒，淬火后得细小火后得细小火后得细小火后得细小MM组织；组织；组织；组织；大多数合元都能提高回火稳定大多数合元都能提高回火稳定大多数合元都能提高回火稳定大多数合元都能提高回火稳定性，在硬度相同时，合金钢的韧性好于碳钢。性，在硬度相同时，合金钢的韧性好于碳钢。性，在硬度相同时，合金钢的韧性好于碳钢。性，在硬度相同时，合金钢的韧性好于碳钢。合元合元合元合元降低钢的铸造性能降低钢的铸造性能降低钢的铸造性能降低钢的铸造性能。合元增加钢液的黏度，降低。合元增加钢液的黏度

21、，降低。合元增加钢液的黏度，降低。合元增加钢液的黏度，降低流动性，所以降低钢的铸造性能。流动性，所以降低钢的铸造性能。流动性，所以降低钢的铸造性能。流动性，所以降低钢的铸造性能。降低钢的压力加工性能降低钢的压力加工性能降低钢的压力加工性能降低钢的压力加工性能。合元增加钢的冷变形加工硬。合元增加钢的冷变形加工硬。合元增加钢的冷变形加工硬。合元增加钢的冷变形加工硬化率，使钢变硬、变脆；合金钢的热塑性降低，易锻化率，使钢变硬、变脆；合金钢的热塑性降低，易锻化率，使钢变硬、变脆；合金钢的热塑性降低，易锻化率，使钢变硬、变脆；合金钢的热塑性降低，易锻裂，变形抗力大；合元降低钢的导热率，提高淬透性，裂，变

22、形抗力大；合元降低钢的导热率，提高淬透性，裂，变形抗力大；合元降低钢的导热率，提高淬透性，裂，变形抗力大；合元降低钢的导热率，提高淬透性，易使锻件开裂。易使锻件开裂。易使锻件开裂。易使锻件开裂。可可可可提高钢的切削加工性能提高钢的切削加工性能提高钢的切削加工性能提高钢的切削加工性能。加入适量。加入适量。加入适量。加入适量S S、P P、PbPb等合元，等合元，等合元，等合元，可提高切削加工性能可提高切削加工性能可提高切削加工性能可提高切削加工性能降低钢的焊接性能降低钢的焊接性能降低钢的焊接性能降低钢的焊接性能。焊接性能用。焊接性能用。焊接性能用。焊接性能用碳当量碳当量碳当量碳当量衡量，碳当量衡

23、量，碳当量衡量，碳当量衡量，碳当量越低，焊接性能越好。越低，焊接性能越好。越低，焊接性能越好。越低，焊接性能越好。 碳当量碳当量碳当量碳当量=w(C)+w(Mn)/6+w(Cr)+w(Mo)+w(V)/5+w(Ni)+w(Cu)/15=w(C)+w(Mn)/6+w(Cr)+w(Mo)+w(V)/5+w(Ni)+w(Cu)/15（2 2）合元）合元）合元）合元对钢工艺性能的影响对钢工艺性能的影响对钢工艺性能的影响对钢工艺性能的影响 10.1.3 工程结构钢工程结构钢用作各种工程结构用作各种工程结构（如屋架、桥梁、高（如屋架、桥梁、高压电线塔、起重机械构件、钻井架、车压电线塔、起重机械构件、钻井架

24、、车辆构件等）辆构件等）的钢的钢称为称为工程结构钢工程结构钢。大多。大多为普通质量，包括普通质量碳素结构钢为普通质量，包括普通质量碳素结构钢和低合金结构钢。和低合金结构钢。1普通质量碳素结构钢普通质量碳素结构钢其其平均含碳量平均含碳量为为0.06w%0.38w%，并，并含有含有较多杂质较多杂质。Q195、Q275不分质量等级，不分质量等级，出厂时既保证力出厂时既保证力出厂时既保证力出厂时既保证力学性能又保证化学成分学性能又保证化学成分学性能又保证化学成分学性能又保证化学成分。Q195含碳量低，塑含碳量低，塑性好。常作铁钉、铁丝及各种薄板。性好。常作铁钉、铁丝及各种薄板。Q275属属中碳钢，强度

25、较高。可代替中碳钢，强度较高。可代替30、40钢制造较钢制造较重要的一些零件。重要的一些零件。Q215、Q235、Q255当质量为当质量为A级时，出厂保级时，出厂保证力学性能及证力学性能及Si、P、S成分；当为其他质量成分；当为其他质量等级时，力学性能和化学成分双保证。等级时，力学性能和化学成分双保证。A级钢级钢作普通零件，作普通零件，B级钢作稍微重要的零件级钢作稍微重要的零件。热处理热处理热处理热处理：热轧空冷状态供货。这类钢，用量：热轧空冷状态供货。这类钢，用量大，占钢材总量的大，占钢材总量的70左右。左右。其牌号、热处理如下：其牌号、热处理如下：2低合金结构钢低合金结构钢 是在普通碳素结

