金屬材料學必考內(nèi)容課件

一、碳鋼中的常存雜質(zhì)S、P、Si、Mn、N、H、O。S、P對鋼性能的影響：S：和Fe能形成FeS，并易與γ-Fe形成低熔點(989℃)共晶。當鋼凝固結(jié)晶時低熔共晶易于沿晶界分布；鋼件在大于1000℃的熱加工溫度時低熔共晶會熔化，所以易產(chǎn)生熱脆；1.1碳鋼概論Chapter1鋼鐵中的合金元素P：能形成Fe3P，性質(zhì)硬而脆，在冷加工時產(chǎn)生應力集中，易產(chǎn)生裂紋而形成冷脆；P還具有嚴重的偏析傾向。易削鋼中S和P可改善鋼的切削加工性能；P可提高鋼在大氣中的抗腐蝕性能。

一、碳鋼中的常存雜質(zhì)S、P、Si、Mn、N、H、O。S、P對1二、碳鋼的分類及牌號表示方法（1）按鋼中碳含量可分為低碳鋼（wC≤0.25%）；中碳鋼（0.25%＜w≤0.6%）；高碳鋼（wC＞0.6%）。1、碳鋼的分類（2）按鋼的質(zhì)量（品質(zhì)）分為普通碳素鋼，優(yōu)質(zhì)碳素鋼，高級優(yōu)質(zhì)碳素鋼，特級優(yōu)質(zhì)碳素鋼。（3）按鋼的用途分為碳素結(jié)構(gòu)鋼，優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，碳素工具鋼，一般工程用鑄造碳素鋼。（4）按鋼冶煉時的脫氧程度分為沸騰鋼，鎮(zhèn)靜鋼，半鎮(zhèn)靜鋼，特殊鎮(zhèn)靜鋼。二、碳鋼的分類及牌號表示方法（1）按鋼中碳含量可分為低碳鋼22、碳鋼的牌號表示方法（1）普通碳素結(jié)構(gòu)鋼由代表屈服點的字母（Q）、屈服點數(shù)值、質(zhì)量等級符號（A、B、C、D）及脫氧方法符號（F、b、Z、TZ）等四個部分按順序組成。（2）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼一般用兩位數(shù)字表示。表示鋼中平均碳的質(zhì)量分數(shù)的萬倍。若鋼中含錳量較高，須將錳元素標出。專用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼還要在牌號的頭部（或尾部）加上代表產(chǎn)品用途的符號.如45鋼，20g，45Mn，15F。高級優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼在牌號后加符號“A”，特級碳素結(jié)構(gòu)鋼加符號“E”。2、碳鋼的牌號表示方法（1）普通碳素結(jié)構(gòu)鋼由代表屈服點的字母3（3）碳素工具鋼：一般用“T”加上碳的質(zhì)量分數(shù)的千倍表示。高級優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼在其數(shù)字后面再加上“A”字。用標志性符號“ZG”加上最低屈服點值-最低抗拉強度值表示。如ZG340-640。（4）一般工程用鑄造碳素鋼（3）碳素工具鋼：一般用“T”加上碳的質(zhì)量分數(shù)的千倍表41.2鋼鐵中的合金元素1.2.1鐵基固溶體1．合金元素與Fe的相互作用α-Feδ-Feγ-Fe鐵的多型性轉(zhuǎn)變：奧氏體形成元素：在γ-Fe中有較大的溶解度,且能穩(wěn)定γ-Fe；如Mn,Ni，Co，C，N，Cu；鐵素體形成元素：在α-Fe中有較大的溶解度并使γ-Fe不穩(wěn)定的元素。如：V，Nb,Ti等。1.2鋼鐵中的合金元素1.2.1鐵基固溶體1．合金元素與5（1）γ相穩(wěn)定化元素

使A3降低，A4升高，在較寬的成分范圍內(nèi)，促使奧氏體形成，即擴大了γ相區(qū)。①開啟γ相區(qū)(無限擴大γ相區(qū))Me與γ-Fe形成無限固溶體，與α-Fe形成有限固溶體。如：Mn、Ni、Co等。②擴展γ相區(qū)(有限擴大γ相區(qū))γ相區(qū)隨Me的加入而擴大，但Me與α-Fe和γ-Fe均形成有限固溶體，最終不能使γ相區(qū)完全開啟。Me主要有C、N、Cu、Zn、Au等。（1）γ相穩(wěn)定化元素①開啟γ相區(qū)(無限擴大γ相區(qū))Me與γ-6（2）α相穩(wěn)定化元素

Me使A3↑，A4↓，在較寬的成分范圍內(nèi)，促使F形成，即↓γ相區(qū)。①封閉γ相區(qū)(無限擴大α相區(qū))這類Me有：Si、Al、Cr、W、Mo、V、Ti及P、Be等。Cr、V與α-Fe完全互溶，W、Mo、Ti等部分溶解.②縮小γ相區(qū)(但不能使γ相區(qū)封閉)這類Me有：B、Nb、Zr等。利用Me擴大和縮小γ相區(qū)作用，獲得單相組織，具有特殊性能，在耐蝕鋼和耐熱鋼中應用廣泛。合金元素對相圖的影響，可以預測合金鋼的組織與性能。

生產(chǎn)中的意義（2）α相穩(wěn)定化元素①封閉γ相區(qū)(無限擴大α相區(qū))這類M7合金元素的存在形式1．形成鐵基固溶體2、形成碳化物與氮化物K形成元素：Ti、Zr、Nb、V、Mo、W、Cr、Mn、Fe等。非K形成元素：Ni、Si、Co、Al、Cu等。3、金屬間化合物金屬間化合物一般不參加鋼中的組織轉(zhuǎn)變。

間隙固溶體（C、N、B）和代位固溶體合金元素的存在形式1．形成鐵基固溶體2、形成碳化物與氮化物K81.2.5合金元素對鐵碳相圖的影響1、合金元素對S、E點的影響A形成元素均使S、E點向左下方移動，F(xiàn)形成元素使S、E點向左上方移動。幾乎所有Me都使S、E點碳含量?；尤其以強K形成元素的作用最為強烈。大多數(shù)Me均使ES線左移。E點左移，意味著鋼中含碳量不到2.11%就會出現(xiàn)共晶萊氏體；S點左移，意味著鋼中含碳量不到0.77%時，就會出現(xiàn)Fe3CII。1.2.5合金元素對鐵碳相圖的影響1、合金元素對S、E點的9擴大γ相區(qū)的元素使共析轉(zhuǎn)變溫度下降；縮小γ相區(qū)的元素使共析轉(zhuǎn)變溫度升高。要判斷一個合金鋼是亞共析鋼還是過共析鋼，不能像碳鋼那樣根據(jù)Fe-Fe3C相圖，而應根據(jù)Fe-C-Me三元相圖和多元鐵基合金系相圖來進行分析。

2、Me對共析轉(zhuǎn)變溫度的影響擴大γ相區(qū)的元素使共析轉(zhuǎn)變溫度下降；縮小γ相區(qū)的元素使共析101.2.6合金元素對鋼的熱處理的影響一、Me對鋼在加熱時轉(zhuǎn)變的影響A形成過程：A的形核，A的長大，F(xiàn)e3C的溶解，A成分均勻化。合金元素對A形成的影響Me加入后改變了臨界點溫度、S點位置和C在A中的溶解度，使A形成的溫度條件和C濃度條件發(fā)生了變化；A的形成是一個擴散過程，Me原子不僅本身擴散困難，還將影響Fe和C原子的擴散，從而影響A化過程。1.2.6合金元素對鋼的熱處理的影響一、Me對鋼在加熱時11Me對A晶粒長大的影響Ti、Nb、V↓↓，W、Mo↓晶粒長大——∵有K存在和（或）↓DFe；C、N、B、P↑晶粒長大——∵↑DFe（↓Fe原子間結(jié)合力）；Al形成的AlN、Al2O3穩(wěn)定細小→↓↓晶粒長大。Mn在中高碳鋼中↑晶粒長大——∵Mn加強了C↑晶粒長大的作用；Me對A晶粒長大的影響Ti、Nb、V↓↓，W、Mo↓晶粒長大12Me對M轉(zhuǎn)變的影響對Ms、Mf點溫度的影響，并影響鋼中AR含量及M的精細結(jié)構(gòu)。除Co、Al以外，絕大多數(shù)Me都使Ms和Mf?，使得室溫下將保留更多的AR量。Me還影響M的形態(tài)和M的亞結(jié)構(gòu)。Me對M轉(zhuǎn)變的影響對Ms、Mf點溫度的影響，并影響鋼中AR含131.2.7Me對淬火鋼回火轉(zhuǎn)變的影響主要表現(xiàn)在↑鋼的回火穩(wěn)定性，使回火過程各個階段的轉(zhuǎn)變速度??，將其推向更高的溫度。（1）Me對M分解的影響M的分解過程包括：C原子在M的晶體缺陷處偏聚，ε-FeXC析出，及ε-FeXC轉(zhuǎn)變?yōu)镕e3C。低溫回火：C和Me擴散較困難，Me影響不大；中溫以上：Me活動能力↑，對M分解產(chǎn)生不同程度影響:1.2.7Me對淬火鋼回火轉(zhuǎn)變的影響主要表現(xiàn)在↑鋼的回火穩(wěn)14V、Nb、Cr、Mo、W等使M分解減慢。使碳鋼中M分解溫度從260℃提高到500℃左右。其中V、Nb的作用比Cr、W、Mo更強烈。Si：<300℃時強烈延緩M分解；含2%Si能使M分解溫度從260℃提高到350℃以上。在含有Ti,V,Nb,Mo,W等較高合金鋼淬火后，在500-600℃范圍內(nèi)回火時，在α相中沉淀析出這些元素的特殊K，并使鋼的硬度和強度提高的現(xiàn)象。二次硬化（次生硬化）：V、Nb、Cr、Mo、W等使M分解減慢。使碳鋼中M分解溫度從15Me對回火脆性的影響回火脆性：淬火鋼在250~400℃和500~650℃這兩個溫度范圍內(nèi)回火時，沖擊韌度不但沒有升高,反而顯著下降的現(xiàn)象。①第一類回火脆性（250~400℃）：（低溫回火脆性、不可逆回火脆性）產(chǎn)生原因：Fe3C薄膜在晶界形成；雜質(zhì)元素P、S、Bi等偏聚晶界，↓晶界強度。Me對回火脆性的影響回火脆性：淬火鋼在250~400℃和516Si、Al等：使回火脆性的溫度向高溫方向推移。Me作用：Mo、W、V、Ti等：可稍微減弱這類回火脆性；Mn、Cr：促進這類回火脆性。解決方法：①盡可能避免在形成低溫回火脆性溫度范圍內(nèi)回火；②可選用含有可改善脆性的合金元素Mo、Ti、V等的合金鋼或加入Si推遲脆化溫度范圍。

