电厂金属材料与实训教学课件ppt第4章火电厂常用金属材料

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1、电厂金属材料2024/9/242024/9/241 1第四章 火电厂常用金属材料电厂金属材料2024/9/242024/9/242 2 第一节 碳钢和铸铁碳碳、锰锰、硅硅、硫硫、磷磷是是碳碳钢钢中中的的常常存存元元素素，统统称称五五大大元元素素，在在炼炼钢钢是是要要对对含含量量进进行行分分析析和和控控制制。碳碳在在钢钢中中的的影影响响已已如如前前述述。锰锰、硅硅、硫硫、磷则称为常存杂质，它们的含量对碳钢的性能也有较大的影响。磷则称为常存杂质，它们的含量对碳钢的性能也有较大的影响。 （1）锰锰的的影影响响，锰锰作作为为炼炼钢钢时时的的脱脱氧氧剂剂而而残残存存在在钢钢中中。它它以以置置换换固固溶溶

2、体体的的形形式式溶溶入入铁铁素素体体，可可以以提提高高钢钢的的强强度度。特特别别是是它它能能与与钢钢中中的的硫硫，化化合合形形成成高高熔熔点点的的MnS化化合合物物，可可消消除除硫硫的的脆脆热热性性，因因此此，锰锰是是有有益益元素。在碳钢中锰的含量一般不超过元素。在碳钢中锰的含量一般不超过1.2%以下。以下。(2)硅硅的的影影响响，硅硅与与锰锰相相似似，也也是是炼炼钢钢脱脱氧氧是是残残存存在在钢钢中中的的。硅硅溶溶入入铁铁素素体体可可以以起固溶强化的作用，但含量增多是钢变脆，一般控制在起固溶强化的作用，但含量增多是钢变脆，一般控制在0.4%以下。以下。一、碳钢中的基本元素一、碳钢中的基本元素电

3、厂金属材料2024/9/242024/9/243 3（3 3）硫硫的的影影响响 硫硫是是从从矿矿石石和和燃燃料料中中带带来来的的，虽虽经经炼炼钢钢，炼炼铁铁，还还未未能能完完全全消消除除而而残残存存钢钢中中。硫硫不不溶溶于于铁铁，但但容容易易以以FESFES的的形形式式与与FEFE形形成成低低熔熔点点共共晶晶体体并并存存在在与与晶晶界界上上这这种种共共晶晶体体在在958958时时熔熔化化，使使得得在在1100110012001200是是轧轧、锻锻的的钢钢材材发发生生晶晶间间开开裂裂并并报报废废，称称为为热热脆脆性性，因因此此硫硫是是有有害害元元素素，在在钢钢中中的的含含量量要要控控制制在在0.

4、055%0.055%以以下下。当当钢钢中中有有锰锰存存在在是是，锰锰与与硫硫产产生生高高熔熔点点的的MnSMnS（熔点（熔点16201620），可以消除硫的热脆性。），可以消除硫的热脆性。（4 4）磷磷的的影影响响 磷磷也也是是矿矿石石经经冶冶炼炼残残存存在在钢钢中中的的有有害害杂杂质质，它它可可以以溶溶入入铁铁素素体体中中使使钢钢的的韧韧性性下下降降，并并使使脆脆性性转转变变温温度度升升高高，这这种种现现象象称称作作冷冷脆脆性性。磷在钢中的含量被限制在磷在钢中的含量被限制在0.045%0.045%以内。以内。除除了了以以上上四四种种常常存存杂杂质质外外，还还有有氢氢、氧氧、氮氮等等残残存存与

5、与钢钢中中，这这些些气气体体易易与与形形成成白白点点、气气孔孔和和非非金金属属夹夹杂杂物物。特特别别是是氧氧化化夹夹杂杂，如如SiO2、MnO等等。这些缺陷的存在，均要使钢材质量下降。这些缺陷的存在，均要使钢材质量下降。对于重要的电力设备零件，如汽轮机轮毂、叶片等，要求非金属夹杂物限定在一定范围内。对于重要的电力设备零件，如汽轮机轮毂、叶片等，要求非金属夹杂物限定在一定范围内。电厂金属材料2024/9/242024/9/244 4二、二、碳钢的分类、编号和用途（1）碳碳钢钢的的分分类类 碳碳钢钢的的分分类类方方法法很很多多，通通常常按按照照钢钢的的含含碳碳量量、质质量量和和用用途途分类。分类。

6、按含碳量分为：按含碳量分为：a 低碳钢：含碳量低碳钢：含碳量0.25；b 中碳钢：含碳量在中碳钢：含碳量在0.250.6之间之间c 高碳钢：含碳量高碳钢：含碳量0.6。按钢的质量分为：按钢的质量分为：普通碳素钢：钢中含普通碳素钢：钢中含S0.055，P0.045；优质碳素钢：钢中含优质碳素钢：钢中含S0.04，P0.040；高级优质碳素钢：钢中含高级优质碳素钢：钢中含S0.030，P0.035。电厂金属材料2024/9/242024/9/245 5按钢的用途分为：按钢的用途分为： 碳碳素素结结构构钢钢：用用于于制制造造工工程程构构件件(铁铁塔塔、锅锅炉炉支支架架、厂厂房房钢钢结结构构、起起重重

7、设设备备和和工工程程机机械械结结构构、水水冷冷壁壁管管、风风管管、榆榆粉粉管管道道、及及机机械械零零件件f抽抽、齿轮、螺栓、螺母等、齿轮、螺栓、螺母等)。一般为低、中碳钢。一般为低、中碳钢。碳碳素素工工具具钢钢：用用于于制制造造各各种种工工具具、刀刀具具、刃刃具具、模模具具、轴轴承承等等。一一般般属于高碳钢。属于高碳钢。（2）碳碳钢钢的的编编号号及及用用途途世世界界上上许许多多工工业业国国家家都都有有自自己己的的编编号号方方法法。我我国碳钢的编号方法按国碳钢的编号方法按GB70079分为三种。分为三种。1）碳素结构钢）碳素结构钢这这类类钢钢的的牌牌号号是是按按照照力力学学性性能能中中的的屈屈服

8、服强强度度分分成成五五类类来来编编号号的的,数数字字也也大大说说明明屈屈服服强强度度Rel值值越越高高,碳碳钢钢中中的的含含碳碳量量也也越越高高;塑塑性性也也就就要要越越低低.碳碳素素结结构构钢钢用用于于制制造造螺螺栓栓、螺螺母母、钢钢板板、圆圆钢钢以以及及各各类类型型钢钢，广广泛泛应应用于机械制造及建筑等行业中。用于机械制造及建筑等行业中。电厂金属材料2024/9/242024/9/246 62 2）优质碳素结构钢）优质碳素结构钢 （a a） 正正常常含含锰锰量量的的优优质质碳碳素素结结构构钢钢：含含锰锰量量0.80.8。编编号号方方法法简简单单，用用两两位位数数字字表表示示, ,数字表示含

9、碳量的万分之几。数字表示含碳量的万分之几。例如例如20号钢、号钢、45号钢即表示含碳量为号钢即表示含碳量为0.20、0.45的优质碳素结构钢。钢号从的优质碳素结构钢。钢号从05、08、10、15、20直直到到85。如如20Mn(20锰锰)或或65Mn（65锰）。优质碳素结构钢的牌号、成分和力学性能见表锰）。优质碳素结构钢的牌号、成分和力学性能见表23。如如作作焊焊丝丝用用的的写写作作H08，又又如如锅锅炉炉用用的的20号号优优质质碳碳素素结结构构钢钢可可写写作作20g（或或20锅锅），20g可可用用作作锅锅炉炉钢钢板板、压压力力容器和锅炉水冷壁及小型汽包等。容器和锅炉水冷壁及小型汽包等。（b）

10、较高含锰量的优质碳素结构钢：含锰量在较高含锰量的优质碳素结构钢：含锰量在0。712洲之间。洲之间。编号方法是在编号方法是在正常含锰量优质碳素结构钢钢号的后面加写正常含锰量优质碳素结构钢钢号的后面加写Mn(或猛或猛)表示，表示，在在优优质质碳碳素素结结构构钢钢中中，对对于于专专门门用用途途的的优优质质碳碳素素结结构构钢钢编编号号，是是在在钢钢号号前前面面或或后后面面加加一一个表示用途的汉字或汉字的拼音符号。个表示用途的汉字或汉字的拼音符号。电厂金属材料2024/9/242024/9/247 7 优优质质碳碳素素结结构构钢钢的的应应用用。低低碳碳优优质质碳碳素素结结构构钢钢可可用用作作桥桥梁梁起起

11、重重及及工工程程机机械械，钢钢结结构构件件，还还可可渗渗碳碳后后使使用用，制制作作机机械械零零件件；中中碳碳优优质质碳碳素素结结构构钢钢可可经经调调质质后后制制作作轴轴、齿齿轮轮、温温度度不不超超过过450的的汽汽轮轮机机转转子子、联联轴轴器器和和汽汽缸缸紧紧因因件件；中中、高高碳碳优优质质碳碳素素结结构构钢钢可可用用作作各各类类弹弹簧簧、板板黄黄和和钢钢丝丝绳绳等等。优优质质碳碳素素结结构构钢钢一一般般经经热热处处理理后后使使用用，或或在在正正火火状状态态下下供供应应。若若含含S、P量量更更低低的的叫叫高高级级优优质质碳碳素素结结构构钢钢，就就在在钢钢号号后后面面加加写写A字字(或或高高字字

12、)，如如20 A(或或20高高)。 20 A广泛应用于锅炉的水冷壁管。广泛应用于锅炉的水冷壁管。 3）碳素工具钢：）碳素工具钢：碳素工具钢的含碳量一般在碳素工具钢的含碳量一般在65一一1.3之间。编号方法是用字母之间。编号方法是用字母T(或碳或碳)加数加数字表示，数字表示含碳量的千分之几。例如字表示，数字表示含碳量的千分之几。例如T8、T12（碳（碳8、碳、碳12）表示含碳量）表示含碳量为为0.8、1.2的碳素工具钢。钢号为的碳素工具钢。钢号为T7、T8T13(碳碳7、碳、碳8碳碳13)。碳素。碳素工具钢含工具钢含S、P量均较少，属于优质钢。量均较少，属于优质钢。若为高级优质碳素工具钢，则在钢

13、号后加写若为高级优质碳素工具钢，则在钢号后加写A字字(或高字或高字)，如，如T8A、T12A(碳碳8高、碳高、碳12高高)。电厂金属材料2024/9/242024/9/248 8三、 铸铁铸铸铁铁是是含含碳碳量量为为211一一669的的铁铁碳碳合合金金，工工业业上上常常用用铸铸铁铁的的含含碳碳量量在在25一一40之间。锰、硅、硫、磷的含量比碳钢多。之间。锰、硅、硫、磷的含量比碳钢多。1、概述在工业上应用的铸铁中，碳一般是以石墨状态存在，这使得铸铁有许多优点。在工业上应用的铸铁中，碳一般是以石墨状态存在，这使得铸铁有许多优点。（1）有有优优良良的的铸铸造造性性能能：浇浇注注的的温温度度低低、流流

14、动动性性好好、偏偏析析倾倾向向小小、收收缩缩率率小小等等。不不仅适合浇铸大型铸件，也适合浇铸薄小件。仅适合浇铸大型铸件，也适合浇铸薄小件。（2）由由于于石石墨墨的的存存在在，便便于于吸吸收收机机械械振振动动能能，使使之之变变为为热热能能。因因此此铸铸铁铁具具有有优优良良的的减震性减震性，特别适合制作各种机床床身、设备底座等。，特别适合制作各种机床床身、设备底座等。（3）石石墨墨本本身身有有润润滑滑作作用用，故故铸铸铁铁有有干干式式减减磨磨性性。当当有有润润滑滑剂剂存存在在时时，由由于于石石墨墨空空洞有储油的能力，使铸铁的减磨性增加。洞有储油的能力，使铸铁的减磨性增加。（4）由由于于石石墨墨割割

15、裂裂了了基基体体的的连连续续性性，铸铸铁铁在在切切削削时时易易于于断断屑屑，所所以以铸铸铁铁有有很很好好的的切切削加工工艺性能。削加工工艺性能。 铸铸铁铁的的强强度度、塑塑性性、韧韧性性都都很很差差，属属于于脆脆性性材材料料这这是是铸铸铁铁的的根根本本缺缺点点。它它的的导导热热性差焊接性差，铸铁不适合制作各类结构件和重要零件。性差焊接性差，铸铁不适合制作各类结构件和重要零件。电厂金属材料2024/9/242024/9/249 92、铸铁的石墨化FeFe3C相相图图中中，Fe3C作作为为一一个个组组元元是是较较稳稳定定的的相相但但在在铁铁碳碳合合金金中中，它它仍仍是是个个亚亚稳稳相相，石石墨墨才

16、才是是稳稳定定的的相相。石石墨墨具具有有简简单单六六方方晶晶体体结结构构，如如图图219所所示示，密密排排面面之之间间间间隔隔大大。结结合合力力弱弱，易易于于剥剥离离，它它的的强强度度和和塑塑性性几几乎乎是是零零。因因此此，石石墨墨在在铸铸铁铁中中存在时可看成是许多空洞。存在时可看成是许多空洞。 液液态态的的铁铁水水可可以以结结晶晶成成渗渗碳碳体体，也也可可以以直直接接结结晶晶成成石石墨墨，图图220为为Fe石石墨墨相相图图，图图中中虚虚线线是是石石墨墨析析出出线线。含含碳碳量量为为426的的铁铁水水在在1154时时可可同同时时析析出出奥奥氏氏体体和和石石墨墨；在在1154738之之间间时时可

