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1、关于常用金属材料钢工业用钢第1页，讲稿共83张，创作于星期日第2页，讲稿共83张，创作于星期日常用金常用金属材料属材料工业用钢工业用钢有色合金有色合金铸铁的石墨化铸铁的石墨化铸铁的分类、性能及应用铸铁的分类、性能及应用铸铁铸铁铝及铝合金铝及铝合金铜及铜合金铜及铜合金钛及钛合金钛及钛合金钢的分类及牌号钢的分类及牌号合金元素在钢中的作用（合金钢）合金元素在钢中的作用（合金钢）结构钢、工具钢和特殊钢结构钢、工具钢和特殊钢轴承合金轴承合金第3页，讲稿共83张，创作于星期日按化学成分按化学成分碳素钢碳素钢（非合金钢）（非合金钢）合金钢合金钢低碳钢（低碳钢（Wc0.3%0.3%）中碳钢（中碳钢（Wc=0.
2、3%-0.6%=0.3%-0.6%）高碳钢（高碳钢（Wc0.6%0.6%）按合金按合金元素分元素分按合金元按合金元素含量分素含量分锰钢锰钢铬钢铬钢铬镍钢铬镍钢低合金钢（低合金钢（Wme5%10%10%）中合金钢（中合金钢（Wme=5%-10%=5%-10%）第一节第一节 工业用钢工业用钢一、钢的分类一、钢的分类一、钢的分类一、钢的分类第4页，讲稿共83张，创作于星期日按用途分按用途分结构钢结构钢特殊钢特殊钢船舶用钢船舶用钢刃具钢刃具钢模具钢模具钢量具钢量具钢工具钢工具钢工程用钢工程用钢机器用钢机器用钢建筑用钢建筑用钢桥梁用钢桥梁用钢车辆用钢车辆用钢调质钢调质钢渗碳钢渗碳钢轴承钢轴承钢弹簧钢弹簧
3、钢不锈钢不锈钢耐热钢耐热钢耐磨钢耐磨钢第5页，讲稿共83张，创作于星期日按质量分按质量分普通钢（普通钢（Ws0.045%0.045%，Wp0.05%0.05%）高级优质钢（高级优质钢（Ws，Wp0.025%0.025%）优质钢（优质钢（Ws，Wp0.035%0.035%）第6页，讲稿共83张，创作于星期日二、碳素钢的分类和牌号二、碳素钢的分类和牌号二、碳素钢的分类和牌号二、碳素钢的分类和牌号碳素钢：含碳量小于1.35%(0.1%-1.2%)，除Fe、C和限量以内的Si、Mn、P、S等杂质外，不含其他合金元素的钢。碳素钢的性能主要取决于含碳量。含碳量增加，钢的强度、硬度升高，塑性、韧性和可焊性降
4、低。与其他钢类相比，碳素钢使用最早，成本低，性能范围宽，用量最大。（一）碳素钢的分类（一）碳素钢的分类（一）碳素钢的分类（一）碳素钢的分类第7页，讲稿共83张，创作于星期日碳素钢碳素钢（非合金钢）（非合金钢）低碳钢（低碳钢（Wc0.3%0.3%）中碳钢（中碳钢（Wc=0.3%-0.6%=0.3%-0.6%）高碳钢（高碳钢（Wc0.6%0.6%）按含碳量分按含碳量分按用途分按用途分碳素结构钢碳素结构钢碳素工具钢碳素工具钢普通碳素结构钢普通碳素结构钢优质碳素结构钢优质碳素结构钢铸造碳钢铸造碳钢第8页，讲稿共83张，创作于星期日(二二二二)碳素钢的牌号碳素钢的牌号碳素钢的牌号碳素钢的牌号编号编号编号
5、编号Q235Q235（AFAF）QQ+屈服强度屈服强度屈服强度屈服强度+质量等级质量等级质量等级质量等级+脱氧程度脱氧程度脱氧程度脱氧程度1.普通碳素结构钢普通碳素结构钢屈服强度大于屈服强度大于235MPa，质量等级为，质量等级为A的沸腾钢的沸腾钢2.优质碳素结构钢优质碳素结构钢S S、P P杂质含量低杂质含量低杂质含量低杂质含量低塑性、韧性高塑性、韧性高塑性、韧性高塑性、韧性高用两位数字表示碳含量的万分之几用两位数字表示碳含量的万分之几用两位数字表示碳含量的万分之几用两位数字表示碳含量的万分之几4545号钢号钢号钢号钢平均碳质量分数为平均碳质量分数为平均碳质量分数为平均碳质量分数为0.45%
6、0.45%保证成分、性能保证成分、性能保证成分、性能保证成分、性能编号编号编号编号第9页，讲稿共83张，创作于星期日3.3.碳素工具钢碳素工具钢碳素工具钢碳素工具钢(Tool)Tool)T8T8T8T8或或或或T8AT8AT8AT8A4.4.铸造碳钢（铸钢）铸造碳钢（铸钢）铸造碳钢（铸钢）铸造碳钢（铸钢）ZG200-400ZG200-400ZG200-400ZG200-400ZG+ZG+ZG+ZG+s s s s b b b b用于制造各种刃具、模具、量具和其他工具的钢用于制造各种刃具、模具、量具和其他工具的钢编号编号编号编号编号编号编号编号采用铸造方法而生产出来的一种钢铸件。铸钢主要用于制造
