這是一個(gè)關(guān)于機(jī)械工程材料課件ppt幻燈片，主要介紹工程材料是以用于工程結(jié)構(gòu)和機(jī)器零件及元器件的材料為研究對(duì)象。主要包括：機(jī)械、船舶、化工、建筑、車(chē)輛、儀表、航空航天等工程領(lǐng)域中用于制造工程構(gòu)件和機(jī)械零件的材料。工業(yè)用鋼 第一節(jié) 鋼的分類(lèi)及編號(hào)一、鋼的分類(lèi) 1、按化學(xué)成分分 2、按質(zhì)量分鋼的質(zhì)量是以磷、硫的含量來(lái)劃分的。分為普通質(zhì)量鋼、優(yōu)質(zhì)鋼、高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼和特級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼. 根據(jù)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，各質(zhì)量等級(jí)鋼的磷、硫含量如下： 3、按冶煉方法分 4、按金相組織分 5、按用途分 二、鋼的編號(hào)我國(guó)鋼材的編號(hào)是采用漢語(yǔ)拼音字母、化學(xué)元素符號(hào)和阿拉伯?dāng)?shù)字相結(jié)合的方法。采用漢語(yǔ)拼音字母表示鋼產(chǎn)品的名稱(chēng)、用途、特性和工藝方法時(shí)，一般從代表鋼產(chǎn)品名稱(chēng)的漢字的漢語(yǔ)拼音中選取第一個(gè)字母. 常用鋼產(chǎn)品的名稱(chēng)、用途、特性和工藝方法表示符號(hào)（GB/T 221—2000） 1、碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金高強(qiáng)度鋼 Q+最低屈服強(qiáng)度值+質(zhì)量等級(jí)符號(hào)+脫氧方法符號(hào) Q表示“屈服強(qiáng)度”；屈服強(qiáng)度值單位是MPa；質(zhì)量等級(jí)符號(hào)為A、B、C、D、E。由A到E，其P、S含量依次下降，質(zhì)量提高。 低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼都是鎮(zhèn)靜鋼或特殊鎮(zhèn)靜鋼，其牌號(hào)中沒(méi)有表示脫氧方法的符號(hào)。如Q345C。根據(jù)需要，低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)也可以采用兩位阿拉伯?dāng)?shù)字（表示平均含碳量的萬(wàn)分之幾）和化學(xué)元素符號(hào)，按順序表示，如16Mn。2、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號(hào)用兩位數(shù)字表示。這兩位數(shù)字表示鋼平均含碳量的萬(wàn)分之幾。如45鋼—平均含碳量為萬(wàn)分之四十五（即0.45%）的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。*說(shuō)明：① 含Mn量為0.7~1.0%時(shí)，在兩位數(shù)字后加元素符號(hào)“Mn”，如40Mn，歡迎點(diǎn)擊下載機(jī)械工程材料課件ppt幻燈片哦。

