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1、工程材料第七章工业用钢你现在浏览的是第一页，共84页工业用钢工业用钢包括碳素钢（简称碳钢）和合金钢两大类。包括碳素钢（简称碳钢）和合金钢两大类。在工业用钢中，除在工业用钢中，除FeFe和和C C元素外，还含有其他元素，包括杂质元素（常元素外，还含有其他元素，包括杂质元素（常存元素、隐存元素）和合金元素。存元素、隐存元素）和合金元素。杂质元素杂质元素(Impurity)：泛指钢冶炼后残留在钢中的元素。泛指钢冶炼后残留在钢中的元素。合金元素合金元素(Alloying Element)：为提高钢的性能特意添加到钢中的元素。为提高钢的性能特意添加到钢中的元素。碳钢碳钢（Carbon Steel）：含碳
2、量为含碳量为0.0218%0.0218%2.11%2.11%的铁碳合金，具有较好的的铁碳合金，具有较好的性能，产量大、价格低，应用广泛，但淬透性、回火抗力差、屈强比低。性能，产量大、价格低，应用广泛，但淬透性、回火抗力差、屈强比低。合金钢合金钢（Alloy Steel）：在碳钢的基础上添加合金元素的铁基合金，总在碳钢的基础上添加合金元素的铁基合金，总体性能优于碳钢，但加工困难、价格昂贵。体性能优于碳钢，但加工困难、价格昂贵。选材时，如果碳钢能够满足要求，一般不使用合金钢。选材时，如果碳钢能够满足要求，一般不使用合金钢。第七章 工业用钢你现在浏览的是第二页，共84页第一节钢的分类和编号第一节钢的
3、分类和编号一、钢的分类一、钢的分类1.1.按化学成分分类按化学成分分类碳素钢碳素钢低碳钢低碳钢（wC0.25%0.25%）高碳钢高碳钢（wC0.60%0.60%）工业用钢工业用钢合金钢合金钢低合金钢低合金钢（wMe5%5%）中合金钢中合金钢（wMe5 510%10%）高合金钢高合金钢（wMe10%10%）中碳钢中碳钢（wC0.250.250.60%0.60%）第七章 工业用钢7.1 7.1 钢的分类和编号钢的分类和编号你现在浏览的是第三页，共84页2.2.按用途分类按用途分类结构钢结构钢工程构件用钢工程构件用钢建筑用钢建筑用钢工业用钢工业用钢特殊性能钢特殊性能钢不锈钢不锈钢耐热钢耐热钢机器零件
4、用钢机器零件用钢工具钢工具钢桥梁用钢桥梁用钢船舶用钢船舶用钢车辆用钢车辆用钢渗碳钢渗碳钢调质钢调质钢弹簧钢弹簧钢轴承钢轴承钢刃具钢刃具钢模具钢模具钢量具钢量具钢第七章 工业用钢7.1 7.1 钢的分类和编号钢的分类和编号你现在浏览的是第四页，共84页3.3.按金相组织分类按金相组织分类（退火状态）（退火状态）亚共析钢亚共析钢过共析钢过共析钢工业用钢工业用钢（正火状态）（正火状态）珠光体钢珠光体钢贝氏体钢贝氏体钢马氏体钢马氏体钢共析钢共析钢莱氏体钢莱氏体钢奥氏体钢奥氏体钢复相钢复相钢第七章 工业用钢7.1 7.1 钢的分类和编号钢的分类和编号你现在浏览的是第五页，共84页4.4.按质量分类按质量
5、分类普通钢普通钢（wS0.055%0.055%，wP0.045%0.045%）工业用钢工业用钢高级优质钢高级优质钢优质钢优质钢（wS0.040%0.040%，wP0.040%0.040%）（wS0.030%0.030%，wP 0.035%0.035%）注：注：高级优质钢在其编号后加注高级优质钢在其编号后加注“A A”特级优质钢在其编号后加注特级优质钢在其编号后加注“E E”第七章 工业用钢7.1 7.1 钢的分类和编号钢的分类和编号特级优质钢特级优质钢（wS0.015%0.015%，wP 0.025%0.025%）你现在浏览的是第六页，共84页二、钢的编号二、钢的编号l 普通碳素结构钢普通碳素
6、结构钢（Plain Constructional Carbon Steel）用用“符号数字符号数字”表示表示举例：举例：Q 2 3 5屈服点的汉语拼音字头屈服点的汉语拼音字头屈服强度值不小于屈服强度值不小于235MPa235MPa第七章 工业用钢7.1 7.1 钢的分类和编号钢的分类和编号你现在浏览的是第七页，共84页平均含碳量的万分之几平均含碳量的万分之几 0808钢的平均钢的平均wC=0.08%=0.08%第七章 工业用钢7.1 7.1 钢的分类和编号钢的分类和编号l 优质碳素结构钢优质碳素结构钢（Quality Constructional Carbon Steel）用两位数字表示用两位