17、可由由奥奥氏氏体体中中析析出出二二次次石石墨墨， 或或Fe3C发发生生分分解解产产生生石石墨墨；在共析反应阶段，含碳在共析反应阶段，含碳068的奥氏体在的奥氏体在738时可同时析出铁素体与石墨。时可同时析出铁素体与石墨。电厂金属材料2024/9/242024/9/241010白口铸铁、灰口铸铁区别： Fe3C, 硬脆硬脆石墨石墨(G),软软C的存在形式电厂金属材料2024/9/242024/9/241111电厂金属材料2024/9/242024/9/241212影影响响石石墨墨化化的的因因素素主主要要是是化化学学成成分分和和冷冷却却速速度度。碳碳和和硅硅是是促促进进石石墨墨化化的的主主要要元元

18、素素，碳碳和和硅硅的的含含量量越越高高，铸铸铁铁的的石石墨墨化化越越充充分分；其其次次是是冷冷却却速速度度，铸铸铁铁件件的的冷冷却却速速度度快快时时，易易生生成成Fe3C而而白白口口化化。冷冷却却速速度度慢慢时时，铸铸铁铁件件易易于于石石墨墨化化。这这受受铸铸件件的的壁壁厚厚和和造造型型材材料料、造造型型工工艺艺的的影影响响，例例如如采采用用金金属属模模时冷速快，采用砂模时冷速慢。时冷速快，采用砂模时冷速慢。铸铸铁铁中中析析出出石石墨墨后后，若若石石墨墨化化进进行行得得彻彻底底，将将得得到到铁铁素素体体基基体体及及石石墨墨的的组组织织；若若石石墨墨化化不不完完全全，则则得得到到铁铁素素体体及及

19、珠珠光光体体基基体体和和石石墨墨的的组组织织或或珠珠光光体体和石墨的组织。和石墨的组织。铸铸铁铁的的组组织织是是在在钢钢的的基基体体上上分分布布着着不不同同大大小小和和形形状状的的石石墨墨的的组组织织。由由于于石石墨形态不同，铸铁可分为灰口铸铁、可锻铸铁和球墨铸铁。墨形态不同，铸铁可分为灰口铸铁、可锻铸铁和球墨铸铁。（1）灰口铸铁灰口铸铁是使用最广泛的铸铁，占铸铁总量的灰口铸铁是使用最广泛的铸铁，占铸铁总量的80%。由于断口呈暗灰色，故称灰口铸铁。由于断口呈暗灰色，故称灰口铸铁。电厂金属材料2024/9/242024/9/241313灰灰口口铸铸铁铁中中的的石石墨墨呈呈无无规规则则的的片片状状

20、，将将基基本本割割裂裂成成许许多多空空洞洞，好好像像许许多多裂裂缝缝分分布布在在钢的基体上，是铸铁的力学性能下降。钢的基体上，是铸铁的力学性能下降。图图2-22是灰口铸铁显微组织图。灰口铸铁中的石墨越均匀、越细小越好。是灰口铸铁显微组织图。灰口铸铁中的石墨越均匀、越细小越好。灰灰口口铁铁的的铁铁水水中中用用硅硅钙钙合合金金作作变变质质处处理理（孕孕育育），能能细细化化灰灰口口铸铸铁铁中中的的石石墨墨，因因而而，可可使使铸铸铁铁的的强强度度提提高高100200Mpa。三三种种不不同同的的基基体体的的灰灰口口铸铸铁铁，以以珠珠光光体体基基体体的的强强度为最高，但脆性也较大；铁素体基体的灰口铸铁强度

21、稍差一些，但脆性较小。度为最高，但脆性也较大；铁素体基体的灰口铸铁强度稍差一些，但脆性较小。灰口铸铁的牌号用符号灰口铸铁的牌号用符号HT及数字表示，数字表示铸铁的最低抗拉强度值及数字表示，数字表示铸铁的最低抗拉强度值Rm。例如。例如HT200，其中的，其中的HT即表示灰口铸铁，数字即表示灰口铸铁，数字200表示灰口铸铁的表示灰口铸铁的Rm200Mpa。灰口铸铁被广泛作各种承受压力和要求消震性的灰口铸铁被广泛作各种承受压力和要求消震性的床身、轴承座、端盖、车床尾座、工作台、底座床身、轴承座、端盖、车床尾座、工作台、底座等工件。在电力工业中灰口铸铁可用作轴承盖、等工件。在电力工业中灰口铸铁可用作轴

22、承盖、油泵体、低压汽缸和中压缸中部材料；油泵体、低压汽缸和中压缸中部材料；200MW机组隔板上的导叶、低压缸隔板等。机组隔板上的导叶、低压缸隔板等。灰口铸铁的微观组织 100电厂金属材料2024/9/242024/9/241414可可锻锻铸铸铁铁中中石石墨墨多多为为团团絮絮状状，其其塑塑性性和和韧韧性性高高于于灰灰口口铸铸铁铁。图图2-232-23为为可可锻锻铸铸铁铁的的微微观观组组织织，可可锻锻铸铸铁铁牌牌号号用用KTKT及及数数字字表表示示，KTKT表表示示可可锻锻铸铸铁铁，后后面面的的两两组组数数字字表表示示最最低低抗抗拉拉强强度度R Rm m和和最最低低伸伸长长率率。例例如如，KT35

23、0-10KT350-10表表示示R Rm m350MPa350MPa，A A11.311.31010。可可锻锻铸铸铁铁是是白白口口铸铸铁铁在在高高温温下下长长时时间间保保温温下下获获得得的的，所所以以生生产产周周期期长长，成成本高，已逐渐被球墨铸铁取代。本高，已逐渐被球墨铸铁取代。（2）可锻铸铁可锻铸铁图图2-23可锻铸铁的微观组织可锻铸铁的微观组织电厂金属材料2024/9/242024/9/241515电厂金属材料2024/9/242024/9/241616(3)(3)球墨铸铁球墨铸铁 球球墨墨铸铸铁铁是是在在灰灰口口铸铸铁铁浇浇注注前前加加入入一一定定量量的的球球化化剂剂（如如MgMg、C

24、aCa和和RERE等等）进进行行球球化化处处理理，同同时时加加入入变变质质剂剂（通通常常加加含含Si75Si75的的硅硅铁铁）进进行行变变质质处处理理后后得得到到的。球墨铸铁中石墨多为球状，基体为铁素体、珠光体或铁素体加珠光体。的。球墨铸铁中石墨多为球状，基体为铁素体、珠光体或铁素体加珠光体。球球墨墨铸铸铁铁的的牌牌号号用用符符号号QTQT及及数数字字表表示示，QTQT表表示示球球墨墨铸铸铁铁，数数字字表表示示球球墨墨铸铸铁铁的抗拉强度和延伸率的最低值。例如，的抗拉强度和延伸率的最低值。例如，QT600-02QT600-02表示表示R Rm m600MPa600MPa，A A22。由由于于球球

25、墨墨铸铸铁铁中中石石墨墨多多为为球球状状，大大大大减减少少了了铸铸铁铁的的应应力力集集中中，具具有有优优良良的的力力学学性性能能，而而且且工工艺艺简简单单，成成本本低低，所所以以广广泛泛应应用用于于制制造造各各种种机机械械零零件件，如如发发动动机机曲曲轴轴、连连杆杆、轴轴瓦瓦、齿齿轮轮、汽汽轮轮机机汽汽缸缸、末末级级隔隔板板、中中压压阀阀门门等等。表表4-5为为常常用用球球墨墨铸铸铁铁的的牌牌号号和和性能。性能。微观组织如图微观组织如图4-3所示。所示。电厂金属材料2024/9/242024/9/241717电厂金属材料2024/9/242024/9/241818（4 4）合金铸铁）合金铸铁

26、合合金金铸铸铁铁是是在在铸铸铁铁中中加加入入合合金金元元素素，以以提提高高其其力力学学性性能能，或或者者提提高高其其耐耐磨磨、耐蚀、耐热等特殊性能，又成为特殊性能铸铁。耐蚀、耐热等特殊性能，又成为特殊性能铸铁。常用的合金铸铁常用的合金铸铁有耐磨铸铁，耐蚀铸铁和耐热铸铁有耐磨铸铁，耐蚀铸铁和耐热铸铁。 电厂金属材料2024/9/242024/9/2419191 1）耐磨铸铁）耐磨铸铁耐耐磨磨铸铸铁铁按按其其工工作作条条件件大大体体可可分分为为两两种种类类型型一一种种是是在在润润滑滑条条件件下下工工作作的的，如如机机床床导导轨轨、汽汽缸缸套套、活活塞塞环环和和轴轴承承等等；另另一一种种是是在在屋屋

27、润润滑滑的的干干摩摩擦擦条条件件下下工工作作的的，如如火火电电厂厂煤煤粉粉制制备备系系统统中中的的碎碎煤煤机机、磨磨煤煤机机中中的的零零件件。后后一一种种耐耐磨磨铸铸铁也有称为抗磨铸铁的。铁也有称为抗磨铸铁的。在在润润滑滑条条件件下下工工作作的的耐耐磨磨铸铸铁铁，其其组组织织为为软软基基体体上上分分布布有有硬硬相相组组成成物物，以以便便在在磨磨合合后后使使软软基基体体有有所所磨磨损损，形形成成构构槽槽，保保持持供供润润滑滑用用的的油油膜膜。常常用用的的为为高高磷磷合合金金铸铸铁铁，使使杂杂质质中中的的含含磷磷量量提提高高到到0.4%0.4%0.6%0.6%左左右右。其其中中磷磷在在铸铸铁铁中中

28、形形成成磷磷化化物物作作为为硬硬相相，铁铁素素体体或或珠珠光光体体属属于于软软基基体体。普普通通高高磷磷铸铸铁铁的的成成分分为为2.9%2.9%3.2%C3.2%C、1.4%1.4%1.7%Si1.7%Si、0.6%0.6%1.0%Mn1.0%Mn、0.4%0.4%0.65%P0.65%P、小小于于等等于于0.12%S0.12%S。由由于于普普通通高高磷磷铸铸铁铁的的强强度度和和韧韧性性较较差差，还还常常加加入入铬铬、钼钼、钨钨、铜铜、钛钛、钒钒等等元元素素，构构成成合合金金高高磷磷铸铸铁铁，使使其其组组织织细细化化，进进一一步步提提高高力力学学性性能能和和耐磨性。耐磨性。电厂金属材料2024

29、/9/242024/9/242020在在润润滑滑条条件件下下应应用用的的耐耐磨磨铸铸铁铁有有钒钒钛钛耐耐磨磨铸铸铁铁、钼钼铬铬耐耐磨磨铸铸铁铁、钨钨系系耐耐磨铸铁等。磨铸铁等。在在干干摩摩擦擦工工况况条条件件工工作作的的耐耐磨磨铸铸铁铁，应应具具有有高高的的硬硬度度。目目前前常常用用的的有有低低合金耐磨铸铁、中锰球墨铸铁、高铬铸铁等。合金耐磨铸铁、中锰球墨铸铁、高铬铸铁等。低低合合金金耐耐磨磨铸铸铁铁种种类类很很多多，有有镍镍硬硬铸铸铁铁、硼硼白白口口铸铸铁铁、铬铬锰锰铜铜耐耐磨磨铸铸铁铁、铬钼铜耐磨铸铁等。铬钼铜耐磨铸铁等。中中锰锰球球墨墨铸铸铁铁是是在在稀稀土土镁镁球球墨墨铸铸铁铁中中加加

30、入入5 59.59.5的的锰锰元元素素，含含硅硅量量控控制制在在3.33.35.05.0范范围围内内，其其组组织织为为马马氏氏体体残残余余奥奥氏氏体体球球状状石石墨墨碳碳化化物物，这这种种组组织织既既有有一一定定的的韧韧性性，又又有有较较高高的的硬硬度度，可可用用来来制制造造球磨机磨球、衬板等既要受一定的冲击力又希望耐磨的零部件。球磨机磨球、衬板等既要受一定的冲击力又希望耐磨的零部件。电厂金属材料2024/9/242024/9/242121高高铬铬（12123535CrCr）铸铸铁铁，因因为为含含有有较较多多的的强强碳碳化化物物元元素素铬铬，是是无无石石墨墨的的白白口口铸铸铁铁。通通过过热热处

31、处理理后后，基基体体可可变变成成很很硬硬的的组组织织，还还有有许许多多硬硬的的碳碳化化物物。因因而而硬硬度度很很高高，具具有有优优良良的的耐耐磨磨性性，特特别别是是耐耐磨磨料料磨磨损损的的性性能能。由由于于含含铬铬高高，而而且且呈呈颗颗粒粒状状又又比比较较细细碎碎。因因此此，高高铬铬铸铸铁铁有有一一定定的的韧韧性性，适适当当热处理之后还可进行切削加工。热处理之后还可进行切削加工。国内外都十分重视对高铬铸铁的研究和推广应用。目前，还有将高铬铸铁和低碳钢符合浇铸成金属材料，这种复国内外都十分重视对高铬铸铁的研究和推广应用。目前，还有将高铬铸铁和低碳钢符合浇铸成金属材料，这种复合材质既有高硬度又有较

32、好的韧性，因而扩大了高铬铸铁的应用范围。合材质既有高硬度又有较好的韧性，因而扩大了高铬铸铁的应用范围。2)耐蚀铸铁耐蚀铸铁耐腐蚀是个相对的概念，介质不同时对铸铁的成分和组织有不同的要求。国外耐腐蚀是个相对的概念，介质不同时对铸铁的成分和组织有不同的要求。国外耐蚀铸铁以镍铬系为主，我国则以高硅系为主，此外，还有铝系和铬系耐蚀铸耐蚀铸铁以镍铬系为主，我国则以高硅系为主，此外，还有铝系和铬系耐蚀铸铁。铁。高硅耐蚀铸铁中含硅量要超过高硅耐蚀铸铁中含硅量要超过13，若再增加铜或钼或稀土能进一步提高耐腐，若再增加铜或钼或稀土能进一步提高耐腐蚀能力，可用于制造耐酸泵、管道、阀门等化工设备。蚀能力，可用于制造