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工業(yè)用鋼 第一節(jié) 鋼的分類(lèi)及編號(hào)一、鋼的分類(lèi) 1、按化學(xué)成分分 2、按質(zhì)量分鋼的質(zhì)量是以磷、硫的含量來(lái)劃分的。分為普通質(zhì)量鋼、優(yōu)質(zhì)鋼、高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼和特級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼. 根據(jù)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，各質(zhì)量等級(jí)鋼的磷、硫含量如下： 3、按冶煉方法分 4、按金相組織分 5、按用途分 二、鋼的編號(hào)我國(guó)鋼材的編號(hào)是采用漢語(yǔ)拼音字母、化學(xué)元素符號(hào)和阿拉伯?dāng)?shù)字相結(jié)合的方法。采用漢語(yǔ)拼音字母表示鋼產(chǎn)品的名稱(chēng)、用途、特性和工藝方法時(shí)，一般從代表鋼產(chǎn)品名稱(chēng)的漢字的漢語(yǔ)拼音中選取第一個(gè)字母. 常用鋼產(chǎn)品的名稱(chēng)、用途、特性和工藝方法表示符號(hào)（GB/T 221—2000） 1、碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金高強(qiáng)度鋼 Q+最低屈服強(qiáng)度值+質(zhì)量等級(jí)符號(hào)+脫氧方法符號(hào) Q表示“屈服強(qiáng)度”；屈服強(qiáng)度值單位是MPa；質(zhì)量等級(jí)符號(hào)為A、B、C、D、E。由A到E，其P、S含量依次下降，質(zhì)量提高。 低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼都是鎮(zhèn)靜鋼或特殊鎮(zhèn)靜鋼，其牌號(hào)中沒(méi)有表示脫氧方法的符號(hào)。如Q345C。根據(jù)需要，低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)也可以采用兩位阿拉伯?dāng)?shù)字（表示平均含碳量的萬(wàn)分之幾）和化學(xué)元素符號(hào)，按順序表示，如16Mn。 2、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號(hào)用兩位數(shù)字表示。這兩位數(shù)字表示鋼平均含碳量的萬(wàn)分之幾。如45鋼—平均含碳量為萬(wàn)分之四十五（即0.45%）的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。 *說(shuō)明： ① 含Mn量為0.7~1.0%時(shí)，在兩位數(shù)字后加元素符號(hào)“Mn”，如40Mn。 3、合金結(jié)構(gòu)鋼和合金彈簧鋼兩位數(shù)字（表示平均含碳量的萬(wàn)分之幾）+合金元素符號(hào)+該元素百分含量數(shù)字+…… 當(dāng)合金元素的平均含量小于1.50%時(shí)，只標(biāo)元素符號(hào)，不標(biāo)含量； 當(dāng)合金元素的平均含量為1.50~2.49%、2.50~ 3.49%、3.50~4.49%、4.50~5.49%、……時(shí)，在相應(yīng)的合金元素符號(hào)后標(biāo)2、3、4、5 ……等數(shù)字。如20CrNi3。