③生產(chǎn)高純鋼，降低P、S等雜質(zhì)元素含量。Si、Al等：使回火脆性的溫度向高溫方向推移。Me作用：Mo17②第二類回火脆性（500~650℃）：（高溫回火脆性、可逆回火脆性）Me對第二類回火脆性的作用：①Mn、Cr、Ni、Si強烈促進回火脆性；產(chǎn)生原因：雜質(zhì)Sb、S、As或N、P等偏聚晶界；②Mo、W、Ti降低回火脆性；③RE可大大降低甚至消除鋼的高溫回火脆性。②第二類回火脆性（500~650℃）：Me對第二類回火脆性的18③提高冶金質(zhì)量，盡可能降低鋼中有害元素的含量。

防止合金鋼中第二類回火脆性的方法：②但工件尺寸過大時，即使水冷也難防止脆性產(chǎn)生，或因工件形狀復雜不允許快速冷卻時，可選用含Mo、W的合金鋼制造；①盡可能避免在形成高溫回火脆性溫度范圍內(nèi)回火，如不可避免，可減少回火脆性溫度下停留時間或回火后快冷，一般小件用油冷，較大件用水冷；③提高冶金質(zhì)量，盡可能降低鋼中有害元素的含量。防止合金鋼中191．合金結(jié)構(gòu)鋼工程構(gòu)件用鋼（低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼）牌號：由代表屈服點的漢語拼音字母（Q）、屈服點數(shù)值、質(zhì)量等級符號（A、B、C、D、E）等三個部分按順序排列組成。專用工程構(gòu)件結(jié)構(gòu)鋼還在牌號的頭部（或尾部）標注出代表產(chǎn)品用途的符號。1.3合金鋼的牌號

1．合金結(jié)構(gòu)鋼專用工程構(gòu)件結(jié)構(gòu)鋼還在牌號的頭部（或尾部）標20機器零件制造用鋼（合金滲碳鋼、合金調(diào)質(zhì)鋼、合金彈簧鋼、滾動軸承鋼和超高強度鋼等）。牌號由三部分組成，即由“二位數(shù)字+元素符號+數(shù)字”組成。前面的兩位數(shù)字表示鋼的碳的質(zhì)量分數(shù)的萬倍，元素符號表示所含Me，后面的數(shù)字表示Me含量的百倍。凡Me質(zhì)量分數(shù)<1.5%時，編號中只標明元素符號，一般不標含量；如果Me平均質(zhì)量分數(shù)≥1.5%、2.5%、3.5%……，則在元素符號后相應標出2、3、4……。合金結(jié)構(gòu)鋼都是優(yōu)質(zhì)鋼、高級優(yōu)質(zhì)鋼（牌號后加“A”字）或特級優(yōu)質(zhì)鋼（牌號后加“E”字）。機器零件制造用鋼（合金滲碳鋼、合金調(diào)質(zhì)鋼、合金彈簧鋼、滾動軸21高碳鉻軸承鋼的牌號在頭部加符號“G”，但不標C含量。Cr含量以千分之幾計，其他Me按合金結(jié)構(gòu)鋼的合金含量表示。如：GCr15。專用機器零件制造用鋼也要在牌號的頭部（或尾部）加上代表產(chǎn)品用途的符號.高碳鉻軸承鋼的牌號在頭部加符號“G”，但不標C含量。Cr含量222．合金工具鋼牌號表示方法與機器零件制造用結(jié)構(gòu)鋼相似，但當平均C>1%時，含C量不標出，當平均C<1%時，則牌號前的數(shù)字表示平均C的質(zhì)量分數(shù)的千倍。Me的表示方法與合金結(jié)構(gòu)鋼相同。如9SiCr必須指出的有三點：第一，高速工具鋼，不論C的平均質(zhì)量分數(shù)為多少均不予標出。如W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2等，當合金成分不相同時，對高C者牌號前冠以“C”字。如CW6Mo5Cr4V2等。2．合金工具鋼必須指出的有三點：23第二，低Cr（平均Cr含量<1%）的合金工具鋼，在Cr含量（以千分之幾計）前加數(shù)字“0”。如：平均含Cr量為0.60%的合金工具鋼，其牌號表示為“Cr06”。第三、塑料模具鋼在牌號頭部加“SM”，牌號表示方法與優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼和合金工具鋼相同。3．特殊性能鋼

不銹鋼及耐熱鋼牌號前的數(shù)字表示平均C的質(zhì)量分數(shù)的千倍，Me的表示方法與其它合金鋼相同。當C的質(zhì)量分數(shù)≤0.03%時，在牌號前冠以“00”，當C的質(zhì)量分數(shù)≤0.08%時，在牌號前冠以“0”。第二，低Cr（平均Cr含量<1%）的合金工具鋼，在Cr含量（24特殊專用鋼，為表示鋼的用途，在牌號前或后附以字母。鑄造合金鋼的牌號是在一般合金鋼的牌號前加“ZG”，常用的鑄造合金鋼有：ZGMn2、ZG35SiMn、ZG37SiMn2MoV、ZG40CrMnMo、ZGMn13（高錳鋼或耐磨鋼）、ZG1Cr18Ni9（鑄造不銹鋼）等。易切削鋼Y15、Y40Mn、Y15Pb（GB/T8731-1988），易切削非調(diào)質(zhì)機械結(jié)構(gòu)鋼YF35V和熱鍛用非調(diào)質(zhì)機械結(jié)構(gòu)鋼F45V（GB/T15712-1995）等。特殊專用鋼，為表示鋼的用途，在牌號前或后附以字母。25一、工程結(jié)構(gòu)鋼的強化第2章工程結(jié)構(gòu)鋼2.1工程結(jié)構(gòu)鋼的合金化在F-P鋼中，Me的強化：固溶強化、細晶強化、沉淀強化。一、工程結(jié)構(gòu)鋼的強化第2章工程結(jié)構(gòu)鋼2.1工程結(jié)構(gòu)鋼的合26三、微合金化鋼1、微Me（V、Ti、Nb）的作用（1）抑制A形變再結(jié)晶（2）阻止加熱時A晶粒長大（3）形成沉淀相促進沉淀強化作用（4）改變鋼的顯微組織化學成分特點：加入適量的微合金化Me，如Ti、Nb、V等；工藝特點：運用控制軋制和控制冷卻生產(chǎn)工藝。三、微合金化鋼1、微Me（V、Ti、Nb）的作用（1）抑制A272.3低碳貝氏體和馬氏體鋼一、低碳貝氏體鋼進一步推遲先共析F和P轉(zhuǎn)變，并使BS點下降，以獲得B下組織。

低碳B型鋼中的合金化:主加Me：0.5%左右Mo+微量B（0.005%）能顯著推遲先共析F和P轉(zhuǎn)變，而對B轉(zhuǎn)變推遲較少。輔加Me：Mn、Cr、Ni通過微合金化，充分發(fā)揮Nb、Ti、V的細化晶粒和沉淀強化的作用。。Nb、Ti、V：2.3低碳貝氏體和馬氏體鋼一、低碳貝氏體鋼進一步推遲先共析28第3章機器制造結(jié)構(gòu)鋼3.2結(jié)構(gòu)鋼的淬透性一、淬透性的意義淬透性——指鋼件淬火時獲得M的能力，通常用淬硬層的深度來評定。淬硬層深度——淬火后半M組織的深度大小。半M是指組織中有50％的M，另外的50％是B或極細P。鋼的淬透性是鋼本身固有的屬性，大小主要取決于化學成分、A化條件等因素，與工件大小、冷卻條件等外部因素無關(guān)。除Co以外，所有溶于A中的Me都提高淬透性。第3章機器制造結(jié)構(gòu)鋼3.2結(jié)構(gòu)鋼的淬透性一、淬透性的意義29（2）淬硬性與淬透性淬硬性——理想淬火條件下，形成M能達到的最高硬度.淬硬性主要與鋼的含碳量有關(guān)。含碳量越高，淬火后硬度也越高。淬透性和淬硬性是兩個不同的概念，淬硬性高的不一定淬透性好，而淬硬性低的鋼也可能有高的淬透性。在結(jié)構(gòu)鋼中，↑淬透性作用顯著的元素從大到小排列：（B）、Mn、Mo、Cr、Si、Ni。注意：Me只有溶于A才能增大淬透性。若含K形成元素鋼中有未溶K，則降低A中C及Me的有效濃度，同時未溶K作為相變非自發(fā)形核核心，對淬透性起相反作用。（2）淬硬性與淬透性淬硬性——理想淬火條件下，形成M能達到的303.3調(diào)質(zhì)鋼一、合金元素的作用主要作用：提高淬透性。C：0.3~0.5%（中碳）。保證有足夠大的K體積分數(shù)以獲得高強度。C含量過低，淬硬性不夠；C含量過高則韌性↓。Si、Mn、Ni：溶于α相，固溶強化。Cr、Mo、W、V：阻礙α相的再結(jié)晶，保持細小的晶塊結(jié)構(gòu)，使α相保持足夠高的強度。3.3調(diào)質(zhì)鋼一、合金元素的作用主要作用：提高淬透性。C：031典型調(diào)質(zhì)鋼及其應用：低淬透性合金調(diào)質(zhì)鋼：典型鋼種：40Cr、40CrV、40MnB、40MnV、40MnVB等。通常只用于制造一般尺寸的重要零件。中淬透性合金調(diào)質(zhì)鋼：典型鋼種：35CrMo、40CrMn、40CrNi、30CrMnSi等。主要用于制造截面較大的零件，例如曲軸、連桿等。35CrMo、40CrMn等鋼可用于500℃以下的較高溫度下服役的零件如汽輪機轉(zhuǎn)子、葉輪等。高淬透性合金調(diào)質(zhì)鋼典型鋼種：40CrMnMo、40CrNiMoA、25Cr2Ni4WA等。40CrNiMoA鋼主要用于制造大截面、重載荷的重要零件，如航空發(fā)動機軸、汽輪機主軸、葉輪等。典型調(diào)質(zhì)鋼及其應用：低淬透性合金調(diào)質(zhì)鋼：中淬透性合金調(diào)質(zhì)鋼：32一、軸承鋼的冶金質(zhì)量要求3.6滾動軸承鋼純凈→雜質(zhì)元素和非金屬夾雜物要少：主要有各種氧化物（A12O3）、硫化物（MnS）和硅酸鹽等；組織均勻→碳化物細小均布。K液析→結(jié)晶時枝晶偏析而存在→高溫擴散退火；帶狀K→軋制時二次K偏析→長時間的高溫擴散退火；網(wǎng)狀K→冷卻時在A晶界析出→正火或控軋大顆粒K→正火消除網(wǎng)狀K，加熱保溫和隨后退火時未溶K顆粒繼續(xù)長大。一、軸承鋼的冶金質(zhì)量要求3.6滾動軸承鋼純凈→雜質(zhì)元素和331高C

