工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料課件

1、工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料工程材料與機械制造基礎(chǔ)工程材料與機械制造基礎(chǔ)第六章第六章 常用金屬材料常用金屬材料*工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料 主主 要要 內(nèi)內(nèi) 容容l工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼 碳素鋼 合金鋼 l鑄鐵鑄鐵 鑄鐵的石墨化 常用鑄鐵 l有色金屬及其合金有色金屬及其合金 鋁及其合金 銅及其合金 鈦及鈦合金 軸承合金*工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料l工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼按化學成分分為碳素鋼和合金鋼兩大類。按化學成分分為碳素鋼和合金鋼兩大類。l碳素鋼碳素鋼是指含碳量低于是指含碳量低于2.11%的鐵碳合金。的鐵碳合金。l合金鋼合金鋼是指為了提高鋼是指為了提高鋼的性能，在

2、碳鋼基礎(chǔ)上的性能，在碳鋼基礎(chǔ)上有意加入一定量合金元有意加入一定量合金元素所獲得的鐵基合金。素所獲得的鐵基合金。 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料 鋼的分類及編號鋼的分類及編號一、鋼的分類一、鋼的分類1、按化學成分分、按化學成分分 中碳鋼中碳鋼 0.250.6%C高碳鋼高碳鋼 0.6%C低碳鋼低碳鋼 0.25%C低合金鋼低合金鋼 合金元素總量合金元素總量 5%中合金鋼中合金鋼 合金元素總量合金元素總量 510%高合金鋼高合金鋼 合金元素總量合金元素總量 10%碳素鋼碳素鋼合金鋼合金鋼 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料鋼鋼 類類碳碳 素素 鋼鋼合合

3、金金 鋼鋼PSPS普通質(zhì)量鋼普通質(zhì)量鋼0.0450.0450.0450.045優(yōu)優(yōu) 質(zhì)質(zhì) 鋼鋼0.0350.0350.0350.035高級優(yōu)質(zhì)鋼高級優(yōu)質(zhì)鋼0.0300.0300.0250.025特級優(yōu)質(zhì)鋼特級優(yōu)質(zhì)鋼0.0250.0200.0250.015 2、按質(zhì)量分、按質(zhì)量分 鋼的質(zhì)量是以鋼的質(zhì)量是以磷磷、硫硫的含量來劃分的。的含量來劃分的。 分為分為普通質(zhì)量鋼普通質(zhì)量鋼、優(yōu)質(zhì)鋼優(yōu)質(zhì)鋼、高級優(yōu)質(zhì)鋼高級優(yōu)質(zhì)鋼和和特級優(yōu)質(zhì)鋼特級優(yōu)質(zhì)鋼. 根據(jù)現(xiàn)行標準，各質(zhì)量等級鋼的磷、硫含量如下：根據(jù)現(xiàn)行標準，各質(zhì)量等級鋼的磷、硫含量如下： 鋼的分類鋼的分類工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料3、按冶煉方法

4、分、按冶煉方法分轉(zhuǎn)爐煉鋼轉(zhuǎn)爐煉鋼平爐煉鋼平爐煉鋼平爐鋼平爐鋼轉(zhuǎn)爐鋼轉(zhuǎn)爐鋼電爐鋼電爐鋼 按按 爐爐 別別 分分沸騰鋼沸騰鋼：脫氧不充分，澆注時脫氧不充分，澆注時C C與與OO反應(yīng)發(fā)反應(yīng)發(fā)鎮(zhèn)靜鋼鎮(zhèn)靜鋼：脫氧充分，組織致密，成材率低。脫氧充分，組織致密，成材率低。半鎮(zhèn)靜鋼半鎮(zhèn)靜鋼：介于前兩者之間。介于前兩者之間。生生沸騰。這種鋼成材率高，但不致密。沸騰。這種鋼成材率高，但不致密。按脫氧程度分按脫氧程度分特殊鎮(zhèn)靜鋼特殊鎮(zhèn)靜鋼 鋼的分類鋼的分類工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料4、按金相組織分、按金相組織分珠光體鋼珠光體鋼貝氏體鋼貝氏體鋼馬氏體鋼馬氏體鋼鐵素體鋼鐵素體鋼奧氏體鋼奧氏體鋼萊氏體鋼萊氏

5、體鋼 按正火組織分按正火組織分亞共析鋼亞共析鋼共共 析析 鋼鋼過共析鋼過共析鋼 按退火組織分按退火組織分電弧爐煉鋼電弧爐煉鋼 鋼的分類鋼的分類工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料5、按用途分、按用途分 工程用鋼工程用鋼 建筑、橋梁、船舶、車輛建筑、橋梁、船舶、車輛滲滲 碳碳 鋼鋼調(diào)調(diào) 質(zhì)質(zhì) 鋼鋼彈彈 簧簧 鋼鋼滾動軸承鋼滾動軸承鋼耐耐 磨磨 鋼鋼機器用鋼機器用鋼結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu) 鋼鋼刃具鋼刃具鋼模具鋼模具鋼量具鋼量具鋼工工 具具 鋼鋼不銹鋼不銹鋼耐熱鋼耐熱鋼特特 殊殊 性性能能 鋼鋼擠壓模具擠壓模具 鋼的分類鋼的分類工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料 二、鋼的編號二、鋼的編號 我國鋼材的編

6、號是采用我國鋼材的編號是采用漢漢語拼音字母語拼音字母、化學元素符化學元素符號號和和阿拉伯數(shù)字阿拉伯數(shù)字相結(jié)合的相結(jié)合的方法。方法。 采用采用漢語拼音字母漢語拼音字母表示鋼表示鋼產(chǎn)品的名稱、用途、特性產(chǎn)品的名稱、用途、特性和工藝方法時，一般從代和工藝方法時，一般從代表表鋼產(chǎn)品名稱鋼產(chǎn)品名稱的漢字的漢的漢字的漢語拼音中選取語拼音中選取第一個字母第一個字母. 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料常用鋼產(chǎn)品的名稱、用途、特性和工藝方法常用鋼產(chǎn)品的名稱、用途、特性和工藝方法表示符號表示符號（GB/T 2212000）名稱名稱符號符號位置位置名稱名稱符號符號位置位置碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼

7、Q頭頭橋梁用鋼橋梁用鋼q尾尾低合金高強度鋼低合金高強度鋼Q頭頭鍋爐用鋼鍋爐用鋼g尾尾易切削鋼易切削鋼Y頭頭焊接氣瓶用鋼焊接氣瓶用鋼HP尾尾碳素工具鋼碳素工具鋼T頭頭車輛車軸用鋼車輛車軸用鋼LZ頭頭(滾珠滾珠)軸承鋼軸承鋼G頭頭機車車軸用鋼機車車軸用鋼JZ頭頭焊接用鋼焊接用鋼H頭頭沸騰鋼沸騰鋼F尾尾鉚螺鋼鉚螺鋼ML頭頭半鎮(zhèn)靜鋼半鎮(zhèn)靜鋼b尾尾船用鋼船用鋼國際符號國際符號鎮(zhèn)靜鋼鎮(zhèn)靜鋼Z尾尾汽車大梁用鋼汽車大梁用鋼L尾尾特殊鎮(zhèn)靜鋼特殊鎮(zhèn)靜鋼TZ尾尾壓力容器用鋼壓力容器用鋼R尾尾質(zhì)量等級質(zhì)量等級A.B.C.D.E尾尾工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料 1、碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金高強度鋼、碳素結(jié)構(gòu)鋼和低