高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼在牌號(hào)后加字母A，如60Si2MnA。特級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼在牌號(hào)后加字母E，如30CrMnSiE。 4、工具鋼 ⑴ 碳素工具鋼 T + 數(shù)字 T表示“碳素工具鋼” ；數(shù)字表示平均含碳量的千分之幾. 如T8—其平均含碳量為千分之八(0.8%C)。 *說(shuō)明：碳素工具鋼都是優(yōu)質(zhì)以上質(zhì)量的。高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼在鋼號(hào)后加“A”，如T8A。 ⑵ 合金工具鋼含碳量+合金元素符號(hào)+該元素百分含量+…… 當(dāng)含碳量小于1.00%時(shí)，含碳量用一位數(shù)字標(biāo)明，這一位數(shù)字表示平均含碳量的千分之幾，如8MnSi. 當(dāng)含碳量大于1.00%時(shí)，不標(biāo)含碳量。 5、軸承鋼 G+Cr+鉻含量(不標(biāo)含碳量) “G”表示“滾動(dòng)軸承鋼”。 * 鉻含量以千分之一為單位. 如“GCr15”的平均含鉻量為1.5%。滲碳軸承鋼牌號(hào)的表示方法與合金結(jié)構(gòu)鋼相同，僅在牌號(hào)頭部加字母“G”，如“G20CrNiMo”。 6、不銹鋼和耐熱鋼含碳量+合金元素符號(hào)+該元素百分含量+…… 含碳量以千分之一為單位。 ② 當(dāng)1.0%>平均含碳量≥0.1%時(shí)，用一位數(shù)字表示，如2Cr13（平均含碳量為0.20%） ③ 當(dāng)0.1%>含碳量上限> 0.03%時(shí)，以“0”表示，如0Cr18Ni9（含碳量上限為0.08%） ④ 當(dāng)0.03%≥含碳量上限>0.01%時(shí)（超低碳），以“03”表示，如03Cr19Ni10(含碳量上限為0.03%） * 珠光體耐熱鋼含碳量的標(biāo)注同結(jié)構(gòu)鋼。如15CrMo 注：舊標(biāo)準(zhǔn)含碳量表示方法為：當(dāng)含碳量≤0.08%時(shí)，以“0”表示，如0Cr18. 當(dāng)含碳量≤0.03%時(shí)，以“00”表示，如00Cr18Ni10. 7、鑄鋼 ZG + 兩位數(shù)字 ZG表示“鑄鋼”；兩位數(shù)字表示平均含碳量的萬(wàn)分之幾， 如ZG25. 第二節(jié)    鋼中的雜質(zhì)及合金元素 1、Mn: 0.8%時(shí)為雜質(zhì)， 是有益元素。作用為： ① 強(qiáng)化鐵素體； ② 消除硫的有害作用。 ① 強(qiáng)化鐵素體； ② 增加鋼液流動(dòng)性。 3、S：是有害元素。常以FeS形式存在。易與Fe在晶界上形成低熔點(diǎn)共晶(985℃)，熱加工時(shí)(1150~1200℃)，由于其熔化而導(dǎo)致開(kāi)裂，稱(chēng)熱脆性. 鋼中的硫應(yīng)控制在0.045%以下. Mn可消除硫的有害作用， FeS + Mn → Fe + MnS， MnS熔點(diǎn)高(1600℃)。 4、P：也是有害元素。能全部溶入鐵素體中，使鋼在常溫下硬度提高，塑性、韌性急劇下降，稱(chēng)冷脆性。 P一般控制在0.045%以下. 5、氣體元素 ① N：室溫下N在鐵素體中溶解度很低，鋼中過(guò)飽和N在常溫放置過(guò)程中以FeN、Fe4N形式析出使鋼變脆， 稱(chēng)時(shí)效脆化. 