7、一采用铸造方法而生产出来的一种钢铸件。铸钢主要用于制造一些形状复杂、难于进行锻造或切削加工成形而又要求较高的强些形状复杂、难于进行锻造或切削加工成形而又要求较高的强度和塑性的零件度和塑性的零件。T T+数字数字数字数字+质量级别质量级别质量级别质量级别T8:T8:平均碳质量分数为平均碳质量分数为平均碳质量分数为平均碳质量分数为0.8%0.8%的优质碳素工具钢的优质碳素工具钢的优质碳素工具钢的优质碳素工具钢;T8A:T8A:平均碳质量分数为平均碳质量分数为平均碳质量分数为平均碳质量分数为0.8%0.8%的高级优质碳素工具钢的高级优质碳素工具钢的高级优质碳素工具钢的高级优质碳素工具钢屈服强度大于屈
8、服强度大于235MPa，抗拉强度为，抗拉强度为400MPa的铸钢的铸钢第10页，讲稿共83张，创作于星期日三、合金钢的分类和牌号三、合金钢的分类和牌号三、合金钢的分类和牌号三、合金钢的分类和牌号（一）合金钢的分类（一）合金钢的分类（一）合金钢的分类（一）合金钢的分类按性能和用途分按性能和用途分按性能和用途分按性能和用途分合金结构钢合金结构钢合金结构钢合金结构钢合金工具钢合金工具钢合金工具钢合金工具钢特殊性能钢特殊性能钢特殊性能钢特殊性能钢低合金高强结构钢低合金高强结构钢低合金高强结构钢低合金高强结构钢合金渗碳钢合金渗碳钢合金渗碳钢合金渗碳钢合金调质钢合金调质钢合金调质钢合金调质钢合金弹簧钢合金
9、弹簧钢合金弹簧钢合金弹簧钢滚动轴承钢滚动轴承钢滚动轴承钢滚动轴承钢合金模具钢合金模具钢合金模具钢合金模具钢合金刃具钢合金刃具钢合金刃具钢合金刃具钢合金量具钢合金量具钢合金量具钢合金量具钢不锈钢不锈钢不锈钢不锈钢耐热钢耐热钢耐热钢耐热钢耐磨钢耐磨钢耐磨钢耐磨钢按合金元素含量分按合金元素含量分按合金元素含量分按合金元素含量分低合金钢低合金钢低合金钢低合金钢中合金钢中合金钢中合金钢中合金钢高合金钢高合金钢高合金钢高合金钢 5%5%5%-10%5%-10%10%10%第11页，讲稿共83张，创作于星期日编号编号编号编号40Cr40Cr平平平平均均均均碳碳碳碳质质质质量量量量分分分分数数数数的的的的万万
10、万万分分分分数数数数+合合合合金金金金元元元元素素素素+合合合合金金金金元元元元素素素素质质质质量量量量千千千千分数（小于分数（小于分数（小于分数（小于1.5%1.5%时不标出）时不标出）时不标出）时不标出）1.合金结构钢：合金结构钢：在碳素结构钢的基础上，加入适量的一种或数种合金元素（总含量一般不超过5）的钢。平均碳质量分数为平均碳质量分数为0.4%，平均，平均Cr质量分数小于质量分数小于1.5%的合金结构钢的合金结构钢编号编号编号编号9SiCr9SiCr平平平平均均均均碳碳碳碳质质质质量量量量分分分分数数数数的的的的千千千千分分分分数数数数（大大大大于于于于1%1%时时时时不不不不标标标标
11、出出出出）+合合合合金金金金元素元素元素元素+合金元素质量分数（小于合金元素质量分数（小于合金元素质量分数（小于合金元素质量分数（小于1.5%1.5%时不标出）时不标出）时不标出）时不标出）平平均均碳碳质质量量分分数数为为0.9%，平平均均Si、Cr质质量量分分数数小小于于1.5%的合金工具钢的合金工具钢2.合金工具钢合金工具钢在碳素工具钢基础上加入铬、钼、钨、钒等合金元素以提高淬透性、韧性、耐磨性和耐热性的一类钢种（二）合金钢的牌号（二）合金钢的牌号（二）合金钢的牌号（二）合金钢的牌号第12页，讲稿共83张，创作于星期日编号编号编号编号1Cr18Ni9Ti1Cr18Ni9Ti平平平平均均均均
12、碳碳碳碳质质质质量量量量分分分分数数数数的的的的千千千千分分分分数数数数+合合合合金金金金元元元元素素素素+合合合合金金金金元元元元素素素素质质质质量量量量百分数（小于百分数（小于百分数（小于百分数（小于1.5%1.5%时不标出）时不标出）时不标出）时不标出）3.特特殊殊性性能能钢钢：具有特殊物理或化学性能，用来制造除要求具有一定的机械性能外，还要求具有特殊性能的零件。平均碳质量分数为平均碳质量分数为0.1%，平均，平均Cr、Ni、Ti的质量分的质量分数分别为数分别为18%、9%以及小于以及小于1.5%的特殊钢的特殊钢编号编号编号编号00Cr18Ni1000Cr18Ni10平均碳质量分数小于平