7、数字表示举例：举例：举例：举例：4 5 0 8平均含碳量的万分之几平均含碳量的万分之几 4545钢的平均钢的平均wC=0.45%=0.45%你现在浏览的是第八页，共84页第七章 工业用钢7.1 7.1 钢的分类和编号钢的分类和编号l 合金结构钢合金结构钢（Constructional Alloy Steel）用用“数字元素符号数字数字元素符号数字”表示表示举例：举例：3 6 Mn 2 Si平均含碳量的万分之几平均含碳量的万分之几 平均平均wC=0.36%=0.36%含有锰元素，平均含有锰元素，平均wMn=2%2%含有硅元素，平均含有硅元素，平均wSi 1.5%1.5%你现在浏览的是第九页，共8
8、4页第七章 工业用钢7.1 7.1 钢的分类和编号钢的分类和编号l 碳素工具钢碳素工具钢（Carbon Tool Steel）用用“T T数字数字”表示表示举例：举例：举例：举例：T 12 A“碳素工具钢碳素工具钢”之汉语拼音字头之汉语拼音字头平均含碳量的千分之几平均含碳量的千分之几 平均平均wC=1.2%=1.2%高级优质钢高级优质钢你现在浏览的是第十页，共84页第七章 工业用钢7.1 7.1 钢的分类和编号钢的分类和编号l 合金工具钢合金工具钢（Alloy Tool Steel）用用“数字元素符号数字数字元素符号数字”表示表示举例：举例：举例：举例：9 Mn 2 V平均含碳量的千分之几平均
9、含碳量的千分之几 平均平均wC=0.9%0.9%含有锰元素，平均含有锰元素，平均wMn=2%=2%含有钒元素，平均含有钒元素，平均wV 1.5%1.5%你现在浏览的是第十一页，共84页第七章 工业用钢7.1 7.1 钢的分类和编号钢的分类和编号l 滚动轴承钢滚动轴承钢（Rolling Bearing Steel）用用“G G数字数字”表示，不标出含碳量表示，不标出含碳量举例：举例：举例：举例：G Cr 15“滚动轴承钢滚动轴承钢”之汉语拼音字头之汉语拼音字头含有铬元素，平均含有铬元素，平均wCr=1.5%=1.5%你现在浏览的是第十二页，共84页第七章 工业用钢7.1 7.1 钢的分类和编号钢
10、的分类和编号l 高速工具钢高速工具钢（High Speed Tool Steel）用用“元素符号数字元素符号数字”表示，不标出含碳量表示，不标出含碳量举例：举例：举例：举例：W 18 Cr 4 V含有钨元素，平均含有钨元素，平均wW=18%=18%含有铬元素，平均含有铬元素，平均wCr=4%=4%含有钒元素，平均含有钒元素，平均wV 1.5%1.5%你现在浏览的是第十三页，共84页第七章 工业用钢7.1 7.1 钢的分类和编号钢的分类和编号l 不锈钢不锈钢（Stainless Steel）用用“数字元素符号数字数字元素符号数字”表示表示举例：举例：1 Cr 18 Ni 9 Ti平均含碳量的千分
11、之几平均含碳量的千分之几 平均平均wC=0.1%=0.1%含有铬元素，平均含有铬元素，平均wCr=18%=18%含有镍元素，平均含有镍元素，平均wNi=9%=9%含有钛元素，平均含有钛元素，平均wTi1.5%1.5%你现在浏览的是第十四页，共84页第七章 工业用钢7.2 7.2 钢中的杂质及合金元素钢中的杂质及合金元素第二节钢中的杂质及合金元素第二节钢中的杂质及合金元素一、杂质元素对钢性能的影响一、杂质元素对钢性能的影响1.1.有益元素有益元素l 锰锰（MnMn）MnMn能脱氧、消除硫的有害作用。能脱氧、消除硫的有害作用。Mn Mn能溶入铁素体中产生固溶强化，提高钢的硬度和强度。能溶入铁素体中
12、产生固溶强化，提高钢的硬度和强度。l 硅硅（SiSi）Si Si有脱氧作用。有脱氧作用。SiSi能溶入铁素体中起固溶强化作用，提高钢的硬度和强度。能溶入铁素体中起固溶强化作用，提高钢的硬度和强度。你现在浏览的是第十五页，共84页第七章 工业用钢7.2 7.2 钢中的杂质及合金元素钢中的杂质及合金元素2.2.有害元素有害元素l 硫硫（S S）S S易与易与FeFe在晶界上形成低熔点在晶界上形成低熔点(985(985 C C)共晶体，在共晶体，在11501150 C C12001200 C C的的热加工时，由热加工时，由于其熔化而导致开裂，从而导致钢的于其熔化而导致开裂，从而导致钢的“热脆热脆”。