加Ti、V、Al等元素可使N固定，消除時(shí)效傾向。 ② O：氧在鋼中以氧化物的形式存在，其與基體結(jié)合力弱，不易變形，易成為疲勞裂紋源. ③ H：常溫下氫在鋼中的溶解度也很低。當(dāng)氫在鋼中以原子態(tài)溶解時(shí)，降低韌性，引起氫脆。當(dāng)氫在缺陷處以分子態(tài)析出時(shí)，會(huì)產(chǎn)生很高內(nèi)壓，形成微裂紋，其內(nèi)壁為白色，稱(chēng)白點(diǎn)或發(fā)裂。 ㈠ 對(duì)鋼中基本相的影響 1、溶于鐵素體， 起固溶強(qiáng)化作用非碳化物形成元素及過(guò)剩的碳化物形成元素都溶于鐵素體，形成合金鐵素體. Si、Mn對(duì)強(qiáng)度、硬度提高顯著。Cr、Ni在適當(dāng)范圍內(nèi)提高韌性。 2、形成碳化物，起強(qiáng)化相作用合金元素與碳的親和力從大到小的順序?yàn)椋?Ti、Zr、Nb、V、W、Mo、Cr、Mn、Fe。 ⑵ W、Mo、Cr為中碳化物形成元素，碳化物的穩(wěn)定性、熔點(diǎn)、硬度、耐磨性較高，如W2C等。 ⑶ Mn、Fe為弱碳化物形成元素，碳化物的穩(wěn)定性、熔點(diǎn)、硬度、耐磨性較低，如Fe3C等。 ㈡ 對(duì)Fe - Fe3C相圖的影響 1、對(duì)奧氏體相區(qū)的影響 ⑴ Ni、Mn、Co、C、N等是擴(kuò)大奧氏體相區(qū)的元素，使A1、A3點(diǎn)下降，A4點(diǎn)上升。 ⑵ Cr、Mo、Si、Ti、W、Al等是縮小奧氏體相區(qū)的元素，使A1、A3點(diǎn)上升，A4點(diǎn)下降。當(dāng)Cr13%時(shí)，奧氏體相區(qū)消失，室溫下為單相鐵素體組織，稱(chēng)鐵素體鋼. 2、對(duì)E點(diǎn)和S點(diǎn)位置的影響所有合金元素均使E點(diǎn)和S點(diǎn)左移，即這兩點(diǎn)的含碳量下降，使碳含量比較低的鋼出現(xiàn)過(guò)共析組織（如4Cr13）或共晶組織（如W18Cr4V）。 ㈢ 對(duì)鋼中相變過(guò)程的影響 1、對(duì)奧氏體化的影響 ⑴ 對(duì)奧氏體形成速度的影響：除Ni、Co外，都減緩?qiáng)W氏體化過(guò)程。 ⑵ 對(duì)奧氏體晶粒長(zhǎng)大傾向的影響： 2、對(duì)過(guò)冷奧氏體轉(zhuǎn)變的影響 ⑴對(duì)C曲線和淬透性的影響：除Co外，凡溶入奧氏體的合金元素均使C曲線右移，淬透性提高。常用提高淬透性的元素為Mn、Si、Cr、Ni、B。 3、對(duì)回火轉(zhuǎn)變的影響 ⑴ 提高耐回火性：淬火鋼在回火過(guò)程中抵抗硬度下降的能力稱(chēng)耐回火性。合金元素能阻礙馬氏體分解及碳化物的析出與聚集。 ⑵ 產(chǎn)生二次硬化含高W、Mo、Cr、V鋼淬火后回火時(shí)，由于析出細(xì)小彌散的特殊碳化物及回火冷卻時(shí)A’轉(zhuǎn)變?yōu)镸回，使硬度不僅不下降，反而升高的現(xiàn)象稱(chēng)二次硬化。 ⑶ 防止第二類(lèi)回火脆性加W、Mo可防止第二類(lèi)回火脆性。第三節(jié) 結(jié)構(gòu)鋼對(duì)結(jié)構(gòu)鋼的性能要求為：使用性能以強(qiáng)韌性為主。工藝性能以可焊性、淬透性為主。合金結(jié)構(gòu)鋼除少量為中高合金鋼外，都是低合金鋼. 1、成分：<0.4%C， P、S量及非金屬夾雜較多. 2、性能：可焊性、塑性好。 3、熱處理：不進(jìn)行專(zhuān)門(mén)熱處理，熱軋空冷態(tài)下使用。 