8、合金高強度鋼 Q+最低屈服強度值最低屈服強度值+質(zhì)量等級符號質(zhì)量等級符號+脫氧方法符號脫氧方法符號 Q表示表示“屈服強度屈服強度”；屈服強度值單位是；屈服強度值單位是MPa； 質(zhì)量等級符號為質(zhì)量等級符號為A、B、C、D、E。由。由A到到E，其，其P、S含量依次下降，質(zhì)量提高。含量依次下降，質(zhì)量提高。l脫氧方法符號脫氧方法符號: 沸騰鋼沸騰鋼F；鎮(zhèn)靜鋼鎮(zhèn)靜鋼Z；半鎮(zhèn)靜鋼；半鎮(zhèn)靜鋼b；特殊鎮(zhèn)靜鋼特殊鎮(zhèn)靜鋼TZ。l如碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號表示為如碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號表示為Q235AF、Q235BZ。 鋼的編號鋼的編號工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料 低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼都是鎮(zhèn)靜鋼或特殊鎮(zhèn)靜

9、鋼，其都是鎮(zhèn)靜鋼或特殊鎮(zhèn)靜鋼，其牌號中牌號中沒有表示脫氧方法沒有表示脫氧方法的符號。如的符號。如Q345C。 根據(jù)需要，低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼的牌號也可以采用根據(jù)需要，低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼的牌號也可以采用兩位阿拉伯數(shù)字兩位阿拉伯數(shù)字（表示平均含碳量的萬分之幾）和（表示平均含碳量的萬分之幾）和化學元素符號化學元素符號，按順序表示，如，按順序表示，如16Mn。l*說明：說明：通常情況下，通常情況下，屈服強度值小屈服強度值小300MPa時為碳素結(jié)構(gòu)鋼，大時為碳素結(jié)構(gòu)鋼，大于于300MPa時為低合金時為低合金高強度鋼。高強度鋼。 鋼的編號鋼的編號工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料齒輪加工齒輪加工方鋼方

10、鋼 2、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 牌號用牌號用兩位數(shù)字表示兩位數(shù)字表示。 這兩位數(shù)字表示鋼平均這兩位數(shù)字表示鋼平均含碳量的萬分之幾含碳量的萬分之幾。 如如45鋼鋼平均含碳量為萬分之四十五（即平均含碳量為萬分之四十五（即0.45%）的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。 鋼的編號鋼的編號工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料鋼帶鋼帶 *說明：說明： 含含Mn量為量為0.71.0%時，在兩位數(shù)字后加元素時，在兩位數(shù)字后加元素符號符號“Mn”，如，如40Mn。l 對于對于沸騰鋼沸騰鋼和和半半鎮(zhèn)靜鋼鎮(zhèn)靜鋼, 在鋼號后分在鋼號后分別加字母別加字母F和和b，如，如08F、10b。l 高級優(yōu)質(zhì)鋼高級優(yōu)

11、質(zhì)鋼在鋼在鋼號后加字母號后加字母A，如，如20A。 鋼的編號鋼的編號工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料鋼管鋼管 3、合金結(jié)構(gòu)鋼和合金彈簧鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼和合金彈簧鋼 兩位數(shù)字兩位數(shù)字（表示平均含碳量的萬分之幾）（表示平均含碳量的萬分之幾）+合金元合金元素符號素符號+該該元素百分含量元素百分含量數(shù)字數(shù)字+ 當合金元素的平均含量當合金元素的平均含量小于小于1.50%時，只標元素符時，只標元素符號，號，不標含量不標含量； 鋼的編號鋼的編號工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料 當當合金元素的平均含量合金元素的平均含量為為1.502.49%、2.50 3.49%、3.504.49%、4.505.

12、49%、時，在相應(yīng)的時，在相應(yīng)的合金合金元素符號后標元素符號后標2、3、4、5 等等數(shù)字數(shù)字。如。如20CrNi3。 高級優(yōu)質(zhì)鋼高級優(yōu)質(zhì)鋼在牌號后加字母在牌號后加字母A，如，如60Si2MnA。 特級優(yōu)質(zhì)鋼特級優(yōu)質(zhì)鋼在牌號后加字母在牌號后加字母E，如，如30CrMnSiE。 不銹鋼制管板式換熱器不銹鋼制管板式換熱器所有合所有合金鋼的金鋼的合金元合金元素量標素量標法相同法相同 鋼的編號鋼的編號工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料 4、工具鋼、工具鋼 碳素工具鋼碳素工具鋼 T + 數(shù)字數(shù)字 T表示表示“碳素工具鋼碳素工具鋼”； 數(shù)字表示平均含碳量的數(shù)字表示平均含碳量的千分之幾千分之幾. 如如T

13、8其平均含碳量為千分之八其平均含碳量為千分之八(0.8%C)。 *說明說明：碳素工具鋼都是：碳素工具鋼都是優(yōu)質(zhì)以上優(yōu)質(zhì)以上質(zhì)量質(zhì)量的。高級優(yōu)質(zhì)鋼在鋼號后加的。高級優(yōu)質(zhì)鋼在鋼號后加“A”，如，如T8A。 絲錐絲錐銼刀銼刀 鋼的編號鋼的編號工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料 合金工具鋼合金工具鋼 含碳量含碳量+合金元素符號合金元素符號+該該元素百分含量元素百分含量+ 當含碳量當含碳量小于小于1.00%時，含碳量用時，含碳量用一位數(shù)字一位數(shù)字標明，標明，這一位數(shù)字表示平均含碳量的這一位數(shù)字表示平均含碳量的千分之幾千分之幾，如，如8MnSi. 當含碳量當含碳量大于大于1.00%時，時，不標含碳量

14、不標含碳量。* 高速鋼高速鋼不標含碳量，如不標含碳量，如W6Mo5Cr4V2(含含0.85%C).* 含含鉻量小于鉻量小于1%時，在含鉻時，在含鉻量量(以千分之一為單位以千分之一為單位)前加前加數(shù)字數(shù)字“0”，如，如Cr06。 鋼的編號鋼的編號工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料 5、軸承鋼、軸承鋼 G+Cr+鉻含量鉻含量(不標含碳量不標含碳量) “G”表示表示“滾動軸承鋼滾動軸承鋼”。* 鉻含量以鉻含量以千分之一千分之一為單位為單位. 如如“GCr15”的平均含鉻量的平均含鉻量為為1.5%。 滲碳軸承鋼滲碳軸承鋼牌號的表示方法牌號的表示方法與合金結(jié)構(gòu)鋼相同，僅在與合金結(jié)構(gòu)鋼相同，僅在牌牌

