《工程材料与热加工基础》.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,工程材料与热加工基础,*,PPT,文档演模板,Office,PPT,工程材料与热加工基础,2026/11/5,工程材料与热加工基础,第七章 工业用钢,钢的基础知识,结构钢,工具钢,特殊性能钢,工程材料与热加工基础,第一节 钢的基础知识,一.合金元素对钢的组织和性能的影响,杂质及合金元素与铁和碳的作用。,合金元素对,Fe-Fe3C,相图的影响。,合金元素对钢的热处理的影响。,工程材料与热加工基础,一）杂质和气体的影响,Mn,脱氧、去硫,提高钢的强度和硬度。,Si,有很强的固溶强化作用,能脱氧。,1.,有益元素,工程材料与热加工基础,2.,有害元素:,P,有很强的固溶强化作用,低温 韧性差(,冷脆,)。,S,能引起钢在热加工时或高温工作下开裂(,热裂,)。,工程材料与热加工基础,3.,气体元素:,N：,钢中过饱和,N,在常温放置过程中会发生,时,效脆化,。,加Ti、V、Al等元素可消除时效,倾向。,O：,钢中的氧化物易成为,疲劳裂纹源,。,H：,原子态的过饱和氢时将降低韧性,引起,氢,脆,。,当氢在缺陷处以,分子态析出时，会产,生很高内压，形成微,裂纹，其内壁为白色，,称,白点,或,发裂,。,钢中白点,工程材料与热加工基础,二)合金元素与铁和碳的作用,1.,溶于基体中,形成合金,F,或,合金,A,。,2.,与碳作用形成,合金碳化物,(Fe,Cr),3,C,。,3.,单独形成,特殊碳化物,TiC、VC。,工程材料与热加工基础,1.,溶于基体中形成合金,F,或合金,A,工程材料与热加工基础,1.,溶于基体中形成合金,F,或合金,A,工程材料与热加工基础,2.,与碳作用形成合金碳化物,Fe,、,Mn,、,Cr,、,Mo,、,W,、,V,、,Ti,、,Nb,、,Zr,弱,强,弱碳化物元素:,Fe、Mn。,中强碳化物元素:,Cr、Mo、W。,强碳化物元素:,V、Ti、Nb、Zr。,工程材料与热加工基础,碳化物形成元素在周期表中都是,位于,铁元素的左边的过渡族金属元素,它们都有,一个未填满的d电子亚层,当,形成碳化物时,碳原子首先将其价电子,填入金属原子未填满的d电子亚层,使,形成的碳化物具有,金属键,结合的性质,金属原子的d电子亚层愈不满,(周期表,中,在铁左边离铁愈远),则其,与碳的亲,和力愈强,形成碳化物的能力愈大,愈,稳定,而且不易分解。,工程材料与热加工基础,3.,单独形成特殊碳化物,熔点、硬度、耐磨性最高。,稳定性最高,。,TiC,、,NbC,、,VC。,工程材料与热加工基础,三),合金元素对,Fe-Fe3C,相图的影响,扩大奥氏体区,缩小奥氏体区,改变共晶点和共析点的参数,工程材料与热加工基础,1.,扩大奥氏体区的合金元素,Mn、Ni、Co,等元素。,作用:,使,A3,线温度下降,A4,线温度上升,。,工程材料与热加工基础,Mn,元素对奥氏体区的影响,工程材料与热加工基础,2.,缩小奥氏体区的合金元素,Cr、Mo、W、V、Ti、Si,等元素。,作用:,使,A3,线温度上升,A4,线温度下降,。,工程材料与热加工基础,Cr,元素对奥氏体区的影响,工程材料与热加工基础,3.,改变共晶点和共析点参数的元素,几乎所有的合金元素。,作用:使,S,点和,E,点的,成分向左移,。,使,A1,线,的,温度变化,。,工程材料与热加工基础,合金元素对,S,点成分的影响,工程材料与热加工基础,合金元素对,A,1,线,的影响,工程材料与热加工基础,四)合金元素对钢的热处理的影响,加热时对,奥氏体形成,的影响,对,过冷奥氏体转变,的影响,对,回火转变,的影响,工程材料与热加工基础,1.,合金元素对加热时奥氏体形成的影响,除,Mn,元素外,所有合金元素的加,入,均使奥氏体的形成速度减慢。