33、耐酸泵、管道、阀门等化工设备。电厂金属材料2024/9/242024/9/242222（三）耐热铸铁（三）耐热铸铁工工程程上上在在高高温温时时能能抵抵抗抗腐腐蚀蚀破破坏坏并并能能承承受受一一定定载载荷荷的的铸铸铁铁称称为为耐耐热热铸铸铁铁。为为了使铸铁具有耐热性能，可加入铬、钼、铝、硅等合金元素。了使铸铁具有耐热性能，可加入铬、钼、铝、硅等合金元素。加加入入铬铬、铝铝、硅硅后后，能能使使铸铸铁铁在在高高温温下下表表面面形形成成一一层层致致密密的的CrCr2 2O O3 3、AlAl2 2O O3 3、SiOSiO2 2氧氧化化膜膜，能能对对金金属属起起保保护护作作用用，使使内内层层金金属属不不

34、被被氧氧化化。钼钼元元素素常常与与铬铬一一起加入铸铁中能有效地提高铸铁的高温强度。起加入铸铁中能有效地提高铸铁的高温强度。电厂金属材料2024/9/242024/9/242323 合合金金钢钢是是以以铁铁和和碳碳元元素素为为基基础础，为为了了满满足足某某方方面面的的性性能能要要求求，有有目目的的加加入入一一些些其其他他元元素素冶冶炼炼而而成成的的钢钢。这这种种有有目目的的加加入入的的合合金金元元素素有有铬铬、锰锰、硅硅、钼钼、钨钨、钒、钛、铌、硼、镍、锆、稀土钒、钛、铌、硼、镍、锆、稀土等。等。合合金金元元素素加加入入后后，可可以以提提高高钢钢的的机机械械性性能能，改改善善钢钢的的机机械械性性

35、能能。有有些些合合金金元元素素的的含量达到一定时，还可以钢具有某些特殊的机械性能或特殊的物理化学性能。含量达到一定时，还可以钢具有某些特殊的机械性能或特殊的物理化学性能。一、合金元素在钢中的作用一、合金元素在钢中的作用第二节第二节第二节第二节 合金钢合金钢合金钢合金钢电厂金属材料2024/9/242024/9/242424（一） 合金元素在钢中的存在形式1形成合金铁素体绝大多数合金元素可或多或少固溶于铁素体中，形成-Fe的间隙或置换固溶体合金铁素体合金元素有固溶强化作用电厂金属材料2024/9/242024/9/242525 对强硬度影响对强硬度影响 对韧性影响对韧性影响由由图图可可知知，合合

36、金金元元素素加加入入量量愈愈多多，铁铁素素体体的的硬硬度度就就愈愈高高，以以硅硅、锰锰、镍镍元元素素为为最最显显著著。由由图图4-2可可知知，硅硅量量在在1%左左右右，锰锰量量在在1.5%左左右右，既既能能提提高高铁铁素素体体的的硬硬度度，又又不不降低韧性：铬元素含量在降低韧性：铬元素含量在2%5%S时，不仅能提高铁素体的硬度，又能提高韧性。时，不仅能提高铁素体的硬度，又能提高韧性。电厂金属材料2024/9/242024/9/242626 2 形成合金碳化物根据与碳的亲和力，合金元素分为两类：非碳化物形成元素：Ni、Co、Cu、Al、Si、N、B碳化物形成元素：Mn、Cr、Mo、W、V、Nb、

37、Zr、Ti以上由弱至强电厂金属材料2024/9/242024/9/242727弱碳化物形成元素、中强碳化物形成元素可置换渗碳体中的铁原子(Fe、Mn)3C、(Fe、Cr)3C （1）形成合金渗碳体意义：合金渗碳体较渗碳体稳定，熔点和硬度更高低合金钢中的主要强化相电厂金属材料2024/9/242024/9/242828（2）形成特殊碳化物强碳化物形成元素、或较高含量的中强碳化物形成元素（5%）：VC、TiC、WC、Mo2C、Cr23C6、Cr7C3形成特殊碳化物特殊碳化物较合金渗碳体稳定性更高，熔点与硬度也更高耐较高温度的强化相高合金钢中的主要强化相电厂金属材料2024/9/242024/9/2

38、42929第二相强化，提高耐磨性小结：碳在钢中的存在形式及作用：(1)固溶于铁基体中；(2)形成各类碳化物电厂金属材料2024/9/242024/9/243030二二 合金元素对铁碳相图的影响合金元素对铁碳相图的影响 1 影响奥氏体、铁素体相区存在范围影响奥氏体、铁素体相区存在范围LL+ +Fe3C+Fe3CL +Fe3CCESPQGC%6.69FeT JNA1 扩大扩大相区相区，使，使A3，A1 ： Ni、Mn、N 缩小缩小相区相区，使，使A3 ， A1 ： Cr、W、Mo、V、Ti、 Al、Si、B、Nb、Zr意义：意义：在室温下可能获得在室温下可能获得单相单相奥氏体组奥氏体组织或织或单相

39、单相铁素体组织铁素体组织 奥氏体钢奥氏体钢铁素体钢铁素体钢合金元素对合金元素对A3及及A1温度的影响，使合温度的影响，使合金钢的热处理加热温度发生变化金钢的热处理加热温度发生变化电厂金属材料2024/9/242024/9/2431312 影响相图临界点（影响相图临界点（S、E) *所有合金元素均使所有合金元素均使S、E点左移点左移 4Cr13过共析钢；过共析钢； W18Cr4V莱氏体钢莱氏体钢由由于于S点点左左移移，使使含含碳碳量量相相同同的的碳碳钢钢与与合合金金钢钢组组织织不不同同。例例如如含含碳碳量量0.4%的的碳碳钢钢为为具具有有铁铁素素体体与与珠珠光光体体的的亚亚共共析析组组织织；但但

40、加加入入14%的的铬铬以以后，则变为珠光体的共析组织。后，则变为珠光体的共析组织。E点左移点左移，就意味着出现莱氏体的含碳量降低，使含碳量低于，就意味着出现莱氏体的含碳量降低，使含碳量低于2.11%的合金钢中出的合金钢中出现莱氏体组织，这种钢就称为莱氏体钢。现莱氏体组织，这种钢就称为莱氏体钢。电厂金属材料2024/9/242024/9/243232 三 对钢热处理的影响1对加热时相转变的影响：大多数合金元素都使奥氏体的长大减慢，成分均匀化难度加大大多数合金钢比碳钢加热温度高，保温时间长；但须考虑合金元素对A3的影响，例含Mn钢电厂金属材料2024/9/242024/9/2433332对冷却转变

41、（C曲线）的影响：实质为对C曲线的影响：(1)使C曲线位置和形状改变：典型应用：含Mo的贝氏体钢的设计原理非碳化物形成元素改变位置，不改变形状碳化物形成元素改变位置与形状，使P、B转变分离电厂金属材料2024/9/242024/9/243434电厂金属材料2024/9/242024/9/243535(2)大部分合金元素使C曲线右移；意义：提高淬透性合金元素提高淬透性的顺序(由强至弱)：Mo、Mn、W、Cr、Ni、Cu、Si、V另B元素：添加0.0005%0.0035%量显著提高淬透性电厂金属材料2024/9/242024/9/243636 3 合金元素对回火过程的影响(1)提高钢的回火稳定性回

42、火稳定性定义：钢在回火过程中抵抗软化的能力。原因：合金元素推迟回火各个阶段，增强钢抵抗软化能力提高钢的回火稳定性。合金碳化物稳定性高电厂金属材料2024/9/242024/9/243737意义：（1）在相同温度下回火，合金钢比碳钢有更高的强硬度；（2）相同强度下合金钢比碳钢可在更高温度下回火，有更好韧性。电厂金属材料2024/9/242024/9/243838（2）产生二次硬化二次硬化：含较多W、Mo、V、Ti及较高C%的钢回火时，硬度不是随回火温度升高单调下降，而是到某一温度后反而开始增 大 （ 400） ， 并 在 另 一 更 高 温 度（550）达到峰值。回火温度，回火温度，HRC 20

43、0 400 600604020+5%Mo+2%Mo0.35C%电厂金属材料2024/9/242024/9/243939二、 合金钢的分类及编号方法（一）合金钢的分类合金钢的种类繁多，通常按钢的成分和用途来进行分类。合金钢的种类繁多，通常按钢的成分和用途来进行分类。 1、按化学成分分类1）按按合合金金元元素素总总含含量量的的多多少少分分为为低低合合金金钢钢（合合金金元元素素含含量量小小于于5%）、中中合合金金钢钢（合金元素含量为（合金元素含量为5%10%）及高合金钢（合金元素大于）及高合金钢（合金元素大于10%）。）。2）按加入的合金元素品种分为锰钢、铬钢、铬钼等。）按加入的合金元素品种分为锰钢

44、、铬钢、铬钼等。 2、按用途分类1）合金结构钢）合金结构钢合合金金结结构构钢钢又又分分为为两两类类：一一类类为为建建筑筑及及工工程程结结构构用用钢钢，即即普普通通低低合合金金钢钢；另另一一类类为为机机器器制造用钢，分为渗透钢、调质钢、弹簧钢和滚动轴承钢等。制造用钢，分为渗透钢、调质钢、弹簧钢和滚动轴承钢等。2）合金工具钢）合金工具钢合合金金工工具具钢钢又又分分为为三三类类：刃刃具具钢钢（包包括括低低合合金金刃刃具具钢钢及及高高速速钢钢）、模模具具钢钢（包包括括热热模模具具钢和冷模具钢）、量具钢。钢和冷模具钢）、量具钢。3）特殊性能钢）特殊性能钢特特殊殊性性能能钢钢又又按按所所具具有有的的特特殊

45、殊物物理理、化化学学和和机机械械能能分分为为磁磁钢钢、不不锈锈钢钢、耐耐热热钢钢、耐耐磨磨钢钢等。等。电厂金属材料2024/9/242024/9/244040（二）合金钢的编号方法我国合金钢的牌号，由冶金部统一规定，是我国合金钢的牌号，由冶金部统一规定，是按照合金钢的用途和化学成分，用数字和元按照合金钢的用途和化学成分，用数字和元素的化学符号相结合的方法来表示的。素的化学符号相结合的方法来表示的。1、合金结构钢结构钢编号是：两位数字编号是：两位数字+元素符号元素符号+数字。数字。前面的两位数字表示钢中平均含碳量的万分数；元素符号是指所含的合金元素；元素符前面的两位数字表示钢中平均含碳量的万分数

46、；元素符号是指所含的合金元素；元素符号后的数字表示该元素在钢中的平均含量小于号后的数字表示该元素在钢中的平均含量小于1%或或1.5%时，钢号中只表明元素符号，时，钢号中只表明元素符号，不标数字。如果为不标数字。如果为2或或3，则表示该元素的平均含量为，则表示该元素的平均含量为1.5%2.5%或或2.56%3.5%。余类。余类推。推。例如例如40Mn2，表示钢中平均含碳量为，表示钢中平均含碳量为0.4%，平均含锰量为，平均含锰量为2%；20Cr3MoWV，表示钢中平均含碳，表示钢中平均含碳量为量为0.2%，平均含铬量为，平均含铬量为3%，钼、钨、钒元素的含量均小于，钼、钨、钒元素的含量均小于1.

47、5%。合金结构钢中，滚动轴承钢的编号用合金结构钢中，滚动轴承钢的编号用“G”字起首，不标含碳量，而标所含铬的元素字起首，不标含碳量，而标所含铬的元素符号符号Cr及其平均含量的千分数。及其平均含量的千分数。如如GCr15，表示含碳量，表示含碳量0.95%1.05%，含铬量，含铬量1.3%1.65%的滚动轴承钢。的滚动轴承钢。电厂金属材料2024/9/242024/9/244141电厂金属材料2024/9/242024/9/2442422、合金工具钢编号：一位数字（或无数字）编号：一位数字（或无数字）+元素符号元素符号+数字。数字。一位数字表示含碳量的千分数，合金元素及其含量的表示方法与合金结构相

48、同。如果合一位数字表示含碳量的千分数，合金元素及其含量的表示方法与合金结构相同。如果合金工具中的含碳等于或大于金工具中的含碳等于或大于1.0%，用来表示含碳量的数字就省略。否则易与合金结构的，用来表示含碳量的数字就省略。否则易与合金结构的钢号混淆。钢号混淆。高合金工具钢中的高速钢，其含碳量虽小于高合金工具钢中的高速钢，其含碳量虽小于1%，但在钢号中也不标出含碳量的数字。，但在钢号中也不标出含碳量的数字。例如例如W9Cr4V2，表示钢中平均含钨量为，表示钢中平均含钨量为9%，平均含铬量为，平均含铬量为4%，平均含钒量为，平均含钒量为2%，其含碳量经查，其含碳量经查表可知为表可知为0.85%0.9

49、5%。例如例如9Mn2V，表示钢中平均含碳量为，表示钢中平均含碳量为0.90%，平均含锰量为，平均含锰量为2%，含铬量小于，含铬量小于1%。又如。又如CrW5，表示，表示钢中含铬量小于钢中含铬量小于1.5%，平均含钨量为，平均含钨量为5%，含碳量则，含碳量则1%（经查表可知为（经查表可知为1.25%1.50%）。）。电厂金属材料2024/9/242024/9/2443433、特殊性能钢特殊性能钢一般可分为高合金与低合金两大类特殊性能钢一般可分为高合金与低合金两大类。高合金的特殊性能钢的钢号表示方。高合金的特殊性能钢的钢号表示方法与合金工具钢相似。法与合金工具钢相似。例如例如2Cr13，表示钢中

50、平均含碳量为，表示钢中平均含碳量为0.2%，平均含铬量为，平均含铬量为13%；又如；又如1Cr18Ni，表示钢中平均含，表示钢中平均含碳量碳量0.1%，平均含铬量为，平均含铬量为18%，平均含镍量为，平均含镍量为9%，含钛量小于，含钛量小于1%。在某些情况下，高合金特殊性能钢的含碳量，在钢号中也不标出，而直接写出所在某些情况下，高合金特殊性能钢的含碳量，在钢号中也不标出，而直接写出所含的合金元素及其含量。含的合金元素及其含量。例如例如Cr25Ti，钢中平均含铬量为，钢中平均含铬量为25%，含钛量小于，含钛量小于1%，经查表可知含碳量经查表可知含碳量0.12%。低合金特殊性能钢的钢号表示方法与合

