铸造合金及其熔炼 第七章 铸造低合金钢课件.ppt

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1、第七章铸造低合金钢第一节概述一、铸造碳钢性能不足1、淬透性差;2、使用温度范围小(-40~400℃);3、抗磨性及耐腐蚀性差.二、铸造低合金钢概念、分类、牌号1、铸造低合金钢——在铸造碳钢的化学成分基础上加入为量不多的一种或几种合金元素所构成的钢种，其合金元素的总含量不超过5%。2、铸造低合金钢锰系铸造低合金钢：Mn为主加元素铬系铸造低合金钢：Cr为主加元素3、牌号我国铸造合金刚的钢号表示方法如下：最前面为铸钢的符号ZG，其后是表示钢的含碳公称值（以万分之一表示），后面是一系列的合金元素符号以及相应含量范围的标注数字，标注规定是：合金元素平均含量（%）<1.5时，不标数字，含量为1.5-2.

2、49时，标注“2”字，含量为2.5-3.49时，标注“3”字，以此类推。第二节锰系铸造低合金钢锰系铸造低合金系列中比较常用的钢号及有关数据见表7-1。铸造碳钢中含有Mn0.8%-0.9%主要是为了脱氧及减轻硫的有害作用。当钢中含锰量提高至1.10%-1.80%时，就成为铸造低锰钢。在这个范围内，锰能提高钢的强度和硬度，而不降低塑性。含锰量更高时会损害钢的塑性.锰在低合金钢中的主要作用是提高钢的淬透性，它是在一些合金元素中提高淬透性方面最强的，见图7-1。由于锰钢的淬透性良好，故可采取淬火加回火(调质)的热处理方法来使其充分强化。由于锰在铁素体中起固溶强化作用并使钢的共析转变温度降低，使钢组织

3、中的珠光体分散度增大，因此即使是采用正火处理方法，铸造低锰钢的强度也比相同含碳量的铸造碳钢为高。单元锰钢的缺点是热处理中过热敏感性大(加热温度过高时，易发生晶粒长大现象)，并易使钢产生回火脆性。多元锰钢克服了单元锰钢的缺点，并能获得更高的性能。最常用的是锰硅钢，这种钢中含硅量为0.6%-0.8%。在锰硅钢中，硅起到以下三方面的作用。1、小于1%能使锰钢产生显著的强化作用，而塑性几乎不降低。同时，锰和硅的共同作用使钢的淬透性进一步提高，因此，锰硅钢比单元锰钢具有更好的力学性能。2、在锰钢中加入硅可提高钢的表面强化效果，即在外力挤压作用下，钢的表面层硬度提高，从而提高钢的耐磨性，故锰硅钢常用于铸

4、制齿轮毛坯。3、锰硅钢具有比较良好的耐海水腐蚀的能力，故可用作船用零件。锰硅钢的缺点是易产生回火脆性，在热处理时铸件回火后应速冷。往锰硅钢中加入适量的合金元素铬，能进一步提高钢的淬透性，使钢得到更高的强度和硬度。锰硅铬钢具有高的耐磨性，常用于铸制重型机械中的大齿轮毛坯等。第三节铬系铸造低合金钢铬系铸造低合金钢系列中比较常用的钢号及有关数据见表7-2。单元铬钢主要是ZG40Gr。铬使钢具有良好的淬透性，壁厚25-30mm的铸件可以采用油淬。铬在钢的回火过程中能抑制碳化物的析出，从而有利于采用调质(淬火+高温回火)方法进行热处理口此外，含量在2%以下的铬能完全固溶于铁素体中，提高其强度，而不降低

5、其塑性，这也是铬作为合金元素的优点之一。ZG40Cr钢经过调质处理后具有良好的力学性能，特别是有较高的硬度，故常用于铸造齿轮毛坯等重要铸件。单元铬钢的缺点是具有回火脆性。往铬钢中加入适量的钼，能减轻钢的回火脆性倾向。加相能进一步提高钢的淬透性。此外，由于铬和铂都具有提高渗碳体热稳定性，防止在高温条件下珠光体发生分解的作用，而且钼能显著提高钢的再结晶温度，防止钢在高温下发生晶粒长大，因此铬钼钢具有良好的耐热性能。当往钢中加入适量的第三种合金元素钒时，能显著地细化晶粒，使钢的强度和韧性进一步提高。而且钒也具有防止钢在高温下晶粒长大的作用。因此铬铝钒钢适用于耐热零件，在高温(450一650℃)条件

6、下应用。如ZG20CrMoV和ZG15Cr1Mo1V钢在汽轮机制造中，用于制造高压缸和主汽阀等重要铸件，在高温高压的过热蒸汽的作用下长期地工作。这种在高温下具有持久强度的钢属于热强钢。第四节镍系铸造低合金钢镍在钢中的作用：1）固溶强化，提高强度硬度。2）提高淬透性3）细化珠光体4）降低韧-脆转变温度图7-25）提高钢在高温下的耐氧化性以镍作为主要合金元素，而以铬或铬与钼作为辅助强化元素构成镍铬低合金铸钢或镍铬钼低合金铸钢。国外采用含镍的铸造低合金钢较多，其典型的钢种的性能见表7-3。在镍铬钼低合金钢中，由于镍的提高钢的塑性和韧性的作用，使得铬与钼等合金元素得以充分发挥其强化作用，从而使钢具有

7、良好的综合力学性能。由于镍的价格较贵，使钢的生产成本较高，这是含镍低合金铸钢的缺点。第五节低合金高强度铸钢（HSLA）近年来，由于炼钢和铸造技术的发展，低合金高强度铸钢开始在生产中应用，出现了屈服强度达到420MPa以上的高强度铸钢和750MPa以上的超高强度铸钢，这些钢同时具有高强度强度和高韧性，能满足机械设计对材料的高断裂韧性值的要求。在前面表7-2和表7-3列出的钢种中，有一些即属于低合金高强度钢。至于