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1、1 5 51 1 概述合金元素：为了提高钢的某些性能，有目的地在钢中加入的元素。性能：使用性能；工艺性能。常用的合金元素：MnMn、SiSi，CrCr，NiNi，MoMo，W W，V V，TiTi，NbNb，P P、N N、CuCu、AlAl，ReRe。第1页/共138页2一、合金元素对钢中基本相的影响(一)对渗碳体的影响1 1、碳化物形成元素在钢中可以与碳结合形成碳化物。(1)V(1)V，TiTi，NbNb要优先形成MCMC型碳化物。(2)Cr(2)Cr，MoMo，W W含量较低时只形成合金渗碳体，含量较高时可形成特殊碳化物。(3)Mn(3)Mn在钢中只形成合金渗碳体。第2页/共138页32
2、 2、非碳化物形成元素NiNi，CuCu，AlAl，SiSi，P P，S S，N N等在钢中不与碳结合形成碳化物。(二)对铁素体的影响1 1、全部非碳化物形成元素，部分碳化物形成元素溶于铁素体中，形成合金铁素体。2 2、产生固溶强化，提高铁素体硬度、强度，以MnMn、SiSi、P P作用明显。第3页/共138页4第4页/共138页5第5页/共138页6二、合金元素对铁碳相图的影响(一)扩大或缩小奥氏体相区 1 1、奥氏体形成元素：使A3A3温度下降，A4A4温度上升，扩大相区。(1)Mn(1)Mn，CoCo，NiNi：与FeFe无限固溶。(2)C(2)C，N N，CuCu：与FeFe有限固溶。
3、第6页/共138页7第7页/共138页8 2 2、铁素体形成元素：使A3A3温度上升，A4A4温度下降，缩小相区。(1)(1)封闭：V V，CrCr，TiTi，W W，MoMo，AlAl，P P。(2)(2)缩小：B B，NbNb，S S。3 3、奥氏体钢：镍、锰含量高的钢，使奥氏体成为稳定的室温组织。4 4、铁素体钢：铬含量高的钢，使奥氏体完全消失，铁素体成为稳定的固态组织。第8页/共138页9第9页/共138页10 (二)使S S，E E点左移，共析体和共晶体的含碳量下降，组织相对数量变化。当合金元素含量高时，改变钢的组织类型。如：3Cr133Cr13：0.3%C0.3%C、13%Cr13
4、%Cr，共析钢。4Cr134Cr13：0.4%C0.4%C、13%Cr13%Cr，过共析钢。如：W18Cr4VW18Cr4V：0.7-0.8%C0.7-0.8%C，组织中有大量莱氏体存在。第10页/共138页11 第11页/共138页12 第12页/共138页13 三、合金元素对钢在加热和冷却时转变的影响(一)对钢在加热时转变的影响 碳钢热处理前的室温组织是铁素体和渗碳体。合金钢热处理前的室温组织是合金铁素体和合金碳化物（合金渗碳体或特殊碳化物）第13页/共138页141 1、碳化物形成元素阻碍奥氏体形成 F(-F(-Fe)Fe)+Fe3C A+Fe3C A(-Fe)(-Fe)0.0218 6
5、.69 0.77 0.0218 6.69 0.77 体心立方 正交结构 面心立方 FeFe原子通过扩散组建新的晶格时，含碳量必须升高。所以，奥氏体的形成的控制因素是碳化物的溶解和碳的扩散。第14页/共138页15(1)(1)合金渗碳体的稳定性比Fe3CFe3C高，加热时难以溶解，特殊碳化物的稳定性更高。(2)(2)强和中强碳化物形成元素增加碳的扩散激活能，推迟碳的扩散。(3)(3)锰形成（Fe,MnFe,Mn）3C3C，稳定性和Fe3CFe3C相当，对奥氏体形成影响不大。第15页/共138页162 2、奥氏体形成后,原铁素体和原碳化物区域合金元素分布不均匀，合金元素扩散系数小，阻碍奥氏体成分均