51、金结构钢相似。低合金特殊性能钢的钢号表示方法与合金结构钢相似。例如例如25Cr2Mo1V，钢中平，钢中平均含碳量为均含碳量为0.25%，平均含铬量为，平均含铬量为2%，平均含钼量为，平均含钼量为%，含钒量小于，含钒量小于1%。不锈钢和耐热钢：不锈钢和耐热钢：钢号中碳含量以千分之几表示。例如钢号中碳含量以千分之几表示。例如“ “2Cr13”2Cr13”钢的平均碳含量为钢的平均碳含量为0.2%0.2%；若钢；若钢中含碳量中含碳量 0.03%0.03%或或 0.08%0.08%者者, ,钢号前分别冠以钢号前分别冠以“ “00”00”及及“ “0”0”表示之，例如表示之，例如00Cr17Ni14Mo2

52、00Cr17Ni14Mo2、0Cr18Ni90Cr18Ni9等。等。对钢中主要合金元素以百分之几表示，而钛、铌、锆、氮对钢中主要合金元素以百分之几表示，而钛、铌、锆、氮等则按上述合等则按上述合金结构钢对微合金元素的表示方法标出。金结构钢对微合金元素的表示方法标出。 电厂金属材料2024/9/242024/9/244444标标有有小小写写的的“g”表表示示锅锅炉炉用用钢钢板板，如如20g。标标有有大大写写的的“G”表表示示锅锅炉炉用用无无缝缝钢钢管管，如如20G。标标有有大大写写的的“R”表表示容器用钢板，如示容器用钢板，如20R,16MnR。锅锅炉炉用用无无缝缝钢钢管管，20G和和钢钢板板20

53、g，他他们们的的平平均均含含碳碳量量都都是是0.2%。汽汽包包用用钢钢如如20g，12Mng等等，除除氧氧器器水水箱箱用用钢钢如如20R，16MnR等。等。非非电电力力部部门门使使用用的的容容器器用用钢钢，如如12MnHP，“HP”表表示示焊焊接气瓶，接气瓶，16MnDR,“DR”表示低温容器等。表示低温容器等。 锅炉压力容器用钢电厂金属材料2024/9/242024/9/244545含含硫硫、磷磷量量极极少少的的高高级级优优质质合合金金钢钢，其其钢钢号号的的后后面面应应以以A A，例例如如50CrVA50CrVA。一一些些作作专专门门用途的合金钢，还有专门的钢号记号，例如用途的合金钢，还有专

54、门的钢号记号，例如16Mng16Mng，钢号中的，钢号中的g g表示锅炉用钢。表示锅炉用钢。第三节 合金钢性能概述 1 1、合金结构钢、合金结构钢 概念概念: :用于制造各种机械零件以及用于制造各种工程结构的钢，称为结构钢。用于制造各种机械零件以及用于制造各种工程结构的钢，称为结构钢。合合金金结结构构钢钢中中常常用用的的合合金金元元素素为为锰锰、铬铬、镍镍、钨钨、钼钼、钒钒、钛钛等等。锰锰、铬铬、镍镍等等元元素素对对提提高高钢钢的的综综合合力力学学性性能能起起着着主主要要作作用用，可可称称为为主主加加元元素素。钨钨、钼钼、钒钒、钛钛等等元元素素加加入入后后能能提提高高钢钢的的淬淬透透性性，细细

55、化化晶晶粒粒，为为进进一一步步改改善善钢钢的的性性能能起起着着辅辅助助作作用，可称为辅加元素。用，可称为辅加元素。合合金金结结构构钢钢按按成成分分以以及及用用途途的的不不同同又又可可分分为为普普通通低低合合金金钢钢、渗渗碳碳钢钢、弹弹簧簧钢钢、滚滚动轴承钢等。动轴承钢等。电厂金属材料2024/9/242024/9/2446461）普通低合金钢普普通通低低合合金金钢钢是是在在普普通通碳碳素素结结构构钢钢中中加加入入少少量量的的的的合合金金元元素素（总总含含量量小小于于3%）后后冶冶炼炼成成的的工工程程材材料料，又又称称为为高高强强度度工工程程用用钢钢，简简称称普普低低钢钢。这这类类钢钢具具有有良

56、良好好的的焊焊接接性性能和机械性能，耐蚀性也较好。能和机械性能，耐蚀性也较好。主要用于制造桥梁、车辆、船舶等工业；火电厂锅炉汽包、各种管子、炉顶主梁、风机叶片、高压油主要用于制造桥梁、车辆、船舶等工业；火电厂锅炉汽包、各种管子、炉顶主梁、风机叶片、高压油管等也广泛应用这种钢制造。管等也广泛应用这种钢制造。普普低低钢钢中中含含碳碳量量一一般般控控制制在在0.2%以以下下。含含碳碳量量高高，回回降降低低塑塑性性和和韧韧性性，也也影影响响焊焊接接性性能能。普普低低钢钢中中主主加加元元素素是是锰锰、硅硅，常常用用辅辅加加元元素素有有钒钒、钛钛、铌铌或或稀稀土土等等。如如加加如如钼钼、硼硼还还能能提提高

57、高珠珠光光体体的的稳稳定定性性，增增加加钢钢的的热热强强性性。用用钼钼、硼硼作作辅辅加加元元素素的的普普低低钢钢近近几几年年得到了迅速发展和应用。得到了迅速发展和应用。电厂金属材料2024/9/242024/9/244747常用普低钢的机械性能及用途钢号号供供货状状态机械性能机械性能 用用 途途RelRmA12Mn热轧3002804504402119低低压锅炉、容器、油罐、炉、容器、油罐、车辆、桥梁、船舶梁、船舶16Mn 热轧350330310520500480211919锅炉、石油化工炉、石油化工设备低低压及中及中压容器；低、中容器；低、中压钢管；管；船舶、船舶、桥梁大型梁大型钢结构构15M

58、nv热轧420400380560540520191817中、高中、高压锅炉汽包，石油化工炉汽包，石油化工容器；可代容器；可代12CrMo作作锅炉炉钢管管15MnTi正火正火4003805405201919压力容器及船舶、力容器及船舶、桥梁梁结构件；构件；起重机械起重机械14MnMoV12MnMoV正火正火+回火回火正火正火+回火回火5004006505401617厚度大于厚度大于60mm高高压锅炉汽包炉汽包及其他高及其他高压容器的容器的钢板；板；12MnMoV可作可作500摄适适度的度的锅炉炉钢管管14MnMoVB14MnMoVBRe正火正火+回火回火正火正火+回火回火650500750650

59、1516520摄适度以下的适度以下的压力容器力容器电厂金属材料2024/9/242024/9/2448481）、渗碳钢渗碳钢的含量很低，一般为渗碳钢的含量很低，一般为0.1%0.25%，以保证渗碳零件心部有足够的韧性和塑性。，以保证渗碳零件心部有足够的韧性和塑性。合合金金渗渗碳碳钢钢中中的的主主加加元元素素是是铬铬、锰锰、镍镍、硼硼等等，以以提提高高钢钢的的淬淬透透性性，强强化化渗渗碳碳层层和和心心部部组组织织。辅辅加加元元素素为为钼钼、钨钨、钛钛、钒钒等等，以以形形成成稳稳定定而而硬硬度度高高的的碳碳化化物物，并并能能有有效地阻止奥氏体晶体的长大，进一步改善钢的机械性能。效地阻止奥氏体晶体的

60、长大，进一步改善钢的机械性能。3）调质钢合合金金调调质质钢钢的的含含碳碳量量一一般般为为0.25%0.5%，属属于于中中碳碳钢钢。主主加加元元素素为为铬铬、锰锰、硅硅、镍镍等等，这这些些元元素素可可以以提提高高淬淬透透性性，强强化化铁铁素素体体。辅辅加加元元素素是是钼钼、钨钨、钒钒、肽肽、硼硼、铝铝等，这些元素含量一般较少，但能防止钢的高温回火脆性及奥氏体晶粒的粗化。等，这些元素含量一般较少，但能防止钢的高温回火脆性及奥氏体晶粒的粗化。这这类类钢钢热热处处理理一一般般是是油油淬淬后后在在500650温温度度下下回回火火，调调质质后后的的组组织织一一般般为为索索氏氏体体。这这类类钢钢具具有有良良

61、好好的的综综合合力力学学性性能能，重重要要的的机机器器零零件件，如如轴轴类类、齿齿轮轮、螺螺栓栓和和连连杆杆等等多用合金调制钢制造。多用合金调制钢制造。电厂金属材料2024/9/242024/9/2449494）弹簧钢弹弹簧簧钢钢是是制制造造各各种种弹弹性性零零件件用用钢钢。弹弹簧簧钢钢的的含含碳碳量量为为0.5%0.7%,常常加加入入的的合合金金元元素素有有提提高高淬淬透透性性和和强强化化铁铁素素体体元元素素如如Mn、Si和和Cr，还还有有提提高高回回火火稳稳定定性性和和高高温温强强度度及及细细化化晶晶粒粒作作用用的的元元素素如如Mo、W、V、Nb等等。65Mn、60Si2Mn是典型的弹簧钢

62、牌号。是典型的弹簧钢牌号。弹弹簧簧常常见见的的失失效效方方式式为为弯弯曲曲疲疲劳劳或或扭扭转转疲疲劳劳破破坏坏，也也可可能能由由于于弹弹性性极极限限较较低引起弹簧的过量变形或永久变形而失去弹性。低引起弹簧的过量变形或永久变形而失去弹性。弹弹簧簧必必须须具具有有高高的的弹弹性性极极限限与与屈屈服服点点，高高的的屈屈强强比比，高高的的疲疲劳劳极极限限及及足足够够的冲击韧性和塑性。的冲击韧性和塑性。弹弹簧簧钢钢常常见见的的热热处处理理工工艺艺是是采采用用热热轧轧成成形形后后淬淬火火+中中温温回回火火（450550），获获得得回回火火屈屈氏氏体体组组织织，处处理理后后具具有有高高的的弹弹性性极极限限和

63、和疲疲劳劳极极限限。广泛用于制造各种类型的弹簧零件。广泛用于制造各种类型的弹簧零件。电厂金属材料2024/9/242024/9/2450505）滚动轴承钢滚滚动动轴轴承承钢钢含含碳碳量量较较高高以以保保证证高高硬硬度度、高高耐耐磨磨性性，一一般般为为 0.95%1.10%。主要加入的合金元素为主要加入的合金元素为Cr，最具代表性的是，最具代表性的是GCr15钢。钢。失失效效方方式式为为接接触触疲疲劳劳破破坏坏产产生生的的麻麻点点或或剥剥落落；长长期期摩摩擦擦造造成成磨磨损损而而丧丧失失精精度；处于润滑环境下而带来的锈蚀。度；处于润滑环境下而带来的锈蚀。滚滚动动轴轴承承钢钢的的热热处处理理一一般

64、般为为淬淬火火+低低温温回回火火，处处理理后后组组织织为为回回火火马马氏氏体体+碳碳化物，具有较高的硬度和耐磨性。化物，具有较高的硬度和耐磨性。电厂金属材料2024/9/242024/9/245151二、合金工具钢工具钢按用途不同又可分为刃具钢、量具钢、模具钢等。工具钢按用途不同又可分为刃具钢、量具钢、模具钢等。各各种种工工具具钢钢的的性性能能要要求求有有差差异异，刃刃具具钢钢应应具具有有高高的的硬硬度度和和耐耐磨磨性性，一一定定的的强强度度和和韧韧性性，在在大大负负荷荷或或高高速速切切削削时时还还要要求求具具有有热热硬硬性性；量量具具钢钢应应具具有有高高的的硬硬度度，高高的的耐耐磨磨性性和和

65、尺尺寸寸稳稳定定性性；冷冷模模具具钢钢应应具具有有高高硬硬度度、高高耐耐磨磨性性，以以及及较较高高的的强强度度和和一一定定的的韧性；韧性；热模具钢热模具钢应具有高的韧性和抗热疲劳性能。应具有高的韧性和抗热疲劳性能。合合金金工工具具钢钢的的含含碳碳量量一一般般较较高高，约约为为0.651.5，主主要要加加入入的的元元素素有有铬铬、钨钨、钼钼、钒钒等等。铬铬是是最最基基本本的的加加入入元元素素，能能有有效效地地提提高高钢钢的的淬淬透透性性，从从而而增增加加钢钢的的硬硬度度和和耐耐磨磨性性。钨钨、钼钼、钒钒都都是是碳碳化化物物形形成成元元素素，加加入入后后通通过过弥弥散散硬硬化化可可以以显显著著地地

66、提提高高钢钢的的热硬性和耐磨性。热硬性和耐磨性。（一）刃具刚刃刃具具刚刚主主要要是是指指制制造造车车刀刀、铣铣刀刀、钻钻头头、丝丝锥锥、板板牙牙等等切切削削刀刀具具的的钢钢种种。刃刃具具在在工工作作中中受受到到很很大大的的切切削削力力、震震动动、摩摩擦擦及及切切削削热热的的作作用用。因因此此，刃刃具具刚刚应应具具有有高高硬硬度度和和耐耐磨磨性性，并并能能在在高高温温状状态态下下维维持持其其高高硬硬度度，即即有有热热硬硬性性。此此外外，刃刃具具刚刚还还应应有有足足够够的的强强度和韧性，以免在切削过程中发生断裂或崩刀。度和韧性，以免在切削过程中发生断裂或崩刀。刃具钢按合金元素的含量一般可分为刃具钢