,强碳化物形成元素,能强烈的阻止奥,氏体晶粒长大(,Ti,、,V,、,Zr,、,Nb,等)。,非碳化物形成元素,能轻微的阻止奥,氏体晶粒长大(,Si,、,Ni,、,Cu,、,Co,等)。,工程材料与热加工基础,2.,合金元素对过冷奥氏体转变的影响,除,Co,元素外,所有的合金元素均使,钢的,TTT,曲线向右移。,除,Co,、,Al,元素外,所有的合金元素,都使,马氏体转变温度,下降。,提高钢的淬透性,常用的元素有:,Cr,、,Mn,、,Mo,、,Si,、,Ni,、,B,等。,工程材料与热加工基础,3.,合金元素对回火转变的影响,回火抗力,的增加,二次硬化,的产生,产生,回火脆性,工程材料与热加工基础,W,、,Mo,、,V,等碳化物在,550,时,使钢达到最高硬度,产生,二次硬化,。,工程材料与热加工基础,Cr-Ni 钢的回火脆性示意图,工程材料与热加工基础,防止第二类回火脆性的产生的方法:,在,500600,快速冷却。,加入合金元素,W,、,Mo,。,工程材料与热加工基础,二.,合金元素在钢中的作用,1.,主加元素,:对提高钢的性能起主要作,用。,Si,、,Mn,、,Cr,、,Ni,、,B,。,2.,辅加元素,:配合主加元素进一步提高,钢的性能,弥补主加元素的,不足与缺陷。,W,、,Mo,、,V,、,Ti,、,Nb,。,工程材料与热加工基础,三、碳素钢的编号及用途,1.,碳素结构钢:,Q,235,A,F,沸腾钢,A等级,235 MPa,屈服强度,工程材料与热加工基础,2.优质碳素结构钢,*,45-Wc=45%00,*,较高锰质量分数的优质碳素结构钢,45Mn-Wc=45%00;,WMn=0.7%1.0%,工程材料与热加工基础,3.,碳素工具钢,T,12,A,高级优质,Wc=12%0,碳素工具钢,工程材料与热加工基础,4.,铸造碳钢,ZG,200,-,400,b,400MPa,s,200MPa,铸钢,工程材料与热加工基础,第二节 合金结构钢,(Alloy Constructional Steel),普通低合金钢,合金渗碳钢,合金调质钢,弹簧钢,滚动轴承钢,易切削钢,工程材料与热加工基础,一.普通低合金钢,(common low alloyed steel),1.化学成分:碳素结构钢+,合金元素,主加合金元素,:Mn 1.8%以内。,辅加合金元素,:V、Ti、Nb、B。,工程材料与热加工基础,一.普通低合金钢,2.牌号:,Q,345,C,质量等级,345 MPa,屈服强度,工程材料与热加工基础,一.普通低合金钢,Q460,钢含Mo、B，正火组织,为,B,，,强度高,，用于石化中温,高压容器。,压力容器,南京长江大桥,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。,万吨远洋轮,工程材料与热加工基础,二.碳素渗碳钢及合金渗碳钢,1.对渗碳钢的性能要求:,2.对渗碳钢的含碳量的要求:,低碳,3.渗碳钢的热处理特点:,渗碳,淬火,+,低温回火(180200),表硬里韧,工程材料与热加工基础,Wc 0.25,%,Wc=0.150.25,%,合金元素:,Cr,、,Mn,、,Ni,、,B,、,V,、,W,、,Mo,、,Ti,等。,表层,:M回+Fe3C+A残,心部:,F+P,表层,:M回+Cm+A残,心部,:低碳M回,+F,碳素渗碳钢,合金渗碳钢,化学成分,热处理后的组织,工程材料与热加工基础,4.