保證軸承鋼有高的硬度和耐磨性，軸承鋼的C含量很高，一般為0.95~1.15%。一部分存在于M基體中以強化M；另一部分形成足夠數(shù)量的K以獲得所要求的耐磨性。但過高的C含量會增加K分布的不均勻性，且易生成網(wǎng)狀K而降低其性能。二、滾動軸承鋼的合金化1高C二、滾動軸承鋼的合金化34提高鋼的淬透性和鋼的耐腐蝕性能。鋼中部分Cr形成的(Fe,Cr)3C在淬火加熱時溶解較慢，可減少過熱傾向，經(jīng)熱處理后可以得到較細的組織，且K能以細小質(zhì)點均勻分布于鋼基體組織中，既可提高鋼的回火穩(wěn)定性，又可提高鋼的硬度，進而提高鋼的耐磨性和接觸疲勞強度。適宜的Cr含量為0.40~1.65%。2主加Me：Cr當Cr>1.65%以后，則會使AR增加，使鋼的硬度和尺寸穩(wěn)定性降低，同時還會增加K的不均勻性，降低鋼的韌性。提高鋼的淬透性和鋼的耐腐蝕性能。2主加Me：Cr當Cr353加入Si、Mn、V等進一步提高淬透性。大型軸承用鋼通常加入Mn、Si提高淬透性，適量的Si（0.40~0.60%）還能明顯地提高鋼的強度和彈性極限；V一部分溶于A，提高淬透性，另一部分形成VC，提高鋼的耐磨性并防止過熱。通常無Cr鋼中都含有V。

4降低S、P含量，減少氧化物、硅酸鹽夾雜物的數(shù)量，提高冶金質(zhì)量。3加入Si、Mn、V等進一步提高淬透性。V一部分溶于A，361常用軸承鋼Cr軸承鋼典型鋼種：GCr15，使用量占軸承鋼的絕大部分。由于淬透性不是很高，因此多用于制造中小型軸承。五、滾動軸承鋼的應用添加Mn、Si、Mo、V的軸承鋼。在鉻軸承鋼中加入Mn、Si可提高淬透性，如GCr15SiMn鋼等，主要用于制造大型軸承；1常用軸承鋼五、滾動軸承鋼的應用添加Mn、Si、Mo、V的37低C，0.12~0.25%。保證心部有良好的韌性。Cr、Mn、Ni、Si、B等一方面提高鋼材的淬透性，提高機件的強度和韌性；另一方面利用元素Cr在滲碳后于表層形成K，提高硬度和耐磨性。Ni對滲碳層和心部的韌性非常有利。3.7滲碳鋼和氮化鋼一、滲碳鋼的合金化用Mn、Si脫氧的鋼，A晶粒會發(fā)生急劇長大。加入少量V、Ti、Mo、W等阻止A的晶粒長大；還可增加滲碳層硬度，進一步提高耐磨性。低C，0.12~0.25%。保證心部有良好的韌性。3.738二、滲碳鋼的熱處理預先熱處理+滲碳+最終熱處理。最終熱處理：淬火+低溫回火。零件的滲C表面：高C回火M+細小的K，硬度（60~62HRC），耐磨性高。零件的非滲C表面和基體部分（心部）：低C回火M—淬透性高的鋼種；低C回火M+B（40~48HRC）—淬透性中等的鋼種；低C回火T（25~40HRC）—淬透性小的鋼種。二、滲碳鋼的熱處理預先熱處理+滲碳+最終熱處理。最終熱處理：39滲碳后直接淬火，再低溫回火。只要求表面高硬度和耐磨性，對基體性能要求不高。主要用于滲碳后不容易過熱的鋼種，(如20CrMnTi鋼）。

滲碳后先空冷（即正火處理）使組織細化，再按滲碳后的表面成分進行淬火并低溫回火。要求表面高硬度、高耐磨性外，對基體性能有較高要求。主要用于滲碳后容易過熱的鋼種，如20Cr、20Mn2等。滲碳后直接淬火，再低溫回火。只要求表面高硬度和耐磨性，對基體40滲碳空冷后，兩次淬火。對零件表面和基體性能的要求都很嚴格。第一次按鋼的基體成分加熱淬火，加熱溫度較高（870℃左右），目的是細化心部組織并消除表面滲碳層中的網(wǎng)狀滲碳體；第二次按高碳鋼的成分（表面）淬火，使表面獲得細小的M加粒狀K組織，以滿足表面高性能的要求；最后低溫回火消除應力、穩(wěn)定組織和穩(wěn)定尺寸。主要用于航空發(fā)動機齒輪的熱處理。滲碳空冷后，兩次淬火。主要用于航空發(fā)動機齒輪的熱處理。41碳素滲碳鋼：15、20合金滲碳鋼按淬透性的高低可分為（1）低淬透性合金滲碳鋼：20Cr、20Mn2等（2）中淬透性合金滲碳鋼：20CrMnTi、20Mn2TiB、20MnVB等。（3）高淬透性合金滲碳鋼：12Cr2Ni4A、15CrMn2SiMo、18Cr2Ni4WA、20Cr2Ni4A等。三、典型滲碳鋼及其應用碳素滲碳鋼：15、20三、典型滲碳鋼及其應用42氮化鋼氮化后的特點：表面硬度高；耐磨性好；可顯著提高疲勞壽命，改善對缺口的敏感性；具有抗水、油等介質(zhì)腐蝕的能力；有一定的耐熱性，在低于滲N溫度下受熱可保持高的硬度。典型氮化鋼：38CrMoAlA。氮化鋼氮化后的特點：表面硬度高；耐磨性好；可顯著提高疲勞壽431、C含量碳素彈簧鋼：0.8~0.9%C；合金彈簧鋼：0.45~0.7%C。一、彈簧鋼的化學成分特點

3.8.1彈簧鋼

3.8其他機器制造結(jié)構(gòu)鋼

提高淬透性、提高回火穩(wěn)定性，Si提高彈性極限。Si含量高時增大C石墨化的傾向，且在加熱時易于脫碳；Mn易于使鋼過熱。2、Si、Mn

1、C含量一、彈簧鋼的化學成分特點3.8.1彈簧鋼44克服硅錳彈簧鋼的不足；Cr、W、V、Nb為K形成元素，防止過熱和脫碳，保證重要用途彈簧具有高的彈性極限和屈服極限。3、Cr、W、V、Nb4、彈簧鋼的純度對疲勞強度有很大影響，彈簧鋼均為優(yōu)質(zhì)鋼（P≤0.04%，S≤0.04%）或高級優(yōu)質(zhì)鋼（P≤0.035%，P≤0.035%）。熱處理工藝：淬火+中溫回火。得到T回。具有一定的沖擊韌度，較高的σe、σs/σb和最高的疲勞強度?？朔桢i彈簧鋼的不足；3、Cr、W、V、Nb4、彈簧鋼的純451、碳素彈簧鋼：65、70、75和85鋼65Mn為高錳碳素彈簧鋼。和其他碳素彈簧鋼比較，具有稍高的淬透性，脫碳傾向小，但容易過熱并有回火脆性的傾向。故使用于制造截面尺寸稍大的普通彈簧。二、典型彈簧鋼及應用實例1、碳素彈簧鋼：65、70、75和85鋼二、典型彈簧鋼及應4660Si2Mn：主要用于制造汽車、拖拉機和機車上的板簧（10～12mm厚）和螺旋彈簧（直徑為20～25mm）等，淬透性和性能高于65Mn。Si顯著提高彈性極限和屈服比；略提高淬透性，但又不使Ms點下降，不致增加淬火開裂傾向；可以防止氧化，但卻促進脫碳傾向，故應特別注意防護。2、合金彈簧鋼50CrV：Cr和V復合加入，提高彈簧鋼的淬透性，且有較高的高溫強度、韌性和較好的熱處理工藝性能。制造350-400℃下承受重載的大型彈簧，如閥門彈簧、高速柴油機的汽門彈簧等。60Si2Mn：主要用于制造汽車、拖拉機和機車上的板簧（10473.8.3高錳鋼C：0.9~1.4%。C含量自1.0%增至1.5%時，表面硬度↑，耐磨性可↑2~3倍，強度亦↑，但沖擊韌性↓，↑開裂傾向。Mn：10~14%。↑γ相區(qū)，↑A的穩(wěn)定性。通常Mn/C的比值應為9~11，以保證獲得A的組織。一、成分特點：高C、高MnCr（2~4%）或適量的Mo和V，能形成細小的K，提高屈服強度、沖擊韌性和抗磨性。