13、均碳质量分数小于0.03%，平均，平均Cr、Ni质量分数质量分数分别为分别为18%和和10%的特殊钢的特殊钢编号编号编号编号0Cr19Ni90Cr19Ni9平均碳质量分数小于平均碳质量分数小于0.08%，平均，平均Cr、Ni质量分数质量分数分别为分别为19%和和9%的特殊钢的特殊钢第13页，讲稿共83张，创作于星期日Si 能脱氧能脱氧,有很强的固溶强化作用，可以有很强的固溶强化作用，可以消除消除FeO夹杂的影响。夹杂的影响。Mn脱氧、去硫脱氧、去硫,取代取代FeS中的中的Fe形成高熔点形成高熔点MnS。提高钢的强度和硬度。提高钢的强度和硬度。四、常存杂质元素对钢性能的影响四、常存杂质元素对钢性
14、能的影响四、常存杂质元素对钢性能的影响四、常存杂质元素对钢性能的影响（一（一（一（一）有益元素有益元素有益元素有益元素SiSi、MnMn元素的影响元素的影响元素的影响元素的影响来源：生铁和脱氧剂来源：生铁和脱氧剂来源：生铁和脱氧剂来源：生铁和脱氧剂Mn:Mn:0.250.250.250.250.8%0.8%0.8%0.8%Si:Si:0.4%0.4%0.4%0.4%第14页，讲稿共83张，创作于星期日（二）（二）有害元素有害元素:P:P、S S P 有有很很强强的的固固溶溶强强化化作作用用,增增加加钢钢的的强强度度和和硬硬度度，但但使使塑塑性性和和韧韧性性显显著著降降低低，特特别别是是低低温温
15、下下韧韧性性极极差差 (冷脆冷脆 )。S 常常以以FeSFeS形形式式存存在在，并并与与Fe形形成成低低熔熔点点（985）共共晶晶体体（FeS+Fe)并并分分布布在在晶晶界界，引引起起钢钢在在热热加加工工时时或或高温工作下开裂高温工作下开裂 (热裂热裂 )。来源：生铁和燃料来源：生铁和燃料来源：生铁和燃料来源：生铁和燃料S S 0.055%0.055%、P P0.045%0.045%第15页，讲稿共83张，创作于星期日（三）（三）气体元素气体元素:N、O、H N N：钢钢中中过过饱饱和和N N在在常常温温放放置置过过程程中中会会发发生生时时效效脆脆化化，包包括括淬淬火火时时效效和应变时效。加和
16、应变时效。加TiTi、V V、AlAl等元素可消除时效倾向。等元素可消除时效倾向。O O：在在钢钢中中主主要要以以氧氧化化物物夹夹杂杂形形式式存存在在，破破坏坏了了钢钢基基体体的的连连续续性性，易易成为疲劳裂纹源。成为疲劳裂纹源。H H：原原子子态态的的过过饱饱和和氢氢时时将将降降低低韧韧性性,引引起起氢氢脆脆。当当氢氢在在缺缺陷陷处处以以分分子子态态析析出出时时，会会产产生生很很高高内内压压，形形成成微微裂裂纹纹，其其内内壁壁为为白白色色，称称白白点点或发裂或发裂。钢中白点钢中白点第16页，讲稿共83张，创作于星期日1.合金元素与铁和碳的作用。合金元素与铁和碳的作用。1）.溶于基体中形成合金
17、溶于基体中形成合金F或合金或合金A：固溶强化：固溶强化。五、合金元素在钢中的作用五、合金元素在钢中的作用第17页，讲稿共83张，创作于星期日Fe、Mn、Cr、Mo、W、V、Ti、Nb、Zr弱弱强强2 2）.与碳作用形成合金碳化物（合金渗碳体）与碳作用形成合金碳化物（合金渗碳体）(Fe,Cr)(Fe,Cr)3 3C C。3 3）.单独形成特殊碳化物单独形成特殊碳化物 TiCTiC、VC VC。弱碳化物元素弱碳化物元素:Fe、Mn。中强碳化物元素中强碳化物元素:Cr、Mo、W。(Fe(Fe、Mn)Mn)3 3C C、(Fe(Fe、Cr)Cr)3 3C C、(Fe(Fe、W)W)3 3C C 强碳化
18、物元素强碳化物元素:V、Ti、Nb、Zr。TiCTiC、NbCNbC、VCVC。与碳亲和能力与碳亲和能力合金渗碳体较渗碳体稳定，硬度更高合金渗碳体较渗碳体稳定，硬度更高特殊碳化物较合金渗碳体更稳定，显著提高钢的硬度、强度和耐磨性，特殊碳化物较合金渗碳体更稳定，显著提高钢的硬度、强度和耐磨性，又不明显降低钢的韧性。又不明显降低钢的韧性。第18页，讲稿共83张，创作于星期日2.2.合金元素对合金元素对Fe-Fe3C相图的影响。相图的影响。1）.扩大奥氏体区扩大奥氏体区Mn、Ni、Co、Cu、C、N等元素。等元素。作用作用:使使A3线温度下降线温度下降,A4线温度上升。线温度上升。Mn 元素对奥氏体
19、区的影响元素对奥氏体区的影响A4第19页，讲稿共83张，创作于星期日2 2）.缩小奥氏体区缩小奥氏体区Cr、Mo、W、V、Ti、Si 等元素。等元素。作用作用:使使A3线温度上升线温度上升,A4线温度下降。线温度下降。Cr 元素对奥氏体区的影响元素对奥氏体区的影响第20页，讲稿共83张，创作于星期日3）.改变改变E E、S S点的位置点的位置几乎所有的合金元素。几乎所有的合金元素。作用作用:使使S点和点和E点的成分向左移。点的成分向左移。使使A1线线的温度变化。的温度变化。合金元素对合金元素对 S 点成分的影响点成分的影响第21页，讲稿共83张，创作于星期日合金元素对合金元素对A1线线的影响的