4、使用狀態(tài)下組織：F+P 5、用途常以熱軋板、帶、棒及型鋼使用，用量約占鋼材總量的70%。用于建筑結(jié)構(gòu)，適合焊接、鉚接、栓接等。 1、性能要求 ⑴ 高強(qiáng)度及足夠韌性。 ⑵ 良好的焊接性能。 ⑶ 良好的耐蝕性及低 的韌脆轉(zhuǎn)變溫度。 2、成分特點(diǎn) ⑴ 低碳：≤0.2%C. ⑵ 合金元素：主要是Mn，還有少量V、Ti、Nb等。 3、熱處理：大多數(shù)熱軋空冷后使用。少數(shù)可用正火+高溫回火處理。 4、使用狀態(tài)下組織：F+P 5、用途： Q345鋼(16Mn)綜合性能好，用于船舶、橋梁、車(chē)輛等大型鋼結(jié)構(gòu)。 Q390鋼含V、Ti、Nb，強(qiáng)度高，用于中等壓力的壓力容器。 Q460鋼含Mo、B，正火組織為貝氏體，強(qiáng)度高，用于石化中溫高壓容器. 制造滲碳零件的鋼種。 1、性能要求 ⑴ 表面具有高硬度、高耐磨性，心部具有足夠的韌性和強(qiáng)度，即表硬里韌。 ⑵ 良好的熱處理性能，如淬透性和滲碳能力。 2、成分特點(diǎn) ⑴ 低碳：0.1~0.25%C ⑵ 合金元素作用： ① 提高淬透性： Cr、Mn、Ni、B ② 強(qiáng)化鐵素體： Cr、Mn、Ni ③ 細(xì)化晶粒： W、Mo、Ti、V 3、熱處理特點(diǎn)滲碳件的加工工藝路線為：下料→鍛造→正火→機(jī)加工→滲碳→淬火+低溫回火正火目的為調(diào)整硬度，便于切削加工。淬火溫度一般為 Ac1+30-50℃。 4、使用狀態(tài)下組織心部：M回+F 表層：M回+顆粒狀碳化物+A’(少量)； 5、常用鋼號(hào)及用途低淬透性鋼：20、20Cr。 中淬透性鋼：20CrMnTi。用于中等載荷的耐磨件，如變速箱齒輪。高淬透性鋼：18Cr2Ni4WA.用于大載荷的耐磨件，如柴油機(jī)曲軸。 調(diào)質(zhì)后使用的鋼種。 1、性能要求 ⑴ 良好的綜合力學(xué)性能. ⑵ 良好的淬透性。 2、成分特點(diǎn) ⑴ 中碳：0.3~0.5%C ⑵ 合金元素作用： ① 提高淬透性: Mn、Si、Cr、Ni、B ② 強(qiáng)化鐵素體: Mn、Si、Cr、Ni ③ 細(xì)化晶粒: Ti、V ④ 防止第二類(lèi)回火脆性: W、Mo 3、熱處理及組織特點(diǎn)調(diào)質(zhì)件的加工工藝路線為：下料→鍛造→退火→粗加工→調(diào)質(zhì)→精加工→裝配調(diào)質(zhì)目的：獲得良好綜合力學(xué)性能使用狀態(tài)下的組織為：S回 4、常用鋼號(hào)及用途低淬透性鋼： D0油<30~40mm， 常用 45、40Cr， 用于制造較小的齒輪、軸、螺栓等。中淬透性鋼： D0油≈40~60mm，常用40CrNi，用于制造大中型零件。 高淬透性鋼：D0油>60mm， 常用40CrNiMo， 用于制造大截面重載荷零件，如曲軸等。 制造彈簧或類(lèi)似性能零件的鋼種。 1、性能要求彈簧是利用彈性變形儲(chǔ)存能量或緩和沖擊的零件。 ⑴ 高的σs，σs/σb； 高的σ-1；足夠的韌性 ⑵ 高的淬透性。 2、成分特點(diǎn) ⑴ 中高碳：碳素彈簧鋼為0.6~0.9%C 合金彈簧鋼為0.45~0.7%C ⑵ 合金元素作用： ① 提高淬透性、強(qiáng)化鐵素體：Mn、Si、Cr ②  提高s/b：Si ③  細(xì)化晶粒：V 3、熱處理及組織特點(diǎn) ⑴ 冷成型彈簧：冷拔→ 冷成型→定型處理(250~300℃)。用于<φ10mm彈簧。 ⑵ 熱成型彈簧： 熱成型→淬火+中溫回火使用狀態(tài)下的組織：T回用于大截面彈簧(>φ10mm) 4、彈簧的表面質(zhì)量彈簧的表面質(zhì)量對(duì)其壽命影響很大。提高表面質(zhì)量的方法: ① 防止表面脫碳； 5、常用鋼號(hào)及用途 Si、Mn彈簧鋼，如65Mn、60Si2Mn，用于制造較大截面彈簧。 Cr、V彈簧鋼，如50CrV，用于大截面、大載荷、耐熱的彈簧。 載荷(頻率達(dá)數(shù)萬(wàn)次/分)和摩擦。 ⑴ 高而均勻的硬度和耐磨性。 ⑵ 高的b和接觸疲勞強(qiáng)度。 ⑶ 足夠的韌性、淬透性和耐蝕性. 2、成分特點(diǎn) ⑴ 高碳：0.95~1.10%C ⑵ 合金元素：以Cr為主，加入Mn、Si。 Cr、Mn、Si的主要作用是提高淬透性 3 、熱處理和組織特點(diǎn)滾動(dòng)軸承鋼是過(guò)共析鋼。 ⑴ 熱處理： 球化退火+淬火+低溫回火 ⑵ 組織： 4、常用鋼號(hào)及用途應(yīng)用最廣的是GCr15，大量用于大中型軸承；大型軸承用GCr15SiMn。這類(lèi)鋼還可用于制造模具、量具等. 是指在沖擊載荷作用下發(fā)生沖擊硬化的高錳鋼. 只有ZGMn13一個(gè)鋼號(hào). 1、成分特點(diǎn) ⑴ 高碳：1.0~1.3%C 以保持高耐磨性。 ⑵ 高錳：11~14%Mn 以保證形成奧氏體組織. 2、熱處理及組織鑄態(tài)組織為奧氏體+碳化物， 性能硬而脆. 熱處理采用水韌處理。即將鋼加熱到1100℃，使碳化物溶入奧氏體，并進(jìn)行水淬。室溫組織為過(guò)飽和單相奧氏體。 3、使用及用途水韌處理后，韌性高，硬度低.使用時(shí)必須伴隨著壓力和沖擊作用。在壓力及沖擊作用下，表面奧氏體迅速加工硬化，形成馬氏體并析出碳化物，使表面硬度提高到HB500~550，獲得高耐磨性。而心部仍為奧氏體組織，具有高耐沖擊能力。 高錳鋼廣泛用于既要求耐磨又要求耐沖擊的零件。如拖拉機(jī)的履帶板、球磨機(jī)襯板、破碎第四節(jié) 工具鋼 用來(lái)制造各種切削刀具的鋼種。 ㈠ 性能要求 1、高硬度 (≥HRC60)，主要取決于含碳量。 2、高耐磨性 靠高硬度和析出細(xì)小均勻硬碳化物來(lái)達(dá)到。 3、高熱硬性 即高溫下保持高硬度的能力。 4、足夠的韌性 以防止脆斷和崩刃。 ㈡ 碳素工具鋼共有七個(gè)牌號(hào)：T7~T13 1、成分特點(diǎn)： 2、熱處理及組織 ⑴ 熱處理：正火+球化退火+淬火+低溫回火球化退火目的： ① 降低硬度， 便于加工; ② 為淬火作組織準(zhǔn)備。 ⑵ 使用狀態(tài)下的組織： M回+顆粒狀碳化物+A’(少量) 3、用途由于碳工鋼熱硬性、淬透性差，只用于制造小尺寸的手工工具和低速刃具。 T7~T9：制造承受沖擊的工具，如木工工具：沖子、鑿子、錘子等。 T10~T11：制造低速切削工具，如鉆頭、絲錐、車(chē)刀等。 T12~T13：制造耐磨工具，如銼刀、鋸條等。 1、成分特點(diǎn)： ⑴ 高碳：0.75~1.5%C ⑵ 合金元素作用 ① 提高淬透性: Cr、Mn、Si ② 提高耐回火性：Si ③ 提高耐磨性、細(xì)化晶粒: W、V 2、熱處理及組織同碳素工具鋼，只是淬火介質(zhì)為油(碳素工具鋼為水)。使用狀態(tài)下的組織為： M回+顆粒狀碳化物+A’(少量) 3、常用鋼號(hào)及用途應(yīng)用最多的是9SiCr。