3.8.3高錳鋼C：0.9~1.4%。C含量自1.0%48RE：進一步↑鋼液的流動性，↑鋼液充填鑄型的能力，↓熱裂傾向，↓↓A晶粒，↓鑄后冷卻時在晶界上析出K；RE還能↑↑高錳鋼的冷作硬化效應及韌性，↑使用壽命。常用高錳鑄鋼：ZGMn13型。如ZGMn13-1、ZGMn13-4、ZGMn13Cr2、ZGMn13Mo、ZGMn13RE。二、高錳鋼的耐磨性及應用耐磨機理：通過大量形變在A基體中產(chǎn)生大量層錯、形變孿晶、ε-M和α-M，成為位錯運動的障礙。強烈沖擊后，鋼的表面硬度極大地提高到500HB左右，而心部保持韌性的A，能承受強有力的沖擊載荷而不破裂。

RE：進一步↑鋼液的流動性，↑鋼液充填鑄型的能力，↓熱裂傾向49必須指出的是，選用高錳鋼做耐磨零件時，應先了解其工作條件。在無壓力的條件下，由于無加工硬化現(xiàn)象，高錳鋼并不比其它具有相同硬度的鋼更為耐磨。廣泛應用于承受大沖擊載荷、強烈磨損的工況下工作的零件，如各式碎石機的襯板、顎板、磨球，挖掘機斗齒、坦克的履帶板等。必須指出的是，選用高錳鋼做耐磨零件時，應先了解其工作條件。在50三、高錳鋼的熱處理：固溶處理（水韌處理）將鋼加熱到單相A相區(qū)的溫度范圍（一般為1050~1100℃）保溫，使網(wǎng)狀K充分溶入A，然后水冷，獲得單相A組織。鑄態(tài)組織：A+網(wǎng)狀K。網(wǎng)狀K沿晶界析出，顯著降低鋼的強度、韌性和耐磨性。鑄件出爐至入水時間應盡量縮短，以避免K析出。冷速要快，常采用水冷。三、高錳鋼的熱處理：固溶處理（水韌處理）將鋼加熱到單相A相區(qū)51第四章工具鋼一、碳素工具鋼0.65-1.35%C，

T7、T8、T9、T10、T11、T12及T13各類。4.1碳素鋼及低合金工具鋼淬透性低，必須用鹽水或堿水淬火，變形開裂傾向大，工作溫度低于200℃，斷面尺寸小于15mm的工具。第四章工具鋼一、碳素工具鋼0.65-1.35%C，T752Cr：↑淬透性；↑鋼的回火穩(wěn)定性；防止Si的石墨化傾向。

1、合金元素的作用二、低合金工具鋼Si：↑鋼的淬透性，↑鋼的回火穩(wěn)定性。在高碳鋼中，高溫加熱時引起脫碳和↑石墨化，不單獨加入，必須同時添加W、Cr、Mn等，↓鋼的脫碳傾向。

Mn：↑鋼的淬透性，↑鋼的過熱傾向。W：0.5~1.5%，形成較穩(wěn)定的K，阻止鋼的過熱，保證晶粒細化，↑鋼的耐磨性。W含量太多，使K分布不勻，惡化性能。V：有效阻止A晶粒長大，↓過熱敏感性。Cr：↑淬透性；↑鋼的回火穩(wěn)定性；防止Si的石墨化傾向。1539SiCr：①Si、Cr↑淬透性，D油<40mm；②Si、Cr↑回穩(wěn)性，~250℃回火，>60HRC；③K細小、均勻→不容易崩刃；④分級或等溫處理，變形較??；⑤Si使脫碳傾向較大。2、典型鋼種適于制作形狀較復雜、變形要求小的工件，特別是薄刃工具，如絲錐、扳牙、鉸刀等。9SiCr：①Si、Cr↑淬透性，D油<40mm；2、54CrWMn：①Cr、W、Mn復合，↑淬透性，D油=50~70mm；②AR在18~20%，淬火后變形??；③含Cr、W碳化物較多且較穩(wěn)定，晶粒細小→高硬度、高耐磨性；④回穩(wěn)性較好，>250℃回火，<60HRC；⑤W使K較多而易形成網(wǎng)狀。適于制作要求變形小、耐磨性高的工件，如拉刀等，也可做量具及形狀較復雜的高精度沖模。CrWMn：①Cr、W、Mn復合，↑淬透性，D油=50~755一、高速鋼中的組成相4.2高速鋼18-4-1：室溫平衡組織：魚骨狀共晶Ld+P+K（組成相為α+M6C+Fe3C）。6-5-4-2：室溫平衡組織：鳥巢狀共晶Ld+P+K（組成相為α+M2C+Fe3C）。高速鋼的鑄態(tài)組織常常由萊氏體(Ld)、中心黑色的共析體、白亮的M和AR組成。一、高速鋼中的組成相4.2高速鋼18-4-1：室溫平衡組織56二、高速鋼的熱處理

淬火溫度：Ac1在820~840℃范圍，但其淬火加熱溫度必須在Ac1+400℃以上。1、淬火

目的：獲得高合金的A，淬火后獲得高合金的M，具有高的回火穩(wěn)定性，在高溫回火時析出彌散合金K產(chǎn)生二次硬化，使鋼具有高的硬度和紅硬性。淬火溫度越高，Me溶入A的數(shù)量越多，淬火之后M的合金濃度越高。只有合金含量高的M才具有高的回火穩(wěn)定性，在高溫回火時析出彌散合金K產(chǎn)生二次硬化，使鋼具有高的硬度和紅硬性。高速鋼中的合金碳化物M6C、M23C6和MC比較穩(wěn)定，必須在高溫下才能將其溶解。二、高速鋼的熱處理淬火溫度：Ac1在820~840℃范圍，57過熱過燒欠熱T淬過高，晶粒長大，K溶解過多，K發(fā)生角狀化；奧氏體中合金度過高，冷卻時易在晶界上析出網(wǎng)狀K。溫度再高→晶界熔化→鑄態(tài)組織特征，主要為魚骨狀共晶萊氏體及黑色組織。淬火溫度較低，大量K未溶。且晶粒特別細小。淬火溫度：精確控制可以從金相組織上初步判斷工藝因素過熱過燒欠熱T淬過高，晶粒長大，K溶解過多，K發(fā)生角584、回火目的：從M中析出彌散M2C和MC碳化物，產(chǎn)生次生硬化效應；消除AR；消除淬火內(nèi)應力。400℃以下回火，僅析出少量M3C合金滲碳體；大于450℃，基體中W、Mo、V等原子開始擴散，M3C溶解；W、Mo（M2C）型K和V的MC型K彌散析出，產(chǎn)生次生硬化，并在560℃達到硬度最高值（HRC63~65）。同時，M基體中仍保持有質(zhì)量分數(shù)為0.25%左右的C和較高含量的W、Mo、V、Cr，有很高的抗回火軟化能力。675℃以上，M2C開始溶解，析出M6C、M7C3，M7C3又進一步轉(zhuǎn)化為M23C6，基體中C已貧化，合金度不斷降低，高速鋼已顯著軟化。高速鋼的回火溫度：560℃。4、回火目的：從M中析出彌散M2C和MC碳化物，產(chǎn)生次生硬59回火：高速鋼一般需要在560℃左右三次回火淬火態(tài)M+大約30%AR+K回火ⅠM回+M+>10%AR+K1回火Ⅱ回火ⅢM回+M+少量AR+K2M回+AR（少量）+K3（K1等以示區(qū)別）正?；鼗鸷笥捕葹镠RC62～64，其組織為M回+AR（少量）+

K?；鼗穑焊咚黉撘话阈枰?60℃左右三次回火淬火態(tài)M60三、高速鋼中合金元素的作用1、C主要強化元素，隨著C含量進一步↑，淬火回火后的硬度和熱硬性都↑。若C和K形成元素滿足K分子式中的定比關(guān)系，可以獲得最大的二次硬化效應。若C含量很高，K總量↑，K不均勻性↑；淬火后AR量↑，需多次回火；使固相線溫度↓，淬火溫度↓。對W系，↑C含量將使鋼的抗彎強度和韌性明顯↓。三、高速鋼中合金元素的作用1、C主要強化元素，隨著C含量進一612、W和MoW>20%時，K不均勻性??，強韌性↓↓。W↓↓熱導率→鋼導熱性差。W是鋼獲得紅硬性的主要元素。共晶碳化物M6C淬火加熱時大量未溶，↓A晶粒長大，改善韌性。固溶在A中的7-8%W淬火后?回火穩(wěn)定性；回火時析出W2C，產(chǎn)生彌散硬化，?熱硬性。Mo和W相似，1％Mo可取代1.5~2.0％W。Mo使共晶K由魚骨狀變成細鳥巢狀，↓K的不均勻性；熱硬性略低；脫碳傾向大；Mo系抗彎強度和韌性遠高于W系。2、W和MoW>20%時，K不均勻性??，強韌性↓↓。W↓623、V淬火加熱時，VC部分溶于A中，使M回火穩(wěn)定性?；回火時析出彌散VC產(chǎn)生二次硬化，?熱硬性。未溶部分阻礙A晶粒長大。主要以VC存在，也溶于其他類型K。高V高速鋼中，鳥巢狀的共晶碳化物VC增多，可達10%左右，?鋼的耐磨性，但也使切削加工性能↓。4、CrCr在鋼中主要存在于M23C6中，也溶于M6C和MC型K中。淬火加熱Cr幾乎全部溶于A中，主要?淬透性。?耐蝕性和抗氧化能力，↓粘刀現(xiàn)象，改善刃具切削能力。3、V淬火加熱時，VC部分溶于A中，使M回火穩(wěn)定性?；回火時63淬火加熱時溶于A中，?M的回火穩(wěn)定性。Co與W和Mo原子間結(jié)合力強，可↓W和Mo原子擴散速率，↓合金K析出和聚集長大，?熱硬性?！g性、?脫碳傾向。5、Co6、微合金元素N溶于K中，形成合金碳氮化物，使M6C碳化物穩(wěn)定性?，↓聚集傾向。N細化A晶粒，?晶界開始熔化溫度，因而?了淬火溫度和Me溶解量，?回火硬度和熱硬性。N：?熱硬性，同時也?抗彎強度和撓度，?韌性。RE：?鋼在900-1150℃間的熱塑性?！蛟诰Ы绲钠?，?熱塑性。淬火加熱時溶于A中，?M的回火穩(wěn)定性。Co與W和Mo原子間結(jié)644.3冷作模具鋼常用作冷作模具的碳素工具鋼有T8A、T10A、T12A。常用作冷作模具的低合金工具鋼有9Mn2V、9CrSi、CrWMn等。只能用于制作尺寸小、形狀簡單、工作負荷較輕的模具。1、高鉻模具鋼的成分和特點含有較高的C（1.4~2.3%）和大量的Cr（11~13%），有時還加入少量的Mo和V。典型鋼：Cr12和Cr12MoV。一、高鉻和中鉻模具鋼