20、影响第22页，讲稿共83张，创作于星期日1.合金元素对加热时奥氏体形成的影响合金元素对加热时奥氏体形成的影响除除（Co、Ni）元元素素外外,多多数数合合金金元元素素的的加加入入,均均使使奥奥氏氏体体的的形成速度形成速度减慢（减慢（AlAl、SiSi、MnMn影响较小）。影响较小）。强强碳碳化化物物形形成成元元素素和和（Al-AlN、Al2O3）能能强强烈烈的的阻阻止止奥氏体奥氏体晶粒长大晶粒长大(Ti、V、Zr、Nb 等等)。非非碳碳化化物物形形成成元元素素能能轻轻微微的的阻阻止止奥奥氏氏体体晶晶粒粒长长大大(Si、Ni、Cu、Co 等等)。3.合金元素对钢的热处理的影响。合金元素对钢的热处理
21、的影响。第23页，讲稿共83张，创作于星期日2.合金元素对过冷奥氏体转变的影响合金元素对过冷奥氏体转变的影响 除除 Co 元素外元素外,所有的合金元素均使钢的所有的合金元素均使钢的 TTT 曲线向右移。曲线向右移。提高钢的淬提高钢的淬透性透性,常用的常用的元素有元素有:Cr、Mn、Mo、Si、Ni、B等（合金钢等（合金钢比碳素钢淬比碳素钢淬透性高）透性高）。第24页，讲稿共83张，创作于星期日 除除 Co、Al 元素外元素外,所有的合金元素都使马氏体转变温所有的合金元素都使马氏体转变温度下降。（度下降。（Mn、Cr、Ni最显著）最显著）第25页，讲稿共83张，创作于星期日3.合金元素对回火转变
22、的影响合金元素对回火转变的影响回火稳定性回火稳定性（抗力）的增加（抗力）的增加:淬火钢回火时抵抗软化的能力淬火钢回火时抵抗软化的能力二次硬化的产生二次硬化的产生 W、Mo、V 等等碳碳化化物物在在550析析出出，并并对对马马氏氏体体起起到到弥弥散散强强化化作作用用，使使钢钢达达到到最最高高硬硬度度,产产生生二次硬化。二次硬化。第26页，讲稿共83张，创作于星期日六、结构钢六、结构钢结构钢结构钢工程结构用钢工程结构用钢 机械结构用钢机械结构用钢普通碳素结构钢普通碳素结构钢 低合金高强结构钢低合金高强结构钢 铸造用钢铸造用钢渗碳钢渗碳钢 调质钢调质钢 弹簧钢弹簧钢 滚动轴承钢滚动轴承钢 易切削钢易
23、切削钢结构钢：用于形成结构的钢材，主要用途为承载。结构钢：用于形成结构的钢材，主要用途为承载。第27页，讲稿共83张，创作于星期日（一）普通碳素结构钢（一）普通碳素结构钢1 1、成分、成分、成分、成分WWC C0.2%0.2%2 2、性能：具有良好的塑性、韧性及焊接性能、性能：具有良好的塑性、韧性及焊接性能、性能：具有良好的塑性、韧性及焊接性能、性能：具有良好的塑性、韧性及焊接性能3 3、用途：建筑、桥梁、用途：建筑、桥梁、用途：建筑、桥梁、用途：建筑、桥梁 铆钉、螺钉铆钉、螺钉铆钉、螺钉铆钉、螺钉 连杆、拉杆等连杆、拉杆等连杆、拉杆等连杆、拉杆等 冲压件冲压件冲压件冲压件 焊接件焊接件焊接件
24、焊接件4 4、编号编号编号编号 Q235Q2351 1、工程结构用钢、工程结构用钢工程结构钢：主要用于各种结构的钢材，一般采用普通结构钢。工程结构钢：主要用于各种结构的钢材，一般采用普通结构钢。第28页，讲稿共83张，创作于星期日（二）（二）低合金高强钢低合金高强钢1 1、成分普通碳素结构钢中加入少量合金元素、成分普通碳素结构钢中加入少量合金元素、成分普通碳素结构钢中加入少量合金元素、成分普通碳素结构钢中加入少量合金元素(3%)3%)主加合金元素主加合金元素主加合金元素主加合金元素:Mn:Mn、Si Si。辅加合金元素辅加合金元素辅加合金元素辅加合金元素:V:V、TiTi、NbNb。2 2、性
25、能：优于普通碳素结构钢，具有高的塑性、韧性，、性能：优于普通碳素结构钢，具有高的塑性、韧性，、性能：优于普通碳素结构钢，具有高的塑性、韧性，、性能：优于普通碳素结构钢，具有高的塑性、韧性，较高的强度和良好的焊接性能较高的强度和良好的焊接性能较高的强度和良好的焊接性能较高的强度和良好的焊接性能3 3、用途：、用途：、用途：、用途：强度级别较低：冲压件、建筑构件、低压锅炉汽包强度级别较低：冲压件、建筑构件、低压锅炉汽包强度级别较低：冲压件、建筑构件、低压锅炉汽包强度级别较低：冲压件、建筑构件、低压锅炉汽包强度级别较高：工程建筑、船舶、桥梁、车辆、管道、压力强度级别较高：工程建筑、船舶、桥梁、车辆、