13、l 磷磷（P P）P P能全部溶入铁素体中，使钢在常温下硬度提高，塑性、韧性急剧下能全部溶入铁素体中，使钢在常温下硬度提高，塑性、韧性急剧下降，从而引起钢的降，从而引起钢的“冷脆冷脆”。晶界上的低熔点硫化物共晶晶界上的低熔点硫化物共晶你现在浏览的是第十六页，共84页第七章 工业用钢7.2 7.2 钢中的杂质及合金元素钢中的杂质及合金元素3.3.气体元素气体元素l 氮氮（N N）过量过量N N会使钢的塑性、韧性显著降低，产会使钢的塑性、韧性显著降低，产生生“时效脆化时效脆化”。l 氧氧（O O）O O是有害元素，易成为是有害元素，易成为非金属夹杂物非金属夹杂物而降低而降低钢的性能。钢的性能。l
14、氢氢（H H）H H是有害元素，引起钢的是有害元素，引起钢的“氢脆氢脆”和形成和形成“白点白点”（微裂纹）（微裂纹）。钢中的氧化物夹杂钢中的氧化物夹杂钢中的白点钢中的白点你现在浏览的是第十七页，共84页第七章 工业用钢7.2 7.2 钢中的杂质及合金元素钢中的杂质及合金元素二、合金元素在钢中的作用二、合金元素在钢中的作用 合金元素在钢中的存在形式：合金元素在钢中的存在形式：溶解于碳钢原有的相中溶解于碳钢原有的相中举例：举例：溶入溶入F F中、溶入中、溶入A A中、溶入中、溶入FeFe3 3C C中（形成合金渗碳体）。中（形成合金渗碳体）。形成某些碳钢中没有的新相形成某些碳钢中没有的新相举例：举
15、例：CrCr2323C C6 6、WW2 2C C、VCVC等。等。合金元素的种类：合金元素的种类：非碳化物形成元素非碳化物形成元素（Non-carbide Former）举例：举例：NiNi、Si Si、AlAl、CoCo、CuCu、NN、B B等。等。碳化物形成元素碳化物形成元素（Carbide Former）举例：举例：TiTi、ZrZr、V V、NbNb、WW、MoMo、CrCr、MnMn等。等。你现在浏览的是第十八页，共84页第七章 工业用钢7.2 7.2 钢中的杂质及合金元素钢中的杂质及合金元素1.1.合金元素对钢中基本相的影响合金元素对钢中基本相的影响l 溶入铁素体，起固溶强化作
16、用溶入铁素体，起固溶强化作用非碳化物形成元素及过剩的碳化物形成元素都溶于铁素体，形成合金非碳化物形成元素及过剩的碳化物形成元素都溶于铁素体，形成合金铁素体，起固溶强化作用，提高钢的硬度和强度。铁素体，起固溶强化作用，提高钢的硬度和强度。CrCr、NiNi在适当范围内还能提高钢的韧性。在适当范围内还能提高钢的韧性。Me对对F硬度的影响硬度的影响Me对对F冲击韧性的影响冲击韧性的影响你现在浏览的是第十九页，共84页第七章 工业用钢7.2 7.2 钢中的杂质及合金元素钢中的杂质及合金元素l 形成碳化物，起强化相作用形成碳化物，起强化相作用碳化物形成元素在钢中与碳化物形成元素在钢中与C C作用形成碳化
17、物，作为强化相，可显著提高作用形成碳化物，作为强化相，可显著提高钢的强度、硬度和耐磨性。钢的强度、硬度和耐磨性。碳化物形成元素与碳的亲和力的大小：碳化物形成元素与碳的亲和力的大小：TiTiZrZrV VNbNbW WMoMoCrCrMnMnFeFe（1 1）强碳化物形成元素）强碳化物形成元素TiTi、V V、NbNb等与碳亲合力很强，几乎总是与碳形成特殊碳化物。等与碳亲合力很强，几乎总是与碳形成特殊碳化物。特殊碳化物的稳定性、熔点、硬度、耐磨性高。特殊碳化物的稳定性、熔点、硬度、耐磨性高。（2 2）中强碳化物形成元素）中强碳化物形成元素W W、MoMo、CrCr等，当其含量较少时，多溶于渗碳体
18、中而形成合金等，当其含量较少时，多溶于渗碳体中而形成合金渗碳体渗碳体(Fe(Fe，Me)Me)3 3C C；当含量较高时，则可能形成特殊碳化物。；当含量较高时，则可能形成特殊碳化物。（3 3）弱碳化物形成元素）弱碳化物形成元素MnMn等与碳的亲合力较弱，除少量可溶于渗碳体中形成合金渗碳等与碳的亲合力较弱，除少量可溶于渗碳体中形成合金渗碳体外，大部分溶于铁素体或奥氏体中。体外，大部分溶于铁素体或奥氏体中。你现在浏览的是第二十页，共84页第七章 工业用钢7.2 7.2 钢中的杂质及合金元素钢中的杂质及合金元素2.2.合金元素对合金元素对Fe-FeFe-Fe3 3C C相图的影响相图的影响钢中加入合
19、金元素后，钢中加入合金元素后，Fe-FeFe-Fe3 3C C相图将发生变化，这些元素或者扩大奥氏体相图将发生变化，这些元素或者扩大奥氏体区域，或者缩小奥氏体区域。区域，或者缩小奥氏体区域。l 扩大扩大 区的元素区的元素 Ni Ni、MnMn、C C、N N等。等。使奥氏体区域扩大。使奥氏体区域扩大。使使A A1 1和和A A3 3温度降低。温度降低。使使S S点和点和E E点向左下方移动。点向左下方移动。特例：特例：特例：特例：当当MnMn 13%13%或或NiNi 24%24%时，时，S S点降到点降到室温以下，即在室温下可获得奥室温以下，即在室温下可获得奥氏体组织。氏体组织。Mn对对 区