4.3冷作模具鋼常用作冷作模具的碳素工具鋼有T8A、T165第五章不銹鋼電化學腐蝕的主要形式均勻腐蝕、晶間腐蝕、點腐蝕、應力腐蝕等。成分的影響C：強烈地穩(wěn)定A，穩(wěn)定A的能力為Ni的30倍；碳與鉻能形成一系列K，使不銹鋼的耐蝕性受到嚴重影響；C含量應盡可能低?！鶦?，耐蝕性?，冷變形性、焊接性等?；影響不銹鋼耐蝕性的因素第五章不銹鋼電化學腐蝕的主要形式均勻腐蝕、晶間腐蝕、點腐蝕66Cr：提高鈍化膜穩(wěn)定性的必要元素：Cr＞10-12%，合金的鈍化能力顯著提高；Cr提高耐蝕性的作用符合n/8定律：當Cr含量(原子比)達到1/8,2/8…時，鐵的電極電位就跳躍式地↑，耐蝕性也隨之而↑。根據(jù)n/8定律，不銹鋼的最低Cr含量為11.7%。由于存在C，與Cr能形成Cr23C6，則Cr的含量一般不少于13%。Ni：A不銹鋼中的主要Me。提高鋼的耐蝕性，在非氧化性的硫酸中更為顯著，也符合n/8規(guī)律。與Cr配合，可提高Cr不銹鋼在硫酸、醋酸、草酸及中性鹽（硫酸鹽）中的耐蝕性.Cr：提高鈍化膜穩(wěn)定性的必要元素：Cr＞10-12%，合金的67Mn：Ni的代用品，是γ穩(wěn)定化元素；?Cr不銹鋼在甲酸、醋酸和乙醇酸等有機酸中的耐蝕性，比Ni更有效；Ti、Nb：優(yōu)先于Cr同C形成K，防止晶間腐蝕，提高耐蝕性。Mo：?不銹鋼的鈍化作用和耐蝕性，可阻止點蝕。Si：2~4%，?不銹鋼在鹽酸、硫酸和高濃度硝酸中的耐蝕性。Cu、Pt、Pd等貴金屬：能在不銹鋼表面沉積，促使不銹鋼在很小的陽極電流下就能達到鈍化狀態(tài)。少量加入可有效提高不銹鋼在硫酸及有機酸中的耐蝕性。Mn：Ni的代用品，是γ穩(wěn)定化元素；?Cr不銹鋼在甲酸、醋685.3不銹耐蝕鋼的腐蝕特性一、A不銹鋼的晶間腐蝕A不銹鋼焊接后，在焊縫及熱影響區(qū)（550~800℃），在許多介質(zhì)(50~65%的熱硝酸、含銅鹽和氧化鐵的硫酸溶液、熱有機酸等）中產(chǎn)生晶間腐蝕。A不銹鋼在550~800℃工作，或在該溫度下進行時效處理（或保溫或緩慢冷卻）時，也會得到與焊接加熱的同樣效果。5.3不銹耐蝕鋼的腐蝕特性一、A不銹鋼的晶間腐蝕A不銹鋼焊69晶間腐蝕產(chǎn)生的原因（1）由鋼中的C引起的。C與鋼中的Cr形成Cr23C6碳化物，在晶界上呈連續(xù)網(wǎng)狀析出，引起晶界周圍基體產(chǎn)生貧Cr區(qū)，當貧Cr區(qū)的Cr含量低于12.5%原子比時，不耐蝕。（2）σ相在晶界析出也會造成晶間腐蝕。

超低碳A不銹鋼特別是含Mo鋼，固溶的Mo和Ti促進σ相在晶界析出，在晶界產(chǎn)生貧Cr區(qū)，在65%（體積分數(shù)）的沸騰HNO3中就能產(chǎn)生晶間腐蝕。（3）鋼中氮含量。N＞0.16%，沿晶界析出Cr2N，增加晶間腐蝕傾向。晶間腐蝕產(chǎn)生的原因（2）σ相在晶界析出也會造成晶間腐蝕。70（4）在氧化性介質(zhì)中，奧氏體不銹鋼經(jīng)固溶處理后，雜質(zhì)元素P和Si在晶界偏聚，也會引起晶間腐蝕。為了防止A鋼的晶間腐蝕傾向，通?？梢栽阡摰某煞衷O(shè)計和熱處理工藝上采取措施：消除晶間腐蝕的方法

成分設(shè)計：C≤0.03%，沒有晶間腐蝕發(fā)生，降低A不銹鋼中的C含量，生產(chǎn)超低C不銹鋼。改變K類型：加入Ti和Nb固定C，形成穩(wěn)定的TiC或NbC。（4）在氧化性介質(zhì)中，奧氏體不銹鋼經(jīng)固溶處理后，雜質(zhì)元素P和71對于非穩(wěn)定性鋼進行退火，使A成分均勻化，消除貧Cr區(qū)；對于穩(wěn)定性鋼，將Cr的K轉(zhuǎn)變?yōu)門i、Nb的特殊K，保證耐蝕所需要的固溶體含Cr水平。熱處理工藝上：固溶處理：重新使K溶解于γ中，保證固溶體中C和Cr的含量。在敏化溫度范圍長期加熱，通過Cr的擴散消除貧Cr區(qū)。獲得γ+δ（10-50%）雙相組織：δ鐵素體在500-800℃發(fā)生相間沉淀，Cr23C6在δ/γ相界δ一側(cè)呈點狀析出，排除了在A晶界析出Cr23C6，且δ相內(nèi)Cr的擴散系數(shù)比γ相內(nèi)高103倍，不致產(chǎn)生貧Cr區(qū)。對于非穩(wěn)定性鋼進行退火，使A成分均勻化，消除貧Cr區(qū)；熱處理725.4不銹鋼的強化與脆化1、常用F不銹鋼及特點①Cr13型如0Cr13、0Cr13Al、0Cr11Ti等②Cr17型如1Cr17、0Cr17Ti、1Cr17Mo等③Cr25-30型如1Cr25Ti、1Cr28、00Cr30Mo2等一、鐵素體不銹鋼5.4不銹鋼的強化與脆化1、常用F不銹鋼及特點①Cr13732、鐵素體不銹鋼的脆性F不銹鋼的主要缺點是韌性低、脆性大。引起脆性的原因主要有：粗晶脆性、σ相脆性和475℃脆性,鋼中C、N、O等雜質(zhì)及夾雜物產(chǎn)生脆性。(1)粗晶脆性F不銹鋼鑄態(tài)下的組織粗大，冷脆性大，冷脆轉(zhuǎn)變溫度高，室溫的沖擊韌性低。F由于原子擴散快，有低的晶粒粗化溫度和高的晶粒粗化速率；600℃以上開始粗化，A不銹鋼為900℃。這類鋼在加熱和冷卻時不發(fā)生固態(tài)相變，不能通過加熱冷卻過程中的相變來細化，只能通過壓力加工來碎化.2、鐵素體不銹鋼的脆性F不銹鋼的主要缺點是韌性低、脆性大。引74采取的措施：生產(chǎn)中將終鍛溫度或終軋溫度控制在750℃或更低的溫度；向鋼中加少量Ti，形成Ti(C,N)阻止晶粒長大，提高晶粒粗化溫度，還可提高鋼的強度。增加F不銹鋼中在高溫的A量，冷卻時發(fā)生M轉(zhuǎn)變，得到F+部分（15~20%）M的組織。采取的措施：生產(chǎn)中將終鍛溫度或終軋溫度控制在750℃或更低的75高鉻鋼中，Cr>15%時，在400~525℃溫度范圍內(nèi)長時間加熱后或在此溫度范圍內(nèi)緩慢冷卻時，鋼在室溫下變得很脆，這個現(xiàn)象尤以475℃加熱最甚，故這種脆性稱為475℃脆性。(2)475℃脆性475℃加熱時，F(xiàn)內(nèi)固溶的Cr原子有序化，形成富Cr的bcc點陣α”相（80%Cr、20%Fe），并與母相保持共格關(guān)系，引起較大的晶格畸變和內(nèi)應力，使鋼的強度增加，韌性下降。嚴重時，塑性和沖擊韌性幾乎全部喪失。產(chǎn)生475℃脆性的原因：高鉻鋼中，Cr>15%時，在400~525℃溫度范圍內(nèi)長時間76對已產(chǎn)生475℃脆性的鋼，可通過700~800℃短時加熱，然后快冷的辦法來消除。消除辦法：根據(jù)Fe-Cr相圖，45%Cr在820℃開始形成σ相。Cr<30%時，由于低溫原子擴散困難，已很難形成σ相。但在實際生產(chǎn)中，由于Cr鋼中的成分偏析或其它穩(wěn)定α相的Me的作用，17%Cr的不銹鋼就有可能形成σ相。(3)σ相脆性由于σ相具有高的硬度（68HRC以上），形成時還伴隨著相當大的體積效應，又常常沿晶界分布，故引起很大的脆性，并可能促進晶間腐蝕。對已產(chǎn)生475℃脆性的鋼，可通過700~800℃短時加熱，然77對于已形成的σ相的鋼，重新加熱到820℃以上保溫半小時，可使σ相重新溶入δ鐵素體，隨后快冷，從而消除σ相脆性，恢復鋼的韌性。σ相不僅見于高鉻鐵素體不銹鋼中，還見于A、A-F不銹鋼中。（4）鋼中C、N、O等雜質(zhì)及夾雜物產(chǎn)生脆性采用真空感應熔煉、電子束精練、氬氧混吹脫碳等精練技術(shù)，可大大降低高Cr鋼中的間隙元素和雜質(zhì)元素的含量，能顯著提高F不銹鋼的塑性和韌性，降低韌脆轉(zhuǎn)化溫度。對于已形成的σ相的鋼，重新加熱到820℃以上保溫半小時，可使78二、奧氏體不銹鋼1、A不銹鋼的成分特點A不銹鋼的主要成分是≥18%Cr和≥8%Ni。其特點是利用Cr和Ni的配合來獲得A。2、主要鋼種18-8型鉻鎳奧氏體不銹鋼