15、號頭部號頭部加字母加字母“G”，如，如“G20CrNiMo”。 鋼的編號鋼的編號工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料 6、不銹鋼和耐熱鋼、不銹鋼和耐熱鋼 含碳量含碳量+合金合金元素符號元素符號+該元素該元素百分含量百分含量+ 含碳量以含碳量以千分之一千分之一為單位。為單位。l含碳量的表示方含碳量的表示方法為：法為：l當平均含碳量當平均含碳量1.00%時，用時，用兩兩位數(shù)字位數(shù)字表示，如表示，如11Cr17(平均含碳平均含碳量為量為1.10%)；渦輪葉片渦輪葉片 鋼的編號鋼的編號工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料 當當1.0%平均含碳量平均含碳量0.1%時，用時，用一位數(shù)字一位數(shù)字表示

16、表示,如如2Cr13（平均含碳量為（平均含碳量為0.20%） 當當0.1%含碳量上限含碳量上限 0.03%時，以時，以“0”表示，表示，如如0Cr18Ni9（含碳量上限為（含碳量上限為0.08%） 當當0.03%含碳量上限含碳量上限0.01%時（超低碳），以時（超低碳），以“03”表示，如表示，如03Cr19Ni10(含碳量上限為含碳量上限為0.03%）l 當含碳量上限當含碳量上限0. 01%時時(極低碳極低碳)，以，以“01”表示，表示，如如01Cr19Ni11（含碳量上（含碳量上限為限為0.01%）。）。汽輪機葉片汽輪機葉片 鋼的編號鋼的編號工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料* 珠光

17、體耐熱鋼含碳量的標注同結(jié)構(gòu)鋼。如珠光體耐熱鋼含碳量的標注同結(jié)構(gòu)鋼。如15CrMo 注：舊標準含碳量表示方法為：注：舊標準含碳量表示方法為： 當含碳量當含碳量0.08%時，以時，以“0”表示，如表示，如0Cr18. 當含碳量當含碳量0.03%時，以時，以“00”表示，如表示，如00Cr18Ni10.不銹鋼法蘭不銹鋼法蘭不銹鋼型材不銹鋼型材 鋼的編號鋼的編號工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料 7、鑄鋼、鑄鋼 ZG + 兩位數(shù)字兩位數(shù)字 ZG表示表示“鑄鋼鑄鋼”； 兩位數(shù)字表示平均含碳兩位數(shù)字表示平均含碳量的量的萬分之幾萬分之幾, 如如ZG25.鑄鋼件鑄鋼件2.5噸大齒輪鑄件噸大齒輪鑄件 鋼的

18、編號鋼的編號工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料 鋼中的雜質(zhì)及合金元素鋼中的雜質(zhì)及合金元素 1、Mn: 0.8%時為雜質(zhì)時為雜質(zhì), 是有益元素。作用為：是有益元素。作用為： 強化鐵素體；強化鐵素體； 消除硫的有害作用。消除硫的有害作用。一、雜質(zhì)元素對性能的影響一、雜質(zhì)元素對性能的影響l鋼中的雜質(zhì)一般是指Mn、Si、P、S。是由原料帶入或脫氧殘留的元素。 工程用鋼工程用鋼工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料 強化鐵素體；強化鐵素體； 增加鋼液流動性。增加鋼液流動性。 3、S：是有害元素。：是有害元素。 常以常以FeS形式存在。易與形式存在。易與Fe在晶在晶界上形成界上形成低熔點共晶低熔點

19、共晶(985)，熱加工時熱加工時(11501200)，由于，由于其熔化而導(dǎo)致開裂，稱其熔化而導(dǎo)致開裂，稱熱脆性熱脆性. 鋼中的硫應(yīng)控制在鋼中的硫應(yīng)控制在0.045%以下以下.l2、Si：0.5%時為雜質(zhì)，是有益元素。作用為： 合金晶界的低熔點硫化物共晶合金晶界的低熔點硫化物共晶 雜質(zhì)元素對性能的影響雜質(zhì)元素對性能的影響工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料 Mn可消除硫的有害作用可消除硫的有害作用, FeS + Mn Fe + MnS， MnS熔點高熔點高(1600)。 4、P：也是有害元素。：也是有害元素。 能全部能全部溶入鐵素體溶入鐵素體中，使中，使鋼在常溫下鋼在常溫下硬度提高硬度提高，

20、塑塑性、韌性性、韌性急劇下降，稱急劇下降，稱冷冷脆性脆性。 P一般控制在一般控制在0.045%以下以下.鋼中的鋼中的MnS夾雜夾雜比利時阿爾伯特運河鋼橋因磷高產(chǎn)生冷脆性于比利時阿爾伯特運河鋼橋因磷高產(chǎn)生冷脆性于1938年冬發(fā)生斷裂墜年冬發(fā)生斷裂墜入河中入河中 雜質(zhì)元素對性能的影響雜質(zhì)元素對性能的影響工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料 5、氣體元素、氣體元素 N：室溫下室溫下N在鐵素體中溶在鐵素體中溶解度很低，鋼中過飽和解度很低，鋼中過飽和N在常在常溫溫放置過程放置過程中以中以FeN、Fe4N形形式析出使鋼變脆式析出使鋼變脆, 稱稱時效脆化時效脆化. 加加Ti、V、Al等元素可使等元素可使

21、N固定，固定，消除時效傾向。消除時效傾向。 O：氧在鋼中以氧在鋼中以氧化物氧化物的形的形式存在，其與基體結(jié)合力弱，式存在，其與基體結(jié)合力弱，不易變形，易成為不易變形，易成為疲勞裂紋源疲勞裂紋源.鋼中鋼中TiN夾雜夾雜鋼中氧化物夾雜鋼中氧化物夾雜 雜質(zhì)元素對性能的影響雜質(zhì)元素對性能的影響工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料 H：常溫下氫在鋼中的溶解度也很低。當氫在鋼常溫下氫在鋼中的溶解度也很低。當氫在鋼中以中以原子態(tài)溶解原子態(tài)溶解時，降低韌性，引起時，降低韌性，引起氫脆氫脆。 當氫在缺陷處以當氫在缺陷處以分子態(tài)分子態(tài)析出時，會產(chǎn)生很高內(nèi)壓，析出時，會產(chǎn)生很高內(nèi)壓，形成形成微裂紋微裂紋，其內(nèi)壁

22、為白色，稱，其內(nèi)壁為白色，稱白點白點或或發(fā)裂發(fā)裂。 雜質(zhì)元素對性能的影響雜質(zhì)元素對性能的影響工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料 對鋼中基本相的影響對鋼中基本相的影響 1、溶于鐵素體、溶于鐵素體, 起固溶強起固溶強化作用化作用 非碳化物形成元素及過剩非碳化物形成元素及過剩的碳化物形成元素都溶于的碳化物形成元素都溶于鐵素體，形成鐵素體，形成合金鐵素體合金鐵素體. Si、Mn對強度、硬度提對強度、硬度提高顯著。高顯著。Cr、Ni在適當范在適當范圍內(nèi)提高韌性。圍內(nèi)提高韌性。二、合金元素在鋼中的作用二、合金元素在鋼中的作用對鐵素體沖擊韌性影響對鐵素體沖擊韌性影響 鋼中的雜質(zhì)和合金元素鋼中的雜質(zhì)和合