26、构钢的基础上，加入少是在普通碳素结构钢的基础上，加入少量合元（总量量合元（总量3w）而制成的钢）而制成的钢。比比普通碳素结构钢有较高的普通碳素结构钢有较高的b和和s，提高，提高结构可靠性，可节材结构可靠性，可节材20-30%。成分特点成分特点： 低低C：0.2w%，因为这类钢要求塑性，因为这类钢要求塑性好，焊接性好。好，焊接性好。 加入少量加入少量Mn（资源丰富）、（资源丰富）、Si、Cu、Ti、V、RE等，等，强度。强度。合元作用合元作用： Mn：固溶强化，：固溶强化，冷脆温度，冷脆温度，P量，量，强强度，属度，属主加元素主加元素，因资源丰富。，因资源丰富。 Cu：提高抗大气腐蚀性。：提高抗

27、大气腐蚀性。 Ti、V、Nb：细化晶粒，：细化晶粒，韧性。韧性。热处理热处理：热轧空冷（正火）状态下使用。：热轧空冷（正火）状态下使用。其钢号见表其钢号见表10-1，P227。用途用途：桥梁、车辆、船舶、压力容器等。：桥梁、车辆、船舶、压力容器等。 10.1.4 机器结构钢机器结构钢 用于制造各种机器零件所用的钢用于制造各种机器零件所用的钢用于制造各种机器零件所用的钢用于制造各种机器零件所用的钢，如各种轴类、齿，如各种轴类、齿轮、弹簧及轴承等。按用途、热处理、力学性能不轮、弹簧及轴承等。按用途、热处理、力学性能不同，可分为调质钢、渗碳钢、弹簧钢、滚动轴承钢同，可分为调质钢、渗碳钢、弹簧钢、滚动

28、轴承钢等。等。1调质钢调质钢调质钢调质钢将需要经淬火和高温回火强化而使用的钢将需要经淬火和高温回火强化而使用的钢称为称为调质调质钢钢。组织为回火索氏体，具有良好的综合力性。组织为回火索氏体，具有良好的综合力性。（1）工作条件及性能要求工作条件及性能要求工作条件及性能要求工作条件及性能要求调质钢用于重要零件，如机床主轴，汽车后桥半轴、调质钢用于重要零件，如机床主轴，汽车后桥半轴、连杆、高强度螺栓等，都是在连杆、高强度螺栓等，都是在多种应力负荷下工作多种应力负荷下工作，受力复杂，要求受力复杂，要求具有良好的综合力学性能具有良好的综合力学性能。 （2）化学成分化学成分化学成分化学成分中碳中碳中碳中碳

29、：0.3w%-0.5w% C，保证良好的综合力学，保证良好的综合力学性能；性能；主加元素主加元素Mn、Si、Cr、Ni、B：J和强化和强化F；辅加元素辅加元素V、Ti：细化晶粒；：细化晶粒；Mo W：防第二：防第二类类 (高温高温)回火脆性。回火脆性。（3）常用调质钢常用调质钢常用调质钢常用调质钢其钢号、热处理、力学性能见表其钢号、热处理、力学性能见表10-2，P229。根据淬透性高低可分为三类：根据淬透性高低可分为三类：低淬透性低淬透性调质钢：油淬临界直径为调质钢：油淬临界直径为30-40mm。如。如40、45、40Cr、40MnB、40MnVB等，主要用于主轴、齿轮等。等，主要用于主轴、齿

30、轮等。中淬透性中淬透性调质钢：油淬临界直径为调质钢：油淬临界直径为40-60mm。如。如35CrMo、30CrMnSi等。等。高淬透性高淬透性调质钢：油淬临界直径为调质钢：油淬临界直径为60mm以上。如以上。如40CrNiMo、40CrMnMo、25Cr2Ni4WA等。等。根据淬透性高低可分为三类：根据淬透性高低可分为三类：（4）热处理热处理预备热处理预备热处理预备热处理预备热处理：正火或退火，：正火或退火，目的目的目的目的改善组织、细改善组织、细化晶粒、调整硬度。化晶粒、调整硬度。最终热处理最终热处理最终热处理最终热处理：调质处理（淬火：调质处理（淬火+高温回火）高温回火） 以拖拉机连杆螺栓

31、为例，材质：以拖拉机连杆螺栓为例，材质：40Cr工艺路线工艺路线工艺路线工艺路线：下料：下料锻造锻造退火退火(正火正火) 粗加工粗加工调质调质精加工精加工退火退火(正火正火)目的：改善组织，细化晶粒，调整目的：改善组织，细化晶粒，调整硬度，便于机加工。组织：硬度，便于机加工。组织：P(S)+F。最终热处理：淬火最终热处理：淬火+高温回火，组织：高温回火，组织：S回回。2渗渗C钢和渗钢和渗N钢钢（1）工作条件及性能要求工作条件及性能要求 汽车，拖拉机上的变速齿轮，内燃汽车，拖拉机上的变速齿轮，内燃机上的凸轴，活塞销等，在工作中机上的凸轴，活塞销等，在工作中承受承受较强烈的交变弯曲应力、冲击应力和