67、按合金元素的含量一般可分为低合金刃具钢和高速钢。低合金刃具钢和高速钢。电厂金属材料2024/9/242024/9/2452521、低合金刃具刚低低合合金金刃刃具具钢钢的的合合金金元元素素总总含含量量为为35，加加入入铬铬、锰锰、硅硅等等合合金金元元素素来来提提高高淬淬透透性性和和回回火火稳稳定定性性；加加入入钨钨、钒钒等等强强碳碳化物元素以提高钢的硬度和耐磨性。化物元素以提高钢的硬度和耐磨性。低低合合金金刃刃具具钢钢的的预预备备热热处处理理为为球球化化退退火火，最最终终热热处处理理为为淬淬火火+低温回火，其组织为回火马氏体低温回火，其组织为回火马氏体+未溶碳化物未溶碳化物+残余奥氏体。残余奥氏

68、体。主主要要用用于于制制造造淬淬火火变变形形小小的的低低速速切切削削刃刃具具。表表4-6为为常常用用低低合合金刃具钢的化学成分、热处理规范及用途。金刃具钢的化学成分、热处理规范及用途。电厂金属材料2024/9/242024/9/245353钢号号化学成分（化学成分（%）热处理理规范（范（）用途用途CMnSiCr其它其它淬火淬火（）淬火后淬火后（HRC）回火回火（）回火后回火后（HRC）9Mn2V0.850.951.702.000.40V0.100.25780820油油621502006062丝锥、板板牙牙、绞刀刀9SiCr0.850.950.300.601.201.600.951.258608

69、80油油621401606265丝锥、板板牙牙、钻头、绞刀刀Cr20.951.100.400.401.301.65840860油油1301506265车刀刀、绞刀刀、插刀、刮刀插刀、刮刀CrMn1.301.500.450.750.401.301.60840860油油621401606265长丝锥、板板牙牙、拉拉刀刀、量量具具、长绞刀刀CrWMn0.901.050.801.100.150.350.901.20W1.201.60820840油油621401606265长丝锥、板板牙牙、拉拉刀刀、量量具具、长绞刀刀CrW51.251.500.400.400.400.70W4.505.50800820

70、油油651501606265铣刀刀、车刀刀、刨刀刨刀表4-6常用低合金刃具钢的化学成分、热处理规范及用途电厂金属材料2024/9/242024/9/2454542、高速钢高高速速钢钢是是含含合合金金元元素素量量较较多多的的高高合合金金刃刃具具钢钢，可可在在600600650650保保持持高高硬硬度度。适适宜宜制制造造较较高高切切削削速速度度的的刃刃具具，如如车车刀刀、铣铣刀刀、刨刀、钻头、机用锯条等。刨刀、钻头、机用锯条等。高高速速钢钢中中含含碳碳量量较较高高（0.70.71.41.4），并并含含有有较较多多的的碳碳化化物物形成元素钨、铬、钒等。形成元素钨、铬、钒等。钨钨在在高高速速钢钢中中的

71、的含含量量为为6 61919，钨钨是是提提高高高高速速钢钢热热硬硬性性的的主主要要元元素素，钨钨与与碳碳能能形形成成未未定定的的碳碳化化物物，可可有有效效地地组组织织奥奥氏氏体体晶晶粒长大。粒长大。铬铬在在高高速速钢钢中中的的含含量量为为3.853.854.44.4，铬铬的的主主要要作作用用是是提提高高钢钢的的淬透性。淬透性。钒钒在在高高速速钢钢中中的的含含量量为为1 14.44.4，钒钒也也是是提提高高热热硬硬性性的的主主要要元元素素之之一一，钒钒的的碳碳化化物物硬硬而而且且细细碎碎，分分布布均均匀匀更更为为稳稳定定，使使钢钢具有高的耐磨性。具有高的耐磨性。电厂金属材料2024/9/2420

72、24/9/245555表表4-7为常用高速钢的化学成分、热处理规范及用途。为常用高速钢的化学成分、热处理规范及用途。钢号号化学成分（化学成分（%）热处理理规范范热硬性硬性（HRC）用途用途CCrWVMo淬火淬火（）淬火后淬火后（HRC）回火回火（）回火后回火后（HRC）W18Cr4V（18-4-1）0.700.803.804.4017.5019.001.001.4012601300油油63550570636661.562制制造造一一般般高高速速切切削削用用车刀刀、铣刀刀、钻头、刨刀、刨刀W9Cr4V2（9-4-2）0.850.953.804.408.5010.002.002.601240油油6

73、3560636661.562作作 18-4-1钢代用品代用品W6Mo5Cr4V2（6-5-4-2）0.800.903.804.405.756.751.802.204.755.7512201240油油6355057063666061要要求求高高耐耐磨磨性性和和韧性性很很好好配配合合的的高高速切削刃具速切削刃具电厂金属材料2024/9/242024/9/245656（二）量具钢量具钢的含碳量为量具钢的含碳量为0.9%1.5%，常加合金元素有，常加合金元素有Cr、W、Mn等。等。量量具具钢钢热热处处理理一一般般采采用用淬淬火火+冷冷处处理理+高高温温回回火火+人人工工时时效效的的工工艺艺，冷冷处处理

74、理的的目目的的是是减减少少残残余余奥奥氏氏体体的的含含量量，人人工工时时效效是是在在100150下下长长时时间间保保温温，进进一一步步稳稳定定组组织织和消除内应力。和消除内应力。量具钢主要用于制造量规、塞规、游标卡尺和千分尺等工具。量具钢主要用于制造量规、塞规、游标卡尺和千分尺等工具。（三）模具钢模具钢分为冷模具钢和热模具钢。模具钢分为冷模具钢和热模具钢。冷冷模模具具钢钢含含碳碳量量一一般般为为1.3%2.3%，主主要要加加入入元元素素为为Cr、Mo、V。Cr12和和Cr12MoV是常用的冷模具钢，广泛用于冷冲模、冷弯模和冷挤压模等。是常用的冷模具钢，广泛用于冷冲模、冷弯模和冷挤压模等。热热模

75、模具具钢钢的的含含碳碳量量一一般般为为0.3%0.6%，为为保保证证足足够够的的强强度度和和韧韧性性，常常加加入入合合金金元元素素为为Cr、Ni、Mn、Si、Mo、W、V等，主要用于制造热锻模具、热挤压模等。等，主要用于制造热锻模具、热挤压模等。电厂金属材料2024/9/242024/9/245757（一）不锈钢工程上就将含铬量超过工程上就将含铬量超过12%的钢称为不锈钢。的钢称为不锈钢。1、铬不锈钢铬铬不不锈锈钢钢的的主主要要钢钢种种有有Cr13、2Cr13、3Cr13等等，其其化化学学成成分分、热处理、组织、力学性能及用途见表热处理、组织、力学性能及用途见表49所示。所示。Cr13型型不不

76、锈锈钢钢的的含含碳碳量量是是适适应应机机械械性性能能需需要要的的。必必须须指指出出，随随着着含含碳碳量量的的增增加加，钢钢的的强强度度和和硬硬度度有有所所提提高高，但但其其耐耐腐腐蚀蚀性性将下降。将下降。1Cr17型型不不锈锈钢钢属属于于铁铁素素体体类类型型，它它在在升升温温时时不不发发生生相相变变，因因而而不不能能接接受受淬淬火火强强化化。但但是是这这种种钢钢不不仅仅耐耐蚀蚀性性好好，而而且且塑塑性性也较好，这是由于含铬量较高而且又具有单相铁素体组织。也较好，这是由于含铬量较高而且又具有单相铁素体组织。三、特殊性能钢电厂金属材料2024/9/242024/9/2458582、镍铬不锈钢最最早

77、早应应用用的的镍镍铬铬不不锈锈钢钢为为含含铬铬18%、含含镍镍8%，习习惯惯上上称称18-8钢钢。这这种种钢钢具具有有很很高高的的腐腐蚀蚀性性能能，而而且且无无磁磁性性，塑塑性性和和韧韧性性较较好好，有有良良好好的的焊焊接接性性能能。但但是是有有晶晶间间腐腐蚀蚀的的倾向。倾向。为为了了进进一一步步提提高高耐耐腐腐蚀蚀性性能能，防防止止晶晶间间腐腐蚀蚀，就就在在18-8钢钢的的基基础础上上，多多加加了了点点镍镍，又又加加入入了了4%-0.8%的的钛钛，做做成成18-9型型或或含含钛钛的的18-9型型镍镍铬铬不不锈锈钢钢。铬铬镍镍不不锈锈钢钢中中的的含碳量都很低，含碳量提高不利于耐腐蚀性能。含碳量

78、都很低，含碳量提高不利于耐腐蚀性能。钢钢中中约约含含18%的的铬铬，主主要要是是为为了了提提高高钢钢的的耐耐腐腐蚀蚀性性能能；约约含含9%的的镍镍，主主要要是是扩扩大大区区域域，降降低低钢钢的的Ms点点温温度度（降降低低至至室室温温以以下下），使使钢钢在在室室温温时时具具有有单单相相的的奥奥氏氏体体组组织。织。单相奥氏体钢能进一步改善耐腐蚀性能，这种钢又成为奥氏体不锈钢。单相奥氏体钢能进一步改善耐腐蚀性能，这种钢又成为奥氏体不锈钢。钢钢中中加加钛钛的的目目的的，是是因因为为钛钛与与碳碳的的亲亲和和力力大大，可可以以防防止止晶晶界界上上的的铬铬析析出出，避避免免产产生生晶间腐蚀。晶间腐蚀。镍镍铬

79、铬不不锈锈钢钢淬淬火火后后并并不不能能提提高高其其硬硬度度和和强强度度，只只是是通通过过淬淬火火使使镍镍铬铬不不锈锈钢钢成成为为单单相相的的奥奥氏氏体体组组织织，从从而而有有高高的的耐耐腐腐蚀蚀性性能能，所所以以这这种种热热处处理理又又叫叫做做固固溶溶处处理理。镍镍铬铬不不锈锈钢钢有有明明显显的的加加工工硬硬化化现现象象，所所以以通通过过冷冷变变形形加加工工可可提提高高钢钢的的强强度度，这这是是镍镍铬铬不不锈锈钢提高强度的唯一途径。钢提高强度的唯一途径。进进十十几几年年来来，研研制制用用锰锰元元素素代代替替镍镍做做奥奥氏氏体体不不锈锈钢钢，锰锰也也能能有有效效的的扩扩大大区区域域并并降降低低M

80、s温温度度。新新研研制制的的以以锰锰代代镍镍奥奥氏氏体体不不锈锈钢钢有有Cr17Mn11Mo2N、Cr18Mn11Si2N及及Mn18Cr10MoVB等，这些钢种已在化工及动力设备上开始应用。等，这些钢种已在化工及动力设备上开始应用。电厂金属材料2024/9/242024/9/245959（二）耐磨钢磨磨损损是是机机器器零零部部件件在在工工作作中中难难以以避避免免的的一一种种损损坏坏现现象象，也也是是机机器器零零部部件件失失效效的的主主要要原原因因之之一一。所所谓谓磨磨损损是是指指两两物物质质不不断断的的损损耗或产生塑性变形的现象。耗或产生塑性变形的现象。磨损的类型为为了了分分析析磨磨损损原原

81、理理，采采取取响响应应的的防防磨磨措措施施，所所以以工工程程上上须须将将磨磨损损进进行行分分类类。目目前前，比比较较统统一一的的看看法法是是按按磨磨屑屑形形成成的的过过程程及及其其特点来区分的，特点来区分的，通常分为四种不同的类型。通常分为四种不同的类型。1粘着磨损粘着磨损两两个个接接触触表表面面在在相相对对运运动动过过程程中中，如如果果表表面面实实际际接接触触点点所所受受的的应应力力很很大大，这这些些实实际际接接触触点点发发生生了了粘粘和和（即即显显微微焊焊和和），继继而而被被剪剪切切分分离离，并并以以磨磨屑屑的的形形式式而而脱脱离离本本体体，这这种种磨磨损损成成为为粘粘着着磨损。粘着磨损也

82、成为咬和磨损。磨损。粘着磨损也成为咬和磨损。电厂金属材料2024/9/242024/9/2460602磨料磨损磨料磨损由由于于硬硬颗颗粒粒或或硬硬突突出出点点沿沿着着金金属属表表面面运运动动，使使金金属属表表面面的的物物质质不不断断损损耗耗，这这种种磨磨损损称称为为磨磨料料磨磨损损。也也可可称称为为磨磨损损损损坏坏中中这这种种磨损约磨损约50%。磨料磨损的磨屑产生有以下三种假设。磨料磨损的磨屑产生有以下三种假设。（1）显显微微切切削削假假设设。这这种种假假设设认认为为磨磨料料不不断断从从金金属属的的表表面面切切下下显显微微切切屑屑。磨磨料料磨磨损损的的磨磨屑屑与与切切削削加加工工的的切切屑屑一

83、一样样，是是螺螺旋旋形的。形的。（2）疲疲劳劳假假设设。这这种种假假设设认认为为磨磨料料在在金金属属表表面面反反复复作作用用，最最后导致疲劳裂纹的产生与扩展从而引起磨损损坏。后导致疲劳裂纹的产生与扩展从而引起磨损损坏。（3）压压痕痕假假设设。这这种种假假设设认认为为磨磨料料颗颗粒粒在在压压力力的的作作用用下下，压压入金属表面而产生压痕，从表面层上挤压出剥落物。入金属表面而产生压痕，从表面层上挤压出剥落物。电厂金属材料2024/9/242024/9/2461613疲劳磨损疲劳磨损疲疲劳劳磨磨损损是是交交变变应应力力在在金金属属表表面面作作用用的的结结果果。滚滚动动轴轴承承中中的的滚滚珠珠与与滚滚