6、匀化。3 3、V V，TiTi，NbNb、AlAl形成弥散的碳、氮化物质点，强烈阻止奥氏体晶粒长大。4 4、合金钢的淬火温度比碳素钢高，尤其高合金钢的淬火温度更高。4545：840840，40Cr40Cr：860860，3Cr2W8V3Cr2W8V：11001100，W18Cr4VW18Cr4V：13001300。第16页/共138页17(二)合金元素对过冷奥氏体转变的影响1 1、所有合金元素，除CoCo单独加入外，均推迟P P，B B转变。2 2、V V，TiTi，NbNb，W W，MoMo：推迟P P转变更显著，使P P、B B转变温度分别上升、下降,含量高时出现过冷奥氏体中温稳定区。第1
7、7页/共138页183 3、CrCr，MnMn：推迟B B转变更显著，含量高时可完全抑制B B转变。4 4、NiNi：推迟P P转变更显著，含量高时可完全抑制P P转变。5 5、除CoCo、AlAl外，合金元素均降低马氏体转变温度，增加残留奥氏体。第18页/共138页19 五、合金元素对回火转变的影响(一)碳化物形成元素和硅提高马氏体分解温度。1 1、碳化物形成元素和碳有强烈的相互吸引作用，可提高马氏体完全分解温度，含量高时可提高到500500左右。2 2、FexCFexC中含SiSi，而Fe3CFe3C中不含SiSi，SiSi必须扩散才能形成Fe3CFe3C，分解温度可提高到350350。第
8、19页/共138页20(二)碳化物形成元素阻碍合金渗碳体的聚集和长大。1 1、增加合金渗碳体的稳定性，减慢了溶解。2 2、增加C C在相的扩散激活能，减慢碳的扩散。(三)碳化物形成元素含量高时，析出特殊碳化物。第20页/共138页211 1、原位析出（CrCr）：合金渗碳体中CrCr的浓度超过溶解度时，其点阵改组为特殊碳化物的点阵。2 2、异位析出（W W，MoMo，V V，TiTi，NbNb）：合金渗碳体中碳化物形成元素浓度超过溶解度后，合金渗碳体向相基体溶解，特殊碳化物直接从相中析出。第21页/共138页22(四)二次淬火：高合金钢残留奥氏体在中温稳定区（500500600600）回火时不
9、分解，而在冷却时转变为马氏体。(五)二次硬化：在500500600600回火时，硬度反而升高的现象。原因：二次淬火；弥散强化。(原位析出碳化物颗粒较大，强化作用较弱；异位析出颗粒小，强化作用显著)第22页/共138页23第23页/共138页24第24页/共138页25(六)回火脆性回火脆性：某些钢在一定温度范围内回火时，其冲击韧性反而比较低温度回火时显著下降的现象。1 1、低温回火脆性：钢在250-400250-400温度范围内出现的回火脆性，也叫第一类回火脆性。第25页/共138页26(1)(1)在各种碳钢和合金钢中发生。(2)(2)原因：沿马氏体板条的间界析出碳化物薄片。(3)(3)措施：
10、避开此温度回火；得到下贝氏体；加入SiSi使脆性温度升高。第26页/共138页272 2、高温回火脆性：钢在450-650450-650温度范围内出现的回火脆性，也叫第二类回火脆性。(1)(1)在含CrCr、NiNi、MnMn、SiSi的合金钢中出现。(2)(2)原因：杂质元素在回火冷却过程中聚集到原奥氏体晶界，降低了晶界强度，导致断裂。第27页/共138页28(3)(3)措施：高温回火后快冷（水冷、油冷）；钢中加入0.5%Mo0.5%Mo或1%W1%W。(4)(4)具有可逆性。高温回火后慢冷具有回火脆性，重新回火后快冷可消除脆性；高温回火后快冷没有回火脆性，重新回火后慢冷又具有脆性。第28页
11、/共138页29 五、合金钢的分类1 1、合金结构钢：2 2、合金工具钢；3 3、特殊性能钢。第29页/共138页305-2 5-2 合金结构钢合金结构钢一、合金结构钢的分类和编号一、合金结构钢的分类和编号(一一)分类分类 用于制造工程结构和机械零件，包用于制造工程结构和机械零件，包括低合金高强度钢，易切削钢，调质钢，括低合金高强度钢，易切削钢，调质钢，渗碳钢，弹簧钢，滚动轴承钢等。渗碳钢，弹簧钢，滚动轴承钢等。(二二)编号方法：编号方法：碳含量合金元素种类和数量质量碳含量合金元素种类和数量质量 第30页/共138页31 碳含量：含碳含量：含C C量以量以0.01%0.01%为单位，用为单位，