32、磨较强烈的交变弯曲应力、冲击应力和磨损损，要求，要求表面具有高的硬度和耐磨性，表面具有高的硬度和耐磨性，而心部具有较高的强度和韧性而心部具有较高的强度和韧性。（2）成分特点成分特点成分特点成分特点渗碳钢渗碳钢渗碳钢渗碳钢低碳低碳低碳低碳： 0.1w%0.25w% C，保证心部有足够，保证心部有足够的塑性和韧性。的塑性和韧性。主加合元：主加合元：Cr、Mn、Ni、Mo、W、B，J和和强化强化F；辅加合元：辅加合元：Ti、V，细化晶粒，细化晶粒，耐磨性。耐磨性。渗氮钢渗氮钢渗氮钢渗氮钢中碳中碳中碳中碳：0.3w%0.5w% C，加入，加入Al、Cr、Mo形成弥散分布的合金氮化物，形成弥散分布的合金

33、氮化物，Mo还能消除回还能消除回火脆性。火脆性。其钢号、热处理工艺、力学性能见表其钢号、热处理工艺、力学性能见表10-3。P231渗碳钢按淬透性大小分为三类渗碳钢按淬透性大小分为三类渗碳钢按淬透性大小分为三类渗碳钢按淬透性大小分为三类：低淬透性渗碳钢低淬透性渗碳钢低淬透性渗碳钢低淬透性渗碳钢：如：如15、20、20Cr、20MnV等，等，适于制造受力不大的小型耐磨零件。适于制造受力不大的小型耐磨零件。中淬透性渗碳钢中淬透性渗碳钢中淬透性渗碳钢中淬透性渗碳钢：如：如20CrMnTi、12CrNi3、20MnVB等，用于制造尺寸较大、承受中等载荷等，用于制造尺寸较大、承受中等载荷的重要耐磨零件。汽

34、车齿轮的重要耐磨零件。汽车齿轮高淬透性渗碳钢高淬透性渗碳钢高淬透性渗碳钢高淬透性渗碳钢：如：如12Cr2Ni4、18Cr2Ni4等，用等，用于制造承受重载与强烈磨损的极为重要的大型零于制造承受重载与强烈磨损的极为重要的大型零件。坦克齿轮件。坦克齿轮渗氮钢应用最广泛的是渗氮钢应用最广泛的是渗氮钢应用最广泛的是渗氮钢应用最广泛的是38CrMoAl38CrMoAl，用于制造精，用于制造精密镗床主轴、汽缸套等。密镗床主轴、汽缸套等。（3）常用渗碳钢和渗氮钢常用渗碳钢和渗氮钢 渗碳渗碳渗碳渗碳：以变速箱中齿轮为例：材质以变速箱中齿轮为例：材质以变速箱中齿轮为例：材质以变速箱中齿轮为例：材质20CrMnT

35、i20CrMnTi工艺路线工艺路线工艺路线工艺路线：下料：下料锻造锻造正火正火加工齿形加工齿形渗渗C，预冷淬火，预冷淬火低温回火低温回火磨齿磨齿预先热处理预先热处理预先热处理预先热处理：正火，目的改善组织，以利机加：正火，目的改善组织，以利机加工，组织为工，组织为S+F。最终热处理最终热处理最终热处理最终热处理：渗：渗C+淬火淬火+低温回火。组织：低温回火。组织：表面：高表面：高C回火回火M +K+少量少量A HRC58-62心部：淬透：低心部：淬透：低C回火回火M +F 未透：未透：S+F HRC25-48 （4）热处理热处理渗氮渗氮：预先热处理：调质处理，组织回：预先热处理：调质处理，组织

36、回火索氏体；渗氮后不进行任何处理。火索氏体；渗氮后不进行任何处理。A+C表面表面:A+K心部心部:A+F表面：表面：M+K+A心部：心部：M+F或或S+F表面：高表面：高C回火回火M +K+少量少量A 心部：淬透：低心部：淬透：低C回火回火M +F 未透：未透：S+F（1）工作条件及性能要求工作条件及性能要求工作条件及性能要求工作条件及性能要求因为弹簧在交变应力下工作，所以性能要求：因为弹簧在交变应力下工作，所以性能要求：高高e e(弹性极限弹性极限)，高，高s s/b b比比(屈强比屈强比)；高高-1-1(疲劳极限疲劳极限)；足够塑性和韧性。足够塑性和韧性。（2）成分特点成分特点成分特点成分

37、特点中、高碳中、高碳中、高碳中、高碳：合金钢：合金钢：0.5w%0.7w%，碳素钢：，碳素钢：0.6w%0.9w%，以保证高的弹性极限和疲劳强度。，以保证高的弹性极限和疲劳强度。主加元素主加元素Si、Mn：J，强化，强化F，回火稳定性。回火稳定性。辅加元素辅加元素Cr、V、W：CrJ，V、W细化晶粒。细化晶粒。3弹簧钢弹簧钢（3）常用弹簧钢常用弹簧钢常用弹簧钢常用弹簧钢其牌号、热处理、性能、用途见表其牌号、热处理、性能、用途见表10-4，P232。可分为：。可分为： 碳素弹簧钢碳素弹簧钢碳素弹簧钢碳素弹簧钢：淬透性差，用于冷成型弹簧；：淬透性差，用于冷成型弹簧； 含含含含SiSi、MnMn的弹