26、管道、压力强度级别较高：工程建筑、船舶、桥梁、车辆、管道、压力强度级别较高：工程建筑、船舶、桥梁、车辆、管道、压力容器、厂房钢架等容器、厂房钢架等容器、厂房钢架等容器、厂房钢架等4 4、编号编号编号编号 Q295Q295第29页，讲稿共83张，创作于星期日用途实例用途实例Q460钢含钢含Mo、B，正火组织，正火组织 为为B，强度高，用于石化中温，强度高，用于石化中温 高压容器。高压容器。压力容器压力容器南京长江大南京长江大桥桥 Q345钢钢(16Mn)综合性能好，综合性能好，用于船舶、桥梁、车辆等大用于船舶、桥梁、车辆等大 型钢结构。型钢结构。Q390钢含钢含V、Ti、Nb，强度，强度 高，用
27、于中等压力的容器。高，用于中等压力的容器。万吨远洋轮万吨远洋轮第30页，讲稿共83张，创作于星期日（三）（三）铸造碳钢铸造碳钢1 1、对于构件形状复杂，用锻造方法难以生产而力学性能、对于构件形状复杂，用锻造方法难以生产而力学性能、对于构件形状复杂，用锻造方法难以生产而力学性能、对于构件形状复杂，用锻造方法难以生产而力学性能要求又比较高的零件，可用铸造方法生产出的钢铸件。要求又比较高的零件，可用铸造方法生产出的钢铸件。要求又比较高的零件，可用铸造方法生产出的钢铸件。要求又比较高的零件，可用铸造方法生产出的钢铸件。2 2、性能：具有较高的强度和塑性，但整体性能差于铸铁、性能：具有较高的强度和塑性，
28、但整体性能差于铸铁、性能：具有较高的强度和塑性，但整体性能差于铸铁、性能：具有较高的强度和塑性，但整体性能差于铸铁3 3、用途：重型机械、矿山机械、机车车辆等、用途：重型机械、矿山机械、机车车辆等、用途：重型机械、矿山机械、机车车辆等、用途：重型机械、矿山机械、机车车辆等4 4、编号编号编号编号 ZG200-400ZG200-400第31页，讲稿共83张，创作于星期日（一）（一）渗碳钢渗碳钢 2 2、机械结构用钢机械结构用钢机械结构钢：主要用于制造各种类型的机器零件，一般采用优质碳素结机械结构钢：主要用于制造各种类型的机器零件，一般采用优质碳素结构钢和合金结构钢。构钢和合金结构钢。1 1、成分
29、、成分、成分、成分WWC C=0.1%-0.25%=0.1%-0.25%（低碳）（低碳）（低碳）（低碳）2 2、性能：表面具有较高硬度、强度和耐磨性，心部具有较、性能：表面具有较高硬度、强度和耐磨性，心部具有较、性能：表面具有较高硬度、强度和耐磨性，心部具有较、性能：表面具有较高硬度、强度和耐磨性，心部具有较高的韧性和足够的强度（高的韧性和足够的强度（高的韧性和足够的强度（高的韧性和足够的强度（表硬里韧表硬里韧表硬里韧表硬里韧）。）。）。）。3 3、用途：、用途：、用途：、用途：变速齿轮、齿轮轴、活塞销变速齿轮、齿轮轴、活塞销变速齿轮、齿轮轴、活塞销变速齿轮、齿轮轴、活塞销等等等等4 4、渗碳
30、钢的加工工艺路线为：、渗碳钢的加工工艺路线为：、渗碳钢的加工工艺路线为：、渗碳钢的加工工艺路线为：制造渗碳零件的钢称为渗碳钢。主要用于制造既承受冲击载荷，表面制造渗碳零件的钢称为渗碳钢。主要用于制造既承受冲击载荷，表面又受强烈磨损的零件。又受强烈磨损的零件。正火正火：为了调整硬度，便于切削加工。：为了调整硬度，便于切削加工。淬淬火火+低低温温回回火火：为为了了降降低低残残余余应应力力和和脆脆性性，获获得得高高硬硬度度，高高强强度度和耐磨性和耐磨性第32页，讲稿共83张，创作于星期日5.合金渗碳钢的牌号合金渗碳钢的牌号20 Mn2 Ti A等级等级:高级优质高级优质含钛量含钛量WTi1.5%含锰
31、量含锰量WMn 2%含碳量含碳量WC 20%00第33页，讲稿共83张，创作于星期日碳素渗碳钢合金渗碳钢化学成分Wc0.25%Wc=0.150.25%合金元素:Cr、Mn、Ni、B、V、W、Mo、Ti等。热处理后的组织表层:M回+Fe3C+A残心部:P+F表层:M回+Fe3C+A残心部:低碳M回+F6.渗碳钢的成分和组织渗碳钢的成分和组织第34页，讲稿共83张，创作于星期日7.典型合金渗碳钢种介绍典型合金渗碳钢种介绍 低淬透性合金渗碳钢低淬透性合金渗碳钢 钢含合金元素总量钢含合金元素总量3%15Cr、20Cr、20Mn2。用用 于受力小的耐磨件，如柴于受力小的耐磨件，如柴 油机的活塞销、凸轮轴
