最新07工程材料教學講義PPT.ppt

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1、07工程材料第七章合金鋼碳鋼的主要缺點：1.碳鋼的淬透性低：一般情況下,碳鋼水淬的最大淬透直徑為10～15mm。直徑過大，則淬不透，出現(xiàn)內(nèi)外性能不均。2.強度低，屈強比低：強度低造成零件截面尺寸增大，屈強比低則強度的利用率低。3.回火穩(wěn)定性差：碳鋼淬火后,若其回火溫度超過200℃，其硬度就顯著下降。4.不能滿足一些特殊性能的要求:碳鋼不具備如耐熱性、耐腐蝕性、耐低溫性(低溫下高韌性)等一些特殊性能。所謂的合金鋼：為了改善鋼的性能，在碳鋼的基礎上有意地加入一些合金元素后所獲得的鋼種。二、合金元素對Fe-Fe3C相圖的影響①對奧氏體單相區(qū)的影響：Ni、Mn等元素是擴大γ區(qū)的元素

2、，它們使A4和NJ線升高，A3和GS線降低，使γ區(qū)增大，當擴大γ區(qū)的元素含量很高時，可把A3點溫度降至室溫以下，這時鋼在室溫下就得到奧氏體組織——稱為奧氏體鋼②對鐵素體單相區(qū)的影響：Cr、W、Mo、V、Ti、Al、Si等是縮小γ區(qū)的元素，它們能使A4和NJ線下降，此時鋼在冷卻時便不發(fā)生組織轉(zhuǎn)變，室溫下組織鐵素體組織—稱為鐵素體鋼，如含17~28%Cr的Cr17、Cr25、Cr28等鉻不銹鋼均屬鐵素體鋼。③對共析成分和溫度的影響：無論是擴大γ區(qū)的合金元素，還是縮小γ區(qū)的合金均使E點和S點左移，即降低共析點的含碳量及碳在奧氏體中的最大溶解度。三、合金元素對鋼的熱處理的影響(一)

3、對鋼加熱時奧氏體形成的影響①非碳化物形成元素：Co和Ni，加速奧氏體的形成；Si、Al、Mn等元素，對奧氏體的形成速度影響不大。②碳化物形成元素：Cr、W、Nb、Mo、Ti、V阻礙C的擴散，緩減奧氏體的形成速度和均勻化.對奧氏體晶粒大小的影響：①碳化物形成元素：Ti、V、Nb、Zr??阻礙晶粒長大②非碳化物形成元素：Cu、Si、Ni??阻止晶粒長大；P、Cu促進晶粒長大。(二)合金元素對過冷奧氏體分解過程的影響除Co以外，大多數(shù)合金元素都增加奧氏體的穩(wěn)定性，使C曲線右移。①非碳化物形成元素Al、Ni、Si、Cu等不改變C曲線的形狀，只使其右移。②碳化物形成元素Mn、Cr、M

4、o、W等除使C曲線右移外，還改變其形狀。即將C曲線分裂為珠光體轉(zhuǎn)變的貝氏體轉(zhuǎn)變兩個C曲線，并在此二曲線之間出現(xiàn)一個過冷奧氏體的穩(wěn)定區(qū)，其中Cr和Mn推遲貝氏體轉(zhuǎn)變的作用大于珠光體轉(zhuǎn)變；而Mo、W推遲珠光體轉(zhuǎn)變的作用大于貝氏體的。除Co、Al外，其他合金元素均使Ms點降低，殘余奧氏體量增多。(三)合金元素對回火的影響1.提高鋼的回火穩(wěn)定性回火穩(wěn)定性：是指鋼對回火時發(fā)生軟化過程的抵抗能力。原因：合金元素固溶于馬氏體中，減慢了碳的擴散，從而減慢了馬氏體及殘余奧氏體的分解過程和阻礙碳化物析出，聚集長大。2.產(chǎn)生二次硬化二次硬化：鋼在回火時硬度升高的現(xiàn)象。原因:①Cr、W、Mo、V等

5、元素超過一定量時，在400℃以上還會形成彌散分布的特殊碳化物；②碳化物形成元素含量較高的高合金鋼中,殘余奧氏體的穩(wěn)定性很高,加熱到500～600℃仍不分解,冷卻時部分轉(zhuǎn)變成馬氏體。3.回火脆性回火脆性：鋼淬火后，在某一溫度范圍內(nèi)回火時，出現(xiàn)脆化的現(xiàn)象.“第一類回火脆性”：結構鋼回火時在350℃附近出現(xiàn)的沖擊韌性下降的現(xiàn)象。又稱“不可逆回火脆性”?？捎玫葴卮慊鹑〈！暗诙惢鼗鸫嘈浴保涸?00-650℃回火后緩慢冷卻出現(xiàn)的沖擊韌性下降現(xiàn)象。又稱“可逆回火脆性”。消除：在500～600℃經(jīng)保溫后快冷；加入適量的W或Mo元素第二節(jié)合金鋼的分類及編號方法一、分類（P104）二、編號

6、方法1.合金結構鋼：用數(shù)字+化學元素+數(shù)字的方法表示前面的數(shù)字表示鋼的平均含碳量的萬分數(shù)，合金元素用漢字或化學符號表示，其后面的數(shù)字表示合金元素含量，一般以平均含量的百分數(shù)表示。滾珠軸承鋼，在鋼號前注明“滾”或“G”，后面的數(shù)字則表示鉻含量的千分數(shù)，如GCr15。易切削鋼，在鋼號前加“易”或“Y”如Y12（Mn、Si、C、P）2.合金工具鋼與合金結構鋼大致相同，只是含碳量的表示方法不同。含碳量：平均含量≥1.0%時不標出；＜1.0%時的千分之幾表示。高速鋼例外，其平均含碳量＜1.0%時也不標出。合金元素:表示方法與結構鋼相同。3.特殊性能鋼含碳量:與合金工具鋼相同，即≥1.

7、0%時不標出，＜1.0%時以千分之幾表示，合金元素：用百分數(shù)表示。如：9Cr18平均含碳0.9%Cr18%；Mn13含碳量＞1.0%Mn13%第三節(jié)合金結構鋼結構鋼：在工業(yè)中，凡是制造各種機械零件以及用于建筑工程結構的鋼都稱為結構鋼。合金結構鋼：是在碳素結構鋼基礎上加入一種或幾種合金元素(如Cr、Mn、Si、Ni、Mo、W、V、Ti等)而形成的鋼。一、低合金結構鋼低合金結構鋼：是含碳量較低(一般C≤0.2%)，合金元素總量較少(總量一般不超過3%)，其強度、硬度顯著高于相同含碳量的普通低碳鋼，并且有較好的塑性和韌性