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1、合金钢,1,技术研究,多边型角钢,螺钉、铆钉,钢筋、螺纹钢,2,技术研究,3,技术研究,4,技术研究,合金钢,在碳素钢的基础上，为改善钢的性能，在冶炼时特意加入一种或数种合金元素的钢。,常加入的合金元素：Si、Mn、Cr、Ni、W、Mo、Co、V、Ti、B等。,5,技术研究,锰（Mn）:提高钢的淬透性、降低钢的淬火温度。 钨（W）：提高钢的硬度、耐磨性、热硬性、热强性。 钛（Ti）:提高耐热钢的抗氧化性和热强性，有利于提高不锈钢的防腐作用。不锈钢 镍（Ni）:提高钢的淬透性和强度，又能保持良好的塑性和韧性。稀缺的资源 硅（Si）：显著提高钢的弹性极限，屈服点和抗拉强度。弹簧钢,6,技术研究,合
2、金钢的分类,按用途分类 合金结构钢：用于制造机械零件和工程结构的钢。他们又可以分为低合金高强度钢、渗碳钢、弹簧钢、滚动轴承钢等。 合金工具钢：用于制造各种工具的钢，可分为刃具钢、模具钢和量具钢等。 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。,7,技术研究,合金钢的分类,按合金元素总含量分类 低合金钢：合金元素总含量10%,8,技术研究,合金钢的分类,9,技术研究,10,技术研究,1、低合金结构钢2、机械制造用钢,广泛应用于机械制造、交通运输、石油化工及工程建筑等行业。,11,技术研究,1、低合金结构钢,成分：Wc0.2%，Me%3%，主加元素Mn 用途：桥梁、船舶
3、、车辆、锅炉、高压容器、输油输气管道、大型钢结构等。 性能：较高的强度、屈强比、塑、韧性（Me） 良好的焊接性和冷塑性加工性（低碳） 含有耐大气和海水腐蚀的元素（Cu、P）,12,技术研究,Q345钢(16Mn)综合性能好，用于船舶、桥梁、车辆等大型钢结构。 Q390钢含V、Ti、Nb，强度高，用于中等压力的容器。 Q460钢含Mo、B，正火组织为B(贝氏体，贝氏体具有较高的强韧性配合 ，-Fe和Fe3C 的复相组织。 ），强度最高，用于石化中温高压容器。,东风号远洋轮船Q345,南京长江大桥Q345,高压容器,13,技术研究,北京鸟巢体育馆 Q460,14,技术研究,2、机械制造用钢,用途：
4、主要用于制造各种机器零件、如轴类、齿轮、弹簧和轴承等。 分类： 1）合金渗碳钢 2）合金调质钢 3）合金弹簧钢,15,技术研究,1）合金渗碳钢,用途：制造要求高耐磨性、承受高接触应力和冲击载荷的重要零件。 性能：表层高硬度（58HRC）和高耐磨性； 心部良好强韧性； 高的淬透性以保证渗碳件的心部性能，以便于渗碳后直接淬火。,16,技术研究,2）合金调质钢,定义采用调质处理，即淬火加高温回火后使用的合金结构钢。,用途：制造受力复杂（交变应力、冲击载荷等）的重要零件，如发动机连杆、曲轴、机床主轴等。 性能：具有优良的综合力学性能，即既强又韧。,17,技术研究,3）合金弹簧钢,成分： 中高碳：碳素弹
5、簧钢0.60.9%C，合金弹簧钢0.450.70%C，经淬火加中温回火后得到回火托氏体组织，能较好地保证弹簧的性能要求。 合金元素 主加元素为Si、Mn等，,18,技术研究,成分 高碳：0.95%1.15%C，保证轴承钢高硬度和高耐磨性； 低铬：0.40%1.65%Cr，增加钢的淬透性，并形成合金渗碳体(Fe、Cr)3C提高接触疲劳极限和耐磨性。,4）滚动轴承钢,滚动轴承是将运转的轴与轴座之间的滑动摩擦变为滚动摩擦，从而减少摩擦损失的一种精密的机械元件。,19,技术研究,用途：制造各种滚动轴承的滚动体（滚珠、滚柱）和内外套圈的专用钢种，也可用于制作精密量具、冷冲模、机床丝杆及油泵油嘴的精密偶件