合金渗碳钢的牌号,20,Mn2,Ti,A,等级:高级优质,含钛量,W,Ti1.5,%,含锰量,W,Mn,2,%,含碳量,W,C,20,%,00,工程材料与热加工基础,5.典型合金渗碳钢种介绍,低淬透性合金渗碳钢,钢含合金元素总量3%,15Cr、20Cr、20Mn2。,用,于受力小的耐磨件，如柴,油机的活塞销、凸轮轴等。,中淬透性合金渗碳钢,钢含合金元素总量在4%左,右。20 CrMn、20CrMnTi、,20Mn2TiB。用于中等载荷,的耐磨件，如变速箱齿轮。,柴油机凸轮轴,活塞销(20Cr),工程材料与热加工基础,5.典型合金渗碳钢种介绍,高淬透性合金渗碳钢,钢含合金元素总量在,4%6%。18Cr2NiWA、,20Cr2Ni4A等。用于大载荷,的耐磨件，如柴油机曲轴。,柴油机曲轴,工程材料与热加工基础,20 CrMnTi 钢制造齿轮的热处理工艺曲线,工程材料与热加工基础,三.碳素调质钢及合金调质钢,1.对调质钢的性能要求:,既强又韧,2.对调质钢的含碳量的要求:,中碳,3.调质钢的热处理特点:,淬火,+,高温回火(500650),工程材料与热加工基础,W,c=0.250.6%,W,c=0.250.5%,合金元素:,Cr,、,Mn,、,Ni,、,B,、,Si,、,V,、,W,、,Mo,、,Ti,等。,表层,:S,回,碳素调质钢,合金调质钢,化学成分,热处理后的组织,心部,:P+F,表层,:S,回,心部,:S,回,工程材料与热加工基础,4.合金调质钢的牌号,40Cr,40Mn,40MnB,35CrMo,38 Cr Mo Al A,25Cr2Ni4WA,工程材料与热加工基础,5.典型合金调质钢种介绍,低淬透性调质钢,钢含合金元素总量3%。,40Cr、40MnB等。,中淬透性调质钢,钢含合金元素总量在4%,左右。,38 CrSi、35 CrMo 等。,圆锥齿轮,柴油机凸轮轴,常用于制造较小的齿轮、,轴、螺栓等零件。,工程材料与热加工基础,5.典型合金调质钢种介绍,高淬透性调质钢,钢含合金元素总量在4%10%。,制造大截面重载荷零件，如,曲轴等用高淬透性的零件等。,38 Cr Mo Al A、40 Cr Mn Mo、,25 Cr2 Ni4 W A等。,工程材料与热加工基础,40Cr钢制造连杆螺栓的热处理工艺曲线,工程材料与热加工基础,四.碳素弹簧钢及合金弹簧钢,1.对弹簧钢的性能要求:,高的,e,、高的,s,/,b,、高的,-1,、良好的韧。,2.对弹簧钢含碳量的要求:,中、高碳。,3.热成型弹簧钢的热处理特点:,淬火,+,中温回火(450550),工程材料与热加工基础,碳素弹簧钢,合金弹簧钢,化学成分,热处理后的组织,Wc=0.60.9,%,Wc=0.50.7%,合金元素:,Si,、,Mn,、,Cr,、,V,、,W,、,Mo,等。,T,回,制造尺寸小于,815mm的,小型弹簧。,T,回,制造尺寸在,2025,mm左右的弹簧。,工程材料与热加工基础,4.,合金弹簧钢的牌号,65,65 Mn,55 Si 2 Mn,60 Si 2 Mn,50 Cr V A,50 Cr Mn A,55 Si Mn Mo V Nb,工程材料与热加工基础,5.冷成形弹簧生产工艺特点,用于生产尺寸小于,815mm的小型弹簧,常用弹簧钢丝(片)冷绕成形,其制造方法有:,T组织冷成型+200300去应力,退火。60、75、85、65 Mn。,T回组织冷成型+去应力退火。,退火组织冷成型+淬火+中温回火。,55Si2Mn、60Si2MnA、50CrVA。,工程材料与热加工基础,汽车板簧,大型热卷弹簧,热卷大弹簧,簧弹丝,工程材料与热加工基础,五.