20、的影响区的影响你现在浏览的是第二十一页，共84页第七章 工业用钢7.2 7.2 钢中的杂质及合金元素钢中的杂质及合金元素l 缩小缩小 区的元素区的元素 Cr Cr、MoMo、SiSi、W W等。等。使奥氏体区域缩小。使奥氏体区域缩小。使使A A1 1和和A A3 3温度升高。温度升高。使使S S点和点和E E点向左上方移动。点向左上方移动。特例：特例：特例：特例：当当CrCr 13%13%时，在室温下奥氏体时，在室温下奥氏体相区消失，即可获得单相铁素体相区消失，即可获得单相铁素体组织。组织。Cr对对 区的影响区的影响你现在浏览的是第二十二页，共84页第七章 工业用钢7.2 7.2 钢中的杂质及
21、合金元素钢中的杂质及合金元素3.3.合金元素对钢的热处理的影响合金元素对钢的热处理的影响l 对奥氏体化的影响对奥氏体化的影响 大多数合金元素延缓钢的奥氏体化过程。大多数合金元素延缓钢的奥氏体化过程。它们阻碍它们阻碍C C和和MeMe的扩散，因此合金钢的的扩散，因此合金钢的A A化温度较高、时间较长。化温度较高、时间较长。NiNi、CoCo等部分非碳化物形成元素使奥氏体的形成速度加快。等部分非碳化物形成元素使奥氏体的形成速度加快。AlAl、SiSi、MnMn等对奥氏体形成速度影响不大。等对奥氏体形成速度影响不大。l 对奥氏体晶粒度的影响对奥氏体晶粒度的影响 几乎所有合金元素都细化奥氏体晶粒。几乎
22、所有合金元素都细化奥氏体晶粒。碳化物形成元素的细化晶粒效果尤其显著，它们形成的碳化物分布在碳化物形成元素的细化晶粒效果尤其显著，它们形成的碳化物分布在A A中时，中时，能够阻碍晶界的迁移，从而阻止晶粒长大。能够阻碍晶界的迁移，从而阻止晶粒长大。MnMn、P P具有促进奥氏体晶粒长大的倾向。具有促进奥氏体晶粒长大的倾向。你现在浏览的是第二十三页，共84页第七章 工业用钢7.2 7.2 钢中的杂质及合金元素钢中的杂质及合金元素l 对钢的淬透性的影响对钢的淬透性的影响除除CoCo外，几乎所有合金元素只要溶入奥氏体中，均使外，几乎所有合金元素只要溶入奥氏体中，均使C C曲线向右移，即提曲线向右移，即提
23、高钢的淬透性。高钢的淬透性。常用提高淬透性的元素：常用提高淬透性的元素：Mn Mn、CrCr、NiNi、SiSi、B B。合金元素对合金元素对C曲线的影响曲线的影响你现在浏览的是第二十四页，共84页第七章 工业用钢7.2 7.2 钢中的杂质及合金元素钢中的杂质及合金元素l 对钢的回火转变的影响对钢的回火转变的影响 提高钢的回火稳定性。提高钢的回火稳定性。回火稳定性回火稳定性（Tempered Stability）：淬火钢在回火过程中抵抗硬度下降的能力。又称回火抗力。淬火钢在回火过程中抵抗硬度下降的能力。又称回火抗力。大多数合金元素能够阻碍大多数合金元素能够阻碍MM的分解和碳化物的析出与聚集长大
24、。的分解和碳化物的析出与聚集长大。产生二次硬化产生二次硬化 二次硬化二次硬化（Secondary Hardening）：钢在回火时硬度不仅不下降，反而升高的现象。钢在回火时硬度不仅不下降，反而升高的现象。WW、Mo Mo、V V含量较高的高合金钢回火时含量较高的高合金钢回火时,硬度不是随回火温度升高而单硬度不是随回火温度升高而单调降低调降低,而是到某一温度（约而是到某一温度（约400400）后反而开始增大）后反而开始增大,并在另一更高温度并在另一更高温度（一般为（一般为550550左右）达到峰值，即产生二次硬化。左右）达到峰值，即产生二次硬化。防止第二类回火脆性防止第二类回火脆性WW、MoMo
25、等元素有防止第二类回火脆性产生的作用。等元素有防止第二类回火脆性产生的作用。你现在浏览的是第二十五页，共84页第七章 工业用钢7.3 7.3 结构钢结构钢第三节结构钢第三节结构钢结构钢是制造各种工程结构和机器零件的钢。结构钢是制造各种工程结构和机器零件的钢。结构钢的性能要求：结构钢的性能要求：使用性能以强韧性为主。使用性能以强韧性为主。工艺性能以焊接性、淬透性为主。工艺性能以焊接性、淬透性为主。良好的耐大气、水腐蚀性。良好的耐大气、水腐蚀性。结构钢的成分特点：结构钢的成分特点：大多数结构钢含合金元素在大多数结构钢含合金元素在5%5%以内，属于低合金钢。以内，属于低合金钢。你现在浏览的是第二十六