38、簧钢的弹簧钢的弹簧钢的弹簧钢：如：如65Mn、60Si2Mn等，廉价，等，廉价，应用广；应用广； 含含含含CrCr、V V、WW的弹簧钢的弹簧钢的弹簧钢的弹簧钢：如：如50CrVA、65Si2MnWA、30W4Cr2VA等，等，J高，强度、韧性高。高，强度、韧性高。（4）热处理热处理热处理热处理：按工艺分为：冷成型弹簧和热成型弹簧。：按工艺分为：冷成型弹簧和热成型弹簧。冷成型冷成型冷成型冷成型：线径：线径10mm弹簧弹簧(沙发用弹簧沙发用弹簧)用冷拔钢丝冷用冷拔钢丝冷卷成型卷成型+去应力退火去应力退火(250300)热成型热成型热成型热成型：对火车，电车底下的大弹簧，热卷成型后进行：对火车，电

39、车底下的大弹簧，热卷成型后进行淬火淬火+中温回火，组织：中温回火，组织：T回回 淬火淬火+中温回火中温回火AM+A回火回火T用于制造滚动轴承套圈和滚动体的专用钢用于制造滚动轴承套圈和滚动体的专用钢。（1）工作条件及性能要求工作条件及性能要求工作条件及性能要求工作条件及性能要求滚动轴承是一种高速转动的零件，工作条件滚动轴承是一种高速转动的零件，工作条件非常复杂和苛刻，因此性能要求如下：非常复杂和苛刻，因此性能要求如下： 高的强度与硬度（高的强度与硬度（HRC6264）；）； 高接触疲劳强度；高接触疲劳强度； 高的耐磨性；高的耐磨性； 足够韧性和淬透性。足够韧性和淬透性。 4滚动轴承钢滚动轴承钢（

40、2）成分特点成分特点高碳高碳：一般为：一般为0.95w%1.15w%，保证，保证高硬度，高耐磨性；高硬度，高耐磨性； 主加元素主加元素Cr：J和与和与C形成形成K，耐磨性耐磨性和接触疲劳强度；和接触疲劳强度；还加入还加入Si、Mn：进一步：进一步J和强度；和强度；V：细化晶粒。细化晶粒。（3）常用滚动轴承钢常用滚动轴承钢常用滚动轴承钢常用滚动轴承钢其牌号、成分、热处理、用途见表其牌号、成分、热处理、用途见表10-5，P233。目前我国应用最广泛的是：。目前我国应用最广泛的是：GCr15，大型轴承用：大型轴承用：GCr15SiMn。（4）热处理热处理热处理热处理预先热处理：预先热处理：正火正火正

41、火正火（破坏网状碳化物）（破坏网状碳化物）+ +球球球球化退火化退火化退火化退火（降低硬度，便于机加工，为淬火作（降低硬度，便于机加工，为淬火作好组织准备）。好组织准备）。组织：组织：组织：组织：P P粒粒粒粒最终热处理：淬火最终热处理：淬火+低温回火低温回火M+K粒粒+AM回回+K粒粒+A少少10.1.5 工具钢工具钢 用于制做各种切削刀具，冷热变形模具，量具等。用于制做各种切削刀具，冷热变形模具，量具等。按用途分为三类：刃具，模具，量具。按用途分为三类：刃具，模具，量具。1刃具钢刃具钢刃具钢刃具钢（1）性能要求性能要求性能要求性能要求高硬度：高硬度：HRC60，主要取决于含碳量，一般，主要

42、取决于含碳量，一般0.6-1.5%C；高耐磨性：一般硬耐磨，同时也取决于高耐磨性：一般硬耐磨，同时也取决于K性质、数量、性质、数量、大小、分布，要求大小、分布，要求M回回上分布着细小上分布着细小K颗粒，颗粒，耐磨性；耐磨性；高高红硬性红硬性红硬性红硬性：指刃具：指刃具在高温下，保持高硬度的能力在高温下，保持高硬度的能力在高温下，保持高硬度的能力在高温下，保持高硬度的能力。刃。刃具切削金属时产生具切削金属时产生“切削热切削热”可达可达600，硬度降低，硬度降低，无法继续切削，所以要有高的红硬性；无法继续切削，所以要有高的红硬性；足够的韧性：受冲击等作用，避免破坏。足够的韧性：受冲击等作用，避免破

43、坏。 碳素工具钢，低合金工具钢，高速钢，硬质合金等。碳素工具钢，低合金工具钢，高速钢，硬质合金等。1）碳素工具钢碳素工具钢碳素工具钢碳素工具钢其钢号、成份、热处理、用途见表其钢号、成份、热处理、用途见表10-10，P232。成分特点成分特点成分特点成分特点：高碳高碳高碳高碳：0.65w%1.35w%。热处理热处理热处理热处理 预先热处理预先热处理预先热处理预先热处理：球化退火。目的：球化退火。目的：硬度，有利于机加工。硬度，有利于机加工。组织：组织：P粒粒 最终热处理最终热处理最终热处理最终热处理：淬火：淬火+低回。组织：低回。组织：M回回+K粒状粒状+A少少，HRC 60-65此类钢生产成本