32、等。油机的活塞销、凸轮轴等。中淬透性合金渗碳钢中淬透性合金渗碳钢 钢含合金元素总量在钢含合金元素总量在4%左左 右。右。20CrMn、20CrMnTi、20Mn2TiB。用于中等载荷。用于中等载荷 的耐磨件，如变速箱齿轮。的耐磨件，如变速箱齿轮。柴油机凸轮轴柴油机凸轮轴活塞销活塞销(20Cr)第35页，讲稿共83张，创作于星期日高淬透性合金渗碳钢高淬透性合金渗碳钢 钢含合金元素总量在钢含合金元素总量在 4%6%。18Cr2NiWA、20Cr2Ni4A等。用于大载荷等。用于大载荷 的耐磨件，如柴油机曲轴。的耐磨件，如柴油机曲轴。柴油机曲轴柴油机曲轴第36页，讲稿共83张，创作于星期日 20 Cr
33、MnTi 钢制造齿轮的热处理工艺曲线钢制造齿轮的热处理工艺曲线第37页，讲稿共83张，创作于星期日（二）（二）调质钢调质钢1 1、成分、成分、成分、成分WWC C=0.3%-0.5%=0.3%-0.5%（中碳）（中碳）（中碳）（中碳）2 2、性能：表面具有较高硬度、强度和耐磨性，心部具有、性能：表面具有较高硬度、强度和耐磨性，心部具有、性能：表面具有较高硬度、强度和耐磨性，心部具有、性能：表面具有较高硬度、强度和耐磨性，心部具有较高的韧性和足够的强度（较高的韧性和足够的强度（较高的韧性和足够的强度（较高的韧性和足够的强度（既强又韧）。既强又韧）。既强又韧）。既强又韧）。3 3、用途：、用途：、
34、用途：、用途：机床主轴、发动机曲轴、传动齿轮、汽车后桥机床主轴、发动机曲轴、传动齿轮、汽车后桥机床主轴、发动机曲轴、传动齿轮、汽车后桥机床主轴、发动机曲轴、传动齿轮、汽车后桥半轴半轴半轴半轴等等等等4 4、调质钢的热处理，、调质钢的热处理，、调质钢的热处理，、调质钢的热处理，调质钢：经调质处理后使用的中碳钢或中碳合金钢调质钢：经调质处理后使用的中碳钢或中碳合金钢退火退火：消除应力，调整硬度，改善切削加工性能。：消除应力，调整硬度，改善切削加工性能。调质调质：1）为表面淬火做组织准备；）为表面淬火做组织准备；2）获得优良的综合力学性能。）获得优良的综合力学性能。表面淬火表面淬火+低温回火低温回火
35、：提高工件表面硬度和耐磨性。：提高工件表面硬度和耐磨性。第38页，讲稿共83张，创作于星期日碳素调质钢合金调质钢化学成分Wc=0.250.6%Wc=0.250.5%合金元素:Cr、Mn、Ni、B、Si、V、W、Mo、Ti等。热处理后的组织表层:S回心部:P+F表层:S回心部:S回第39页，讲稿共83张，创作于星期日5.合金调质钢的牌号合金调质钢的牌号40Cr40Mn40MnB35CrMo38 Cr Mo Al A25Cr2Ni4WA第40页，讲稿共83张，创作于星期日6.典型合金调质钢种介绍典型合金调质钢种介绍 低淬透性调质钢低淬透性调质钢钢含合金元素总量钢含合金元素总量3%40Cr、40Mn
36、B等等 中淬透性调质钢中淬透性调质钢钢含合金元素总量在钢含合金元素总量在4%左右。左右。38 CrSi、35 CrMo 等。等。常用于制造较小的齿轮、常用于制造较小的齿轮、轴、螺栓等零件。轴、螺栓等零件。圆圆锥锥齿齿轮轮柴油机凸轮轴柴油机凸轮轴高淬透性调质钢高淬透性调质钢钢含合金元素总量在钢含合金元素总量在4%10%。制制造造大大截截面面重重载载荷荷零零件件，如如曲曲轴轴等等用用高高淬淬透透性的零件等性的零件等 。38 Cr Mo Al A、40 Cr Mn Mo、25 Cr2 Ni4 W A等。等。第41页，讲稿共83张，创作于星期日 40Cr钢制造连杆螺栓的热处理工艺曲线钢制造连杆螺栓的热
37、处理工艺曲线第42页，讲稿共83张，创作于星期日（三）（三）弹簧钢弹簧钢1 1、成分、成分、成分、成分WWC C=0.5%-0.7%=0.5%-0.7%（中高碳）（中高碳）（中高碳）（中高碳）2 2、性能：高的、性能：高的、性能：高的、性能：高的 e e、高的、高的、高的、高的 s s/b b、高的、高的、高的、高的-1-1、良好的、良好的、良好的、良好的韧韧韧韧性性性性。3 3、用途：车辆上板弹簧或圆弹簧、气阀、安全阀等耐热、用途：车辆上板弹簧或圆弹簧、气阀、安全阀等耐热、用途：车辆上板弹簧或圆弹簧、气阀、安全阀等耐热、用途：车辆上板弹簧或圆弹簧、气阀、安全阀等耐热弹簧弹簧弹簧弹簧4 4、弹