26、页，共84页第七章 工业用钢7.3 7.3 结构钢结构钢一、工程构件用钢一、工程构件用钢（Engineering Constructional Steel）工程构件用钢是桥梁、建筑、船舶、化工、石油、车辆、电站、国防工程构件用钢是桥梁、建筑、船舶、化工、石油、车辆、电站、国防等国民经济部门制造各种重要构件的金属材料。等国民经济部门制造各种重要构件的金属材料。工程构件用钢的性能要求：工程构件用钢的性能要求：高的弹性极限和高的刚度，低的屈强比。高的弹性极限和高的刚度，低的屈强比。良好的焊接性和冷变形性。良好的焊接性和冷变形性。良好的耐大气、水腐蚀性。良好的耐大气、水腐蚀性。工程构件用钢的成分特点：
27、工程构件用钢的成分特点：低含碳量：低含碳量：wC0.25%0.25%。含微量合金元素：含微量合金元素：V V、TiTi、NbNb、ZrZr、CaCa、RERE（稀土元素）等。（稀土元素）等。你现在浏览的是第二十七页，共84页第七章 工业用钢7.3 7.3 结构钢结构钢l 普通碳素结构钢普通碳素结构钢（1 1）化学成分特点）化学成分特点 低碳：低碳：0.100.100.20%0.20%（2 2）典型钢号）典型钢号 Q235 Q235（3 3）热处理特点）热处理特点 一般不进行专门的热处理，只保证力学性能和工艺性能。一般不进行专门的热处理，只保证力学性能和工艺性能。（4 4）使用状态及组织）使用状
28、态及组织 使用状态：使用状态：热轧态热轧态，组织：，组织：F FP P（少量）（少量）。（5 5）应用）应用 建筑钢筋。建筑钢筋。你现在浏览的是第二十八页，共84页建筑钢筋建筑钢筋第七章 工业用钢7.3 7.3 结构钢结构钢你现在浏览的是第二十九页，共84页第七章 工业用钢7.3 7.3 结构钢结构钢建筑钢筋建筑钢筋你现在浏览的是第三十页，共84页第七章 工业用钢7.3 7.3 结构钢结构钢l 低合金高强度钢低合金高强度钢（High-strength Low-alloy Steel）过去称为普通低合金结构钢、普低钢。过去称为普通低合金结构钢、普低钢。（1 1）化学成分特点）化学成分特点 低碳：
29、低碳：0.100.100.20%0.20%，锰含量：，锰含量：1.21.21.6%1.6%。（2 2）典型钢号）典型钢号 Q345 Q345（16Mn16Mn）相当于是在相当于是在Q235Q235的基础上多添加了的基础上多添加了0.60.60.8%0.8%的的MnMn。（3 3）热处理特点）热处理特点 一般不进行专门的热处理，只保证力学性能和工艺性能。一般不进行专门的热处理，只保证力学性能和工艺性能。（4 4）使用状态及组织）使用状态及组织 使用状态：使用状态：热轧态热轧态或或正火态正火态，组织：，组织：F FP P（少量）（少量）。（5 5）应用）应用 桥梁钢构、船用钢板等。桥梁钢构、船用钢
30、板等。你现在浏览的是第三十一页，共84页南京长江大桥南京长江大桥第七章 工业用钢7.3 7.3 结构钢结构钢你现在浏览的是第三十二页，共84页南京长江大桥中的钢结构南京长江大桥中的钢结构第七章 工业用钢7.3 7.3 结构钢结构钢你现在浏览的是第三十三页，共84页第七章 工业用钢7.3 7.3 结构钢结构钢二、机器零件用钢二、机器零件用钢（Machine Steel）机器零件用钢是于制造齿轮、轴、弹簧、轴承等各种机器零件的金属材料。机器零件用钢是于制造齿轮、轴、弹簧、轴承等各种机器零件的金属材料。机器零件用钢的性能要求：机器零件用钢的性能要求：高的强度和塑性、韧性。高的强度和塑性、韧性。高的疲
31、劳强度。高的疲劳强度。高的淬透性。高的淬透性。机器零件用钢的成分特点：机器零件用钢的成分特点：除除C C元素外，通常含有提高淬透性和细化晶粒的合金元素，如元素外，通常含有提高淬透性和细化晶粒的合金元素，如CrCr、NiNi、MnMn、SiSi、MoMo、TiTi、V V、W W等。等。你现在浏览的是第三十四页，共84页第七章 工业用钢7.3 7.3 结构钢结构钢l 渗碳钢渗碳钢（Carburizing Steel）（1 1）化学成分特点）化学成分特点 低碳：低碳：0.10.10.25%0.25%合金元素：合金元素：CrCr、NiNi、MnMn、MoMo、B B、TiTi、WW、V V等等渗碳后