44、低，加工性能好，热处理简单，具有此类钢生产成本低，加工性能好，热处理简单，具有高的硬度和耐磨性，广泛应用。但红硬性差，刃部温高的硬度和耐磨性，广泛应用。但红硬性差，刃部温度度200，硬度、耐磨性，硬度、耐磨性，淬透性差，尺寸大淬，淬透性差，尺寸大淬不透。只能不透。只能用于尺寸小的手工工具，低速刃具用于尺寸小的手工工具，低速刃具用于尺寸小的手工工具，低速刃具用于尺寸小的手工工具，低速刃具。（2）常用刃具钢常用刃具钢常用刃具钢常用刃具钢 为克服碳素工具钢的缺点，为克服碳素工具钢的缺点，在碳素工具钢的基础上，在碳素工具钢的基础上，在碳素工具钢的基础上，在碳素工具钢的基础上，加入少量的合元加入少量的合

45、元加入少量的合元加入少量的合元(3-5%)(3-5%)而形成的而形成的而形成的而形成的。成分特点成分特点成分特点成分特点 高高高高C C：0.75w%1.5w%，保证高硬度，高耐磨性；，保证高硬度，高耐磨性； 同时加同时加Cr、Mn、Si：J； W、V：耐磨性，细化晶耐磨性，细化晶粒。粒。热处理热处理热处理热处理 预先热处理预先热处理预先热处理预先热处理：球化退火，组织：球化退火，组织：P粒粒 最终热处理最终热处理最终热处理最终热处理：淬火：淬火+低回，组织：低回，组织：M回回+K+A这类钢红硬性较差，但优于碳素工具钢，刃部温度可这类钢红硬性较差，但优于碳素工具钢，刃部温度可达达300，用于丝

46、锥，板牙用于丝锥，板牙用于丝锥，板牙用于丝锥，板牙等。典型钢号如等。典型钢号如Cr2、9SiCr、CrWMn等，其钢号、成分、热处理、用途见等，其钢号、成分、热处理、用途见表表10-11，P233。 2）低合金刃具钢低合金刃具钢低合金刃具钢低合金刃具钢是适应高速切削需要而发展起来的刃具钢，其是适应高速切削需要而发展起来的刃具钢，其特点特点特点特点是是红硬性高，淬透性高，刃部温度可高达红硬性高，淬透性高，刃部温度可高达红硬性高，淬透性高，刃部温度可高达红硬性高，淬透性高，刃部温度可高达600600。成分特点成分特点成分特点成分特点高高高高C C：0.7w%1.5w%，保证硬度，耐磨性；，保证硬度

47、，耐磨性；加加W、Mo、V：红硬性、硬度和耐磨性；红硬性、硬度和耐磨性；Cr：J。我国常用高速钢牌号、成分见表我国常用高速钢牌号、成分见表10-12，P233。热处理热处理热处理热处理 以以W18Cr4V盘形铣刀为例：盘形铣刀为例：工艺路线工艺路线工艺路线工艺路线：下料：下料锻造锻造锻造锻造退火退火退火退火机加工机加工淬火淬火淬火淬火回火回火回火回火喷砂喷砂磨削加工磨削加工 3）高速钢高速钢a）锻造锻造锻造锻造：铸态组织，见图：铸态组织，见图10-10，P234。由鱼骨状由鱼骨状Le+黑色黑色T+白色白色M+A组成，又叫组成，又叫莱氏体钢。莱氏体钢。目的：不仅为了成型，更主要是为了打碎鱼目的：

48、不仅为了成型，更主要是为了打碎鱼骨状骨状Le ，使组织均匀化。，使组织均匀化。b）退火退火退火退火：消除锻造内应力，：消除锻造内应力，硬度，利于机加工。硬度，利于机加工。 温度温度860880，组织：，组织：S+K粒状粒状。c）淬火淬火淬火淬火+ +回火回火回火回火：特点：淬火温度高，在：特点：淬火温度高，在560进进行多次回火。行多次回火。工艺如下：工艺如下：W18Cr4V盘形铣刀热处理工艺盘形铣刀热处理工艺预热预热淬火温度高淬火温度高分级淬火分级淬火560三次三次预热预热预热预热：合金元素含量高，导热性差，预热可降：合金元素含量高，导热性差，预热可降低热应力，防变形，开裂；可缩短保温时间，

49、低热应力，防变形，开裂；可缩短保温时间，防脱碳。防脱碳。淬火温度高淬火温度高淬火温度高淬火温度高：1280，因红硬性主要取决于，因红硬性主要取决于M中合金元素含量，即加热时溶于中合金元素含量，即加热时溶于A中的合金元中的合金元素含量。为保证素含量。为保证W、V溶入溶入A，提高红硬性。，提高红硬性。冷却冷却冷却冷却：分级淬火或油冷，减少变形开裂和氧化。：分级淬火或油冷，减少变形开裂和氧化。组织：组织：M+粒状粒状K+A（30%），），硬度硬度HRC62。三次三次三次三次：显著降低：显著降低A量，消除淬火应力，稳定组织。量，消除淬火应力，稳定组织。回火后组织回火后组织回火后组织回火后组织：M回回+