6、如针阀体、柱塞等耐磨件。 性能：高的硬度强度和耐磨性;高的接触疲劳强度;足够的韧性和耐蚀性。,20,技术研究,用于制造刃具、模具、量具的钢，称为工具钢。,21,技术研究,刃具钢 模具钢 量具钢,按用途分,合金工具钢的分类,22,技术研究,一、合金刃具钢,性能要求 高的硬度（6066HRC）和耐磨性。 高的热硬性，即钢在高温下（500600）保持高硬度（60HRC左右）的能力，这是高速切削加工刀具必备的性能。,23,技术研究,1、低合金刃具钢,成分： 高碳，含 0.91.5 % C ，添加Si、Mn、Cr、等合金元素，提高钢的淬透性和回火稳定性，进一步改善刀具的硬度和耐磨性；强碳化物形成元素(如
7、W、V等)所形成的碳化物除对耐磨性有提高作用外，还可提高钢的热硬性。 性能：低合金工具钢的淬透性和综合力学性能好，但由于其内的合金元素主要是淬透性元素，而不是含量较多的强碳化物形成元素(W、Mo、V等)，故仍不具备热硬性特点，刀具刃部的工作温度一般不超过250，否则硬度和耐磨性迅速下降，甚至丧失切削能力，因此这类钢属于低速切削刃具钢。,24,技术研究,板牙,25,技术研究,2、高速钢,高速钢是一种高合金钢，俗称白钢、锋钢、风钢等。其强度、冲击韧度、工艺性很好，是制造复杂形状刀具的主要材料。如：成形车刀、麻花钻头、铣刀、齿轮刀具等。高速钢的耐热性不高，约在640左右其硬度下降，不能进行高速切削。
8、,26,技术研究,二、合金模具钢,27,技术研究,（一）冷作模具钢 工作条件与性能要求：在常温下使金属材料变形成型的模具用钢，工作温度200300；模具承受很大的载荷及摩擦、冲击作用；冷作模具钢应具有高硬度、高耐磨性、高强度和足够的韧性；冷作模具对淬透性、耐磨性尤其是韧性方面的要求更高一些，冷作模具钢应是高碳成分并多在回火马氏体状态下使用。,成分： 高碳 合金元素：Cr， Mo、W、V,汽车车门模具,28,技术研究,（二）热作模具钢 工作条件与性能要求：使热态金属成形的模具用钢。热锻模工作部分的温度会升高到300400、热挤压模可达500800、甚至近1000，因交替加热冷却的温度循环产生交变
9、热应力；热作模具常见的失效形式有变形、磨损、开裂和热疲劳等，要求模具钢应具有良好的高温强韧性、高的热疲劳和热磨损抗力、一定的抗氧化性和耐蚀性等。,汽车曲轴模具,成分：中碳 0.30.6 %； 合金元素:Cr、Ni、Mn、Si、Mo、W、V。,29,技术研究,三、合金量具钢,性能要求：高的硬度和耐磨性、良好的尺寸稳定性。 成分：高碳 ；合金元素：Cr， Mn、W。 应用 简单量具 T10A、T12A 等。 高精度量具 GCr15、9SiCr、CrWMn 热处理：淬火 + 冷处理 + 低温回火 + 时效处理 最终组织 ： M回+ 合金碳化物,千分尺,30,技术研究,（一）不锈耐酸钢 金属腐蚀的种类
10、: 化学腐蚀 金属表面与周围介质直接发生化学反应而引起的腐蚀。如金属高温时的氧化，钢的脱碳 。 电化学腐蚀金属材料（合金或不纯的金属）与电解质溶液接触 ， 通过电极反应产生的腐蚀。如钢的生锈。,31,技术研究,（二）耐热钢,定义:在高温下具有抗氧化性和高温强度的特殊钢。 高温强度（热强性）指标有： 蠕变极限：材料在高温长期载荷下对缓慢塑性变形（即蠕变）的抗力；以 表示700下经1000h产生0.2%残余变形量的最大应力。 持久强度：材料在高温长期载荷下对断裂的抗力；以 表示在500下经10000h发生断裂的应力值。,32,技术研究,航空发动机,汽轮机叶片,33,技术研究,（三）耐磨钢,34,技术研究,35,技术研究,