12、用两位数字表示。两位数字表示。合金元素种类：用化学符号表示。合金元素种类：用化学符号表示。合金元素数量：合金元素数量：1.5%HRC60HRC60，在低合金工具钢中最好。碳化物分布均匀，不易崩刃。脱C C倾向大。第72页/共138页73板牙板牙第73页/共138页74 (二)高速钢1 1、性能要求 高的热(红)硬性。即在600600时，HRC55HRC55，保证高速切削。车刀车刀铣刀铣刀钻头钻头第74页/共138页75 2 2、组织 高C C高合金回火马氏体基体上分布着弥散的特殊碳化物沉淀相，及多量的未溶特殊碳化物。3 3、高速钢的合金化(1)(1)碳：形成足够数量的碳化物,并保证马氏体中固溶
13、碳量。第75页/共138页76 (2)W(2)W、MoMo：是产生红硬性的主要元素。退火时主要以M6CM6C型碳化物存在。淬火加热时，一部分M6CM6C型碳化物溶入奥氏体，淬火成为马氏体。强烈阻碍回火时马氏体分解，提高回火稳定性，保证基体硬度。回火时在马氏体中弥散析出W2CW2C，造成二次硬化。第76页/共138页77 (3)V(3)V：退火时以VCVC形式存在，作用机理与W W相同。当V1%V1%时，耐磨性显著升高。(4)Cr(4)Cr：提高淬透性。退火时主要形成Cr23C6Cr23C6，淬火加热时全部溶入中。第77页/共138页78 4 4、常用钢号(1)W(1)W系高速钢：W18Cr4V
14、W18Cr4V，含0.7-0.8%C0.7-0.8%C。常用钢种。(2)W-Mo(2)W-Mo系高速钢：W6Mo5Cr4V2,W6Mo5Cr4V2,含0.8-0.8-0.9%C0.9%C。优点：碳化物不均匀性减少，弯曲强度和韧性好。缺点：淬火易过热，红硬性稍差。第78页/共138页79 5 5、热处理(1)(1)原始组织：球状珠光体(碳化物占30%30%左右)。(2)(2)淬火加热温度：W18Cr4VW18Cr4V 1270 127013101310，保证足够碳化物溶解。(3)(3)冷却：油冷或分级淬火650-350650-350 冷却后组织：淬火马氏体+未溶碳化物（10%10%）+A+A残（
15、20-25%20-25%）第79页/共138页80 (4)(4)回火：560,560,三次。每次回火后需冷至室温。淬火马氏体转变为回火马氏体，同时析出弥散分布的碳化物。ARAR在回火后的冷却过程中转变为马氏体，所以必须冷至室温。二次淬火所的淬火马氏体还需要回火，因为残余奥氏体需经二次回火才能完全转变，所以需要三次回火。第80页/共138页81 (5)(5)回火后高速钢出现二次硬化，硬度达到HRC65HRC65。弥散硬化作用：560560回火析出弥散的M2CM2C和VCVC。二次淬火消除了残余奥氏体。第81页/共138页82 三、模具钢(一)冷作模具钢1 1、用途：制作冷冲模、冷镦模、冷挤压模、
16、搓丝板等。2 2、性能要求：高的硬度、耐磨性，足够的强度和韧性。第82页/共138页83 汽车冲压模具汽车冲压模具第83页/共138页84 3 3、常用钢种(1)(1)碳素及低合金工具钢：9SiCr9SiCr，9Mn2V9Mn2V。(2)(2)高铬及中铬冷作模具钢：Cr6WVCr6WV，Cr4W2MoVCr4W2MoV。(3)(3)基体钢及低碳高速钢：50Cr4Mo3W2V50Cr4Mo3W2V，6W6Mo5Cr4V6W6Mo5Cr4V。(4)(4)新型冷作模具钢：7Cr7Mo2V2Si7Cr7Mo2V2Si。第84页/共138页85 4 4、高铬冷作模具钢(1)(1)主要钢号：Cr12MoV