23、金元素工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料 2、形成碳化物，起強化相作用、形成碳化物，起強化相作用 合金元素與碳的親和力從大到小的順序為：合金元素與碳的親和力從大到小的順序為： Ti、Zr、Nb、V、W、Mo、Cr、Mn、Fe。l Ti、Nb、V為為強碳化物形成元強碳化物形成元素，碳化物的穩(wěn)素，碳化物的穩(wěn)定性定性、熔點、硬度、熔點、硬度、耐磨性高，如耐磨性高，如TiC、VC等。等。 合金元素在鋼中的作用合金元素在鋼中的作用工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料 W、Mo、Cr為為中碳化物形成元素中碳化物形成元素，碳化物的穩(wěn)，碳化物的穩(wěn)定性、熔點、硬度、耐磨性較高，如定性、熔點、硬度、耐磨

24、性較高，如W2C等。等。 Mn、Fe為為弱碳化物形成元素弱碳化物形成元素，碳化物的穩(wěn)定性，碳化物的穩(wěn)定性、熔點、硬度、耐磨性較低，如熔點、硬度、耐磨性較低，如Fe3C等。等。 合金元素在鋼中的作用合金元素在鋼中的作用工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料l當當Mn 13%或或Ni 9%時，時，S點降到點降到0以下，室溫下以下，室溫下為單相奧氏體組織，稱為單相奧氏體組織，稱奧氏體鋼奧氏體鋼。 錳對奧氏體相區(qū)的影響錳對奧氏體相區(qū)的影響 對對Fe - Fe3C相圖相圖的影響的影響 1、對奧氏體相區(qū)的、對奧氏體相區(qū)的影響影響 Ni、Mn、Co、C、N等是等是擴大奧氏體相擴大奧氏體相區(qū)區(qū)的元素，使的元

25、素，使A1、A3點下降。點下降。 合金元素在鋼中的作用合金元素在鋼中的作用工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料 Cr、Mo、Si、Ti、W、Al等是等是縮縮小奧氏體相區(qū)小奧氏體相區(qū)的元的元素，使素，使A1、A3點點上升，上升，A4點下降。點下降。 當當Cr 13%時，奧時，奧氏體相區(qū)消失，室氏體相區(qū)消失，室溫下為單相鐵素體溫下為單相鐵素體組織，稱組織，稱鐵素體鋼鐵素體鋼.鉻對奧氏體相區(qū)的影響鉻對奧氏體相區(qū)的影響 合金元素在鋼中的作用合金元素在鋼中的作用工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料 2、對、對E點和點和S點位置的影響點位置的影響 所有合金元素均所有合金元素均使使E點和點和S點左移

26、點左移，即這兩點的含碳，即這兩點的含碳量下降，使碳含量比較低的鋼出現(xiàn)過量下降，使碳含量比較低的鋼出現(xiàn)過共析組織共析組織（如（如4Cr13）或）或共晶組織共晶組織（如（如W18Cr4V）。）。 合金元素在鋼中的作用合金元素在鋼中的作用工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料 對鋼中相變過程的對鋼中相變過程的影響影響 1、對奧氏體化的影響、對奧氏體化的影響 對奧氏體對奧氏體形成速度形成速度的影響：除的影響：除Ni、Co外，外，都減緩奧氏體化過程。都減緩奧氏體化過程。 對奧氏體對奧氏體晶粒長大晶粒長大傾向的影響：傾向的影響：l碳、氮化物碳、氮化物形成元素阻礙奧氏體晶粒長大。形成元素阻礙奧氏體晶粒長大

27、。lMn、P促進長大。促進長大。 合金元素在鋼中的作用合金元素在鋼中的作用工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料 2、對過冷奧氏體轉(zhuǎn)變的影響、對過冷奧氏體轉(zhuǎn)變的影響 對對C曲線和淬透性的影響曲線和淬透性的影響：除除Co外外，凡溶入奧氏，凡溶入奧氏體的合金元素均使體的合金元素均使C曲線右移曲線右移，淬透性提高淬透性提高。 常用提高淬透性的元素為常用提高淬透性的元素為Mn、Si、Cr、Ni、B。l 對對Ms、Mf點的影響：點的影響：除除Co、 Al外外,所有元素都所有元素都 使使Ms、Mf點點下降下降。 合金元素對鋼淬合金元素對鋼淬透性的影響透性的影響 合金元素在鋼中的作用合金元素在鋼中的作用工

28、程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料淬火碳鋼淬火碳鋼 回火回火 時的時的 硬度變化硬度變化 3、對回火轉(zhuǎn)變的影響、對回火轉(zhuǎn)變的影響 提高耐回火性提高耐回火性：淬：淬火鋼在回火過程中抵火鋼在回火過程中抵抗硬度下降的能力稱抗硬度下降的能力稱耐回火性耐回火性。 合金元素能合金元素能阻礙馬氏阻礙馬氏體分解體分解及及碳化物的析碳化物的析出與聚集出與聚集。l當當回火硬度相同回火硬度相同時，時，合金鋼合金鋼比同含碳量碳鋼比同含碳量碳鋼回火溫回火溫度高度高。如果同溫度回火，合金鋼硬度比碳鋼高。如果同溫度回火，合金鋼硬度比碳鋼高。 合金元素在鋼中的作用合金元素在鋼中的作用工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材

29、料 產(chǎn)生二次硬化產(chǎn)生二次硬化 含含高高W、Mo、Cr、V鋼鋼淬火后回火時，由于析出淬火后回火時，由于析出細小彌散的特殊碳化物及細小彌散的特殊碳化物及回火冷卻時回火冷卻時A轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)镸回回,使硬度不僅不下降，反而使硬度不僅不下降，反而升高的現(xiàn)象稱升高的現(xiàn)象稱二次硬化二次硬化。 防止第二類回火脆性止第二類回火脆性 加加W、Mo可防止第二類可防止第二類回火脆性。回火脆性。高速鋼高速鋼 合金元素在鋼中的作用合金元素在鋼中的作用工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料 結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)鋼 對結(jié)構(gòu)鋼的性能要求為：對結(jié)構(gòu)鋼的性能要求為： 使用性能使用性能以強韌性為主。以強韌性為主。 工藝性能工藝性能以可焊性、淬