用于制造形狀復(fù)雜、要求變形小的低速刃具，如絲錐、板牙等. 1、性能特點(diǎn): 高熱硬性(600℃)、高淬透性 2、成分特點(diǎn) ⑴ 高碳: 0.70~1.5%C ⑵ 合金元素作用 ① 提高淬透性：Cr ② 提高熱硬性、耐磨性: W、Mo、V 高速鋼是萊氏體鋼，其鑄態(tài)組織為亞共晶組織，由魚(yú)骨狀萊氏體與樹(shù)枝狀M+T組成，脆性大且無(wú)法熱處理改善。 ⑵ 退火目的：降低硬度，便于切加工；為淬火作組織準(zhǔn)備。退火后組織： S+顆粒狀碳化物 ⑶ 淬火目的: 獲得高合金元素含量的馬氏體。因此淬火溫度高(>1200℃)。 的碳化物，產(chǎn)生二次硬化。 ② 碳及合金元素含量下降，Ms點(diǎn)上升，回火冷卻時(shí)，A’轉(zhuǎn)變?yōu)镸。每次回火加熱都使前一次的淬火馬氏體回火。 W18Cr4V鋼熱處理工藝示意圖 4、使用狀態(tài)下組織 M回+顆粒狀碳化物+A’（少量）不同狀態(tài)下W18Cr4V的組織 5、常用鋼號(hào)及用途常用鋼號(hào)為W18Cr4V(18-4-1)和W6Mo5Cr4V2(6-5-4-2)。用于高速切削刃具，如車(chē)刀、刨刀、銑刀、鉆頭等。 用以制造冷熱模具的鋼種. ㈠ 冷作模具鋼制造金屬冷成型模具鋼種. 1、性能要求 ⑴ 高硬度和耐磨性。 ⑵ 足夠的強(qiáng)度和韌性。 ⑶ 良好的工藝性能（淬透性、切削加工性等） 2、常用鋼種 ⑴ 小尺寸、形狀簡(jiǎn)單、受力不大的模具， 可用碳素工具鋼和低合金工具鋼制造。 ⑵ 截面、受力大的冷模具用Cr12型冷作模具鋼制造. ② 加工及熱處理：Cr12型模具鋼也是萊氏體鋼，需進(jìn)行鍛造、退火， 目的同高速鋼. ㈡ 熱作模具鋼制造使加熱金屬或液態(tài)金屬成型模具鋼種. 1、性能要求 ⑴ 高溫下良好的 綜合力學(xué)性能。 ⑵ 抗熱疲勞性能。 ⑶ 高的淬透性和良好的導(dǎo)熱性。 2、常用鋼種 ⑴ 熱鍛模鋼 5CrNiMo、5CrMnMo 前者用于大型熱鍛模，后者用于中小型熱鍛模. 成分特點(diǎn)、合金元素作用及熱處理同調(diào)質(zhì)鋼。使用狀態(tài)下的組織: S回 ⑵ 壓鑄模鋼典型鋼號(hào)是3Cr2W8V， 為過(guò)共析鋼. 中碳(0.3~0.4%C)， 合金元素作用同高速鋼。W、Cr提高抗熱疲勞性能. 淬火+回火后組織： M回+顆粒狀碳化物+A’(少量) 汽車(chē)四缸壓鑄模 制造各種量具用鋼。如千分尺、卡尺、塊規(guī)、塞規(guī)等。 1、性能要求量具在使用過(guò)程中與被測(cè)零件接觸，承受摩擦和沖擊。 ⑴ 高硬度和耐磨性。 ⑵ 高的尺寸穩(wěn)定性。 ⑶ 足夠的韌性。 2、量具用鋼 ⑴ 低碳鋼滲碳、 中碳鋼表面淬火 ⑵ 碳素工具鋼、低合金工具鋼 兩者用于尺寸小、形狀簡(jiǎn)單、精度要求不高的量具。 3、量具鋼的熱處理特點(diǎn) ⑴ 淬火前預(yù)備熱處理采用球化退火或調(diào)質(zhì)處理。第五節(jié) 特殊性能鋼 化學(xué)腐蝕是指金屬在非電解質(zhì)中的腐蝕。電化學(xué)腐蝕是指金屬在電解質(zhì)溶液中的腐蝕，是有電流參與作用的腐蝕。 不同組織、成分、應(yīng)力區(qū)域之間都可構(gòu)成微電池。 防止電化學(xué)腐蝕的措施： ① 獲得均勻的單相組織。 ② 提高合金的電極電位。 ③ 使表面形成致密的鈍化膜。 ㈡ 不銹鋼中合金元素的作用 1、低碳：碳高，則降低耐蝕性。 2、Cr：是提高耐蝕性的主要元素 ① 形成穩(wěn)定致密的Cr2O3氧化膜. ② Cr含量大于13%時(shí)，形成單相鐵素體組織。 ③ 提高基體電極電位(n/8規(guī)律) 3、Ni：獲得單相奧氏體組織。 4、Mo：耐有機(jī)酸腐蝕。 5、Ti， Nb: 防止奧氏體鋼晶間腐蝕. 