32、，表层为渗碳后，表层为0.8%0.8%1.0%1.0%的高碳成分，保证高硬度、高耐磨性，心的高碳成分，保证高硬度、高耐磨性，心部保持原始成分，保证良好的韧性和足够的强度。部保持原始成分，保证良好的韧性和足够的强度。（2 2）典型钢号）典型钢号 20CrMnTi 20CrMnTi（3 3）热处理特点）热处理特点 渗碳渗碳（920920930930 C C）淬火淬火（830830 C C）低温回火低温回火（200200 C C，2h2h）（4 4）组织和性能）组织和性能 表层：表层：高碳高碳MM回回k kA A，硬度：，硬度：HRC56HRC566262。心部：心部：低碳低碳MM回回 F F（淬透
33、）淬透），硬度：，硬度：HRC30HRC304545。F FS S（未（未淬透）淬透）。（5 5）应用）应用 重载荷齿轮、凸轮、活塞销等。重载荷齿轮、凸轮、活塞销等。你现在浏览的是第三十五页，共84页第七章 工业用钢7.3 7.3 结构钢结构钢渗碳炉渗碳炉凸轮凸轮你现在浏览的是第三十六页，共84页汽车变速箱齿轮汽车变速箱齿轮 东风东风153153汽车后桥螺伞齿轮汽车后桥螺伞齿轮第七章 工业用钢7.3 7.3 结构钢结构钢你现在浏览的是第三十七页，共84页第七章 工业用钢7.3 7.3 结构钢结构钢l 调质钢调质钢（Thermal Refined Steel）（1 1）化学成分特点）化学成分特点
34、 中碳：中碳：0.300.300.50%0.50%合金元素：合金元素：CrCr、NiNi、MnMn、MoMo、WW、V V、TiTi、B B等等 保证钢经调质处理后具有良好的综合力学性能。保证钢经调质处理后具有良好的综合力学性能。（2 2）典型钢号）典型钢号 40Cr 40Cr（3 3）热处理特点）热处理特点 淬火淬火（830830 C C）高温回火高温回火（525525 C C），即，即调质处理调质处理。（4 4）组织和性能）组织和性能 组织：组织：S S回回，硬度：硬度：HRC25HRC253535。（5 5）应用）应用 机床主轴、轻载荷齿轮、汔车后桥半轴、连杆、螺栓等。机床主轴、轻载荷齿
35、轮、汔车后桥半轴、连杆、螺栓等。你现在浏览的是第三十八页，共84页第七章 工业用钢7.3 7.3 结构钢结构钢连杆连杆破碎机主轴破碎机主轴你现在浏览的是第三十九页，共84页第七章 工业用钢7.3 7.3 结构钢结构钢汽车半轴汽车半轴曲轴曲轴你现在浏览的是第四十页，共84页第七章 工业用钢7.3 7.3 结构钢结构钢l 弹簧钢弹簧钢（Spring Steel）（1 1）化学成分特点）化学成分特点 中、高碳：中、高碳：0.450.450.70%0.70%；合金元素；合金元素：Si Si、MnMn、CrCr、V V等等。（2 2）典型钢号）典型钢号 热成形弹簧（弹簧用钢的尺寸较大）：热成形弹簧（弹簧
36、用钢的尺寸较大）：60Si2Mn60Si2Mn 冷成形弹簧（弹簧用钢丝的直径一般小于冷成形弹簧（弹簧用钢丝的直径一般小于10mm10mm）：）：50CrVA50CrVA（3 3）热处理特点）热处理特点 热成形弹簧：热成形弹簧：淬火淬火（870870 C C）中温回火中温回火（460460 C C）冷成形弹簧：冷成形弹簧：卷簧卷簧 去应力退火去应力退火（250250 C C）（4 4）组织和性能）组织和性能 组织：组织：T T回回，硬度：，硬度：HRC35HRC354545。（5 5）应用）应用 60Si2Mn 60Si2Mn：汽车减振板弹簧、悬挂弹簧。汽车减振板弹簧、悬挂弹簧。50CrVA 5
37、0CrVA：汽车发动机气门弹簧。汽车发动机气门弹簧。你现在浏览的是第四十一页，共84页汽车减振板弹簧汽车减振板弹簧第七章 工业用钢7.3 7.3 结构钢结构钢你现在浏览的是第四十二页，共84页汽车减振悬挂弹簧汽车减振悬挂弹簧第七章 工业用钢7.3 7.3 结构钢结构钢你现在浏览的是第四十三页，共84页汽车发动机汽门弹簧汽车发动机汽门弹簧第七章 工业用钢7.3 7.3 结构钢结构钢你现在浏览的是第四十四页，共84页第七章 工业用钢7.3 7.3 结构钢结构钢你现在浏览的是第四十五页，共84页第七章 工业用钢7.3 7.3 结构钢结构钢l 滚动轴承钢滚动轴承钢（Rolling Bearing St