Cr-Mn-N,Cr-Ni-Mn-N型A或A-F不銹鋼二、奧氏體不銹鋼1、A不銹鋼的成分特點A不銹鋼的主要成分是≥79三、馬氏體不銹鋼1、M不銹鋼的成分及組織特點（1）M不銹鋼的化學成分根據(jù)M不銹鋼中Cr和C的含量，可以將M不銹鋼分為三類：①中、低C的13％Cr鋼：如1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13等；②低C的17％Cr-2%Ni鋼：如1Cr17Ni2等；③高C的18％Cr鋼：如9Cr18等。按n/8規(guī)律，1/8值時Cr不銹鋼最低的Cr含量應為11.7%（12.5%原子比等于11.7%重量比）。三、馬氏體不銹鋼1、M不銹鋼的成分及組織特點（1）M不銹鋼的80低C及中C的不銹鋼：一部分Cr要和C化合形成化合物而脫離固溶體，故要使鋼具有不銹的性能，鋼中Cr含量應提高到13%；高C的9Cr18%：C?，鋼中形成大量的碳化鉻，使得固溶體中的Cr降低較多，所以總的Cr含量提高到18%，以保證固溶體中的Cr含量達到1/8值。C含量的變化對不銹鋼的性能影響較大，對于不同C含量就形成了不同的13%Cr鋼種。M不銹鋼中，隨著C含量的增加，第二相的數(shù)量增加，使得鋼的強度升高，耐蝕性下降；隨著Cr含量的增加，耐蝕性增加。1Cr17Ni2耐蝕性最好。低C及中C的不銹鋼：一部分Cr要和C化合形成化合物而脫離固溶81第六章耐熱鋼和耐熱合金（1）蠕變及蠕變極限蠕變——金屬在一定的溫度和靜載荷長時間的作用下，緩慢地發(fā)生塑性變形的現(xiàn)象。1、鋼的熱強性能指標蠕變強度——在某溫度下，在規(guī)定時間達到規(guī)定變形時所能承受的應力。蠕變極限——在一定的溫度下和在規(guī)定的持續(xù)時間內(nèi)，產(chǎn)生的蠕變變形量等于某規(guī)定值時的最大應力。表示高溫強度的指標有三種：蠕變強度、持久強度、持久壽命。第六章耐熱鋼和耐熱合金（1）蠕變及蠕變極限蠕變——金屬在82（2）持久強度持久強度——在規(guī)定溫度和規(guī)定時間斷裂所能承受的應力。蠕變強度——在某溫度下，在規(guī)定時間達到規(guī)定變形（如0.1%）時所能承受的應力,用σC表示，σC0.1/1000700℃

（2）持久強度持久強度——在規(guī)定溫度和規(guī)定時間斷裂所能承受的83（3）持久壽命（4）應力松弛零件在高溫和應力作用下，隨著時間的增長，如果總的變形量不變，應力值卻在緩慢地降低，這種現(xiàn)象稱為應力松弛，簡稱為松弛。指在一定溫度和規(guī)定應力作用下，從作用開始到斷裂的時間。（5）高溫疲勞強度高溫疲勞指溫度高于0.5Tm或在再結(jié)晶溫度以上時的疲勞現(xiàn)象。（3）持久壽命（4）應力松弛零件在高溫和應力作用下，隨著時間84耐熱鋼根據(jù)顯微組織分為F型和A型耐熱鋼兩大類。6.2、鐵素體型耐熱鋼F型耐熱鋼包括F-P、F、M耐熱鋼，一般在350~650℃工作。一、F-P耐熱鋼F-P耐熱鋼的特點：C含量較低，Me總量不超過5%，使用狀態(tài)的顯微組織為P+F。P型鋼的組織不穩(wěn)定現(xiàn)象①片狀P逐漸球化和K的聚集長大。②K的石墨化③Me的重新分配耐熱鋼根據(jù)顯微組織分為F型和A型耐熱鋼兩大類。6.2、鐵素體85第七章鑄鐵鑄鐵——是一種以Fe、C、Si為主要成分且在結(jié)晶過程中具有共晶轉(zhuǎn)變的多元鐵基合金。鑄鐵與C鋼的主要區(qū)別，一是鑄鐵的C及Si含量高，并且C多以G形式存在；二是鑄鐵中S、P雜質(zhì)多。鑄鐵中的C主要有三種分布形式：①溶于鐵晶格的間隙中，形成間隙固溶體，如F、A；②與Fe生成化合物，如Fe3C；③以游離的G形式析出。第七章鑄鐵鑄鐵——是一種以Fe、C、Si為主要成分且在86根據(jù)鑄鐵中的C在結(jié)晶過程中的析出狀態(tài)以及凝固后斷口顏色的不同，可分為三大類：鑄鐵的分類：白口鑄鐵；麻口鑄鐵；灰口鑄鐵根據(jù)鑄鐵中G形態(tài)的不同，又可分為：灰鑄鐵，球墨鑄鐵，蠕墨鑄鐵，可鍛鑄鐵根據(jù)鑄鐵中的C在結(jié)晶過程中的析出狀態(tài)以及凝固后斷口顏色的不同87鑄鐵中加入的元素按其對石墨化的作用差異，排列順序如下：