84、道道之之间间的的接接触触点点，其其作作用用力力便便属属于于交交变变应应力力。交交变变应应力力使使金金属属表表面面产产生生疲疲劳劳裂裂纹纹，疲疲劳劳裂裂纹纹有有在在交交变变应应力力的的作作用用下下，不不断断扩扩展展引引起起表表面面开开裂裂，以以至至剥剥落落。疲疲劳劳剥剥落落的的部部分分是是磨磨屑屑，这这种种摸摸屑屑属属于于疲疲劳劳磨磨损损，也也可可称称为为表表面面接触疲劳磨损。接触疲劳磨损。4腐蚀磨损腐蚀磨损腐腐蚀蚀磨磨损损是是金金属属在在腐腐蚀蚀介介质质中中发发生生的的，金金属属表表面面的的损损坏坏既既有有因因摩摩擦擦过过程程中中产产生生的的磨磨损损，又又因因腐腐蚀蚀介介质质所所引引起起的的腐

85、腐蚀蚀磨失，这种现象称为腐蚀磨损。磨失，这种现象称为腐蚀磨损。腐蚀磨损还包括冲蚀和气蚀。腐蚀磨损还包括冲蚀和气蚀。电厂金属材料2024/9/242024/9/246262腐腐蚀蚀性性液液体体或或气气体体中中细细小小磨磨粒粒以以高高的的相相对对速速度度，并并以以某某种种投投射射角角射射向向工工作作表表面面，使使工作表面与颗粒接触处产生磨损损坏，介质又引起腐蚀，这种腐蚀称为工作表面与颗粒接触处产生磨损损坏，介质又引起腐蚀，这种腐蚀称为冲蚀冲蚀。液体介质中高速运动的零件，由于其表面的产生局部的负压，迅速形成气泡。气泡在正液体介质中高速运动的零件，由于其表面的产生局部的负压，迅速形成气泡。气泡在正压区

86、会突然爆炸，使零件表面受到了一种显微冲击波，从而产生点状塑性变形和点状疲压区会突然爆炸，使零件表面受到了一种显微冲击波，从而产生点状塑性变形和点状疲劳，加之介质化学和电化学腐蚀作用引起损坏，会使金属表面出现蜂窝状的孔洞，劳，加之介质化学和电化学腐蚀作用引起损坏，会使金属表面出现蜂窝状的孔洞，这种这种腐蚀磨损称为气蚀。腐蚀磨损称为气蚀。电厂中的风机叶片及输灰管道就是这种类型的磨损损坏。电厂中的风机叶片及输灰管道就是这种类型的磨损损坏。水电站中的水涡轮及或电厂的水泵均有气蚀损坏现象。水电站中的水涡轮及或电厂的水泵均有气蚀损坏现象。至至今今，磨磨损损的的分分类类还还存存在在着着许许多多争争论论，其其

87、原原因因是是因因为为在在每每一一个个实实际际的的磨磨损损中中，往往往往包包含含着着许许多多磨磨损损过过程程，而而且且工工作作条条件件（如如外外力力的的大大小小，速速度度快快慢慢，温温度度的的高高低低，介介质质的的性性质质，金金属属和和磨磨料料的硬度等）不同，引起损坏的主要的磨损类型便有所不同，况且各种磨料也还能相互影响。的硬度等）不同，引起损坏的主要的磨损类型便有所不同，况且各种磨料也还能相互影响。磨磨损损的的类类型型不不同同，对对金金属属材材料料的的性性能能要要求求也也就就不不同同。例例如如，气气蚀蚀磨磨损损，除除要要求求金金属属材材料料具具有有良良好好的的硬硬度度和和韧韧性性外外，还还要要

88、求求具具有有耐耐腐腐蚀蚀性性能能。又又如如磨磨料料磨磨损损，是是与与磨磨料料的的硬硬度度和和金金属属材材料料表表面面的的硬硬度度有有很很大大的的关关系系的的，提提高高了了金金属属表表面面的的硬硬度度，就就能能减减少少磨料的磨损量。磨料的磨损量。电厂金属材料2024/9/242024/9/2463631、高锰钢习习惯惯上上总总是是将将高高锰锰钢钢称称之之为为耐耐磨磨钢钢。它它的的主主要要成成分分是是含含碳碳量量为为1.0%1.3%，含含锰锰量量为为11%-14%（Mn/C=1012）。其其钢钢号号是是Mn13，由由于于该该钢钢种种是是铸铸造造成成型型的的常常写写成成ZGMn13。实践证明，高锰钢

89、只有在全部获得奥氏体组织时才呈现出最为良好的韧性和耐磨性。实践证明，高锰钢只有在全部获得奥氏体组织时才呈现出最为良好的韧性和耐磨性。为为了了使使高高锰锰钢钢变变成成单单相相的的奥奥氏氏体体组组织织，铸铸态态的的高高锰锰钢钢须须进进行行水水韧韧处处理理。其其方方法法是是：钢钢加加热热至至临临界界点点温温度度以以上上(1000一一1100)，保保温温一一段段时时间间，然然后后迅迅速速地地把把钢钢浸浸淬淬于于水水中中冷冷却却。加加热热到到高高温温，使使钢钢中中的的碳碳化化物物能能全全部部溶溶解解到到奥奥氏氏体体中中去去；快快速速冷冷却却，碳化物来不及析出因而得到了均匀的单相奥氏体组织。碳化物来不及析

90、出因而得到了均匀的单相奥氏体组织。在在使使用用高高锰锰钢钢制制件件中中，如如果果其其受受的的冲冲击击力力不不大大或或压压力力不不大大时时，其其耐耐磨磨性性并并不不比比硬硬度度相同的其他钢种好。相同的其他钢种好。例如喷砂机的喷嘴，选用高锰钢或碳钢来制造，其使用寿命几乎是相同的。这是因为喷砂机的喷嘴例如喷砂机的喷嘴，选用高锰钢或碳钢来制造，其使用寿命几乎是相同的。这是因为喷砂机的喷嘴所通过的小沙粒不能引起高锰钢的加工硬化。因此，喷砂机喷嘴的才就用不着选择高锰钢。所通过的小沙粒不能引起高锰钢的加工硬化。因此，喷砂机喷嘴的才就用不着选择高锰钢。为为提提高高高高锰锰钢钢的的耐耐磨磨性性，在在高高锰锰钢钢

91、中中添添加加了了铬铬、钼钼、钒钒、钛钛等等元元素素；还还有有用用降降低低一一些些含含锰锰量量，做做成成中中锰锰加加铬铬、铜铜、钒钒、钛钛等等元元素素的的耐耐磨磨钢钢。加加了了合合金金元元素素后后，既既可可以以强强化化奥奥氏氏体体基基体体，还还能能得得到到弥弥散散分分布布的的碳碳化化物物硬硬质质点点，这这样样就就能能提提高高钢钢的的强强度度和和硬硬度度，提提高高钢钢的加工硬化能力及抗疲劳破坏的能力，增加了钢的耐磨性。的加工硬化能力及抗疲劳破坏的能力，增加了钢的耐磨性。电厂金属材料2024/9/242024/9/2464642、低合金耐磨钢在在冲冲击击不不大大、应应力力较较小小的的工工作作条条件件

92、下下，高高锰锰钢钢的的优优越越性性得得不不到到发发挥挥，耐耐磨磨性并不高，可用低合金耐磨钢替代高锰钢做易磨损的零部件。性并不高，可用低合金耐磨钢替代高锰钢做易磨损的零部件。所所加加入入的的合合金金元元素素其其作作用用为为增增加加淬淬透透性性、强强化化基基体体、细细化化晶晶粒粒，有有些些则则是是形成弥散的碳化物。常用的元素有铬、锰、硅、铜、钻、硼及稀土等。形成弥散的碳化物。常用的元素有铬、锰、硅、铜、钻、硼及稀土等。电电力力系系统统的的修修造造厂厂这这几几年年在在研研制制低低合合金金耐耐磨磨钢钢方方面面做做了了大大量量的的工工作作，研研制制出出了了45Mn245Mn2B、40CrMnSiMoRe

93、、60Cr2MnSiRe等等钢钢种种，用用以以制制造造煤煤粉粉制制备备系系统统中中的的易易磨磨损损件件。国国内内外外均均很很重重视对低合金耐磨钢的研究，这是一种很有前途的耐磨钢。视对低合金耐磨钢的研究，这是一种很有前途的耐磨钢。电厂金属材料2024/9/242024/9/246565受受冲冲击击力力不不大大的的易易磨磨损损件件，广广泛泛地地采采用用了了耐耐磨磨合合金金铸铸铁铁。常常用用的的有有镍镍硬硬铸铸铁、含少量铬、锰、铜的合金白口铸铁、高铬白口铸铁等。铁、含少量铬、锰、铜的合金白口铸铁、高铬白口铸铁等。某某些些易易磨磨损损零零件件的的表表面面可可采采用用堆堆焊焊防防磨磨层层来来解解决决防防

94、磨磨问问题题。堆堆悍悍材材料料随随着着磨磨损损类类型型的的不不同同而而不不同同，如如为为抵抵御御磨磨料料磨磨损损，可可采采用用高高铬铬白白口口铸铸铁铁电电焊焊条条；为为减减少少和和避避免免气气蚀蚀，可可采采用用2Cr13或或比比1Cr18Ni9Ti等等不不锈锈钢钢电电焊焊条条。如如堆堆焊工作量很大，则可用焊丝进行自动堆焊。焊工作量很大，则可用焊丝进行自动堆焊。近近几几年年来来，热热喷喷涂涂技技术术在在防防磨磨工工作作中中也也得得到到了了重重视视和和应应用用。它它是是将将合合金金粉粉末末喷喷涂涂或或喷喷熔熔到到金金属属表表面面，既既可可作作预预防防性性的的防防磨磨覆覆盖盖也也可可对对已已磨磨损损

95、的的零零件件尺尺寸寸和和形形状状进进行行修修复复。热热喷喷涂涂工工艺艺简简单单，合金粉末种类多，有很大的实用价值。合金粉末种类多，有很大的实用价值。电厂金属材料2024/9/242024/9/246666第四节：有色金属及其合金第四节：有色金属及其合金一、工业纯铝一、工业纯铝铝铝是是地地球球上上储储量量最最丰丰富富的的金金属属，比比铁铁的的储储量量约约多多两两倍倍，比比其其他他有有色色金金属属的的总总储储量量还还多铝的产量仅次于铁占第二位，应用也十分广泛。多铝的产量仅次于铁占第二位，应用也十分广泛。铝铝的的密密度度小小，铝铝合合金金的的密密度度也也小小，一一般般在在2.52.88之之间间广广泛

96、泛地地用用来来制制造造各各种种要要求求减减轻重量的机械零件和设备。轻重量的机械零件和设备。铝铝的的导导电电性性和和导导热热性性好好，在在电电力力、械械工工业业中中常常用用于于制制作作导导线线电电缆缆和和电电容容器器，以以及及导导热或散热用的机械零件和设备热或散热用的机械零件和设备铝铝在在空空气气中中优优良良好好的的抗抗浊浊性性，以以为为铝铝的的表表面面易易生生成成一一层层稳稳定定而而致致密密AL2O3薄薄膜膜，阻阻止进一步的氧化。但是铝不耐碱、盐溶液及热的稀硫酸或稀硝酸腐蚀。止进一步的氧化。但是铝不耐碱、盐溶液及热的稀硫酸或稀硝酸腐蚀。铝有很高的塑性，铝有很高的塑性，便于通过各种冷、热压力加工

97、制成型材、线材、板材和铝箔。便于通过各种冷、热压力加工制成型材、线材、板材和铝箔。工工业业纯纯铝铝中中最最常常见见的的杂杂质质是是铁铁和和硅硅。铝铝中中所所含含的的杂杂质质数数量量愈愈多多，其其导导电电性性、导导热热性性、抗蚀性及塑性就愈低。抗蚀性及塑性就愈低。我我国国纯纯铝铝的的牌牌号号用用“铝铝”字字的的汉汉语语拼拼音音字字首首“L”加加上上按按杂杂质质限限量量编编号号得得数数字字组组成成，有有L1、L2、L3.等。数字愈大，纯度愈低。等。数字愈大，纯度愈低。电厂金属材料2024/9/242024/9/246767（一）铝合金的分类（一）铝合金的分类铝铝合合金金按按其其成成分分、组组织织、

98、性性能能及及生生产产工工艺艺的的不不同同，可可以以分分为为两两大大类类，一一类类为为形形变变铝合金，一类为铸造铝合金。铝合金，一类为铸造铝合金。对铝合金进行分类的示意相图见图对铝合金进行分类的示意相图见图6-1所示。所示。二、铝合金二、铝合金工业纯铝中加入适量的铜、硅、锰、镁、锌等合金元素就成为铝合金，铝合工业纯铝中加入适量的铜、硅、锰、镁、锌等合金元素就成为铝合金，铝合金的强度显著提高。金的强度显著提高。铝合金经热处理或冷加工硬化后，铝合金经热处理或冷加工硬化后，Rm可增高到可增高到500600Mpa,而且铝合金的密而且铝合金的密度小，比强度（度小，比强度（/r）较高，广泛地应用于要求重量轻

99、承载构件。）较高，广泛地应用于要求重量轻承载构件。电厂金属材料2024/9/242024/9/246868（二）形变铝合金（二）形变铝合金形形变变铝铝合合金金中中如如其其合合金金元元素素B的的含含量量介介于于FD%之之间间，在在加加热热或或冷冷却却过过程程中中，固固液液体体的的溶溶解解度度将将有有变变化化，因因此此就就可可采采用用淬淬火火的的方方法法进进行行强强化化。这这种种成成分分范范围围的的铝铝合合金金即即为为热热处处理理能能强强化化的的合合金金。而而B元元素素含含量量如如果果小小于于F点点含含量量的的铝铝合合金金，在在固固态态时时始始终终是是单单一一的的固固溶溶体体，采采用用淬淬火火的的

100、方方法法已已不不能能进进行行强强化化。这这种种成成分分的的铝铝合合金金即即为为热热处处理理不不能强化的合金。能强化的合金。在工程上形变铝合金通常分为防锈铝合金及硬铝、超硬铝。在工程上形变铝合金通常分为防锈铝合金及硬铝、超硬铝。1防锈铝合金防锈铝合金防防锈锈铝铝合合金金属属于于热热处处理理不不能能强强化化的的合合金金，只只能能靠靠冷冷变变形形加加工工硬硬化化来来提提高高强强度度。这这类类合合金金主主要要是是Al-Mg或或Al-Mn合合金金。防防锈锈铝铝合合金金耐耐蚀蚀性性高高，塑塑性性、韧韧性性及及焊焊接接性性能能好好，具有比纯铝高的强度。在火电厂中常用于热交换器、管子、容器、壳体及铆钉等。具有

