第六章合金钢

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1、第六章第六章 合金钢合金钢 第一节第一节 合金钢概述合金钢概述合金钢概念：合金钢概念： 所谓所谓合金钢合金钢就是在碳素钢的基础上，为了就是在碳素钢的基础上，为了改善钢的性能，在冶炼时有目的地加入一种或改善钢的性能，在冶炼时有目的地加入一种或几种合金元素的钢。几种合金元素的钢。 一、合金元素在钢中的主要作用一、合金元素在钢中的主要作用1强化铁素体强化铁素体2形成合金碳化物形成合金碳化物3细化晶粒细化晶粒4提高钢的淬透性提高钢的淬透性5提高钢的回火稳定性提高钢的回火稳定性二、合金钢的分类二、合金钢的分类1按用途分类按用途分类2按合金元素总含量分类按合金元素总含量分类低合金钢：合金元素总含量低合金钢

2、：合金元素总含量5%。 中合金钢：合金元素总含量中合金钢：合金元素总含量5%10%。 高合金钢：合金元素总含量高合金钢：合金元素总含量10%。 合金结构钢：用于制造机械零件和工程合金结构钢：用于制造机械零件和工程结构的钢。结构的钢。 合金工具钢：用于制造各种工具的钢。合金工具钢：用于制造各种工具的钢。 特殊性能钢：具有某种特殊物理、化学特殊性能钢：具有某种特殊物理、化学性能的钢，如不锈钢、耐热钢、耐磨钢等。性能的钢，如不锈钢、耐热钢、耐磨钢等。 第二节第二节 合金结构钢合金结构钢合金结构钢的分类合金结构钢的分类合金结构钢合金结构钢 低合低合金结金结构钢构钢 机械机械制造制造用钢用钢 渗碳钢渗碳

3、钢调质钢调质钢弹簧钢弹簧钢滚动轴承钢滚动轴承钢 一、低合金结构钢一、低合金结构钢概念：概念： 低合金结构钢是在低合金结构钢是在碳素结构钢的基础之上，碳素结构钢的基础之上，加入少量的合金元素加入少量的合金元素（一般合金元素总量小（一般合金元素总量小于于3%）的工程用钢。）的工程用钢。1成分及性能特点成分及性能特点 成分特点：成分特点： 性能特点：性能特点： 低合金高强度结构钢的含碳量较低（一低合金高强度结构钢的含碳量较低（一般在般在0.10%0.25%范围内），加入的主要范围内），加入的主要合金元素是锰、硅、钛、铌、钒等。合金元素是锰、硅、钛、铌、钒等。 这类钢比相同含碳量的碳素结构钢的强度要这

4、类钢比相同含碳量的碳素结构钢的强度要高得多，且有良好的塑性、韧性、耐蚀性和高得多，且有良好的塑性、韧性、耐蚀性和焊接性焊接性 。2热处理特点热处理特点 低合金高强度结构钢大低合金高强度结构钢大多数是在热轧退火或正火状多数是在热轧退火或正火状态下使用，一般不再进行热态下使用，一般不再进行热处理。处理。3常用牌号和用途常用牌号和用途 牌号牌号 用途用途 牌号表示法牌号表示法295 广泛用于制造广泛用于制造桥梁、船舶、桥梁、船舶、车辆、锅炉、车辆、锅炉、压力容器、起压力容器、起重机械等钢结重机械等钢结构件。构件。低合金高强低合金高强度结构钢牌度结构钢牌号的表示方号的表示方法与碳素结法与碳素结构钢相同

5、。构钢相同。Q+屈服点屈服点345390420460 二、合金渗碳钢二、合金渗碳钢1成分及性能特点成分及性能特点 合金渗碳钢的碳含量为合金渗碳钢的碳含量为0.10%0.25%，可保证心部有足够的塑性和韧，可保证心部有足够的塑性和韧性；加入铬、镍、锰、硅、硼等合金元性；加入铬、镍、锰、硅、硼等合金元素可提高钢的淬透性，使零件在热处理素可提高钢的淬透性，使零件在热处理后表层和心部均得到强化；加入钒、钛后表层和心部均得到强化；加入钒、钛等合金元素主要是为了防止在高温长时等合金元素主要是为了防止在高温长时间的渗碳过程中晶粒长大。间的渗碳过程中晶粒长大。2热处理特点热处理特点 合金渗碳钢为低碳成分，合金