滚动轴承钢(bearing steel),1.性能要求:,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;,高的纯净度;,滚珠轴承,滚针轴承,滚柱轴承,工程材料与热加工基础,五.滚动轴承钢(bearing steel),2.化学成分特点:,高碳,Wc=0.91.1%。,主加Cr,0.41.65%,辅加Si、Mn,。,优质钢材,。,工程材料与热加工基础,五.滚动轴承钢(bearing steel),3.热处理特点:,球化退火+淬火+低温回火,极细回火马氏体+细粒状碳化物+少量残余奥氏体,工程材料与热加工基础,4.滚动轴承钢的牌号,G,Cr9,Si,Mn,含Mn量,W,Mn1.5,%,含Si量,W,Si1.5%,含Cr量,W,Cr,0.9%,滚动轴承钢,工程材料与热加工基础,5.铬轴承钢制造轴承的工艺路线,锻造 球化退火 机加工,淬火+冷处理(60 80;1h),低温回火 磨削加工 稳定化处理(120 130；5 10h),工程材料与热加工基础,六.易切削钢(fee cutting steel),2.性能要求:,降低切削力和切削热,减少刀具磨损,延长刀具寿命,改屑性能,提高切削速度。,3.化学成分特点:,1.用途:,适用于高速切削和在自动加工机,床上加工的材料。,S:,W,s=0.080.3%,Pb:,W,Pb=0.150.25%,Ca:,微量,工程材料与热加工基础,4.易切削钢的牌号,Y,40,Mn,含锰量,W,Mn 1.5,%,含碳量,W,C,0.4,%,易切削钢,工程材料与热加工基础,5.易切削钢的热处理工艺特点,低碳易切削钢(Y12、Y15、Y20),渗碳,或,淬火,成,低碳马氏体,。,中碳易切削钢(Y40),调质,及,表面淬火,。,工程材料与热加工基础,第三节 合金工具钢,合金刃具钢(alloy cutting steel),合金模具钢(alloy die steel),合金量具钢(alloy measuring steel),工程材料与热加工基础,量 具,刃 具,模 具,工程材料与热加工基础,一.碳素刃具钢,1.性能要求:,高硬度、高耐磨性,有一,定的强度和韧性。,2.化学成分特点:,高碳。,3.热处理特点:,淬火+低温回火,4.组织:,M,回,+Fe,3,C+A,残,工程材料与热加工基础,5.用途:,用于低速、低温(200）、,低冲击、硬度在HRC62左右的,刃具。,一.碳素刃具钢,锉 刀,手 锤,工程材料与热加工基础,二.合金刃具钢,种类:低合金刃具钢;高速钢。,牌号:,合金元素及含量,千分之几的含碳量,9,Si Cr,W18 Cr4 V,工程材料与热加工基础,1.低合金刃具钢,1.性能要求:,高硬度、高耐磨性、有一,定的红硬性、强度和韧性,工作温度不超过300。,2.化学成分特点:,*,高碳,*,加入,Cr,、,Mn,、,Si,、,W,、,V,等合金元素。,3.热处理特点:,球化退火 淬火+低温回火,工程材料与热加工基础,9 SiCr 钢板牙热处理工艺曲线,板牙,工程材料与热加工基础,2.高速钢(high speed steel),(1)性能要求:,高硬度、高耐磨性、高的红硬性(600时,HRC63以上)、有一定的强度和韧性。,高速钢-锋钢、风钢;18 4 1,钢,车刀,铣刀,钻头,工程材料与热加工基础,(2)化学成分特点:,高碳 0.71.5%:,钨 18%:,钼 5%:,铬 4%:,钒1.5%:,保证高硬度,退火状态下形成M6C碳化物,在560左右回火时,弥散析,出W2C,造成二次硬化,提高,钢的红硬性,。,1%Mo的作用等同于2%W。