38、簧钢的热处理：、弹簧钢的热处理：、弹簧钢的热处理：、弹簧钢的热处理：弹簧钢：用于制造各种弹簧或弹性元件的钢弹簧钢：用于制造各种弹簧或弹性元件的钢第43页，讲稿共83张，创作于星期日碳素弹簧钢合金弹簧钢化学成分Wc=0.60.9%Wc=0.50.7%合金元素:Si、Mn、Cr、V、W、Mo等。热处理后的组织T回制造尺寸小于815mm的小型弹簧。T回制造尺寸在2025mm左右的弹簧。第44页，讲稿共83张，创作于星期日5.弹簧钢的牌号弹簧钢的牌号6565 Mn55 Si 2 Mn60 Si 2 Mn50 Cr V A50 Cr Mn A55 Si Mn Mo V Nb第45页，讲稿共83张，创作于
39、星期日6.冷成形弹簧生产工艺特点冷成形弹簧生产工艺特点 用于生产尺寸小于用于生产尺寸小于815mm的小型的小型弹弹簧簧,常用常用弹弹簧簧钢丝钢丝(片片)冷冷绕绕成形成形,其制造方法有其制造方法有:铅铅淬后淬后S组织组织冷拔后冷拔后冷成型冷成型+200300去去应应力退火。力退火。60、75、85、65 Mn。油淬中温回火油淬中温回火S回回后冷成型后冷成型+去去应应力退火。力退火。退火退火组织组织冷成型冷成型+淬火淬火+中温回火。（中温回火。（较较少少应应用用）55Si2Mn、60Si2MnA、50CrVA。第46页，讲稿共83张，创作于星期日汽车板簧汽车板簧大型热卷弹簧大型热卷弹簧热卷大弹簧热
40、卷大弹簧簧弹丝簧弹丝第47页，讲稿共83张，创作于星期日（四）滚动轴承钢（四）滚动轴承钢 滚珠轴承滚珠轴承滚针轴承滚针轴承滚柱轴承滚柱轴承用于制造轴承套和混动体的专用钢种。用于制造轴承套和混动体的专用钢种。1 1、成分、成分、成分、成分Wc=0.95Wc=0.951.15%1.15%（高碳）（高碳）（高碳）（高碳）优质钢材优质钢材优质钢材优质钢材:W:WS S 0.2%0.2%、WWP P 0.27%0.27%主加主加主加主加Cr,0.4Cr,0.41.65%1.65%，提高淬透性提高淬透性提高淬透性提高淬透性 辅辅辅辅加加加加SiSi、MnMn、V V、MoMo，进进进进一一一一步步步步提提
41、提提高高高高淬淬淬淬透透透透性性性性，V V V V、MoMoMoMo可可可可阻阻阻阻止止止止奥奥奥奥氏氏氏氏体体体体晶晶晶晶粒长大粒长大粒长大粒长大2 2、性能：高的硬度强度和耐磨性、性能：高的硬度强度和耐磨性、性能：高的硬度强度和耐磨性、性能：高的硬度强度和耐磨性;高的接触疲劳强度高的接触疲劳强度高的接触疲劳强度高的接触疲劳强度;足够的韧性和耐蚀性足够的韧性和耐蚀性足够的韧性和耐蚀性足够的韧性和耐蚀性;第48页，讲稿共83张，创作于星期日3.滚动轴承钢的牌号滚动轴承钢的牌号G Cr9 Si Mn 含含Mn量量WMn1.5%含含Si量量WSi1.5%含含Cr量量WCr 0.9%滚动轴承钢滚动
42、轴承钢应用最广的为应用最广的为GCr15，大量用于大中型轴承；大型轴承还可用，大量用于大中型轴承；大型轴承还可用GCr15SiMn第49页，讲稿共83张，创作于星期日5.轴承钢热处理后的组织轴承钢热处理后的组织M回+颗粒状碳化物+A残4.铬轴承钢制造轴承的工艺路线铬轴承钢制造轴承的工艺路线球化退火：消除网状渗碳体球化退火：消除网状渗碳体淬火淬火+冷处理：淬火为了得到冷处理：淬火为了得到M转变，深冷处理为了减少残余转变，深冷处理为了减少残余A低温回火：消除内应力低温回火：消除内应力第50页，讲稿共83张，创作于星期日（五）易切削钢（五）易切削钢在自动机床上进行的高速切削性能好的钢。在自动机床上进
43、行的高速切削性能好的钢。在自动机床上进行的高速切削性能好的钢。在自动机床上进行的高速切削性能好的钢。1 1、成分、成分、成分、成分WWC C=0.1%-0.18%=0.1%-0.18%（低中碳）（低中碳）（低中碳）（低中碳）2 2、性性性性能能能能：降降降降低低低低切切切切削削削削力力力力和和和和切切切切削削削削热热热热,减减减减少少少少刀刀刀刀具具具具磨磨磨磨损损损损,延延延延长长长长刀刀刀刀具具具具寿命寿命寿命寿命,排屑容易排屑容易排屑容易排屑容易,提高切削速度。提高切削速度。提高切削速度。提高切削速度。3 3、用用用用途途途途：适适适适用用用用于于于于高高高高速速速速切切切切削削削削和和
44、和和在在在在自自自自动动动动加加加加工工工工机机机机床床床床上上上上加加加加工工工工的的的的材材材材料料料料，螺栓、螺母、管接头。螺栓、螺母、管接头。螺栓、螺母、管接头。螺栓、螺母、管接头。4 4、易切削钢的热处理：、易切削钢的热处理：、易切削钢的热处理：、易切削钢的热处理：低碳易切削钢低碳易切削钢低碳易切削钢低碳易切削钢 (Y12(Y12、Y15Y15、Y20Y20、Y15PbY15Pb )：渗碳或：渗碳或：渗碳或：渗碳或淬火成低碳马氏体。淬火成低碳马氏体。淬火成低碳马氏体。淬火成低碳马氏体。中碳易切削钢中碳易切削钢中碳易切削钢中碳易切削钢 (Y40)(Y40)：调质及表面淬火。：调质及表面
