机械工程材料第六章(毛松发)VIP专享VIP免费

第1页共60页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共60页第六章合金钢为改善钢的性能，特意加入一种或数种合金元素的钢称为合金钢。目前常用的合金元素有硅（Si）、锰（Mn）、铬（Cr）、镍（Ni）、钨（W）、钼（Mo）、钒（V）、钛（Ti）、铝（Al）、硼（B）、铌（Nb）、锆（Zr）和稀土元素（Re）等。稀土元素稀土元素是钪、钇和镧等17种元素的总称。包头市有“稀土之城”之美誉。稀土除具有金属通用性以外，还具有自己的一些“绝招”。钢中加入适量稀土，可细化晶粒，改善加工性能，提高钢的耐高温、抗腐蚀的本领。铸铁中加入稀土，可大大提高铸铁的塑性。第一节合金钢的优良性能合金元素在钢中不仅与铁和碳这两个基本元素发生作用，而且合金元素之间也可能相互作用，从而使合金钢具有优良的性能。力学性能好合金元素溶入铁后，形成合金铁素体，使铁素体的强度和硬度提高。强化铁素体最显著的合金元素是硅、锰和镍。钛、钒、钨、钼、铬、锰这些与碳亲和力大的合金元素，能与碳形成较稳定的特殊碳化物，显著提高钢的强度、硬度和耐磨性，而对塑性和韧性影响不大。因此，我们可以发现，与碳钢相比，合金钢具有优良的力学性能。红硬性高第2页共60页第1页共60页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共60页合金元素在淬火时大部分能溶入马氏体，因而在回火过程中，合金元素对扩散过程起阻碍作用，使马氏体不易分解，碳化物不易析出，使钢在回火过程中硬度下降较慢。淬火钢在回火过程中抵抗硬度下降的能力称为耐回火性。高的耐回火性使钢在较高的温度条件下，仍能保持高硬度和耐磨性。金属材料在高温（>550℃）下保持高硬度（≥60HRC）的能力，称为红硬性。碳钢制造的刀具只能在200℃以下保持高硬度，而合金钢的红硬性最高可达600℃。红硬性高的材料可用于制造切削速度高的刀具，在金属切削加工中发挥重要作用。淬透性好合金元素（除钴外）溶入奥氏体后，能增加过冷奥氏体的稳定性，从而使C曲线右移，减小了钢的临界冷却速度，提高钢的淬透性。淬透性好的钢能使大截面的零件淬透，且可用冷却能力弱的介质淬火，减少零件的变形与开裂。具有特殊的物理、化学性能加入铬、镍、钼等合金元素，可使钢有很好的耐腐蚀性和耐热性；加入11％——14%的锰元素，钢将具有特别高的耐磨性。（钨和钢中的碳结合，生成很硬的碳化钨）第二节合金钢的分类和牌号合金钢的分类1.按合金元素含量分类（1）低合金钢，合金元素总含量≤5%。（2）中合金钢，合金元素总含量5%——10%。（3）高合金钢，合金元素总含量≥10%。第3页共60页第2页共60页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第3页共60页2.按主要用途分类（1）合金结构钢，主要用于制造重要的机械零件和工程结构件。（2）合金工具钢，主要用于制造重要工具。（3）特殊性能钢，是具有某些特殊物理、化学性能的合金钢，如不锈钢、耐热钢、耐磨钢等。（4）合金钢的价格较碳钢贵，一般在碳钢难以胜任工作时才考虑使用合金钢。合金钢牌号表示方法1．合金结构钢牌号的表示方法除低合金高强度结构钢和特殊专用钢，合金结构钢牌号采用下列方法表示：二位数字+元素符号+数字平均含碳的合金元素合金元素平均万分之几百分含量例如，40Mn2表示含C0.40%,Mn2.0%;20Cr2Ni4表示含C0.20%,Cr2.0%,Ni4.0%。若高级优质钢，则在牌号后加“A”，特级优质钢在牌号后加“E”，如20Cr2Ni4A。2．合金工具钢牌号的表示方法合金工具钢的牌号采用下列方法表示：一位数字+元素符号+数字平均含碳的合金元素合金元素平均千分之几百分含量注意：当C≥1.0%时，牌号中不予标出。例如，3Cr2W8V表示含C0.30%,Cr2.0%,V1.0%;Cr12MoV表示含C≥1.0%，Cr12.0%,V1.0%。3．特殊性能钢牌号的表示方法第4页共60页第3页共60页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第4页共60页特殊性能钢牌号的表示方法基本上与合金工具钢相同，只是当含碳量在0.03%——0.1%之间时，牌号中用0表示；当含碳量≤0.03%时，牌号中用00表示。除此以外，还有一些特殊专用钢，为表示钢的用途，在钢的牌号前面冠以汉...