钢铁材料的分类丶力学性能及热处理

钢铁材料的分类丶力学性能及热处理

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1、钢铁材料的分类丶力学性能及热处理钢铁材料的分类、力学性能及热处理一、分类及力学性能:1.碳素钢:按含碳量的多少可分为低碳钢(含碳量小于0.7><25%)、中碳钢(含碳量在0.<25%~0.5%)和高碳钢(含碳量大于0.5%)。随着含碳量的增加,钢的机械强度提高,但使它的塑性和韧性下降。(1)普通碳素钢:它的化学成分不准确,因而不宜进行热处理。普通碳素钢的牌号标记如Q<235(国标),表示屈服点σ=<235MPa。S(<2)优质碳素钢:力学性能优于普通碳素钢,采用适当的热处理方法可以获得很高的内部机械强度和表面硬度。低碳

2、钢塑性高,焊接性好,适用于冲压、焊接零件。采用渗碳淬火处理可提高零件表面硬度;中碳钢具有综合性能好的特点,它的机械强度、塑性和韧性均较好,可进行调质、表面淬火处理;高碳钢具有高的机械强度和良好的韧性和弹性,常制成弹性零件。优质碳素钢的牌号如15、35、45(国标),表示含碳量平均值各为0.15%、0.35%、0.45%。<2.合金钢:合金钢是在优质碳素钢中加入某些合金元素而形成的。它具有良好的力学性能和热处理性能,随着所加合金元素的不同,还可获得不同的特殊性能。合金钢的牌号如35Mn<2、40Cr(国标),表示含碳量平

3、均值为0.35%和0.40%,而含合金元素Mn<2%及Cr小于1.5%。3.铸钢:铸钢的含碳量一般在0.15%~0.60%范围内,含碳量较高,塑性很差,容易产生龟裂,故不能锻造。铸钢的强度显著高于铸铁,但铸造性则比较差,收缩率较大。铸钢的牌号如ZG500-<270,前组数字表示抗拉强度σ=500MPa,后组数字表示屈服点Bσ=<270MPa。S4.铸铁:铸铁是含碳量大于<2%的铁碳合金。铸铁因含碳量高,故它的抗拉强度、塑性和韧性都较差,不能锻造,焊接性能也差。但它有较高的抗压强度,良好的减摩性和切削性能,吸振性好,价格

4、又较低廉。常用的铸铁有灰铸铁(如HT150,抗拉强度σ=150MPa)、可锻铸铁(如KT300-6,抗拉强度σ=300MPa,BB最低伸长率为6%)和球墨铸铁(如QT500-7,抗拉强度σ=500MPa,最低伸长率为7%)。B二、材料热处理:1.退火:退火是将钢件加热到临界温度以上30~50℃,在热处理炉内保温一段时间,然后随炉冷却到室温止。退火的目的在于使钢的晶粒细化,消除内应力和降低硬度,改善切削性能,提高韧性和塑性,有利于焊接和碾压工艺。<2.正火:正火是将钢件加热到临界温度以上30~80℃,保温一段时间,随后工

5、件从炉内取出,在空气中冷却。由于正火的冷却速度比退火的快,故钢的强度和硬度比退火的高,但消除内应力不如退火的好。3.淬火:淬火是将钢件加热到临界温度以上30~50℃,然后快速将工件在水中或油中冷却至室温。淬火后的钢的硬度急剧增加。但将有较大的内应力,也容易产生变形及裂纹。为了降低内应力和脆性,淬火后要进行回火处理。4.回火:回火是将钢件淬火后,再加热到临界温度以下,保温一段时间,然后缓慢冷却到室温。回火分为:低温回火、中温回火和高温回火。(1)低温回火(加热温度小于<250℃):主要为了减少钢中的残余应力和降低脆性,且

6、可保持高的强度、硬度和耐磨性能。(<2)中温回火(加热温度350~500℃):主要为获得一定的韧性,又有较高的弹性、屈服强度和硬度。(3)高温回火(加热温度500~650℃):主要为获得适当的强度和硬度,足够的塑性和弹性,较小的内应力相结合的较好的力学性能。淬火后再高温回火的处理方法又称为调质处理。5.表面淬火:表面淬火是将零件的表面快速加热到临界温度以上80~150℃,经十几秒后,立即喷射水液冷却,使零件表层硬化。由于加热快、冷却快,使零件表面组织细化,表面硬度很高,耐磨性好,零件的变形较小;且又保持内部韧性。为了降

7、低残余应力,零件应进行低温回火。6.渗碳:渗碳是将零件在900~950℃的炉内,通入含碳的气体或置固体碳中,保持较长的时间,在零件表面渗入碳,零件表层起化学反应,形成含碳量较高的表层。然后,再进行表面淬火及回火处理,零件能获得比表面淬火更好的外硬内韧的力学性能。7.渗氮:渗氮是将零件在炉温500~560℃是环境下,通入氨气,氨气分解出活性氮原子,被零件表面吸收,并向内层扩散形成渗氮层。渗氮的过程十分缓慢,所以渗氮层很薄,零件的渗碳层表面有很高的硬度和耐磨性能,因处理温度不高,故零件的变形量小。8.碳氮共渗:碳氮共渗(又

8、称为氰化)是将零件在炉温850℃的环境下,通入含有碳和氮的气体,被零件表面吸收,并扩散形成氰化层。零件经过碳氮共渗的表面有很高的硬度,抗疲劳性和耐磨性能,且零件变形量很小。缺点是准确控制工艺较难。9.激光硬化:激光硬化是将激光束扫射零件表面,使表面组织细化,有很高的表面硬度和耐磨性能,零件变形量小,但表面光滑度稍有下降。

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