45、淬火。：调质及表面淬火。：调质及表面淬火。第51页，讲稿共83张，创作于星期日5.易切削钢的牌号易切削钢的牌号Y 40 Mn 含锰量含锰量WMn 1.5%含碳量含碳量WC 0.4%易切削钢易切削钢第52页，讲稿共83张，创作于星期日七、工具钢七、工具钢碳素工具钢碳素工具钢合金刃具钢合金刃具钢合金模具钢合金模具钢 合金量具钢合金量具钢刃具刃具量量 具具模模 具具用以制造切削刀具、量具、模具和耐磨工具的钢。工具钢工具钢低合金刃具钢低合金刃具钢 高速钢高速钢第53页，讲稿共83张，创作于星期日1.碳素工具钢碳素工具钢主要制作手动工具的工具钢。主要制作手动工具的工具钢。锉锉 刀刀手手 锤锤1 1、成分
46、、成分、成分、成分WWC C=0.65%-1.35%=0.65%-1.35%（高碳）（高碳）（高碳）（高碳）2 2、性性性性能能能能：随随随随含含含含碳碳碳碳量量量量增增增增加加加加，硬硬硬硬度度度度和和和和耐耐耐耐磨磨磨磨性性性性提提提提高高高高，但但但但韧韧韧韧性性性性下下下下降降降降3 3、用用用用途途途途：由由由由于于于于碳碳碳碳工工工工钢钢钢钢热热热热硬硬硬硬性性性性、淬淬淬淬透透透透性性性性差差差差，只只只只用用用用于于于于制制制制造造造造小小小小尺寸的手工工具和低速刃具尺寸的手工工具和低速刃具尺寸的手工工具和低速刃具尺寸的手工工具和低速刃具。4 4、碳工钢的热处理：、碳工钢的热处
47、理：、碳工钢的热处理：、碳工钢的热处理：正火正火正火正火+球化退火球化退火球化退火球化退火+淬火淬火淬火淬火+低温回火低温回火低温回火低温回火5 5、热处理后的组织：、热处理后的组织：、热处理后的组织：、热处理后的组织：MM回回回回+颗粒状碳化物颗粒状碳化物颗粒状碳化物颗粒状碳化物+A+A残残残残第54页，讲稿共83张，创作于星期日T 12 A高级优质高级优质 Wc=1.2%碳素工具钢碳素工具钢6、碳工钢的牌号、碳工钢的牌号共有七个牌号：共有七个牌号：T7-T13。T7-T9：制造承受冲击的工具，如木工工具：冲子、凿子、锤子等；：制造承受冲击的工具，如木工工具：冲子、凿子、锤子等；T10-T1
48、1:制造低俗切削工具，如钻头、丝锥、锯条、车刀等；制造低俗切削工具，如钻头、丝锥、锯条、车刀等；T12-T13:制造耐磨工具，如锉刀、刮刀等制造耐磨工具，如锉刀、刮刀等第55页，讲稿共83张，创作于星期日2.合金刃具钢合金刃具钢1 1、成分、成分、成分、成分Wc=0.75-1.5%Wc=0.75-1.5%（高碳）（高碳）（高碳）（高碳）+合金元素合金元素合金元素合金元素2 2、性性性性能能能能：高高高高硬硬硬硬度度度度、高高高高耐耐耐耐磨磨磨磨性性性性、有有有有一一一一定定定定的的的的红红红红硬硬硬硬性性性性（外外部部受受热热升升温温时时工工具具钢钢仍仍能能维维持持高高硬硬度度）、强强强强度度
49、度度和和和和韧韧韧韧性性性性,工工工工作作作作温温温温度不超过度不超过度不超过度不超过300300。3 3、用用用用途途途途：应应应应用用用用最最最最多多多多的的的的是是是是9SiCr9SiCr。用用用用于于于于制制制制造造造造形形形形状状状状复复复复杂杂杂杂、要要要要求变形小的低速刃具，如求变形小的低速刃具，如求变形小的低速刃具，如求变形小的低速刃具，如丝锥、板牙丝锥、板牙丝锥、板牙丝锥、板牙等等等等。4 4、同碳工钢的热处理：正火、同碳工钢的热处理：正火、同碳工钢的热处理：正火、同碳工钢的热处理：正火+球化退火球化退火球化退火球化退火+淬火淬火淬火淬火+低温回火低温回火低温回火低温回火5
50、5、热处理后的组织：、热处理后的组织：、热处理后的组织：、热处理后的组织：MM回回回回+颗粒状碳化物颗粒状碳化物颗粒状碳化物颗粒状碳化物+A+A残残残残2.1.低合金刃具钢低合金刃具钢在碳素工具钢的基础上加入少量合金元素（在碳素工具钢的基础上加入少量合金元素（5%)。第56页，讲稿共83张，创作于星期日 9 SiCr 钢板牙热处理工艺曲线钢板牙热处理工艺曲线板牙板牙第57页，讲稿共83张，创作于星期日2.2.高速工具钢高速工具钢(高速钢，锋钢）高速钢，锋钢）车刀车刀铣刀铣刀钻头钻头比低合金工具钢允许有更高的切削速度而得名。比低合金工具钢允许有更高的切削速度而得名。比低合金工具钢允许有更高的切削