101、比纯铝高的强度。在火电厂中常用于热交换器、管子、容器、壳体及铆钉等。防防锈锈铝铝合合金金的的牌牌号号用用拼拼音音字字母母“LF”再再加加数数字字序序号号表表示示，如如LF4、LF21等等，数数字字愈愈大，表示含锰或镁愈多。大，表示含锰或镁愈多。电厂金属材料2024/9/242024/9/2469692.硬铝及超硬铝硬铝及超硬铝硬铝属于硬铝属于Al-Cu-Mn的合金；的合金；超硬铝属于超硬铝属于Al-Mg-Zn-Cu的合金。的合金。这两类铝合金均可通过淬这两类铝合金均可通过淬火和时效来提高其强度和硬度。所谓时效，是指将淬火后的铝合金在室温下停放火和时效来提高其强度和硬度。所谓时效，是指将淬火后的

102、铝合金在室温下停放57d（自然时效）或在（自然时效）或在100150的温度下停放几小时（人工时效），使过饱和的固溶体析出一的温度下停放几小时（人工时效），使过饱和的固溶体析出一些新相，因而使铝合金的强度和硬度提高。些新相，因而使铝合金的强度和硬度提高。硬铝及超硬铝的牌号分别用硬铝及超硬铝的牌号分别用“LY”及及“LC”加上数字序号表示。加上数字序号表示。硬铝和超硬铝是制造飞机的重要材料。在火电厂中，硬铝主要用做铆钉、冲压件及发电机离心式风硬铝和超硬铝是制造飞机的重要材料。在火电厂中，硬铝主要用做铆钉、冲压件及发电机离心式风扇叶片等。扇叶片等。（三）铸造铝合金（三）铸造铝合金铸造铝合金有铸造铝合

103、金有Al-SiAl-Si、Al-MgAl-Mg及及Al-CuAl-Cu等合金，其中以等合金，其中以Al-SiAl-Si合金（常称为硅铝明）应用最合金（常称为硅铝明）应用最广。铸造铝合金由于铸造性能好，适于制造形状复杂的零部件。广。铸造铝合金由于铸造性能好，适于制造形状复杂的零部件。铸造铝合金的牌号用铸造铝合金的牌号用“ZLZL”加上数字序号来表示。加上数字序号来表示。铸造铝合金所含的合金元素较形变铝合金为高，铸造铝合金所含的合金元素较形变铝合金为高，铸造铝合金中有共晶体，熔点也较低，铸造铝合金中有共晶体，熔点也较低，这样可以增加液态金属的流动性，增高铸件的致密度，减少收缩率，有利于改善铸造性这

104、样可以增加液态金属的流动性，增高铸件的致密度，减少收缩率，有利于改善铸造性能。合金中的共晶体愈多，铸造性能愈好；共晶成分的合金，铸造性能最佳。能。合金中的共晶体愈多，铸造性能愈好；共晶成分的合金，铸造性能最佳。电厂金属材料2024/9/242024/9/247070二、 铜及其合金（一）工业纯铜（一）工业纯铜纯纯铜铜表表面面一一般般呈呈玫玫瑰瑰红红色色，氧氧化化后后呈呈紫紫色色，故故又又称称紫紫铜铜。纯纯铜铜的的熔熔点点为为10831083，比重为，比重为8.98.9，固态下具有面心立方晶格，无同素异晶转变。，固态下具有面心立方晶格，无同素异晶转变。纯纯铜铜的的塑塑性性较较高高（A A4040

105、5050，Z70Z70），强强度度、硬硬度度低低（R Rm m200200240MPa240MPa，HBSHBS约约3535）。经经冷冷变变形形加加工工后后其其强强度度、硬硬度度有有所所提提高高，但但塑塑性性下下降降，故故纯纯铜铜不不宜用作结构材料，而主要用于电线、电缆、垫片、铜管以及配制铜合金等。宜用作结构材料，而主要用于电线、电缆、垫片、铜管以及配制铜合金等。纯铜具有优良的导电性、导热性纯铜具有优良的导电性、导热性，其导电率仅次于银，居金属元素的第二位。，其导电率仅次于银，居金属元素的第二位。我我国国工工业业纯纯铜铜按按其其纯纯度度的的不不同同，分分别别用用T1T1、T2T2、T3T3、T

106、4T4四四种种编编号号表表示示，“T T”是是汉语拼音汉语拼音“铜铜”字的首字母，后面数字越大，纯度越低。字的首字母，后面数字越大，纯度越低。电厂金属材料2024/9/242024/9/247171（二）黄铜（二）黄铜黄铜是以铜锌为主的合金，黄铜是以铜锌为主的合金，按照化学成份可分为普通黄铜和特殊黄铜两种。按照化学成份可分为普通黄铜和特殊黄铜两种。普通黄铜是铜和锌的二元合金，锌含量对合金性能影响较大。普通黄铜是铜和锌的二元合金，锌含量对合金性能影响较大。当锌含量小于当锌含量小于32%时，锌可溶入铜中形时，锌可溶入铜中形成成固溶体，这种固溶体具有良好的塑性，固溶体，这种固溶体具有良好的塑性，适合

107、冷热压力加工；适合冷热压力加工；当含锌量约在当含锌量约在32%38%范围内时，由于合金组织中开范围内时，由于合金组织中开始出现始出现CuZn化合物相，所以随着含锌量化合物相，所以随着含锌量的增加，其强度增加而塑性略有下降；的增加，其强度增加而塑性略有下降；当含锌量在当含锌量在39%46%范围内时，其性能范围内时，其性能硬而脆，适合于铸造；硬而脆，适合于铸造；当含锌量大于当含锌量大于46%时，强度和塑性都急剧下降；时，强度和塑性都急剧下降；含锌含锌量大于量大于46%的黄铜在工业中已没有实用的黄铜在工业中已没有实用价值。价值。电厂金属材料2024/9/242024/9/247272(三三)特殊黄铜

108、特殊黄铜在在铜铜和和锌锌的的基基础础上上，再再加加入入少少量量的的其其它它元元素素（如如铝铝、锰锰、锡锡、硅硅、铅铅等等）的的铜铜合合金金，称称为为特特殊殊黄黄铜铜。加加入入铝铝或或锰锰，能能进进一一步步提提高高铜铜合合金金的的机机械械性性能能；加加入入铝铝、锰锰、锡锡，能能提提高高铜铜合合金金的的耐耐腐腐蚀蚀能能力力；加加入入硅硅和和铅铅，可可以以提提高高铜铜合金的耐磨性；加入少量的铅，能改善铜合金的切削加工性能。合金的耐磨性；加入少量的铅，能改善铜合金的切削加工性能。特特殊殊黄黄铜铜的的牌牌号号要要标标明明所所加加入入的的元元素素及及其其含含量量。例例如如HA167-2.5,表表示示含含铜

109、铜量量为为67%，含含铝铝量量为为2.5%，含含锌锌量量为为30.5%的的铝铝黄黄铜铜。牌牌号号前前如如有有“Z”，则表示是铸造黄铜。，则表示是铸造黄铜。常用黄铜的牌号、成分、机械性能及用途列于表常用黄铜的牌号、成分、机械性能及用途列于表6-2中。中。普通黄铜的编号用汉语拼音字母普通黄铜的编号用汉语拼音字母H（或（或ZH）加上数字来表示。）加上数字来表示。H表示黄铜，表示黄铜，ZH表示铸造普通黄铜，数字表示含铜量的百分数。例如表示铸造普通黄铜，数字表示含铜量的百分数。例如H62，是指含铜量为，是指含铜量为62，含锌量为含锌量为38的普通黄铜。的普通黄铜。电厂金属材料2024/9/242024/

110、9/247373（四）青铜（四）青铜铜铜合合金金中中主主要要加加入入元元素素如如果果不不是是锌锌而而是是锡锡铅铅铝铝等等元元素素，则则这这种种铜铜合合金金称称为为青青铜铜。习惯上把青铜分为习惯上把青铜分为锡青铜和无锡青铜锡青铜和无锡青铜两大类。两大类。1 1、锡青铜、锡青铜以以锡锡为为主主要要加加入入元元素素的的铜铜合合金金称称为为锡锡青青铜铜。锡锡对对锡锡青青铜铜组组织织和和性性能能的的影影响响，如如图图6-36-3所示。所示。电厂金属材料2024/9/242024/9/247474从从图图6-36-3中中可可以以看看出出，当当含含锡锡量量小小于于6%6%7%7%时时，其其组组织织为为单单相

111、相固固溶溶体体（锡锡在在铜铜中中的的置置换换式式固固溶溶体体），随随含含锡锡量量的的增增加加，锡锡青青铜铜的的强强度度（Rm Rm ）和和塑塑性性（A A）逐逐渐渐提提高高。当当含含锡锡量量大大于于6%6%7%7%以以后后，由由于于出出现现硬硬而而脆脆的的相相（以以化化合合物物Cu31Sn8Cu31Sn8为为基基的的固固溶溶体体），强强度度虽虽然然仍仍在在提提高高；但但是是，塑塑性性急急剧剧下下降降。当当含含锡锡量量超超过过20%20%时时，由由于于相相较多，强度也急剧下降。较多，强度也急剧下降。工工业业上上应应用用的的锡锡青青铜铜，其其含含锡锡量量一一般般在在3%14%范范围围内内；用用于于

112、压压力力加加工工的的锡锡青青铜铜，其其含含锡锡量不超过量不超过6%7%；用于铸造的锡青铜，含锡量一般为；用于铸造的锡青铜，含锡量一般为10%14%。锡青铜有一定的机械性能，熔点较低，具有良好的铸造性、减磨性和耐腐蚀性。锡青铜有一定的机械性能，熔点较低，具有良好的铸造性、减磨性和耐腐蚀性。因而因而广泛用来制造蒸汽锅炉、海船及其它机器设备的耐磨和耐腐蚀零部件，如低压蒸汽管广泛用来制造蒸汽锅炉、海船及其它机器设备的耐磨和耐腐蚀零部件，如低压蒸汽管配件、泵体、叶轮、轴套、齿轮、蜗轮等。也常用锡青铜来铸造人像等工艺美术品。配件、泵体、叶轮、轴套、齿轮、蜗轮等。也常用锡青铜来铸造人像等工艺美术品。锡青铜的

113、牌号用铜和锡化学元素的符号及数字表示，数字指含锡的百分数。锡青铜的牌号用铜和锡化学元素的符号及数字表示，数字指含锡的百分数。铸造用的铸造用的锡青铜，则在牌号前加锡青铜，则在牌号前加Z字母。例如字母。例如ZCuSn10，表示铸造锡青铜，含锡量为，表示铸造锡青铜，含锡量为10%，含，含铜量则为铜量则为90%。如在铜锡的基础加入一些其他的元素，可以提高锡铜某一方面的性能，。如在铜锡的基础加入一些其他的元素，可以提高锡铜某一方面的性能，则在牌号中也应用数字表出所加元素的含量。则在牌号中也应用数字表出所加元素的含量。电厂金属材料2024/9/242024/9/2475752、无锡青铜、无锡青铜除除锌锌锡

114、锡以以外外，其其他他元元素素与与铜铜的的合合金金称称无无锡锡青青铜铜。无无锡锡青青铜铜也也叫叫做做特特殊殊青青铜铜。按按所加入的主要元素的不同，分别称为铝青铜、铍青铜、锰青铜、铅青铜等。所加入的主要元素的不同，分别称为铝青铜、铍青铜、锰青铜、铅青铜等。1）铝青铜）铝青铜铝铝青青铜铜中中的的含含铝铝量量约约为为5一一l0，这这种种青青铜铜的的价价格格低低廉廉，强强度度、硬硬度度和和韧韧性性均均比比黄黄铜铜和和锡锡青青铜铜高高，井井可可通通过过淬淬火火和和回回火火进进行行进进一一步步强强化化。铝铝青青铜铜的的化化学学稳稳定定性性比比纯纯铜铜、黄黄铜铜还还要要好好。铝铝青青铜铜在在盐盐酸酸、磷磷酸酸

115、、有有机机酸酸的的稀稀溶溶液液、乳乳酸酸、海海水水以以及及大大气气中中能能耐耐腐腐蚀蚀；但但是是，由由于于碱碱会会破破坏坏铝铝青青铜铜的的保保护护膜膜(A12O3)，所所以以不不能能用铝青铜制造在碱溶液中工作的零件。用铝青铜制造在碱溶液中工作的零件。改改善善铝铝青青铜铜的的性性能能，通通常常在在CuAl合合金金的的基基础础上上加加入入一一些些铁铁或或锰锰或或镍镍等等元元素素，配配制制成成铝铝青青铜铜。例例如如加加入入4Fe，便便可可细细化化晶晶粒粒，提提高高铝铝青青铜铜的的强强度度和和硬硬度度，进进一步提高了耐磨性能。一步提高了耐磨性能。铝铝青青铜铜主主要要用用来来制制造造耐耐磨磨抗抗蚀蚀的的

116、零零件件，如如重重要要的的弹弹簧簧、泵泵、齿齿轮轮、蜗蜗轮轮、轴轴套套等。海边的火电厂曾试用铝青铜制造冷凝器管，已获得成功。等。海边的火电厂曾试用铝青铜制造冷凝器管，已获得成功。电厂金属材料2024/9/242024/9/2476762）铍青钢）铍青钢铍铍青青铜铜的的含含铍铍量量为为2，铍铍青青铜铜经经过过淬淬火火和和人人工工时时效效后后，其其强强度度、硬硬度度、弹弹性性极极限限和和疲疲劳劳强强度度都都有有很很大大提提高高。铵铵青青铜铜的的耐耐磨磨性性、耐耐蚀蚀性性、导导电电性性和和导导热热性性，均均比比其其它它的的铜铜合合金金为为好好。铍铍青青铜铜是是优优良良的的导导电电弹弹性性材材料料，可