晶間腐蝕是沿晶粒周界發(fā)生腐蝕的現(xiàn)象，危害很大. 它是由于Cr23C6析出于晶界，使晶界附近Cr含量降到12%以下，在介質(zhì)作用下發(fā)生強(qiáng)烈腐蝕。加 Ti、Nb則先于Cr與C形成不易溶于奧氏體的碳化物， 避免晶界貧Cr。 晶間腐蝕破壞 ㈢ 常用不銹鋼 1、馬氏體不銹鋼主要是Cr13型不銹鋼 鋼號(hào)為1Cr13~4Cr13 隨含碳量提高，強(qiáng)度、硬度提高，耐蝕性下降. ⑴ 1Cr13、2Cr13 熱處理: 淬火+高溫回火使用狀態(tài)下的組織: S回 1Cr13、2Cr13具有耐大氣、蒸汽腐蝕能力及良好的綜合力學(xué)性能。 ⑵ 3Cr13、4Cr13 熱處理：淬火+低溫回火。使用狀態(tài)下的組織：M回。具有較高強(qiáng)度、硬度。用于要求耐蝕、耐磨件，醫(yī)療器械、量具等。 2、鐵素體不銹鋼典型鋼號(hào)如0Cr13、1Cr17等。 ⑴ 成分：高鉻低碳 ⑷ 性能特點(diǎn)耐酸蝕，抗氧化能力強(qiáng)，塑性好。但有脆化傾向： ① 475℃脆化：加熱到450~550℃停留，產(chǎn)生脆化. ⑸ 用途廣泛用于硝酸和氮肥工業(yè)的耐蝕件。 3、奧氏體不銹鋼主要是18-8（18Cr-8Ni）型不銹鋼。 ⑴ 性能特點(diǎn)：具有良好的耐蝕性，冷熱加工性及 ⑶ 常用鋼種為1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti 廣泛用于化工設(shè)備及管道. ⑷ 應(yīng)力腐蝕奧氏體不銹鋼易發(fā)生應(yīng)力腐蝕。即在特定合金-環(huán)境體系中，應(yīng)力與腐蝕共同作用引起的破壞。應(yīng)力腐蝕易在含Clˉ的介質(zhì)中發(fā)生，裂紋為樹(shù)枝狀。 ㈠ 性能要求 1、高的抗氧化性：指鋼在高溫下對(duì)氧化作用的抗力。鋼中加入Cr、Si、Al可形成致密穩(wěn)定的氧化膜，阻礙氧進(jìn)一步擴(kuò)散，提高抗氧化性。 2、高的熱強(qiáng)性熱強(qiáng)性是指金屬在高溫下的強(qiáng)度. 指標(biāo)為蠕變強(qiáng)度和持久強(qiáng)度。蠕變指金屬在高溫低于σs的應(yīng)力下所發(fā)生的極其緩慢的塑性變形. 提高高溫強(qiáng)度的途徑: ① 固溶強(qiáng)化； ② 析出強(qiáng)化； ③ 晶界強(qiáng)化(加入B、Zr等降低晶界能量) ㈡ 常用耐熱鋼 1、珠光體耐熱鋼常用鋼號(hào)為15CrMo、12Cr1MoV，是低合金鋼。 ⑴ 合金元素作用： Cr提高抗氧化性； Mo提高熱強(qiáng)性(T再); V彌散強(qiáng)化。 ⑵ 熱處理： 正火+高溫回火 ⑶ 組織: F+P 2、馬氏體耐熱鋼常用鋼號(hào)為1Cr13、 1Cr11MoV、4Cr9Si2 ⑴ 合金元素作用： Cr、Si提高抗氧化性; Mo提高熱強(qiáng)性(T再); V彌散強(qiáng)化。 ⑵ 熱處理：調(diào)質(zhì)。 ⑶ 組織： S回。 ⑷ 用途：1Cr13、1Cr11MoV用于550℃以下汽輪機(jī)葉片； 4Cr9Si2是汽車(chē)閥門(mén)用鋼。 3、奧氏體耐熱鋼最典型鋼號(hào)是1Cr18Ni9Ti。 Cr的作用是提高抗氧化性； Ni的作用是獲得單相奧氏體; Ti的作用是彌散強(qiáng)化。熱處理采用固溶處理組織為單相A。主要用于過(guò)熱器管道等。Vd4紅軟基地

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