17、Cr12MoV：1.45-1.7%C1.45-1.7%C，12%Cr12%Cr，0.5%Mo0.5%Mo，0.2%V0.2%V。(2)(2)主要特点铸态组织为高碳亚共晶组织，和高速钢类似。淬火加热时有大量未溶碳化物（Cr7C3Cr7C3），耐磨性好。淬透性好，空冷可淬硬。650-350650-350有过冷奥氏体稳定区。第85页/共138页86 (3)(3)热处理一次硬化法：980-1030980-1030淬火，150-150-170170回火，HRC61-63HRC61-63。未溶碳化物多，耐磨性好，变形小。二次硬化法：主要适用于需要化学热处理的模具。1120-11301120-1130淬火，
18、HRC40-50HRC40-50，A AR R多。510-520510-520回火（2 23 3次），A AR RMM，HRC60-61HRC60-61。第86页/共138页87 (二)热作模具钢1 1、用途：制作热锻模、热镦模、热挤压模、压铸模等。2 2、性能要求(1)(1)高强度、良好的韧性，足够的硬度和耐磨性。(2)(2)高的回火稳定性。(3)(3)高的抗热疲劳性。第87页/共138页88 3 3、常用钢种(1)(1)热锻模：5CrNiMo5CrNiMo、5CrMnMo5CrMnMo、3Cr2MoWVNi3Cr2MoWVNi。曲轴模具曲轴模具第88页/共138页89 (2)(2)热压铸模
19、：4Cr5Mo2VSi4Cr5Mo2VSi、3Cr3Mo3VNb3Cr3Mo3VNb。第89页/共138页90 4 4、5CrNiMo5CrNiMo(1)(1)合金元素作用碳：强度和韧性及导热性的配合。铬：提高淬透性和回火稳定性。镍：提高淬透性和韧性。钼：消除回火脆性，提高淬透性、回火稳 定性。第90页/共138页91 (2)(2)热处理840840860860加热，油冷。450450580580回火，HRC36-48HRC36-48。金相组织：回火索氏体回火屈氏体。第91页/共138页92 四、量具钢(一)性能要求1 1、高的硬度、高的耐磨性。2 2、尺寸稳定性好，长时间使用不变形。(二)组
20、织高碳回火马氏体及少量未溶碳化物。第92页/共138页93 (三)量具使用过程中尺寸变化的原因1 1、残余奥氏体继续发生转变，引起尺寸膨胀。2 2、残余应力在使用过程中松弛，引起尺寸变化。第93页/共138页94 (四)量具用钢1 1、碳素钢T8AT8A，T10AT10A，T12AT12A等 制作精度较低、形状简单的量具，如量规、卡板。2 2、低合金量具钢CrMnCrMn，CrWMnCrWMn，GCr15GCr15等。制作高精度的量具，如卡尺，千分尺，块规。第94页/共138页95 (五)热处理工艺1 1、采用淬火+低温回火。2 2、淬火冷却至室温后，采用冷处理大大减少残余奥氏体数量。3 3、
21、低温回火后进行时效处理，消除残余应力。4 4、磨削后进行消除磨削应力的低温回火。第95页/共138页96 5 5、CrWMnCrWMn钢热处理工艺加热：650650预热，820-840820-840加热。冷却：油冷至室温，-70-70冷处理。低温回火：140-160140-160时效处理：110-120110-120消除磨削应力回火：110-120110-120。第96页/共138页97 5-4 5-4 特殊性能钢 一、不锈钢(一)金属腐蚀的概念1 1、电化学腐蚀：由金属和周围介质之间的电化学作用引起的，在金属不断破坏的同时还有电流产生。第97页/共138页98 第98页/共138页99 第9
22、9页/共138页100 阳极：电离电位低，变为正离子，进入溶液，被腐蚀。阴极：电极电位高，被保护。2 2、提高抗腐蚀能力的措施(1)(1)在钢的表面形成稳定的保护膜；(2)(2)使钢得到单一的固溶体组织；(3)(3)提高固溶体的电极电位。第100页/共138页101 3 3、合金化(1)(1)铬：是决定耐腐蚀性的主要元素。CrCr提高FeFe的电极电位,当CrCr的含量达到1/81/8，2/82/8，3/83/8原子比时，FeFe的电极电位就跳跃增加，叫n/8n/8定律。形成保护膜。(2)(2)镍：形成单相奥氏体。(3)(3)钛、铌：防止晶间腐蚀。第101页/共138页102 (二)常用不锈钢