Al、C、Si、Ti、Ni、Cu、P、Nb、Mn、Mo、S、Cr、V、Fe、Mg、Ce、B影響鑄態(tài)組織的因素1、化學成分的影響鑄鐵中加入的元素按其對石墨化的作用差異，排列順序如下：A88（1）C和Si促進石墨化，且隨C、Si含量增加，能減少白口傾向，易形成石墨。但C、Si過多，形成的G較粗大，金屬基體中F含量增加，會降低鑄鐵的強度性能。（2）P的影響促進石墨化，但作用不如C強烈，當P>0.2%后，出現(xiàn)Fe3P。磷共晶硬而脆，當這種共晶體在鑄鐵組織中呈孤立、細小、均勻分布時，可以提高鑄鐵件的耐磨性能；反之，當這種共晶體以粗大連續(xù)網(wǎng)狀分布于晶界時，將降低鑄鐵的強度，增加鑄件的脆性。所以一般鑄鐵中P的含量應控制在0.2%以下，耐磨鑄鐵的含P量可以達到0.5～1.0%。（1）C和Si促進石墨化，且隨C、Si含量增加，能減少白口傾89（3）Mn的影響阻礙石墨化。Mn能與S結(jié)合生成MnS，削弱S的有害作用。（4）S的影響S阻礙C原子的擴散，促進白口鑄鐵的元素，而且降低鐵水的流動性，惡化鑄造性能，增加鑄件縮松缺陷。因此，S是一個有害元素，其含量應控制在0.15%以下。（3）Mn的影響阻礙石墨化。Mn能與S結(jié)合生成MnS，削弱S902、冷卻速度的影響鑄件的冷卻速度對石墨化過程也有明顯影響。鑄件冷卻速度越緩慢，越有利于按照Fe－G系狀態(tài)圖進行結(jié)晶和轉(zhuǎn)變，即越有利于石墨化過程的充分進行；反之，當鑄件冷卻速度較快時，由于原子擴散能力減弱，則有利于按照Fe-Fe3C系狀態(tài)圖進行結(jié)晶和轉(zhuǎn)變，即不利于石墨化的進行。2、冷卻速度的影響鑄件的冷卻速度對石墨化過程也有明顯影響。鑄917.2常用的鑄鐵灰鑄鐵的顯微組織：片狀G+金屬基體，G鑲嵌在金屬基體內(nèi)。金屬基體依照共析階段石墨化進行的程度不同可分為F，F(xiàn)＋P和P三種?；诣T鐵的牌號我國灰鑄鐵的牌號用“灰鐵”二字的漢語拼音的第一個大寫字母“HT”和一組數(shù)字來表示，HT100表示σb為100MPa的灰鑄鐵。6個強度等級：HT100、HT150、HT200、HT250、HT300、HT3507.2常用的鑄鐵灰鑄鐵的顯微組織：片狀G+金屬基體，G鑲嵌922、灰鑄鐵的性能灰鑄鐵的性能取決于金屬基體和片狀G的數(shù)量、大小和分布。1）抗拉強度低，塑韌性很差根本原因：片狀G的存在。2）硬度和抗壓強度灰鑄鐵的硬度和抗壓強度主要取決于基體本身的強度和數(shù)量，片狀G對硬度和抗壓強度影響不大?；诣T鐵的抗壓強度顯著地大于抗拉強度，約為抗拉強度的2.5-4.0倍，這是灰鑄鐵的一種特性。2、灰鑄鐵的性能灰鑄鐵的性能取決于金屬基體和片狀G的數(shù)量、大933）良好的減振性和減摩性4）良好的鑄造性、可切削性5）存在壁厚敏感效應可通過孕育處理減少鑄件壁厚的敏感性。鑄件壁厚影響鑄件凝固時的實際冷卻速度，從而得到不同的基體組織。薄壁鑄件：可得到白口鑄鐵組織；壁厚增大：依次得到麻口鑄鐵、P基灰鑄鐵、P-F基灰鑄鐵、F基灰鑄鐵。3）良好的減振性和減摩性4）良好的鑄造性、可切削性5）存在94F球墨鑄鐵典型牌號：QT400-18，QT400-15，QT450-10。P球墨鑄鐵典型牌號：QT700-2，QT800-2，可在鑄態(tài)或正火處理獲得。F+P球墨鑄鐵典型牌號：QT500-7，QT600-3。二、球墨鑄鐵F球墨鑄鐵典型牌號：QT400-18，QT400-15，QT95蠕墨鑄鐵蠕墨鑄鐵的牌號用“蠕鐵”二字的漢語拼音的第一個大寫字母“RuT”和一組數(shù)字來表示，數(shù)字表示其最小抗拉強度值。四、展性鑄鐵展性鑄鐵是先將鐵水澆鑄成白口鑄鐵，然后經(jīng)G化退火，使游離Fe3C發(fā)生分解形成團絮狀G的一種高強度鑄鐵。展性鑄鐵根據(jù)化學成分、石墨化退火工藝及性能和組織的不同而分為黑心展性鑄鐵和白心展性鑄鐵。黑心展性鑄鐵包括F展性鑄鐵和P展性鑄鐵。蠕墨鑄鐵蠕墨鑄鐵的牌號用“蠕鐵”二字的漢語拼音的第一個大寫字96可鍛鑄鐵的牌號牌號中的“KT”是“可鐵”兩字的漢語拼音的第一個字母，其后面的H表示黑心可鍛鑄鐵；Z表示珠光體可鍛鑄鐵；B表示白心可鍛鑄鐵；符號后面的兩組數(shù)字分別表示其最小的抗拉強度和伸長率。KTH300-06、KTZ450-06、KTB350-04可鍛鑄鐵的牌號牌號中的“KT”是“可鐵”兩字的漢語拼音的第一97第八章鋁合金Me的強化作用：固溶強化、沉淀強化、過剩相強化、細晶強化、冷變形強化等。Mn、Mg、Zn等：不產(chǎn)生沉淀強化相，主要溶于Al基固溶體,起固溶強化作用。2、鋁合金中的沉淀強化相鋁合金中的沉淀強化相應滿足的基本條件：（3）在時效過程中，沉淀相具有一系列介穩(wěn)相，并且彌散分布，與基體形成共格，在周圍基體中產(chǎn)生較大的共格應變區(qū)。（1）硬度高的質(zhì)點；（2）在鋁基固溶體中高溫下有較大的溶解度，能析出較大體積分數(shù)的沉淀相；第八章鋁合金Me的強化作用：固溶強化、沉淀強化、過剩相強化98鋁合金中的沉淀強化相例如：Al-Cu合金：θ-CuAl2，Al-Cu-Mg合金：S相（Al2CuMg）；Al-Zn-Mg系合金：η-MgZn2，T-Al2Mg3Zn3；Al-Si-Mg系：β（Mg2Si）Al-Li系：δ（AlLi）鋁合金中的沉淀強化相例如：99在自然時效過程中，首先在基體中形成銅原子富集區(qū)，晶體結(jié)構(gòu)類型仍與基體α相同，并與基體保持共格關(guān)系，GP[I]區(qū)中銅原子的濃度較高，引起點陣的嚴重畸變,阻礙位錯運動，因而合金的強度、硬度提高。鋁合金時效的基本過程：①、形成銅原子富集區(qū)（GP[I]區(qū)）②、銅原子富集區(qū)有序化在GP[I]區(qū)的基礎(chǔ)上銅原子進一步偏聚，GP區(qū)進一步擴大，并有序化，即形成有序的富銅區(qū)，稱為GP[II]區(qū).常用θ"表示。由于GP[II]區(qū)與基體仍保持共格關(guān)系，因此其周圍基體產(chǎn)生彈性畸變，它比GP[I]區(qū)周圍的畸變更大,由于形成的GP[II]區(qū)的密度很大，對位錯運動的阻礙進一步增大，因此時效強化作用更大。GP[II]區(qū)--θ"相析出階段為合金達到最大強化的階段。在自然時效過程中，首先在基體中形成銅原子富集區(qū)，晶體結(jié)構(gòu)類型100③、形成過渡相θ'隨著時效過程的進一步發(fā)展，銅原子在GP[II]區(qū)繼續(xù)偏聚，當銅與鋁原子之比為1：2時，形成過渡相θ'。由于θ'相的點陣常數(shù)發(fā)生較大的變化，故當其形成時與基體共格關(guān)系開始破壞，即由完全共格變?yōu)榫植抗哺?對位錯運動的阻礙作用亦就減小，故合金的硬度開始降低。③、形成過渡相θ'隨著時效過程的進一步發(fā)展，銅原子在GP[101

④、形成穩(wěn)定θ相時效后期，過渡相θ‘從鋁基固溶體中完全脫溶，形成與基體有明顯相界面的獨立的穩(wěn)定相CuAl2，稱為θ相，此時θ相與基體的共格關(guān)系完全破壞，共格畸變也隨之消失。并隨時效溫度的提高或時間的延長，θ相的質(zhì)點聚集長大，合金的強度、硬度進一步降低。4％Cu-Al合金時效的基本過程可以概括為：

過飽和固溶體→形成銅原子富集區(qū)(GP[I]區(qū))→銅原子富集區(qū)有序化(GP[II]區(qū))→形成過渡相θ'→析出穩(wěn)定相θ(CuAl2)+平衡的α固溶體。

④、形成穩(wěn)定θ相時效后期，過渡相θ‘從鋁基固溶體中完全102在130℃時效時Al-Cu合金的硬度與時間的關(guān)系在130℃時效，GP區(qū)形成后硬度上升，然后達到穩(wěn)定；長時間時效后，GP區(qū)溶解，θ"相形成使硬度又重新上升；當θ"相溶解形成θ'相時，硬度開始下降。在130℃時效時Al-Cu合金的硬度與時間的關(guān)系在130℃時103鋁合金(成分和生產(chǎn)工藝)變形鋁合金鑄造鋁合金(成分和性能)不能熱處理強化鋁合金可熱處理強化鋁合金(硬鋁、超硬鋁和鍛鋁)(防銹鋁)(主要Me)Al-Si，Al-Cu，Al-Mg，Al-Zn8.2變形鋁合金鋁合金(成分和生產(chǎn)工藝)變形鋁合金鑄造鋁合金(成分和性能)不104不能熱處理強化鋁合金:牌號表示方法：防銹鋁用“LF”（鋁防）+序號表示，如LF21，LF3等。

熱處理強化鋁合金：鍛鋁：Al-Mg-Cu合金。硬鋁：Al-Mg-Cu合金。牌號用“LY”（鋁硬）+序號表示。如LY12，LY6超硬鋁：Al-Zn-Mg-Cu合金，強度最高。牌號用“LD”（鋁鍛）+序號表示。如LD2，LD6牌號用“LC”（鋁超）+序號表示。如LC4，LC6熱處理：固溶和時效處理不能熱處理強化鋁合金:牌號表示方法：熱處理強化鋁合金：鍛鋁：1058.3鑄造鋁合金常用的鑄造鋁合金：Al-Si系、Al-Cu系、Al-Mg系和Al-Zn系等。俗稱“硅鋁明”，是以Al-Si為基的二元或多元鋁合金，是工業(yè)上應用最廣泛的鋁合金之一。1、Al-Si系合金最簡單的是ZL102，含Si10～13％的Al-Si二元合金，共晶成分含11.7%Si，共晶溫度為577℃。這種合金液態(tài)有良好的流動性，是鑄造鋁合金中流動性最好的。8.3鑄造鋁合金常用的鑄造鋁合金：俗稱“硅鋁明”，是以Al106共晶組織中的Si晶體呈粗針狀或片狀，過共晶合金中還含有少量塊狀初生Si，這種共晶組織塑性較低，達不到實用要求，需要細化組織。變質(zhì)處理：以改變共晶Si的形態(tài)，使Si晶體細化和顆?；?，組織由共晶或過共晶變?yōu)閬喒簿?。常用的變質(zhì)劑：為鈉鹽，1～3％（質(zhì)量分數(shù)）的鈉鹽混合物（2/3NaF+1/3NaCl）或三元鈉鹽（25％NaF+62%NaCl+13%KCl）。鈉鹽變質(zhì)劑的缺點：變質(zhì)處理的有效時間短，加入后通常要求在30min內(nèi)澆完。共晶組織中的Si晶體呈粗針狀或片狀，過共晶合金中還含有少量塊107易與熔融合金中的氣體反應，使鑄件產(chǎn)生氣孔等鑄造缺陷，澆注前必須精練脫氣，使鑄造工藝復雜化。另一種變質(zhì)劑是鍶和RE，可作為常效變質(zhì)劑。變質(zhì)處理后，wSi=10~13%的鋁硅合金就成為亞共晶組織，粗大的針狀共晶Si細化成細小條狀或點狀，并在組織中出現(xiàn)初晶α固溶體。鈉鹽的變質(zhì)機理：吸附作用，即鈉原子在結(jié)晶硅的表面有強烈偏聚，降低了硅的生長速度并促進其分枝或細化。變質(zhì)劑也使鋁硅合金相圖的共晶點右移，共晶成分由wSi=11.7%增加到wSi=14％，共晶溫度由578℃降為564℃。易與熔融合金中的氣體反應，使鑄件產(chǎn)生氣孔等鑄造缺陷，澆注前必108三、銅合金的退火硬化Cu基α固溶體：w(Zn)>10%的黃銅，w(Al)>4%的鋁青銅，w(Ni)>30%的白銅，經(jīng)固溶退火后，硬度明顯升高，彈性極限升高?？赡艿脑颍涸佑行蚧纬刹痪鶆蚬倘荏w，使點陣發(fā)生部分收縮，引起應變硬化；代位溶質(zhì)原子引起形變時效，溶質(zhì)原子與位錯交互作用，位錯爭脫溶質(zhì)原子或重新吸附交替進行，或位錯裹脅溶質(zhì)原子一起運動。第10章銅合金三、銅合金的退火硬化Cu基α固溶體：w(Zn)>10%的黃銅109Cu-Zn合金或以Zn為主要Me的Cu合金稱為黃銅。一、黃銅的牌號及表示方法黃銅按其所含合金元素的種類可分為普通黃銅和特殊黃銅兩類；按生產(chǎn)方式可分為壓力加工黃銅和鑄造黃銅兩類。普通黃銅是Cu-Zn二元合金。在Cu、Zn的基礎(chǔ)上，再加入少量的其它元素(如Al、Mn、Sn、Si、Pb等)的Cu合金，稱為特殊黃銅。9.3黃銅Cu-Zn合金或以Zn為主要Me的Cu合金稱為黃銅。一、黃110特殊黃銅的牌號：H+主加元素的化學符號+Cu含量+添加元素的含量，如：HMn58-2。鑄造用黃銅的牌號：Z+Cu+主加元素的化學符號及含量，如：ZCuZn38。普通黃銅的牌號：H（“黃”字的漢語拼音首字母）+Cu含量，如：H62。特殊黃銅的牌號：H+主加元素的化學符號+Cu含量+添加元素的1111、普通黃銅的組織普通黃銅分為單相黃銅和雙相黃銅兩種。