30、透以可焊性、淬透性為主。性為主。 合金結(jié)構(gòu)鋼除少量為中高合金結(jié)構(gòu)鋼除少量為中高合金鋼外，都是合金鋼外，都是低合金鋼低合金鋼. .銅陵長江公路大橋銅陵長江公路大橋 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料 1、成分成分：0.4%C, P、S量及非金屬夾雜較多量及非金屬夾雜較多. 2、性能性能：可焊性、塑：可焊性、塑性好。性好。 3、熱處理熱處理：不進行專：不進行專門熱處理，門熱處理，熱軋空冷熱軋空冷態(tài)態(tài)下使用。下使用。 4、使用狀態(tài)下、使用狀態(tài)下組織組織：F+P一、碳素結(jié)構(gòu)鋼一、碳素結(jié)構(gòu)鋼 結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)鋼工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料 5、用途用途 常以常以熱軋板熱軋板、

31、帶帶、棒棒及及型型鋼鋼使用，用量約占鋼材總使用，用量約占鋼材總量的量的70%。 用于用于建筑結(jié)構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)，適合焊接，適合焊接、鉚接、栓接等。鉚接、栓接等。螺紋鋼螺紋鋼黃河小浪底樞紐工程黃河小浪底樞紐工程 碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料 1、性能要求性能要求 高強度及足夠韌性。高強度及足夠韌性。 良好的焊接性能。良好的焊接性能。 良好的耐蝕性及低良好的耐蝕性及低 的韌脆轉(zhuǎn)變溫度。的韌脆轉(zhuǎn)變溫度。 2、成分特點成分特點 低碳：低碳：0.2%C. 合金元素：主要是合金元素：主要是Mn，還有少量，還有少量V、Ti、Nb等。等。二、低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼二、低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼

32、結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)鋼工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料 3、熱處理熱處理：大多數(shù)：大多數(shù)熱軋空冷熱軋空冷后使用。后使用。少數(shù)可用少數(shù)可用正火正火+高溫高溫回火回火處理。處理。 4、使用狀態(tài)下、使用狀態(tài)下組織組織：F+P低合金高強鋼合金元素細化晶粒作用低合金高強鋼合金元素細化晶粒作用l Mn的作用是強化鐵素體；增加珠光體的量。的作用是強化鐵素體；增加珠光體的量。l V、Ti、Nb等起細化晶粒和彌散強化作用。等起細化晶粒和彌散強化作用。 l 另外加另外加Cu、P可提高耐蝕性；加可提高耐蝕性；加RE可提高韌性、可提高韌性、疲勞極限，降低冷脆轉(zhuǎn)變溫度。疲勞極限，降低冷脆轉(zhuǎn)變溫度。 低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼低合

33、金高強度結(jié)構(gòu)鋼工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料 5、用途用途： Q345鋼鋼(16Mn)綜合性能綜合性能好，用于好，用于船舶、橋梁、船舶、橋梁、車輛車輛等大型鋼結(jié)構(gòu)。等大型鋼結(jié)構(gòu)。 Q390鋼含鋼含V、Ti、Nb，強度高，用于強度高，用于中等壓力中等壓力的的壓力容器壓力容器。 Q460鋼含鋼含Mo、B，正火，正火組織為組織為貝氏體貝氏體，強度高，強度高,用于石化用于石化中溫高壓容器中溫高壓容器.南京長江大橋南京長江大橋 低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料 制造滲碳零件的鋼種。制造滲碳零件的鋼種。 1、性能要求性能要求 表面表面具有具有高硬度高硬

34、度、高耐磨性高耐磨性，心部心部具有足具有足夠的夠的韌性和強度韌性和強度，即表，即表硬里韌。硬里韌。 良好的熱處理性能良好的熱處理性能,如淬透性和滲碳能力。如淬透性和滲碳能力。三、滲碳鋼三、滲碳鋼滲碳爐滲碳爐 結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)鋼工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料 2、成分特點成分特點 低碳：低碳：0.10.25%C 合金元素作用：合金元素作用： 提高淬透性提高淬透性： Cr、Mn、Ni、B 強化鐵素體強化鐵素體： Cr、Mn、Ni 細化晶粒細化晶粒： W、Mo、Ti、V 滲碳件滲碳件高精密獨高精密獨立導(dǎo)柱立導(dǎo)柱 滲碳鋼滲碳鋼工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料 3、熱處理特點熱處理特點 滲碳

35、件的加工工藝路線為：下料滲碳件的加工工藝路線為：下料鍛造鍛造正火正火機加工機加工滲碳滲碳淬火淬火+低溫回火低溫回火 正火目的為調(diào)整硬度，便于切削加工。正火目的為調(diào)整硬度，便于切削加工。 淬火溫度一般為淬火溫度一般為 Ac1+30-50。 4、使用狀態(tài)下組織使用狀態(tài)下組織 心部：心部：M回回+F 表層：表層：M回回+顆粒狀碳化物顆粒狀碳化物+A(少量少量)；滲碳淬火后的表層組織滲碳淬火后的表層組織 滲碳鋼滲碳鋼工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料 5、常用鋼號及用途常用鋼號及用途 低淬透性鋼：低淬透性鋼：20、20Cr。柴油機凸輪軸柴油機凸輪軸用于受力小的用于受力小的耐磨件，如柴耐磨件，如柴

36、油機的活塞銷、油機的活塞銷、凸輪軸等。凸輪軸等。 滲碳鋼滲碳鋼工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料 中淬透性鋼：中淬透性鋼：20CrMnTi。用用于中等載荷的于中等載荷的耐磨件，如變耐磨件，如變速箱齒輪。速箱齒輪。 高淬透性鋼：高淬透性鋼：18Cr2Ni4WA.用于大載荷的用于大載荷的耐磨件，如柴耐磨件，如柴油機曲軸。油機曲軸。 增壓柴油機曲軸增壓柴油機曲軸 滲碳鋼滲碳鋼工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料調(diào)質(zhì)件（螺桿）調(diào)質(zhì)件（螺桿） 調(diào)質(zhì)后使用的鋼種。調(diào)質(zhì)后使用的鋼種。 1、性能要求性能要求 良好的綜合力學性能良好的綜合力學性能. 良好的淬透性。良好的淬透性。四、調(diào)質(zhì)鋼四、調(diào)質(zhì)鋼 結(jié)

37、構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)鋼工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料 2、成分特點成分特點 中碳：中碳：0.30.5%C 合金元素作用：合金元素作用： 提高淬透性提高淬透性: Mn、Si、Cr、Ni、B 強化鐵素體強化鐵素體: Mn、Si、Cr、Ni 細化晶粒細化晶粒: Ti、V 防止第二類回火脆性防止第二類回火脆性: W、Mo 調(diào)質(zhì)件（冷卻輪）調(diào)質(zhì)件（冷卻輪）破碎機主軸破碎機主軸 調(diào)質(zhì)鋼調(diào)質(zhì)鋼工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料 調(diào)質(zhì)件的加工工藝路線為：調(diào)質(zhì)件的加工工藝路線為：下料下料鍛造鍛造退火退火粗粗加工加工調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)精加工精加工裝配裝配 調(diào)質(zhì)目的調(diào)質(zhì)目的：獲得良好綜合力學性能獲得良好綜合力學性能 使用