23、1 1、铬不锈钢(1)Cr13(1)Cr13型不锈钢 主要钢种：1Cr131Cr13，2Cr132Cr13，3Cr133Cr13，4Cr134Cr13。耐蚀性：在氧化性介质中耐蚀，如大气、水蒸气、淡水、海水、硝酸等。第102页/共138页103 1Cr13 1Cr13、2Cr13 2Cr13 淬火温度：950-1000950-1000。冷却：空冷，风冷，油冷。回火：600600750750，得到回火索氏体。性能：强韧性好，保证耐蚀性。用于制作蒸汽涡轮叶片等。第103页/共138页104 3Cr13 3Cr13，4Cr134Cr13淬火温度：950-1000950-1000。冷却：油冷。回火：2
24、00200280280，得到回火马氏体。性能：硬度高，耐蚀性好。用于制作医疗器械和刀具。第104页/共138页105 (2)Cr17(2)Cr17型不锈钢 组织为单相铁素体（CrCr含量高，使奥氏体相区消失）。耐蚀性好（含CrCr量高，单相组织）。塑性好。第105页/共138页106 2 2、铬镍不锈钢（18-818-8型）(1)(1)主要钢种 0Cr18Ni9,1Cr18Ni9,2Cr18Ni9,0Cr18Ni9,1Cr18Ni9,2Cr18Ni9,0Cr18Ni9Ti,1Cr18Ni9Ti0Cr18Ni9Ti,1Cr18Ni9Ti。(2)(2)组织：奥氏体钢。(3)(3)性能：耐蚀性好；塑
25、性好，易于变形加工；焊接性能良好；韧性及低温韧性好第106页/共138页107 (4)(4)晶间腐蚀：富铬的Cr23C6Cr23C6碳化物沿晶界呈网状连续析出，在晶界附近形成10-5cm10-5cm宽的贫铬区，当贫铬区CrCr含量下降到12%12%以下时钝化能力急剧下降，贫CrCr区作为阳极发生腐蚀，腐蚀集中在晶界附近。(5)(5)加入TiTi，NbNb，优先生成稳定的TiCTiC，NbCNbC，不生成铬的碳化物，可防止发生晶间腐蚀。0.8%Ti%50.8%Ti%5（C-0.02C-0.02），1.0%Nb%101.0%Nb%10（C-0.02C-0.02）。第107页/共138页108 (6
26、)(6)固溶处理：将不锈钢加热到1050-1050-11501150，使碳化物完全溶入奥氏体，然后水冷，得到单相奥氏体组织，耐蚀性高。(7)(7)稳定化处理：对含TiTi，NbNb的18188 8型钢，固溶处理加热温度高，部分TiCTiC，NbCNbC溶入奥氏体中。所以固溶处理后要在850850900900保温2 24h4h，优先使TiCTiC，NbCNbC充分析出，保证CrCr固溶于奥氏体中，防止产生晶间腐蚀。第108页/共138页109 二、耐热钢(一)耐热性的一般概念1 1、金属的抗氧化性(1)(1)原因：575575以上氧化时生成FeOFeO，FeFe原子容易通过FeOFeO膜扩散，故
27、抗氧化能力差，氧化严重。(2)(2)措施：加入CrCr，SiSi，AlAl，在表面形成稳定、致密的氧化膜。第109页/共138页110 2 2、高温强度(1)(1)蠕变：在长时间恒温、恒应力作用下，发生缓慢塑性变形。(2)(2)蠕变强度：规定温度和规定时间产生一定蠕变变形量的应力。(3)(3)持久强度：规定温度和规定时间引起断裂的应力。第110页/共138页111 (二)抗氧化钢1 1、定义：在高温下有较好的抗氧化性并有一定强度的钢。2 2、用途：制作工业加热炉和热处理炉的耐热构件，如炉底板，马弗炉，料盘，导轨等。第111页/共138页112 3 3、合金化(1)Cr(1)Cr是主要合金元素。