W(Zn)<36%；鑄態(tài)組織為單相樹枝狀晶，形變及再結(jié)晶退火后得到等軸狀α相晶粒，具有退火孿晶。單相黃銅(α黃銅)：強度較低、塑性特別好，適于壓力加工，常用代號有H80、H70、H68，其中H70、H68強度較高，大量用作槍彈殼和炮彈筒，故有“彈殼黃銅”之稱。雙相黃銅(α+β)黃銅：W(Zn)=36~46%，工業(yè)上所用的黃銅Zn含量一般不超過46%。1、普通黃銅的組織普通黃銅分為單相黃銅和雙相黃銅兩種。W(112出現(xiàn)中溫（200~700℃）脆性的原因：α相區(qū)內(nèi)存在Cu3Zn和Cu9Zn兩個有序化合物，在中低溫加熱時發(fā)生有序化轉(zhuǎn)變，使合金塑性；合金中微量的雜質(zhì)Pb、Bi等與Cu形成低熔點共晶分布在晶界上，熱加工時產(chǎn)生晶間破裂。單相α黃銅：具有良好的塑性，能承受冷熱加工，在鍛造等熱加工時易出現(xiàn)中溫（200~700℃）脆性。加入RE與雜質(zhì)結(jié)合形成高熔點的穩(wěn)定化合物如REPb2、REBi2、RE3Sb2。RE還可減慢原子的擴散，減慢有序化進程，改善黃銅的塑性。消除方法：出現(xiàn)中溫（200~700℃）脆性的原因：α相區(qū)內(nèi)存在Cu3Z113因為冷變形黃銅制品內(nèi)部存在殘余張應力，在腐蝕性介質(zhì)的作用下發(fā)生應力腐蝕，導致制品破裂，又稱“應力破裂”。加入(1~1.5%)Si、(0.02~0.06%)As、Mg等能減少季裂現(xiàn)象；表面鍍Zn或Cd也能防止季裂。低溫去應力退火，可消除制品在冷加工時產(chǎn)生的內(nèi)應力；并在裝配時避免產(chǎn)生附加張應力。

冷變形黃銅制品在潮濕的大氣，尤其是含氨水的大氣或海水中會發(fā)生自動破裂，又稱“季裂”。因為冷變形黃銅制品內(nèi)部存在殘余張應力，在腐蝕性介質(zhì)的作用下發(fā)114一、青銅的牌號及表示方法Cu-Sn合金稱為Sn青銅（普通青銅）；其它成為無Sn青銅（特殊青銅）。青銅也可分為壓力加工青銅（以青銅加工產(chǎn)品供應）和鑄造青銅兩類。

9.4青銅青銅的編號規(guī)則：

Q＋主加元素符號＋主加元素含量（＋其它元素含量）QSn4-3表示成分為4%Sn、3%Zn、其余為銅的錫青銅。

一、青銅的牌號及表示方法Cu-Sn合金稱為Sn青銅（普通青銅11510.5白銅白銅按用途可分為結(jié)構(gòu)白銅和電工白銅。白銅是以Ni為主要合金元素的銅合金。電工白銅包括：康銅、考銅、B0.6

10.5白銅白銅按用途可分為結(jié)構(gòu)白銅和電工白銅。白銅是以N116第11章鈦合金

根據(jù)使用狀態(tài)的組織，鈦合金可分為三類：α鈦合金、β鈦合金、（α＋β）鈦合金。牌號分別以TA、TB、TC加上編號表示。

鈦的生產(chǎn)方法：鎂熱法生產(chǎn)海綿鈦碘化法鈦（高純鈦）電解精煉鈦：第11章鈦合金根據(jù)使用狀態(tài)的組織，鈦合金可分為三類：α117主要Me：Al、Sn、Zr、V、Mo、Mn、Fe、Cr、Cu、Si等。α穩(wěn)定化元素——提高相變點，在α相中大量溶解和擴大α相區(qū)的元素，Al。2）中性強化元素——對轉(zhuǎn)變溫度影響小，在α和β相中均能大量溶解或完全互溶的元素，如Sn、Zr。

3）β相穩(wěn)定元素產(chǎn)生β相共析分解的元素，如V、Mo、Mn、Fe、Cr、Cu、Si;不產(chǎn)生β相共析分解，但慢冷時析出α相，快冷時有α’馬氏體相變,如Mo、V、Nb、Ta等。主要Me：Al、Sn、Zr、V、Mo、Mn、Fe、Cr、Cu118一、碳鋼中的常存雜質(zhì)S、P、Si、Mn、N、H、O。S、P對鋼性能的影響：S：和Fe能形成FeS，并易與γ-Fe形成低熔點(989℃)共晶。當鋼凝固結(jié)晶時低熔共晶易于沿晶界分布；鋼件在大于1000℃的熱加工溫度時低熔共晶會熔化，所以易產(chǎn)生熱脆；1.1碳鋼概論Chapter1鋼鐵中的合金元素P：能形成Fe3P，性質(zhì)硬而脆，在冷加工時產(chǎn)生應力集中，易產(chǎn)生裂紋而形成冷脆；P還具有嚴重的偏析傾向。易削鋼中S和P可改善鋼的切削加工性能；P可提高鋼在大氣中的抗腐蝕性能。

一、碳鋼中的常存雜質(zhì)S、P、Si、Mn、N、H、O。S、P對119二、碳鋼的分類及牌號表示方法（1）按鋼中碳含量可分為低碳鋼（wC≤0.25%）；中碳鋼（0.25%＜w≤0.6%）；高碳鋼（wC＞0.6%）。1、碳鋼的分類（2）按鋼的質(zhì)量（品質(zhì)）分為普通碳素鋼，優(yōu)質(zhì)碳素鋼，高級優(yōu)質(zhì)碳素鋼，特級優(yōu)質(zhì)碳素鋼。（3）按鋼的用途分為碳素結(jié)構(gòu)鋼，優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，碳素工具鋼，一般工程用鑄造碳素鋼。（4）按鋼冶煉時的脫氧程度分為沸騰鋼，鎮(zhèn)靜鋼，半鎮(zhèn)靜鋼，特殊鎮(zhèn)靜鋼。二、碳鋼的分類及牌號表示方法（1）按鋼中碳含量可分為低碳鋼1202、碳鋼的牌號表示方法（1）普通碳素結(jié)構(gòu)鋼由代表屈服點的字母（Q）、屈服點數(shù)值、質(zhì)量等級符號（A、B、C、D）及脫氧方法符號（F、b、Z、TZ）等四個部分按順序組成。（2）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼一般用兩位數(shù)字表示。表示鋼中平均碳的質(zhì)量分數(shù)的萬倍。若鋼中含錳量較高，須將錳元素標出。專用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼還要在牌號的頭部（或尾部）加上代表產(chǎn)品用途的符號.如45鋼，20g，45Mn，15F。高級優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼在牌號后加符號“A”，特級碳素結(jié)構(gòu)鋼加符號“E”。2、碳鋼的牌號表示方法（1）普通碳素結(jié)構(gòu)鋼由代表屈服點的字母121（3）碳素工具鋼：一般用“T”加上碳的質(zhì)量分數(shù)的千倍表示。高級優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼在其數(shù)字后面再加上“A”字。用標志性符號“ZG”加上最低屈服點值-最低抗拉強度值表示。如ZG340-640。（4）一般工程用鑄造碳素鋼（3）碳素工具鋼：一般用“T”加上碳的質(zhì)量分數(shù)的千倍表1221.2鋼鐵中的合金元素1.2.1鐵基固溶體1．合金元素與Fe的相互作用α-Feδ-Feγ-Fe鐵的多型性轉(zhuǎn)變：奧氏體形成元素：在γ-Fe中有較大的溶解度,且能穩(wěn)定γ-Fe；如Mn,Ni，Co，C，N，Cu；鐵素體形成元素：在α-Fe中有較大的溶解度并使γ-Fe不穩(wěn)定的元素。如：V，Nb,Ti等。1.2鋼鐵中的合金元素1.2.1鐵基固溶體1．合金元素與123（1）γ相穩(wěn)定化元素