38、狀態(tài)下的使用狀態(tài)下的組織組織為：為：S回回l為提高表面耐磨性，調(diào)質(zhì)后可為提高表面耐磨性，調(diào)質(zhì)后可進行表面淬火或氮化。進行表面淬火或氮化?；鼗鹚魇象w回火索氏體調(diào)質(zhì)處理車間調(diào)質(zhì)處理車間 調(diào)質(zhì)鋼調(diào)質(zhì)鋼工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料柴油機凸輪軸柴油機凸輪軸 4、常用鋼號及用途常用鋼號及用途 低淬透性鋼：低淬透性鋼： D0油油60mm, 常用常用40CrNiMo, 用于制造大用于制造大截面重載荷零件，如曲軸等。截面重載荷零件，如曲軸等。 合金結(jié)構(gòu)鋼曲軸合金結(jié)構(gòu)鋼曲軸單缸汽車曲軸單缸汽車曲軸 調(diào)質(zhì)鋼調(diào)質(zhì)鋼工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料 制造彈簧或類似性能零件制造彈簧或類似性能零件的鋼種

39、。的鋼種。 1、性能要求性能要求 彈簧是利用彈性變形儲存彈簧是利用彈性變形儲存能量或緩和沖擊的零件。能量或緩和沖擊的零件。 高的高的s，s/b； 高的高的-1；足夠的韌性；足夠的韌性 高的高的淬透性淬透性。五、彈簧鋼五、彈簧鋼 結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)鋼工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料 2、成分特點成分特點 中高碳中高碳： 碳素彈簧鋼為碳素彈簧鋼為0.60.9%C 合金彈簧鋼為合金彈簧鋼為0.450.7%C 合金元素作用合金元素作用： 提高淬透性、強化鐵素提高淬透性、強化鐵素體：體：Mn、Si、Cr 提高提高 s/ b：Si 細化晶粒：細化晶粒：V汽車彈簧汽車彈簧 彈簧鋼彈簧鋼工程材料與機械制造基礎(chǔ)

40、-6-常用金屬材料 3、熱處理及組織特點熱處理及組織特點 冷成型彈簧冷成型彈簧：冷拔：冷拔 冷成型冷成型定型處理定型處理(250300)。 用于用于10mm)汽車板簧淬火線汽車板簧淬火線冷卷螺旋壓縮彈簧冷卷螺旋壓縮彈簧 彈簧鋼彈簧鋼工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料 彈簧的表面質(zhì)量對其彈簧的表面質(zhì)量對其壽命影響很大。壽命影響很大。 提高表面質(zhì)量的方法提高表面質(zhì)量的方法: 防止表面脫碳；防止表面脫碳；l 避免表面缺陷；避免表面缺陷； l 進行噴丸處理，使表進行噴丸處理，使表 面產(chǎn)生壓應(yīng)力。面產(chǎn)生壓應(yīng)力。 板簧噴丸處理示意圖板簧噴丸處理示意圖 彈簧鋼彈簧鋼工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬

41、材料 5、常用鋼號及用途常用鋼號及用途 Si、Mn彈簧鋼彈簧鋼，如，如65Mn、60Si2Mn，用于制造較，用于制造較大截面彈簧。大截面彈簧。 Cr、V彈簧鋼彈簧鋼，如，如50CrV，用于大截面、大載荷、，用于大截面、大載荷、耐熱耐熱的彈簧。的彈簧。 大型熱卷彈簧大型熱卷彈簧汽車板簧汽車板簧 彈簧鋼彈簧鋼工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料 載荷載荷(頻率達數(shù)萬次頻率達數(shù)萬次/分分)和和摩擦摩擦。 高而均勻的高而均勻的硬度硬度和和耐磨性耐磨性。 高的高的 b和和接觸疲勞強度接觸疲勞強度。 足夠的足夠的韌性韌性、淬透性淬透性和和耐蝕性耐蝕性.l用于制造用于制造軸承套軸承套和和滾動體滾動體的專

42、的專用鋼種。用鋼種。l1、性能要求性能要求l軸承工作時軸承工作時, 承受承受接觸應(yīng)力接觸應(yīng)力(達達30003500MPa)、周期性、周期性交變交變圓柱滾子軸承圓柱滾子軸承自動調(diào)心球軸承自動調(diào)心球軸承 結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)鋼工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料 2、成分特點成分特點 高碳高碳：0.951.10%C 合金元素合金元素：以：以Cr為主為主,加入加入Mn、Si。 Cr、Mn、Si的主要作用的主要作用是是提高淬透性提高淬透性。推力球軸承推力球軸承滾針軸承滾針軸承l(wèi)Cr還還提高耐磨性提高耐磨性（形成合金滲（形成合金滲碳體）和碳體）和耐蝕性耐蝕性。l當當1.65%Cr時時,會因會因A增加而增加而使

43、硬度和穩(wěn)定性下降。使硬度和穩(wěn)定性下降。 滾動軸承鋼滾動軸承鋼工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料 3 、熱處理和組織特點熱處理和組織特點 滾動軸承鋼是過共析鋼。滾動軸承鋼是過共析鋼。 熱處理：熱處理： 球化退火球化退火+淬火淬火+低溫回火低溫回火 組織：組織： M回回+顆粒狀碳化物顆粒狀碳化物+A(少量少量)l淬火后進行淬火后進行冷處理冷處理(- -60 - -80), 可以可以減少減少A、穩(wěn)定尺寸、穩(wěn)定尺寸. 軸承生產(chǎn)車間軸承生產(chǎn)車間 滾動軸承鋼滾動軸承鋼工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料滾針軸承滾針軸承滾柱軸承滾柱軸承滾珠軸承滾珠軸承大型軸承大型軸承 4、常用鋼號及用途常用鋼號及

44、用途 應(yīng)用最廣的是應(yīng)用最廣的是GCr15，大量用于大，大量用于大中型軸承；中型軸承； 大型軸承用大型軸承用GCr15SiMn。 這類鋼還可用于制造模具這類鋼還可用于制造模具、量具等量具等. 滾動軸承鋼滾動軸承鋼工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料 是指在是指在沖擊載荷沖擊載荷作用下作用下發(fā)生沖擊硬化的發(fā)生沖擊硬化的高錳鋼高錳鋼. 只有只有ZGMn13一個鋼號一個鋼號. 1、成分特點、成分特點 高碳高碳：1.01.3%C 以保持高耐磨性。以保持高耐磨性。 高錳高錳：1114%Mn 以保證形成奧氏體組織以保證形成奧氏體組織.七、高錳鋼鑄件高錳鋼鑄件高錳鋼高錳鋼 結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)鋼工程材料與機械制造基

45、礎(chǔ)-6-常用金屬材料 2、熱處理及組織熱處理及組織 鑄態(tài)鑄態(tài)組織為組織為奧氏體奧氏體+碳化物碳化物, 性能硬而脆性能硬而脆. 熱處理采用熱處理采用水韌處水韌處理理。即將鋼。即將鋼加熱到加熱到1100，使，使碳化物碳化物溶入奧氏體溶入奧氏體，并進，并進行行水淬水淬。 室溫室溫組織組織為為過飽和過飽和單相奧氏體單相奧氏體。高錳鋼水韌處理組織高錳鋼水韌處理組織澆鑄高錳鋼件澆鑄高錳鋼件 耐磨鋼耐磨鋼工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料 3、使用及用途使用及用途 水韌處理后，韌性高，硬度低水韌處理后，韌性高，硬度低.使用時必須使用時必須伴隨著壓力和沖擊伴隨著壓力和沖擊作用。作用。 在壓力及沖擊作用下