38、eel）（1 1）化学成分特点）化学成分特点 高碳：高碳：0.950.951.15%1.15%；合金元素：；合金元素：CrCr（主要）、（主要）、Si Si、MnMn等等。（2 2）典型钢号）典型钢号 GCr15 GCr15（3 3）热处理特点）热处理特点 预备热处理：预备热处理：球化退火。球化退火。降低硬度，改善切削性能，获得降低硬度，改善切削性能，获得P P球球。最终热处理：最终热处理：淬火淬火（840840 C C）低温回火低温回火（150150160160 C C）（4 4）组织和性能）组织和性能 组织：组织：MM回回k kA A，硬度：，硬度：HRCHRC6161。（5 5）应用）应
39、用 滚动轴承的滚珠、轴承套等。滚动轴承的滚珠、轴承套等。也可用于制造模具、量具等。也可用于制造模具、量具等。你现在浏览的是第四十六页，共84页第七章 工业用钢7.3 7.3 结构钢结构钢向心球轴承向心球轴承圆柱滚子轴承圆柱滚子轴承自动调心球轴承自动调心球轴承你现在浏览的是第四十七页，共84页第七章 工业用钢7.4 7.4 工具钢工具钢第四节工具钢第四节工具钢 工具钢是用来制造各种工具钢是用来制造各种 刃具、模具和量具的钢。刃具、模具和量具的钢。刃具刃具模具模具量具量具你现在浏览的是第四十八页，共84页第七章 工业用钢7.4 7.4 工具钢工具钢一、刃具钢一、刃具钢（Cutlery Steel）
40、刃具钢是制造各种车刀、铣刀、钻头等切削工具的金属材料。刃具钢是制造各种车刀、铣刀、钻头等切削工具的金属材料。刃具钢的性能要求：刃具钢的性能要求：高的硬度和耐磨性。高的硬度和耐磨性。HRCHRC6060。高的热硬性（又称红硬性）。高的热硬性（又称红硬性）。热硬性热硬性（Red Hardness）：材料在高温下保持高硬度的能力材料在高温下保持高硬度的能力。足够的塑性和韧性。足够的塑性和韧性。防止脆断和崩刃防止脆断和崩刃。刃具钢的成分特点：刃具钢的成分特点：高碳：高碳：保证高的硬度，并形成足够多的碳化物以提高耐磨性。保证高的硬度，并形成足够多的碳化物以提高耐磨性。合金元素：合金元素：提高淬透性的元素
41、提高淬透性的元素CrCr、NiNi、MnMn、Si Si等；等；提高热硬性的元素提高热硬性的元素WW、MoMo、V V、CoCo等。等。你现在浏览的是第四十九页，共84页第七章 工业用钢7.4 7.4 工具钢工具钢l 碳素工具钢碳素工具钢（Carbon Tool Steel）（1 1）化学成分特点）化学成分特点 高碳：高碳：0.650.651.35%1.35%高的含碳量保证高硬度及形成足够的碳化物，提高耐磨性。高的含碳量保证高硬度及形成足够的碳化物，提高耐磨性。（2 2）典型钢号）典型钢号 T7 T7、T8T8、T10T10、T12T12。（3 3）热处理特点）热处理特点 预备热处理：预备热处
42、理：球化退火球化退火（T8T8、T10T10、T12T12）；完全退火；完全退火（T7T7）。最终热处理：最终热处理：淬火淬火（780780 C C）低温回火低温回火（180180 C C）（）（除除T7T7外）外）（4 4）组织和性能）组织和性能 组织：组织：MM回回k kA A，硬度：，硬度：HRCHRC6060（除除T7T7外）外）。（5 5）应用应用 T7T7、T8T8：木工工具、切削软金属的刃具等。木工工具、切削软金属的刃具等。T10T10、T12T12：手用锯条、锉刀、要求不高的刀具、钻头等。手用锯条、锉刀、要求不高的刀具、钻头等。你现在浏览的是第五十页，共84页第七章 工业用钢7
43、.4 7.4 工具钢工具钢木工凿木工凿手锤手锤木工钻木工钻木工刨铁木工刨铁钻头钻头锉刀锉刀手用锯条手用锯条你现在浏览的是第五十一页，共84页第七章 工业用钢7.4 7.4 工具钢工具钢l 低合金工具钢低合金工具钢（Low Alloy Tool Steel）（1 1）化学成分特点）化学成分特点 高碳：高碳：0.750.751.5%1.5%；合金元素：；合金元素：CrCr、MnMn、Si Si、WW、V V等等。高的含碳量保证高硬度及形成足够的碳化物，提高耐磨性和热硬性高的含碳量保证高硬度及形成足够的碳化物，提高耐磨性和热硬性。（2 2）典型钢号）典型钢号 9SiCr 9SiCr（3 3）热处理特
44、点）热处理特点 预备热处理：预备热处理：球化退火球化退火 最终热处理：最终热处理：淬火淬火（830830860860 C C）低温回火低温回火（180180200200 C C）（4 4）组织和性能组织和性能 组织：组织：MM回回k kA A，硬度：，硬度：HRCHRC61616363。（5 5）应用应用 丝锥、板牙、钻头、铰刀等。丝锥、板牙、钻头、铰刀等。你现在浏览的是第五十二页，共84页丝锥丝锥第七章 工业用钢7.4 7.4 工具钢工具钢板牙板牙铣刀铣刀铰刀铰刀你现在浏览的是第五十三页，共84页第七章 工业用钢7.4 7.4 工具钢工具钢l 高速钢高速钢（High Speed Steel）
