工程材料8-13章(10课时).ppt

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1、第8章合金钢为什么要加入合金元素？1.淬透性低2.回火抗力低3.具有回火脆性4.高温下强度硬度差5.不能满足特殊性能的要求碳钢的局限性：第一节合金元素在钢中的作用一、合金元素对钢中基本相的影响2、合金渗碳体及特殊碳化物强化合金元素形成碳化物，以细小质点分布在基体，起强化作用，使钢的强度、硬度增大，耐磨性增大，但塑性、韧性下降。1、铁素体的固溶强化与碳化物亲和力弱的非金属元素溶于铁素体，形成合金铁素体。尤其与Fe原子晶格差距大的Si、Mn、Ni对强度、硬度提高显著。二、合金元素对Fe-Fe3C相图的影响如：1Cr18Ni9Ti中，Ni9%，S点降到室温，室温

2、下为单相奥氏体组织，称奥氏体不锈钢。锰对奥氏体相区的影响1、扩大γ区Mn、Ni、Co、C、N、Cu等是扩大奥氏体相区的元素，使A3线下降。使共析转变向低温低碳方向。铬对奥氏体相区的影响2、缩小γ区如：1Cr17中，Cr13%，奥氏体相区消失，高温/室温下为均铁素体组织，称铁素体不锈钢。Cr、Mo、Si、Ti、W、Al等是缩小奥氏体相区的元素，使Acm、A3线上升，使共析转变向高温低碳方向。3、对E点和S点位置的影响所有合金元素均使E和S点左移，即这两点的含碳量下降，使碳含量比较低的钢出现过共析组织（如4Cr13）或共晶组织（如W18Cr4V）除Co外，所有

3、合金元素均使C曲线右移，提高淬透性。并降低马氏体形成温度，增加A’的含量大多数合金元素会减缓奥氏体化过程1、对钢加热时奥氏体化的影响2、对钢淬透性的影响合金元素使C扩散能力下降，常采用提高加热温度和延长保温时间来促进A的均匀化。三、合金元素对热处理的影响3、对回火转变的影响（1）提高回火稳定性：淬火钢在回火过程中抵抗硬度下降的能力称回火稳定性。合金元素能阻碍马氏体分解及碳化物的聚集，保持细小、弥散的状态。（2）产生二次硬化含高W、Mo、Cr、V钢淬火后500~600℃回火时，由于析出弥散分布的碳化物粒子使硬度升高的现象。如：W2C、Mo2C等，高温下非常稳定

4、，不易聚集长大。相同温度回火，相同含碳量的合金钢的强度硬度比碳钢高回火硬度相同时，相同含碳量的合金钢比碳钢能承受的回火温度高第一类回火脆：几乎所有淬火的钢在250~350℃回火出现脆性；（3）回火脆性—不利之处第二类回火脆：500℃以上或更高至650℃回火后缓冷，出现韧性降低的现象。碳钢一般不产生第二类回火脆性。第三节合金钢的分类和编号一、合金钢的分类按用途分类二、合金钢的编号（4）表示钢的用途如滚动轴承：GCr15两位数字（平均含碳量的万分数）+合金元素符号+该元素百分含量（1）当合金元素的平均含量小于1.50%时，只标元素符号，不标含量。（2）当合金元素

5、的平均含量为大于等于1.50、2.50、3.50、4.50、……时，在相应的合金元素符号后标2、3、4、5……等数字。如：20CrNi3。（3）高级优质钢在牌号后加字母A，如60Si2MnA。1、合金结构钢一位数字（平均含碳量的千分数）+合金元素符号+该元素百分含量当C%>1%时，C含量不标2、合金工具钢1、用途：桥梁、船舶、压力容器、管道2、性能要求：高强度和韧性；良好的焊接性能；耐蚀性3、成分特点：低碳≤0.2%C（韧、塑、焊）+少量合金元素<3%主要合金元素是Mn，还有少量V、Ti、Nb等。Q345钢综合性能好，用于船舶、桥梁、车辆等大型钢结构。Q39

6、0钢含V、Ti、Nb，强度高，用于中等压力的压力容器。Q460钢含Mo，强度高，用于石化中温高压容器Q235属于什么钢？区别？4、热处理：出厂后热轧空冷(正火)后使用，无需热处理。(F+P)第四节合金结构钢一、低合金高强度结构钢2021/7/21高压容器桥梁船舶车辆新进展：1、低碳贝氏体低合金高强钢2、低碳S回低合金高强钢低碳钢加入合金元素，淬火获得低碳M，高温回火，可保证良好的综合性能及焊接性。低碳钢加入合金元素，正火后获得B下，强度≥500MPa，塑、韧性好。二、渗碳钢低碳，渗碳淬火+低温回火渗碳炉1、用途：受冲击载荷的耐磨件，如汽车变速齿轮、凸轮轴、活

7、塞销2、性能要求：3、成分特点：表硬里韧，淬透性好（1）低碳：0.1-0.25%C；（2）Cr、Mn、Ni：提高淬透性(表层)，强化铁素体(心部)（3）W、Mo、Ti、V：细化晶粒特点：价格低、淬透性低、心部（P+F）强度低。应用：较小耐磨件，小轴、活塞销、小齿轮。活塞销小齿轮4、常用钢种及牌号（1）低淬透性15，20，20Cr（2）中淬透性20CrMnTi特点：合金元素总量4%，淬透性和力学性能较高。应用：承受中等冲击载荷的耐磨零件，如变速齿轮、花键套（3）高淬透性18Cr2Ni4WA特点：合金元素总量<7.5%，淬透性高，心部强度高应用：重载和强烈磨损的

8、大型零件，如飞机坦克的大型齿轮、曲轴变速齿轮柴油机曲