6、渗碳钢为低碳成分，为改善切削加工性能，预备热为改善切削加工性能，预备热处理应采用正火，为保证表面处理应采用正火，为保证表面的高硬度和高耐磨性，合金渗的高硬度和高耐磨性，合金渗碳钢的最终热处理应采用渗碳碳钢的最终热处理应采用渗碳后淬火再低温回火。后淬火再低温回火。3常用牌号和用途常用牌号和用途牌号表示方法牌号表示方法 合金渗碳钢牌号的表示方法采用两位数字元合金渗碳钢牌号的表示方法采用两位数字元素符号数字来表示。两位数字表示平均含碳量的素符号数字来表示。两位数字表示平均含碳量的万分数，元素符号表示钢中加入的主要合金元素，万分数，元素符号表示钢中加入的主要合金元素，其后面的数字表示相应合金元素的含量

7、。合金元素其后面的数字表示相应合金元素的含量。合金元素含量含量1.5%时不标，平均含量为时不标，平均含量为1.5%2.5%、2.5%3.5%、3.5%4.5%时，则相应地标以时，则相应地标以2、3、4。如。如20CrMnTi表示平均含碳量为表示平均含碳量为0.20%，平均含铬、锰、钛量都平均含铬、锰、钛量都1.5%的合金渗碳钢；的合金渗碳钢；20Mn2B表示平均含碳量为表示平均含碳量为0.20%，平均含锰量为，平均含锰量为2%，平均含硼量，平均含硼量1.5%的合金渗碳钢。的合金渗碳钢。 3常用牌号和用途常用牌号和用途类别类别 牌号牌号 用途用途 低淬透低淬透性性20Cr 用来制造既有优良的耐用

8、来制造既有优良的耐磨性和耐疲劳性，又能磨性和耐疲劳性，又能承受冲击载荷作用的零承受冲击载荷作用的零件，如汽车、拖拉机中件，如汽车、拖拉机中的变速齿轮、内燃机中的变速齿轮、内燃机中的凸轮和活塞销等。的凸轮和活塞销等。20Mn2 20MnV 20CrV 中淬透性中淬透性 20CrMnTi （最常用）（最常用）20CrMn 20MnTiB 20SiMnVB 高淬透性高淬透性 12Cr2Ni4 20Cr2Ni4 三、合金调质钢三、合金调质钢成分特点：成分特点： 这类钢的含碳量一般为这类钢的含碳量一般为0.25%0.50%，含碳量过低，硬度不足；，含碳量过低，硬度不足；含碳量过高，则韧性不足。合金调质钢

9、中常加入少量铬、锰、硅、镍、含碳量过高，则韧性不足。合金调质钢中常加入少量铬、锰、硅、镍、硼等合金元素以提高钢的淬透性，使铁素体强化并提高韧性。加入少硼等合金元素以提高钢的淬透性，使铁素体强化并提高韧性。加入少量钼、钒、钨、钛等碳化物形成元素，可阻止奥氏体晶粒长大和提高量钼、钒、钨、钛等碳化物形成元素，可阻止奥氏体晶粒长大和提高钢的回火稳定性，以进一步改善钢的性能。例如钢的回火稳定性，以进一步改善钢的性能。例如40Cr钢的强度比钢的强度比40钢提高了钢提高了20%。性能特点：性能特点： 用合金调质钢制造的机械零件，在制造工艺中都要经过调质处理，用合金调质钢制造的机械零件，在制造工艺中都要经过调

10、质处理，热处理后获得回火索氏体组织，使零件具有良好的综合力学性能。热处理后获得回火索氏体组织，使零件具有良好的综合力学性能。 1成分及性能特点成分及性能特点2热处理特点热处理特点 为改善锻造后的组织、消除锻造为改善锻造后的组织、消除锻造内应力和改善切削加工性能，合金调内应力和改善切削加工性能，合金调质钢的预备热处理应采用正火或退火。质钢的预备热处理应采用正火或退火。为获得良好的综合力学性能，合金调为获得良好的综合力学性能，合金调质钢的最终热处理应采用调质。若要质钢的最终热处理应采用调质。若要求零件表面具有很高的耐磨性，可在求零件表面具有很高的耐磨性，可在调质后再进行表面淬火或化学热处理。调质后

11、再进行表面淬火或化学热处理。3常用牌号和用途常用牌号和用途类别类别 牌号牌号 用途用途 牌号表示法牌号表示法低淬透性低淬透性 40Cr 合金调质钢是用合金调质钢是用来制造一些受力来制造一些受力复杂的重要零件，复杂的重要零件，它即要求有很高它即要求有很高的强度，又要有的强度，又要有很好的塑性和韧很好的塑性和韧性，即具有良好性，即具有良好的综合力学性能。的综合力学性能。机床丝杠一般多机床丝杠一般多选用合金调质钢选用合金调质钢制造。制造。合金调质钢牌合金调质钢牌号的表示方法号的表示方法与合金渗碳钢与合金渗碳钢相同，如相同，如40Cr表示平表示平均含碳量为均含碳量为0.40%，平均，平均含铬量含铬量1