調(diào)制鋼與非調(diào)制鋼.ppt

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1、——料111班調(diào)質(zhì)鋼與非調(diào)質(zhì)鋼目錄調(diào)質(zhì)鋼與非調(diào)質(zhì)鋼的概述合金元素與機械性能調(diào)質(zhì)鋼的淬透性原則與非調(diào)質(zhì)鋼的強韌性調(diào)制與非調(diào)制鋼的特點一調(diào)質(zhì)鋼一般用這類鋼制作的零件要求具有很好的綜合機械性能，即在保持較高的強度的同時又具有很好的塑性和韌性；機械零件結(jié)構(gòu)鋼在淬火高溫回火（調(diào)制處理）后具有良好的綜合機械性能，有較高的強度，良好的塑性和韌性。這一類鋼稱作調(diào)質(zhì)鋼。各類機器上的結(jié)構(gòu)零件大量采用調(diào)質(zhì)鋼，是結(jié)構(gòu)鋼中使用最廣泛的一類鋼。非調(diào)質(zhì)鋼是一種通過微合金化，將軋制(或鍛造)與熱處理結(jié)合為一體,省去調(diào)質(zhì)(淬火+高溫回火)工序的新型節(jié)能結(jié)構(gòu)材料。微合金非調(diào)質(zhì)鋼的強化機理

2、不同于調(diào)質(zhì)鋼。是伴隨國際上能源短缺而發(fā)展起來的一種高效節(jié)能鋼。廣泛應用于裝備制造業(yè),尤其是在汽車工業(yè)中的應用發(fā)展更為迅猛。二合金元素對調(diào)質(zhì)鋼的作用（1）保證鋼有足夠的淬透性；（2）提高回火穩(wěn)定性，改善回火索氏體的韌度。調(diào)質(zhì)鋼所具有的綜合力學性能，首先要求調(diào)質(zhì)鋼有足夠的淬透性，發(fā)揮強化作用的主要是碳。如要求較高強度，則含碳量取上限，常用的合金元素有Cr、Mn、Mo、V、Si、Ni、B等。合金元素對調(diào)質(zhì)鋼的影響Mn：能大為提高鋼的淬透性，但容易使鋼有過熱傾向，并有回火脆性傾向。Cr：提高的淬透性，提高回火穩(wěn)定性，但有回火脆性傾向。Ni：非碳化物形成元素，能

3、有效提高鋼基體的韌度，并且Ni-Cr復合加入，更能提高淬透性。Mo：能進一步提高淬透性，既提高回火穩(wěn)定性，細化晶粒，又能有效地消除或大為降低回火脆性傾向。V：強碳化物形成元素，有效細化晶粒。合金元素對非調(diào)質(zhì)鋼的作用非調(diào)質(zhì)鋼中的合金元素可以分為兩類：影響相變的合金元素，如Mn、Mo、Cr等，通過降低相變溫度，細化晶粒，并細化相變過程中或相變后析出的微合金碳氮物；形成碳化物和氮化物的微合金化元素，如V、Nb、Ti。N：主要是加強沉淀強化及細化晶粒。N與V、Nb、Ti等合金元素形成穩(wěn)定的間隙相，產(chǎn)生彌散強化效果，提高鋼的強度；有效阻礙奧氏體晶粒粗化，得到細小

4、的鐵素體晶粒，有利于提高鋼的韌性。Mn：是擴大A區(qū)域的元素，通過鋼中Mn的含量，控制碳的含量，能有效地改善鋼的韌性。Si：非調(diào)質(zhì)鋼中加入0.5～0.7%的Si有利于改善鋼的韌性，高于0.7%時，則強度增加，韌性下降。V：是主要的微合金化元素，主要通過形成V(C，N)來影響鋼的組織和性能。在鋼中釩的添加量一般控制在0.08%～0.13%，釩含量超過0.15%，其韌性則降低很多。Nb：要求高的奧氏體化溫度，能有效抑制奧氏體晶粒尺寸的長大，推遲奧氏體再結(jié)晶，有強烈細化晶粒的作用。三調(diào)質(zhì)鋼的淬透性原則淬透性相同的調(diào)質(zhì)鋼，可以相互替代。原因：含碳0.25-0.4

5、5%的合金調(diào)質(zhì)鋼淬火回火后的室溫力學性能大致相同；盡管其化學成分不同，但得到的屈服強度和塑性相近在正負10%之間；不同成分的調(diào)質(zhì)鋼，只要淬透性相當，可以互換。按淬透性分類可分為四類：①低淬透性調(diào)鋼，如40Cr、40Mn2、40MnB、42SiMn、35CrMo、42Mn2V等；②中淬透性調(diào)質(zhì)鋼，如40CrNi、42CrMo、40CrMn、30CrMnSi等；③高淬透性調(diào)質(zhì)鋼，如40CiNiMo、37CrNi3、40CrMnMo等。低淬透性調(diào)鋼這類鋼的淬透性較低，通常只用于制造一般尺寸的重要零件。軸連桿中淬透性調(diào)質(zhì)鋼主要用于制造截面較大的零件，例如曲軸、

6、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。汽輪機轉(zhuǎn)子葉輪、轉(zhuǎn)子高淬透性調(diào)質(zhì)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。某軍艦汽輪機主軸調(diào)制與非調(diào)質(zhì)鋼組織差別調(diào)質(zhì)處理組織：鐵素體基體上分布極細的顆粒狀的碳化物。非調(diào)質(zhì)鋼組織：F+P+彌散析出K。非調(diào)質(zhì)鋼的強韌化原理強化機制：固溶強化、位錯強化、細晶強化、析出強化。對強化的主要貢獻是細化組織和相間沉淀析出。非調(diào)質(zhì)鋼中加入微量Ti、Nb、V、N等元素，在軋制或鍛造工藝下，碳（氮）化物不但在鐵素體中析出，而且在珠光體的鐵素

7、體中也有沉淀析出。其中，V對沉淀析出強化作用最大，是主要的微合量元素。影響非調(diào)質(zhì)鋼韌性的因素:化學成分:隨著鋼中碳含量增加，將使鐵素體的量減少，珠光體的量增加，沖擊韌性明顯降低，韌脆轉(zhuǎn)變溫度升高。晶粒尺寸:細化晶粒有利于鋼的強度韌性的提高。顯微組織:以下幾種手段都可以提高非調(diào)質(zhì)鋼的韌性：增加鐵素體的體積分數(shù)；使鐵素體細小、彌散分布；減小珠光體片層間距；珠光體形態(tài)層滲碳體無序分布顆粒狀。夾雜物:減少夾雜物總量，并改變夾雜物的形狀、尺寸有利于提高非調(diào)質(zhì)鋼的韌性。提高非調(diào)質(zhì)鋼韌性的途徑提高鋼的潔凈度與夾雜物變形處理降碳、提錳改變顯微組織晶粒細化及形成晶內(nèi)鐵素

8、體熱加工韌化鍛后冷卻工藝的控制與改進鍛后正火四調(diào)質(zhì)鋼的特點含碳0.25％～0.5％碳素鋼或低合