46、，表面在壓力及沖擊作用下，表面奧奧氏體迅速加工硬化氏體迅速加工硬化，形成，形成馬氏馬氏體并析出碳化物體并析出碳化物，使表面硬度，使表面硬度提高到提高到HB500550，獲得高耐，獲得高耐磨性。而磨性。而心部仍為奧氏體組織心部仍為奧氏體組織,具有高耐沖擊能力。具有高耐沖擊能力。顎式破碎機顎式破碎機挖掘機挖掘機 耐磨鋼耐磨鋼工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料 高錳鋼廣泛用于既要求耐磨又高錳鋼廣泛用于既要求耐磨又要求耐沖擊的零件。要求耐沖擊的零件。如拖拉機如拖拉機的履帶板、球磨機襯板、破碎的履帶板、球磨機襯板、破碎機牙板、挖機牙板、挖掘機鏟齒和掘機鏟齒和鐵路轍岔等鐵路轍岔等. 球磨機襯板球磨機

47、襯板挖掘機鏟齒挖掘機鏟齒鐵路轍岔鐵路轍岔破碎機牙板破碎機牙板 耐磨鋼耐磨鋼工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料 工具鋼工具鋼按用途分為按用途分為:刃具鋼刃具鋼模具鋼模具鋼量具鋼量具鋼模具模具 工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料 用來制造各種切削刀用來制造各種切削刀具的鋼種。具的鋼種。一、刃具鋼一、刃具鋼切削加工切削加工 工具鋼工具鋼工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料 性能要求性能要求 1、高硬度高硬度 (HRC60),主要取決于含碳量。主要取決于含碳量。 2、高耐磨性高耐磨性 靠高硬度靠高硬度和析出細小均勻硬碳化和析出細小均勻硬碳化物來達到。物來達到。 3、高熱

48、硬性高熱硬性 即高溫下即高溫下保持高硬度的能力。保持高硬度的能力。 4、足夠的韌性足夠的韌性 以防止以防止脆斷和崩刃。脆斷和崩刃。切削加工的基本形式切削加工的基本形式 刃具鋼刃具鋼工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料 碳素工具鋼碳素工具鋼 共有七個牌號：共有七個牌號：T7T13 1、成分特點：成分特點：l高碳高碳(0.651.35%C) 隨含碳量提高，碳化物隨含碳量提高，碳化物量增加，耐磨性提高，量增加，耐磨性提高，但韌性下降。但韌性下降。 碳素工具鋼帶碳素工具鋼帶碳素工具鋼材料碳素工具鋼材料 工具鋼工具鋼工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料 2、熱處理及組織熱處理及組織 熱處理：熱處

49、理：正火正火+球化球化退火退火+淬火淬火+低溫回火低溫回火 球化退火目的：球化退火目的： 降低硬度降低硬度, 便于加工便于加工; 為淬火作組織準備。為淬火作組織準備。 使用狀態(tài)下的組織：使用狀態(tài)下的組織： M回回+顆粒狀碳化物顆粒狀碳化物+A(少量少量) 球狀珠光體球狀珠光體T12鋼正常淬火組鋼正常淬火組織織 工具鋼工具鋼工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料 3、用途用途 由于碳工鋼熱硬性、淬透性差，只用于制造由于碳工鋼熱硬性、淬透性差，只用于制造小尺寸小尺寸的手工工具的手工工具和和低速刃具低速刃具。 T7T9：制造承受沖擊的工具，如木工工具：沖子、：制造承受沖擊的工具，如木工工具：沖子、

50、鑿子、錘子等。鑿子、錘子等。木工鑿木工鑿木工鉆木工鉆 工具鋼工具鋼工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料 T10T11：制造低速切削工具，如鉆頭、絲錐、車制造低速切削工具，如鉆頭、絲錐、車刀等。刀等。 T12T13：制造耐磨工具，如銼刀、鋸條等。制造耐磨工具，如銼刀、鋸條等。絲錐絲錐銼刀銼刀手鋸條手鋸條鉆鉆頭頭 工具鋼工具鋼工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料 1、成分特點：成分特點： 高碳：高碳：0.751.5%C 合金元素作用合金元素作用 提高淬透性提高淬透性: Cr、Mn、Si 提高耐回火性提高耐回火性：Si 提高耐磨性、細化晶粒提高耐磨性、細化晶粒: W、V l 低合金工具鋼低合

51、金工具鋼l由碳素工具鋼基礎(chǔ)上加入少量合金元素由碳素工具鋼基礎(chǔ)上加入少量合金元素(35)形成。形成。 低合金工具鋼制品低合金工具鋼制品 工具鋼工具鋼工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料 2、熱處理及組織熱處理及組織 同碳素工具鋼，只是同碳素工具鋼，只是淬火介淬火介質(zhì)為油質(zhì)為油(碳素工具鋼為水碳素工具鋼為水)。 使用狀態(tài)下的組織為：使用狀態(tài)下的組織為： M回回+顆粒狀碳化物顆粒狀碳化物+A(少量少量) 3、常用鋼號及用途常用鋼號及用途 應(yīng)用最多的是應(yīng)用最多的是9SiCr。用于用于制造形狀復(fù)雜、要求變形小制造形狀復(fù)雜、要求變形小的的低速刃具低速刃具，如絲錐、板牙，如絲錐、板牙等等. 絲錐絲錐板牙

52、板牙低合金工具鋼扳手低合金工具鋼扳手 低合金工具鋼低合金工具鋼工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料 1、性能特點性能特點: 高熱硬性高熱硬性(600)、高淬透性高淬透性 2、成分特點成分特點 高碳高碳: 0.701.5%C 合金元素作用合金元素作用 提高淬透性：提高淬透性：Cr 提高熱硬性提高熱硬性、耐磨性耐磨性: W、Mo、V l 高速鋼（俗稱風鋼）高速鋼（俗稱風鋼） l制造高速切削刃具用鋼。制造高速切削刃具用鋼。高速鋼冷軋鋼帶高速鋼冷軋鋼帶高速鋼形材高速鋼形材 工具鋼工具鋼工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料W18Cr4V鋼的鑄態(tài)組織鋼的鑄態(tài)組織l3、加工與熱處理加工與熱處理l加工