117、可用用于于制制造造各各种种精精密密仪仪表表和和仪器的弹簧及弹性元件，制造电接触器、电焊机电极、钟表和罗盘中的零件。仪器的弹簧及弹性元件，制造电接触器、电焊机电极、钟表和罗盘中的零件。3）锰青铜）锰青铜锰锰青青桐桐的的含含锰锰量量为为5左左右右，锰锰能能溶溶于于铜铜中中，可可提提高高合合金金的的机机械械性性能能和和耐耐腐腐蚀蚀性性。加加入入锰锰还还能能改改善善铸铸造造性性能能，降降低低合合金金的的脆脆性性。含含锰锰量量为为5的的锰锰青青铜铜，能能抵抵御御碱碱溶溶液液和和高高压压力力CO和和H2的的混混合合气气体体在在170350时时的的腐腐蚀蚀。锰锰青青铜铜还还有有较较好好的的耐耐热热性性，可可

118、用用来来制制造造在在高高温温下下工工作作的的零零件件。锰锰青青铜铜是是化化工工及及造造船船工工业业中中应应用用较较广广泛泛的的合金。合金。4）铅青铜）铅青铜铅铅青青铜铜的的含含铅铅量量为为30左左右右，是是一一种种铸铸造造青青铜铜。铅铅青青铜铜的的显显微微组组织织中中有有固固溶溶体体软软相相和和化化合合物物硬硬相相，也也是是一一种种理理想想的的轴轴承承材材料料，可可用用于于制制造造告告诉诉高高负负荷荷的的大大型型轴轴瓦瓦和衬套。和衬套。电厂金属材料2024/9/242024/9/247777（一）工业纯钛（一）工业纯钛纯纯钛钛是是指指钛钛含含量量不不低低于于99的的致致密密金金属属。钛钛的的密

119、密度度小小，为为4.507g/cm3，熔熔点点高高，为为1668，热热膨膨胀胀系系数数很很小小，热热应应力力较较小小。但但导导热热性性和和切切削削及及磨磨削削加加工工性性能能较较差差。钛钛容容易易形形成成薄薄而而致致密密的的惰惰性性氧氧化化膜膜，在在大大气气、海海水水、氧氧化化性性介介质质、不不同同浓浓度度的的酸酸（HF除除外外）以以及及碱碱溶溶液液中中具具有有良良好好的耐蚀性。的耐蚀性。纯纯钛钛具具有有同同素素异异构构转转变变，其其晶晶体体结结构构在在882.5时时发发生生变变化化，882.5以以上上的的为为体体心心立立方方晶晶格格，称称为为-Ti。882.5以以下下为为密密排排六六方方晶晶

120、格格，称称为为-Ti。工工业业纯纯钛钛强强度度不不高高，Rm300MPa，塑塑性性较较好好A40。良良好好的的耐耐蚀蚀性性和和可可焊焊性性以以及及良良好好的的冷冷、热热加加工工性性能能，可可生生产产各各种种规规格格的的板板材材、棒棒材材、型型材材、带带材材和和箔箔材材，可可直直接接用用于于飞飞机机、船船舶舶、化化工工等等行行业业，如如热热交换器、制盐厂的管道等。交换器、制盐厂的管道等。三、钛及其钛合金三、钛及其钛合金电厂金属材料2024/9/242024/9/247878（二）钛合金（二）钛合金钛钛合合金金的的主主要要加加入入元元素素有有铝铝、铬铬、锰锰、铁铁、钼钼、钒钒等等，这这些些元元素素

121、能能与与钛钛形形成成置置换换固固溶溶体体，有有些些还还能能与与钛钛化化合合成成为为金金属属化化合合物物。加加入入的的元元素素起起固固溶溶强强化化和和弥弥散散硬硬化化的的效效果果，从从而而显显著著地地提提高高钛钛合合金金的的强强度度。加加入入锡锡和和锆锆等元素，还能构提高钛合金的耐热性能。等元素，还能构提高钛合金的耐热性能。钛钛合合金金中中加加入入的的元元素素按按其其作作用用的的不不同同，可可以以分分成成两两大大类类。一一类类是是扩扩大大-Ti区区域域元元素素；另另一一类类是是缩缩小小-Ti即即扩扩大大-Ti区区域域元元素素。所所加加的的合合金金元元素素及及其其加入量的不同，钛合金在室温下的组织

122、和性能也就有所不同。加入量的不同，钛合金在室温下的组织和性能也就有所不同。钛钛合合金金按按组组织织结结构构的的不不同同，分分为为型型钛钛合合金金、型型钛钛合合金金和和+型型钛钛合合金金三大类。三大类。电厂金属材料2024/9/242024/9/2479791 1、型钛合金型钛合金主要加入元素是扩大主要加入元素是扩大-Ti-Ti区域的铝元素或锡、锆等中性元素，区域的铝元素或锡、锆等中性元素，得到单相得到单相型钛合金。型钛合金。这类钛合金具有中等的强度，焊接性能好，比重小，不能用热处理强化，可用冷变这类钛合金具有中等的强度，焊接性能好，比重小，不能用热处理强化，可用冷变形引起加工硬度以提高强度。形

123、引起加工硬度以提高强度。型钛合金牌号用拼音字母型钛合金牌号用拼音字母TATA加序号表示，序号数字加序号表示，序号数字大表示所加入的合金元素含量多。大表示所加入的合金元素含量多。2 2、型钛合金型钛合金主要加入元素是扩大主要加入元素是扩大-Ti-Ti区域的铬、钼、钒等元素区域的铬、钼、钒等元素，当，当Cr7%Cr7%或或Mo11%Mo11%或或V15%V15%时，时，室温下仍保持体心立方晶格，得到得到单相室温下仍保持体心立方晶格，得到得到单相型钛合金。这类钛合金的牌号是用型钛合金。这类钛合金的牌号是用TBTB加序号表示。加序号表示。3 3、+型钛合金型钛合金+型钛合金通常属于多元合金，即有稳定型

124、钛合金通常属于多元合金，即有稳定-Ti-Ti的元素，又有稳定的元素，又有稳定-Ti-Ti的元素，的元素，室温下其组织为室温下其组织为+。+型钛合金适于锻造、冲压、轧制，并有较好的切削加工性能型钛合金适于锻造、冲压、轧制，并有较好的切削加工性能。这类钛合金具有。这类钛合金具有综合的机械性能，通过淬火和时效可进一步提高合金的强度，用化学热处理（如氮综合的机械性能，通过淬火和时效可进一步提高合金的强度，用化学热处理（如氮化）可提高钛合金表面的强度，提高抗疲劳和抗氧化的性能。化）可提高钛合金表面的强度，提高抗疲劳和抗氧化的性能。+型钛合金应用的型钛合金应用的最为广泛，其牌号用最为广泛，其牌号用TCTC

125、加序号来表示。加序号来表示。电厂金属材料2024/9/242024/9/248080（一）对轴承材料的要求（一）对轴承材料的要求制制造造滑滑动动轴轴承承的的轴轴瓦瓦及及内内衬衬的的合合金金称称为为轴轴承承合合金金。轴轴承承是是支支撑撑着着轴轴进进行行工工作作的的重重要要零零件件。轴轴在在轴轴承承内内转转动动时时，轴轴与与轴轴瓦瓦之之间间必必然然有有强强烈烈的的摩摩擦擦。轴轴是是转转动动机机械械中中很很重重要要的的部部件件，其其制制造造过过程程复复杂杂，价价格格较较贵贵，而而且且更更换换困难。困难。轴承材料应能保证轴不被磨损或仅有极少的磨损。轴承材料应能保证轴不被磨损或仅有极少的磨损。轴轴承承材

126、材料料必必须须具具备备下下列列特特性性：低低的的摩摩擦擦系系数数，高高的的抗抗压压强强度度及及疲疲劳劳强强度度；硬硬度度不不能能太太高高（最最好好比比轴轴的的硬硬度度低低，HB250HB250左左右右），避避免免轴轴的的，磨磨损损；能能储储存存润润滑滑油油；有有良良好好的的导导热热性性与与耐耐蚀蚀性性；制制造造容容易易，价价格格低廉。低廉。四、轴承合金电厂金属材料2024/9/242024/9/248181轴承合金的组织一般是由软的机体和夹嵌在基体内的硬质点所构成轴承合金的组织一般是由软的机体和夹嵌在基体内的硬质点所构成，如图，如图6-4所示。所示。轴轴承承在在工工作作时时，软软的的基基体体会

127、会较较快快的的被被磨磨凹凹下下去去，夹夹嵌嵌在在基基体体内内的的硬硬质质点点便便承承受受着着轴轴的的压压力力，起起着着支支撑撑轴轴的的作作用用。由由于于轴轴与与轴轴承承的的接接触触面面积积减减少少，轴轴承承被被磨磨凹凹下下去去的的地地方方可可储储存存润润滑滑油油。有有了了润润滑滑油油，轴轴转转动动时时能能形形成成油油膜膜，使使轴轴颈颈与与轴轴承承在在运运行行时时不不直直接接接接触触，因因而而摩摩擦擦系系数数减减小小，减减小小了了磨磨损损；流流动动的的润润滑滑油油还还可可以以及及时时带带走走热热量量和和磨磨屑。软基体还具有抗冲击、抗震和与轴能较好地磨合等优点。屑。软基体还具有抗冲击、抗震和与轴能

128、较好地磨合等优点。还还有有一一种种硬硬基基体体软软质质点点（或或片片）组组织织结结构构的的轴轴承承合合金金，其其抗抗压压强强度度比比软软基基体体硬硬质质点点的高。的高。电厂金属材料2024/9/242024/9/248282（二）常用的轴承合金（二）常用的轴承合金工业上常用的轴承合金有以下几种。工业上常用的轴承合金有以下几种。图图中中黑黑色色基基体体部部分分为为锑锑溶溶于于锡锡中中形形成成的的固固溶溶体体（软软基基体体），白白色色块块状状相相为为SnSb化化合合物物（硬硬质质点点），白白色色针针状状和和短短杆杆状状相相为为铜铜和和锡锡形形成成的的化化合合物物如如Cu3Sn和和Cu6Sn5。图6

129、5锡基轴承合金的显微组织1、锡基轴承合金、锡基轴承合金锡基轴承合金是以锡元素为主要元素，添加一定的锑和铜等元素后配制而成。锡基轴承合金是以锡元素为主要元素，添加一定的锑和铜等元素后配制而成。锡基轴承合金具有良好的减磨性和韧性等锡基轴承合金具有良好的减磨性和韧性等，主要用于汽轮机、发电机等高速重载轴承。，主要用于汽轮机、发电机等高速重载轴承。锡基轴承合金的强度、硬度、耐磨性和韧性等性能比锡基轴承合金低锡基轴承合金的强度、硬度、耐磨性和韧性等性能比锡基轴承合金低，所以适用于低，所以适用于低速和中等载荷的机械轴承中，在火电厂中用于制造磨煤机、电动机、泵及风机等机械速和中等载荷的机械轴承中，在火电厂中

130、用于制造磨煤机、电动机、泵及风机等机械设备的轴承。设备的轴承。ZChSnSb11-6合金主要用于汽轮机、发电机等高速重载机械的轴承。合金主要用于汽轮机、发电机等高速重载机械的轴承。电厂金属材料2024/9/242024/9/2483832、铅基轴承合金、铅基轴承合金铅铅基基轴轴承承合合金金是是以以基基本本元元素素，主主要要加加入入锑锑、锡锡、铜铜等等元元素素后后配配制制而而成成。常常用用的的牌牌号号为为ChPbSb16-16-2，既既表表示示含含锑锑16%、含含锡锡16%、含含铜铜2%、含含铅铅66%的的轴轴承承合合金金。铅铅基基轴轴承承合合金金的的强强度度、硬硬度度和和耐耐磨磨性性，冲冲击击

131、韧韧性性均均要要比比锡锡基基轴轴承承合合金金低低、所所以以只只适适合合于于较较低低速速度度和和中中等等负负荷荷的机械的轴承。在火电厂中用于制造磨煤机、电动机、泵及风机等机械设备的轴承。的机械的轴承。在火电厂中用于制造磨煤机、电动机、泵及风机等机械设备的轴承。3、铜基轴承合金、铜基轴承合金常用的铜基轴承合金有常用的铜基轴承合金有ZCuSn10P1、ZCuPb30、ZCuSn6Zn6Pb3等青铜。等青铜。ZCuSn10P1的的成成分分为为Sn=10%、P=1%、Cu=89%，用用于于制制造造大大比比压压、高高转转速速机机械械的的轴轴承承，还还可作轴套和蜗轮等。可作轴套和蜗轮等。ZCuPb30的的成

132、成分分为为Pb=30%、Cu=70%，这这种种铅铅青青铜铜也也是是锑锑基基轴轴承承合合金金的的代代用用品品，疲疲劳劳强强度度高高，导导热热性性好好，作作为为高高负负荷荷、高高转转速速及及在在高高温温下下工工作作的的轴轴承承材材料料，如如航航空空发发动动机机、柴柴油油机机和和气气轮轮机机等机械的轴承。等机械的轴承。ZCuSn6Zn6Pb3的的成成分分为为Sn=6%、Zn=6%、Pb=3%、Cu=85%，常常用用于于制制造造机机床床上上的的轴轴承承及及蜗轮、开口螺母等。蜗轮、开口螺母等。目前应用的轴承合金材料还有铝基轴承合金、铸铁轴承合金和粉末合金轴承材料等。这三类轴目前应用的轴承合金材料还有铝基轴承合金、铸铁轴承合金和粉末合金轴承材料等。这三类轴承材料都有一些特点，有一定的应用价值。承材料都有一些特点，有一定的应用价值。