50、K粒状粒状+A1-2%，硬度，硬度HRC6465。560560回火回火回火回火：见图：见图10-12，此温度下回火硬度最，此温度下回火硬度最高。原因：细小的高。原因：细小的K从从M中析出，造成第二相中析出，造成第二相弥散强化；回火冷却中弥散强化；回火冷却中AM，引起二次硬化。，引起二次硬化。 2模具钢模具钢 按工作条件不同分为：冷模具钢和热模具钢。按工作条件不同分为：冷模具钢和热模具钢。（1）冷模具钢冷模具钢冷模具钢冷模具钢 用于用于冷态金属成型用的冷态金属成型用的冷态金属成型用的冷态金属成型用的模具用钢。工作温度模具用钢。工作温度13x；加加Ni：在室温下得单相：在室温下得单相A组织，加入量

51、组织，加入量9x；加某些元素，形成稳定、致密而牢固的保护膜。加某些元素，形成稳定、致密而牢固的保护膜。如如CrCr2O3、SiSiO2、AlAl2O3等；等；镀层，涂漆；镀层，涂漆；不均匀现象。不均匀现象。（3）常用不锈钢常用不锈钢按基体组织不同，不锈钢可分为：按基体组织不同，不锈钢可分为：M、F、A不锈钢三大不锈钢三大类。常用不锈钢牌号、成分、热处理、力学性能及用途类。常用不锈钢牌号、成分、热处理、力学性能及用途见表见表10-16，P240。1）MM不锈钢不锈钢不锈钢不锈钢成分特点成分特点成分特点成分特点 0.1x%1.0x%C：随：随C%，强度、硬度，强度、硬度，但耐蚀性，但耐蚀性 12x

52、%18x%Cr：电极电位，电极电位，耐蚀性。耐蚀性。典型牌号典型牌号典型牌号典型牌号：1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13热处理及应用热处理及应用热处理及应用热处理及应用 预先热处理：退火（预先热处理：退火（850900，保温，保温13h，缓冷，缓冷600出炉空冷）出炉空冷） 最终热处理：淬火最终热处理：淬火+回火回火要求好的强韧性，用要求好的强韧性，用1Cr13、2Cr13，淬火，淬火+高温高温回火，得回火，得S回回组织，用于汽轮机叶片等；组织，用于汽轮机叶片等；要求高硬度，用要求高硬度，用3Cr13、4Cr13，淬火，淬火+低温回火，低温回火，得得M回回组织，用于外科医疗器械，手

53、术刀等。组织，用于外科医疗器械，手术刀等。2）F F不锈钢不锈钢不锈钢不锈钢成分特点成分特点成分特点成分特点：C0.15x%；Cr：13x%30x%，缩，缩小小A区元素，室温得单一区元素，室温得单一F组织。组织。性能特点性能特点性能特点性能特点：耐酸性能好，抗氧化性好。：耐酸性能好，抗氧化性好。常用钢号常用钢号常用钢号常用钢号：1Cr17、1Cr17Ti、1Cr28、1Cr25Ti等。等。主要用途主要用途主要用途主要用途：硝酸设备，高温抗氧化材料，硝酸热交换：硝酸设备，高温抗氧化材料，硝酸热交换器等。器等。热处理热处理热处理热处理：加热时无相变，不能用热处理强化，一般在：加热时无相变，不能用热

54、处理强化，一般在正火或退火正火或退火正火或退火正火或退火状态下使用。状态下使用。主要缺点主要缺点主要缺点主要缺点：脆性大、韧性低：脆性大、韧性低。原因原因原因原因：晶粒粗大，因晶粒粗大，因无相变。防止方法：降低终锻温度；再结晶退火；冶无相变。防止方法：降低终锻温度；再结晶退火；冶炼时加炼时加Ti、Nb。475脆性，在此温度长时间加热脆性，在此温度长时间加热或停留，使强度升高而韧性急剧下降，耐蚀性降低的或停留，使强度升高而韧性急剧下降，耐蚀性降低的现象。消除方法：采用现象。消除方法：采用580-650保温保温1-5h，然后快冷，然后快冷可消除。可消除。相脆性，在相脆性，在550-820长期加热，

55、将从长期加热，将从F中中析出沿晶界分布的析出沿晶界分布的相相(铁与铬的金属化合物铁与铬的金属化合物)，使钢变，使钢变脆，耐蚀性、抗氧化性降低。消除方法：经脆，耐蚀性、抗氧化性降低。消除方法：经850-950短时加热，使短时加热，使相溶入相溶入F中然后快冷可消除。中然后快冷可消除。3）A不锈钢不锈钢A不锈钢是工业上应用最广泛的不锈钢。是耐蚀性最好不锈钢是工业上应用最广泛的不锈钢。是耐蚀性最好的钢种，具有良好的塑性、冷变形加工性和焊接性。的钢种，具有良好的塑性、冷变形加工性和焊接性。典型牌号典型牌号典型牌号典型牌号：0Cr18Ni9，1Cr18Ni9Ti 合元作用合元作用合元作用合元作用：Cr产生