53、工藝路線：加工工藝路線：下料下料鍛造鍛造退火退火機加工機加工淬火淬火回火回火磨削磨削 高速鋼是高速鋼是萊氏體萊氏體鋼鋼，其鑄態(tài)組織，其鑄態(tài)組織為為亞共晶組織亞共晶組織，由由魚骨狀萊氏體魚骨狀萊氏體與與樹枝狀樹枝狀M+T組組成，脆性大且無成，脆性大且無法熱處理改善。法熱處理改善。 高速鋼高速鋼工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料 退火目的退火目的： 降低硬度，便于降低硬度，便于切加工；切加工； 為淬火作組織準為淬火作組織準備。備。 退火后組織退火后組織： S+顆粒狀碳化物顆粒狀碳化物l 鍛造目的鍛造目的：打碎粗大的魚骨狀碳化物，使其均打碎粗大的魚骨狀碳化物，使其均勻分布于基體中。勻分布于基體

54、中。W18Cr4V鋼的退火組織鋼的退火組織 高速鋼高速鋼工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料 淬火目的淬火目的: 獲得高獲得高合金元素含量的馬氏合金元素含量的馬氏體。因此淬火溫度高體。因此淬火溫度高(1200)。l淬火后組織淬火后組織： M+未溶碳化物未溶碳化物(10%)+A (20%)W18Cr4VW18Cr4V鋼的淬火組織鋼的淬火組織Fe77W18Cr4V1C相相圖圖 高速鋼高速鋼工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料 的碳化物，產(chǎn)生二次硬化。的碳化物，產(chǎn)生二次硬化。 碳及合金元素含量下降，碳及合金元素含量下降，Ms點上升，回火冷卻點上升，回火冷卻時，時，A轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)镸。 每次回火

55、加熱都使前一次的淬火馬氏體回火。每次回火加熱都使前一次的淬火馬氏體回火。l 回火目的回火目的：主要主要為減少為減少A。消除內(nèi)應(yīng)。消除內(nèi)應(yīng)力、穩(wěn)定組織。力、穩(wěn)定組織。l常用常用560三次回火三次回火.l回火時的組織變化回火時的組織變化： l 析出析出W、Mo、V高速鋼硬度與回火溫度關(guān)系高速鋼硬度與回火溫度關(guān)系 高速鋼高速鋼工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料W18Cr4V鋼淬火、回火后的組織鋼淬火、回火后的組織 4、使用狀態(tài)下組織使用狀態(tài)下組織 M回回+顆粒狀碳化物顆粒狀碳化物+A（少量）（少量） 高速鋼高速鋼工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料不同狀態(tài)下不同狀態(tài)下W18Cr4V的組織的

56、組織鑄態(tài)鑄態(tài)淬火回火態(tài)淬火回火態(tài)淬火態(tài)淬火態(tài)退火態(tài)退火態(tài)工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料 5、常用鋼號及用途常用鋼號及用途 常用鋼號為常用鋼號為W18Cr4V(18-4-1)和和W6Mo5Cr4V2(6-5-4-2)。 用于用于高速切削刃具高速切削刃具，如車刀、，如車刀、刨刀、銑刀、鉆頭等。刨刀、銑刀、鉆頭等。車刀車刀銑刀銑刀高速鋼銑刀高速鋼銑刀鉆頭銑刀鉆頭銑刀 高速鋼高速鋼工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料汽車沖壓模具汽車沖壓模具 用以制造冷熱模具的鋼種用以制造冷熱模具的鋼種. 冷作模具鋼冷作模具鋼 制造金屬冷成型模具鋼種制造金屬冷成型模具鋼種. 1、性能要求性能要求 高硬度和

57、耐磨性。高硬度和耐磨性。 足夠的強度和韌性。足夠的強度和韌性。 良好的工藝性能（淬透良好的工藝性能（淬透性、切削加工性等）性、切削加工性等）二、模具鋼二、模具鋼 工具鋼工具鋼工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料 2、常用鋼種常用鋼種 小尺寸小尺寸、形狀簡單形狀簡單、受力受力不大的模具不大的模具, 可用可用碳素工具碳素工具鋼鋼和和低合金工具鋼低合金工具鋼制造。制造。 截面、受力大的冷模具截面、受力大的冷模具用用Cr12型型冷作模具鋼冷作模具鋼制造制造.l 成分特點成分特點：高碳高碳(1.42.3%C)；高鉻；高鉻(11.513%Cr)l合金元素作用：合金元素作用： Cr 提高淬透性；提高淬透

58、性； Mo、V 提高耐磨性，細化晶粒。提高耐磨性，細化晶粒。 Cr12鋼鋼 冷作模具鋼冷作模具鋼工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料 加工及熱處理加工及熱處理：Cr12型模型模具鋼也是萊氏體鋼，需進行具鋼也是萊氏體鋼，需進行鍛造、退火鍛造、退火, 目的同高速鋼目的同高速鋼.l 常用鋼號：常用鋼號：Cr12和和Cr12MoV。用于制造。用于制造冷沖模冷沖模、擠壓模擠壓模等。等。l最終熱處理為最終熱處理為: 淬火淬火+低溫回火低溫回火l使用狀態(tài)下的組織使用狀態(tài)下的組織: M回回+顆粒顆粒狀碳化物狀碳化物+A(少量少量)汽車外板冷沖模汽車外板冷沖模沖壓模具沖壓模具 冷作模具鋼冷作模具鋼工程材料與

59、機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料 熱作模具鋼熱作模具鋼 制造使制造使加熱金屬加熱金屬或或液液態(tài)金屬態(tài)金屬成型模具鋼種成型模具鋼種. 1、性能要求性能要求 高溫下良好的綜合高溫下良好的綜合力學性能。力學性能。 抗熱疲勞性能?？篃崞谛阅堋?高的淬透性和良好高的淬透性和良好的導(dǎo)熱性。的導(dǎo)熱性。熱模鍛曲軸毛坯熱模鍛曲軸毛坯 模具鋼模具鋼工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料熱鐓模熱鐓模凸緣模凸緣模 2、常用鋼種常用鋼種 熱鍛模鋼熱鍛模鋼 5CrNiMo、5CrMnMo 前者用于前者用于大型熱鍛模大型熱鍛模，后者用于后者用于中小型熱鍛模中小型熱鍛模. 成分特點、合金元素作成分特點、合金元素作用及熱處理

60、同調(diào)質(zhì)鋼。用及熱處理同調(diào)質(zhì)鋼。 使用狀態(tài)下的使用狀態(tài)下的組織組織: S回回 熱作模具鋼熱作模具鋼工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料 壓鑄模鋼壓鑄模鋼 典型鋼號是典型鋼號是3Cr2W8V, 為過共析鋼為過共析鋼. 中碳中碳(0.30.4%C), 合金元素作用同合金元素作用同高速鋼。高速鋼。W、Cr提高抗熱疲勞性能提高抗熱疲勞性能. 淬火淬火+回火后組織回火后組織： M回回+顆粒狀碳化物顆粒狀碳化物+A(少量少量)型板壓鑄模型板壓鑄模壓鑄工藝壓鑄工藝壓鑄模具壓鑄模具 熱作模具鋼熱作模具鋼工程材料與機械制造基礎(chǔ)-6-常用金屬材料汽車四缸壓鑄模汽車四缸壓鑄模 熱作模具鋼熱作模具鋼工程材料與機械制