28、形成致密的Cr2O3Cr2O3氧化膜，起保护作用，含量越高，使用温度也越高。(2)Si(2)Si、AlAl形成氧化膜起保护作用，但因脆性大，只作为辅助元素。(3)(3)稀土可进一步提高抗氧化性。(4)Ni(4)Ni、N N：扩大奥氏体相区，使奥氏体成为室温组织。第112页/共138页113 4 4、常用钢种(1)(1)铬镍奥氏体炉用钢（3Cr18Ni25Si23Cr18Ni25Si2）10001000使用，塑性好，在室温能冲压，轧制。焊接性好。(2)(2)铬锰氮炉用耐热钢（3Cr18Mn12Si2N3Cr18Mn12Si2N）以N N、MnMn来替代NiNi，经固溶处理后得到单相奥氏体，降低成
29、本。第113页/共138页114 (三)热强钢1 1、定义：在高温下有一定的抗氧化能力和较高强度以及良好组织稳定性的钢。2 2、用途：汽轮机、燃气轮机的转子或叶片，锅炉过热器，内燃机排气阀等。3 3、珠光体钢(1)(1)使用：用作450-620450-620工作的锅炉蒸汽管。第114页/共138页115 (2)(2)热处理工艺：正火+回火（高于使用温度100100）(3)(3)组织：F+PF+P（或粒状贝氏体）。(4)(4)特点：合金元素含量低，工艺性能好(5)(5)合金化 固溶强化 （W W，MoMo，CrCr）。碳化物强化（MCMC、M2CM2C、M6CM6C）。第115页/共138页11
30、6 抗氧化和气体腐蚀（CrCr、SiSi）。改善晶界性能（B B，ReRe）。(6)(6)常用钢种15CrMo15CrMo，500 500 过热器管子。12Cr1MoV12Cr1MoV，580 580 过热器管子。12Cr2MoWVSiTiB12Cr2MoWVSiTiB，600600620620过热器管子。第116页/共138页117 4 4、奥氏体钢(1)(1)使用：600-700600-700工作的汽轮机、燃气轮机零件等。(2)(2)组织：以奥氏体为基体。(3)(3)特点：合金元素含量高。(4)(4)固溶强化型奥氏体耐热钢第117页/共138页118 常用钢种：1Cr18Ni9Ti1Cr1
31、8Ni9Ti，1Cr18Ni11Nb1Cr18Ni11Nb，1Cr14Ni19W2NbB1Cr14Ni19W2NbB。强化机制：合金元素固溶在奥氏体中。(5)(5)碳化物沉淀强化耐热钢 常用钢种：4Cr13Ni8Mn8MoVNb4Cr13Ni8Mn8MoVNb。强化机制：形成（V,NbV,Nb）C C沉淀相。第118页/共138页119 三、耐磨钢(一)概述1 1、特点：在冲击载荷下发生冲击硬化，具有高抗冲击磨损性能。2 2、用途：适于制造承受较大冲击负荷的抗磨零部件，如球磨机的衬板，破碎机的颚板，挖掘机的斗齿，坦克的履带板。3 3、只能用铸造方法生产。第119页/共138页120 球磨机球磨
32、机挖掘机挖掘机颚式破碎机颚式破碎机第120页/共138页121 铁路道岔铁路道岔履带履带球磨机衬板球磨机衬板挖挖掘掘机机铲铲齿齿第121页/共138页122 (二)性能固溶处理后为单相奥氏体。1 1、硬度低，冲击韧性高。HB180HB180220220；ak150J/cm2ak150J/cm2。2 2、表面应力超过屈服强度时会产生加工硬化，形成马氏体。硬度提高到HB450HB450500500，耐磨性提高，内部仍保持原来软而韧的状态。第122页/共138页123 (三)合金化1 1、碳：0.9-1.4%C0.9-1.4%C。过低：加工硬化后硬度低。过高：降低冲击韧性和耐磨性。2 2、锰：111
33、114%14%。形成单相奥氏体。(四)水韧处理1 1、目的：铸态组织中有碳化物析出，脆性大，冷作硬化能力差，要得到硬度低，韧性好的单相奥氏体组织。第123页/共138页124 2 2、工艺加热：1050105011001100。使碳化物充分溶入奥氏体。冷却：水冷，不析出碳化物。(五)常用高锰钢1 1、ZGMn13ZGMn132 2、ZGMn13ReZGMn13Re3 3、ZGMn6Cr2ReZGMn6Cr2Re：奥氏体稳定性较低，冷作硬化能力强，可在冲击力较小时使用。第124页/共138页125 高锰钢铸态组织(化染)58 第125页/共138页126 高锰钢水韧淬火组织(化染)58 第126