45、（1 1）化学成分特点）化学成分特点 高碳：高碳：0.700.701.6%1.6%；合金元素：；合金元素：WW、MoMo、CrCr、V V、CoCo等等。高的含碳量保证形成足够的碳化物，提高热硬性。高的含碳量保证形成足够的碳化物，提高热硬性。（2 2）典型钢号）典型钢号 W18Cr4V W18Cr4V（3 3）热处理特点）热处理特点 锻造锻造 等温退火等温退火 淬火淬火（12801280 C C）回火回火（560560 C C，3 3次次）（4 4）组织和性能组织和性能 组织：组织：MM回回k kA A，硬度：，硬度：HRCHRC6262。（5 5）应用应用 高速车刀、拉刀、钻头等。高速车刀、
46、拉刀、钻头等。等同于球化退火使大块的碳化物破碎消除A，产生二次硬化你现在浏览的是第五十四页，共84页W18Cr4VW18Cr4V钢的铸态组织钢的铸态组织（组织中含有大量（组织中含有大量“鱼骨鱼骨”状碳化物）状碳化物）W18Cr4VW18Cr4V钢的退火组织钢的退火组织（碳化物基本上呈颗粒状）（碳化物基本上呈颗粒状）第七章 工业用钢7.4 7.4 工具钢工具钢你现在浏览的是第五十五页，共84页W18Cr4VW18Cr4V钢的淬火组织钢的淬火组织M Mk kA A W18Cr4VW18Cr4V钢的回火组织钢的回火组织M M回回k kA A（少量）（少量）第七章 工业用钢7.4 7.4 工具钢工具钢
47、你现在浏览的是第五十六页，共84页第七章 工业用钢7.4 7.4 工具钢工具钢拉刀拉刀钻头钻头车刀车刀铣刀铣刀你现在浏览的是第五十七页，共84页第七章 工业用钢7.4 7.4 工具钢工具钢二、模具钢二、模具钢（Die Steel）模具钢是制造各种冲模、挤压模、锤锻模等模具的金属材料。模具钢是制造各种冲模、挤压模、锤锻模等模具的金属材料。根据模具的工作条件，模具钢分为冷作模具钢和热作模具钢两类。根据模具的工作条件，模具钢分为冷作模具钢和热作模具钢两类。模具钢的性能要求：模具钢的性能要求：冷作模具钢冷作模具钢 高的硬度和耐磨性。高的硬度和耐磨性。HRC58HRC586060。高的强度和足够的韧性。
48、高的强度和足够的韧性。良好的工艺性能。良好的工艺性能。热处理变形小、淬透性高。热处理变形小、淬透性高。热作模具钢热作模具钢 良好的综合力学性能。良好的综合力学性能。高的高温强度、良好的韧性。高的高温强度、良好的韧性。良好的抗热疲劳性能和热磨损性能。良好的抗热疲劳性能和热磨损性能。良好的抗氧化和耐腐蚀性能。良好的抗氧化和耐腐蚀性能。你现在浏览的是第五十八页，共84页第七章 工业用钢7.4 7.4 工具钢工具钢 模具钢的成分特点：模具钢的成分特点：冷作模具钢冷作模具钢 高碳：高碳：保证高的硬度，并形成足够多的碳化物，提高耐磨性。保证高的硬度，并形成足够多的碳化物，提高耐磨性。合金元素：合金元素：C
49、rCr、MoMo、V V、WW等，提高淬透性、细化晶粒。等，提高淬透性、细化晶粒。热作模具钢热作模具钢 中碳：中碳：保证良好的综合力学性能。保证良好的综合力学性能。合金元素：合金元素：CrCr、NiNi、MnMn、WW、MoMo、V V等。等。CrCr、NiNi、MnMn、MoMo提高淬透性；提高淬透性；CrCr、MoMo提高回火抗力；提高回火抗力；CrCr、W W、MoMo缩小缩小 区，提高区，提高A A1 1温度，提高抗冷热疲劳性能。温度，提高抗冷热疲劳性能。你现在浏览的是第五十九页，共84页第七章 工业用钢7.4 7.4 工具钢工具钢l 冷作模具钢冷作模具钢（Cold Die Steel
50、）（1 1）化学成分特点）化学成分特点 高碳：高碳：1.41.42.3%2.3%；合金元素：；合金元素：CrCr、MoMo、V V、WW等等。高的含碳量保证形成足够的碳化物，提高硬度及耐磨性。高的含碳量保证形成足够的碳化物，提高硬度及耐磨性。（2 2）典型钢号）典型钢号 碳素工具钢、低合金工具钢。碳素工具钢、低合金工具钢。高碳高铬的高碳高铬的Cr12Cr12型模具钢型模具钢：Cr12Cr12和和Cr12MoVCr12MoV。（3 3）热处理特点）热处理特点 预备热处理：预备热处理：球化退火球化退火（850850870870 C C）最终热处理：最终热处理：淬火淬火（98098010301030