56、钝化；产生钝化； Ni扩大扩大A区，室温得单一的区，室温得单一的A； Ti防晶间腐蚀。防晶间腐蚀。热处理热处理热处理热处理：固溶处理固溶处理固溶处理固溶处理（加热到（加热到1050-1100，快冷，得单，快冷，得单相相A组织）。对含组织）。对含Ti、Nb的不锈钢，固溶处理后需稳的不锈钢，固溶处理后需稳定化处理（加热到定化处理（加热到850-900，保温，保温1-4h后空冷。目的后空冷。目的获得获得TiC或或NbC，防止，防止Cr的碳化物析出）。对冷压力的碳化物析出）。对冷压力加工和焊接后的不锈钢，需在加工和焊接后的不锈钢，需在250-350进行消除应力进行消除应力退火。退火。主要用途主要用途主

57、要用途主要用途：医疗器械，抗磁仪表，耐酸容器等。：医疗器械，抗磁仪表，耐酸容器等。2耐热钢耐热钢钢的耐热性指抗氧化性和热强性（高温强度）。钢的耐热性指抗氧化性和热强性（高温强度）。抗氧化性抗氧化性抗氧化性抗氧化性指金属材料在高温下抵抗氧化的能力，指金属材料在高温下抵抗氧化的能力，是材料的是材料的化学性能化学性能化学性能化学性能；热强性热强性热强性热强性指金属材料在高温指金属材料在高温下抵抗塑性变形和断裂的能力，是材料的下抵抗塑性变形和断裂的能力，是材料的力学力学力学力学性能性能性能性能。因此。因此耐热钢耐热钢耐热钢耐热钢是是抗氧化钢和热强钢抗氧化钢和热强钢抗氧化钢和热强钢抗氧化钢和热强钢的总称

58、。的总称。抗氧化性抗氧化性抗氧化性抗氧化性用形成保护膜的致密、牢固程度来衡用形成保护膜的致密、牢固程度来衡量。提高抗氧化性的方法：加入量。提高抗氧化性的方法：加入CrCr、SiSi、AlAl在在高温下形成高温下形成CrCr2 2O O3 3、SiOSiO2 2、AlAl2 2O O3 3致密的保护膜，致密的保护膜，使钢不再继续氧化。但使钢不再继续氧化。但SiSi、AlAl加多会使钢变脆，加多会使钢变脆，因此以因此以CrCr为主加元素，为主加元素，SiSi、AlAl为辅加元素。为辅加元素。高温强度高温强度高温强度高温强度用蠕变极限和持久强度来表征。用蠕变极限和持久强度来表征。蠕变极蠕变极蠕变极蠕

59、变极限限限限指金属材料在一定温度下，规定时间内产生一指金属材料在一定温度下，规定时间内产生一定变形量时所能承受的最大应力，如定变形量时所能承受的最大应力，如 。持久强度持久强度持久强度持久强度指在一定温度下，经指在一定温度下，经过一定时间引起金属材料破断的应力值，如过一定时间引起金属材料破断的应力值，如 。提高热强性的途径提高热强性的途径提高热强性的途径提高热强性的途径：加入合元加入合元Cr、Mo、W等，等，提高再结晶温度，提高热强性；提高再结晶温度，提高热强性；采用采用FCC的的钢，原子排列紧密，再结晶温度高，蠕变抗力大钢，原子排列紧密，再结晶温度高，蠕变抗力大；晶粒粗大，晶界少，高温强度高

60、；晶粒粗大，晶界少，高温强度高；加入某加入某些元素些元素V、Ti、Nb形成形成VC、TiC、NbC等弥散等弥散强化的第二相，提高热强性。强化的第二相，提高热强性。常用耐热钢常用耐热钢其牌号、成分、热处理及用途见表其牌号、成分、热处理及用途见表10-17，P243。（1）珠光体耐热钢珠光体耐热钢珠光体耐热钢珠光体耐热钢15CrMo、12CrMoV：Cr：抗抗氧化性；氧化性；Mo、V：高温高温强度。强度。热处理：正火（热处理：正火（Ac3+30）+回火（工作回火（工作T+50 ）组织：组织：S或或S+F。主要用于工作温度小于主要用于工作温度小于600的结构件，如锅炉的结构件，如锅炉的管道、过热器等

61、。的管道、过热器等。（2）MM耐热钢耐热钢耐热钢耐热钢Cr13型：在型：在Cr13基础上加入基础上加入Mo、V以提高热以提高热强性，如强性，如1Cr11MoV，调质处理，工作温度小，调质处理，工作温度小于于500，用于蒸汽涡轮机的转子和叶片等。，用于蒸汽涡轮机的转子和叶片等。Cr-Si钢：如钢：如4Cr9Si2，调质处理，工作温度小，调质处理，工作温度小于于750，用于内燃机进气阀、轻负荷发动机，用于内燃机进气阀、轻负荷发动机的排气阀等。的排气阀等。（3）A A耐热钢耐热钢耐热钢耐热钢是在是在18-8型型A不锈钢基础上发展而来的。如不锈钢基础上发展而来的。如1Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni

62、9Mo，固溶，固溶+时效处理，时效处理，工作温度小于工作温度小于600，用于高压锅炉的过热器、，用于高压锅炉的过热器、喷气发动机的排气管等。喷气发动机的排气管等。3耐磨钢耐磨钢指在冲击和磨损条件下使用的高锰钢，机加工指在冲击和磨损条件下使用的高锰钢，机加工困难，铸造成型，也叫困难，铸造成型，也叫铸钢铸钢铸钢铸钢。典型钢号典型钢号典型钢号典型钢号：ZGMn13成分特点成分特点成分特点成分特点 高高C：1.0w%-1.4w%，硬度和耐磨性；硬度和耐磨性； 高高Mn：11w%-14w%，扩大，扩大A区，室温下得区，室温下得A组织。组织。热处理热处理热处理热处理：水韧处理水韧处理水韧处理水韧处理（把钢

63、加热到（把钢加热到1100，使，使K完全渗入完全渗入A中，水冷，得均匀的过饱和单相中，水冷，得均匀的过饱和单相A 组织。硬度低，韧性高）。组织。硬度低，韧性高）。铸态组织铸态组织铸态组织铸态组织是：是：A+K(晶界析出晶界析出)，硬度较高，耐，硬度较高，耐磨性不好，实践证明：只有获得全部磨性不好，实践证明：只有获得全部A，使用，使用时才有较好的韧性和耐磨性，所以进行水韧处时才有较好的韧性和耐磨性，所以进行水韧处理。理。注意注意注意注意：水韧处理后硬度并不高，但加工硬化能：水韧处理后硬度并不高，但加工硬化能力强，在冲击力作用下，力强，在冲击力作用下，AM形成硬而耐磨形成硬而耐磨的表面。的表面。用

64、途用途用途用途：用于球磨机衬板，挖掘机铲齿，拖拉机、：用于球磨机衬板，挖掘机铲齿，拖拉机、坦克的履带板，铁路的道叉等。坦克的履带板，铁路的道叉等。 概念概念 回火稳定性、回火稳定性、固溶处理、水韧处理固溶处理、水韧处理、红硬性、红硬性碳钢碳钢 普通碳素结构钢、优质碳素结构钢、碳素工具钢普通碳素结构钢、优质碳素结构钢、碳素工具钢的热处理、组织及用途。的热处理、组织及用途。合金钢合金钢1合元在钢中作用合元在钢中作用2渗碳钢工艺路线，调质钢工艺路线，高速钢工艺渗碳钢工艺路线，调质钢工艺路线，高速钢工艺路线。并说明各热处理工序的目的、加热温度、路线。并说明各热处理工序的目的、加热温度、所得组织。所得组

65、织。 小小 结结 3. 3. 合金钢类别、钢号、合元作用、最终热处合金钢类别、钢号、合元作用、最终热处合金钢类别、钢号、合元作用、最终热处合金钢类别、钢号、合元作用、最终热处 理、组织及应用列入下表。理、组织及应用列入下表。理、组织及应用列入下表。理、组织及应用列入下表。 思考题思考题1. 1.材料库中存有：材料库中存有：材料库中存有：材料库中存有： 42CrMo42CrMo、GCr15GCr15、T13T13、2Cr132Cr13、60Si2Mn60Si2Mn、W18Cr4VW18Cr4V、Q345Q345、1Cr18Ni9Ti1Cr18Ni9Ti。现要制作高速车刀、滚动轴承、。现要制作高速

66、车刀、滚动轴承、。现要制作高速车刀、滚动轴承、。现要制作高速车刀、滚动轴承、桥梁、机床齿轮，请选用材料，并说明其最终桥梁、机床齿轮，请选用材料，并说明其最终桥梁、机床齿轮，请选用材料，并说明其最终桥梁、机床齿轮，请选用材料，并说明其最终热处理方法及使用状态下的组织。热处理方法及使用状态下的组织。热处理方法及使用状态下的组织。热处理方法及使用状态下的组织。 2. 2.材料库中存有：材料库中存有：材料库中存有：材料库中存有：Q345Q345、40Cr40Cr、T13T13、2Cr132Cr13、60Si2Mn60Si2Mn、20CrMnTi20CrMnTi、Cr12MoVCr12MoV、1Cr18Ni9Ti1Cr18Ni9Ti。现要制作大尺寸冷模具、汽车板。现要制作大尺寸冷模具、汽车板。现要制作大尺寸冷模具、汽车板。现要制作大尺寸冷模具、汽车板簧、锉刀、汽轮机叶片，请选用材料，并说明簧、锉刀、汽轮机叶片，请选用材料，并说明簧、锉刀、汽轮机叶片，请选用材料，并说明簧、锉刀、汽轮机叶片，请选用材料，并说明其最终热处理方法及使用状态下的组织。其最终热处理方法及使用状态下的组织。其最终热处理方法及使用状态下的组织。其最终热处理方法及使用状态下的组织。 3.填表填表4.指出指出W18Cr4V中各元素含量及其主要作用。中各元素含量及其主要作用。