34、页/共138页127 第七章 铸铁 7-1 7-1 概述(一)铸铁：以铁为主要元素，含碳量在2%2%以上，SiSi、P P含量较高，并含有其它元素的材料。(二)特点1 1、铸造性能好。2 2、生产设备和工艺简单，价格便宜。第127页/共138页128 (三)分类1 1、白口铸铁：碳绝大部分以渗碳体形式存在，断口呈白色，硬度高，脆性大。2 2、灰口铸铁：碳大部分或全部以片状石墨形式存在，断口呈灰黑色。3 3、球墨铸铁：碳大部分或全部以球状石墨形式存在。4 4、可锻铸铁：碳大部分或全部以絮状石墨形式存在。第128页/共138页129 7-2 7-2 灰口铸铁(一)成分 碳：2.6-3.5%2.6-
35、3.5%；硅：1.0-2.5%1.0-2.5%。(二)生产过程1 1、石墨化元素碳、硅含量较高，在凝固过程中直接析出石墨。2 2、在铁水浇注前可加入变质剂，细化石墨片，提高机械性能。第129页/共138页130 (三)组织：F F，P P基体上分布着片状石墨。(四)牌号HT100(b100Mpa)HT100(b100Mpa)，HT150HT150，HT200HT200，HT250HT250，HT300HT300，HT350HT350。(五)性能：优良的减振性，小的缺口敏感性，高的耐磨性。(六)应用：制作承受压应力和要求减振的床身、机架、箱体和缸体等。第130页/共138页131 7-3 7-3
36、 球墨铸铁(一)成分 碳：3.6-3.9%3.6-3.9%；硅：2.0-2.5%2.0-2.5%。(二)生产过程1 1、在铁水浇注前可加入球化剂(Mg(Mg，Re)Re)，得到球状石墨。2 2、同时加入孕育剂，克服球化剂的白口倾向，保证石墨化。第131页/共138页132 (三)组织：F F，P P，回火S S，下B B基体上分布着球状石墨。(四)牌号1 1、铁素体球墨铸铁 QT400QT40018(b400Mp 18%),18(b400Mp 18%),QT400 QT4001515，QT450QT4501010。2 2、珠光体球墨铸铁 QT500QT5007 7，QT600QT6003 3，
37、QT700QT7002 2。3 3、贝氏体球墨铸铁：QT900QT9002 2 第132页/共138页133 (五)性能：球状石墨对基体的破坏作用和应力集中作用大为降低,能够较充分发挥基体的强度、塑性和韧性,可与钢一样进行各种热处理，机械性能更好。(六)应用：制作曲轴、凸轮轴、连杆、摇臂、减速齿轮等。第133页/共138页134 7-4 7-4 可锻铸铁(一)成分 碳：2.2-2.8%2.2-2.8%；硅：1.2-2.0%1.2-2.0%。(二)生产过程1 1、石墨化元素碳、硅含量较低，在凝固过程中得到白口铸铁。2 2、铸件经高温长时间退火，渗碳体分解为团絮状石墨。第134页/共138页135
38、 (三)组织：F F，P P基体上分布着团絮状石墨。(四)牌号1 1、铁素体可锻铸铁KT300KT3006 6；KT330KT3308 8；KT350KT3501010；KT370KT3701212。2 2、珠光体可锻铸铁 KTZ450KTZ4505 5；KTZ500KTZ5004 4；KTZ600KTZ6003 3；KTZ700KTZ7003 3 第135页/共138页136 (五)性能 强度，特别是塑性比灰口铸铁高。(六)应用1 1、铁素体可锻铸铁制作转向节壳、制动器、管弯头、三通等。2 2、珠光体可锻铸铁制作曲轴、凸轮轴、摇臂等。第136页/共138页137 3 3、制作壁薄，形状复杂的零件时,铸钢的铸造性能不好，灰口铸铁的塑性、韧性差，球墨铸铁的薄壁件易得白口组织，可锻铸铁比铸钢、灰口铸铁和球墨铸铁都优越。第137页/共138页138感谢您的观看！第138页/共138页