,形成Cr23C6碳化物;,提高钢的,淬透性,。,形成VC,硬度极高,提高钢的,硬度和耐磨性,产生二次硬化。,工程材料与热加工基础,(3)W18Cr4V钢的生产工艺及热处理特点,铸造 锻造 球化退火 机加工,淬火+三次570回火 磨削加工,铸造:,高速钢属于,莱氏体钢,铸态组织,中含有,大量呈鱼骨状分布的粗,大共晶碳化物M6C,钢的韧性大,幅下降。,工程材料与热加工基础,W18Cr4V钢的铸态组织,W18Cr4V铸造组织 130,工程材料与热加工基础,W18Cr4V钢的铸态组织,W18Cr4V铸态组织 420,工程材料与热加工基础,锻造:,鱼骨状碳化物不能用热处理来消除,只能依,靠反复多次锻打来击碎。,W18Cr4V锻造组织 210,工程材料与热加工基础,球化退火,:消除应力,调整组织,便于机加工,为淬火作好组织准备。,球化退火后的组织:,S+粒状,Cm,W18Cr4V球化退火组织 420,工程材料与热加工基础,W18Cr4V钢的热处理过程示意图,工程材料与热加工基础,淬火,:,1280;,淬火后的组织:,M+Cm+A残(2025%),工程材料与热加工基础,W18Cr4V钢淬火组织,W18Cr4V淬火组织 300,工程材料与热加工基础,三次570回火,在570回火时,产生,二次硬化。,工程材料与热加工基础,三次570回火,*,淬火后A残约2025%。,*,第一次回火后A残约剩1518,%。,*,第二次回火后A残约剩35,%。,*,第三次回火后A残约剩12,%。,回火后的组织:,M回+Cm+A残(1 2%),组织硬度,为65HRC以上。,工程材料与热加工基础,W18Cr4V淬火+一次回火组织,W18Cr4V淬火+一次回火组织105,工程材料与热加工基础,W18Cr4V淬火+三次回火组织,W18Cr4V淬火+三次回火组织 420,工程材料与热加工基础,三.合金模具钢(alloy die steel),热作模钢:工作温度为600以上。,冷作模钢:工作温度为200300。,工程材料与热加工基础,一)热作模钢(hot die steel),1.性能要求:,高的热硬性、高温耐磨性;,高的抗氧化能力;,高的热强性和足够高的韧性;,高的热疲劳抗力(防止龟裂);,高的淬透性和导热性;,2.化学成分特点:,中碳 0.30.6%;,合金元素:,Cr、Ni、Mn、,Si、,Mo、W、V。,曲轴模具,工程材料与热加工基础,3.热处理特点,:,*,热锻模钢:5 CrMnMo,热处理工艺:淬火+550回火,热处理后的组织:S回或T回,温度,时间,500,820850,预冷,油冷,530550,回火,工程材料与热加工基础,3.热处理特点,:,*,热压模钢:3 Cr2W8V,热处理工艺:淬火+600三次回火,热处理后的组织:M回+Cm粒状,汽车四缸压铸模,工程材料与热加工基础,二)冷作模钢(cold die steel),1.性能要求:,高的硬度,HRC62;,高的耐磨性;,足够高的韧性与疲劳抗力;,热处理变形小;,2.化学成分特点:,高碳 12%;,合金元素:,Cr,Mo、W、V。,汽车冲压模具,工程材料与热加工基础,3.热处理特点,:,*一次硬化法:,淬火 +低温回火,(9501000)(150180),*二次硬化法:,淬火 +三次回火,(11001000)(510520),热处理后的组织:,M回+Cm+A残,牌号:,Cr12、Cr12MoV,工程材料与热加工基础,四.合金量具钢,1.性能要求:,高的硬度,HRC62;,高的耐磨性;,高的尺寸稳定性;,足够高的心部韧性;,热处理变形小;尺寸稳定;,良好的耐蚀性;,卡 尺,量 规,千分尺,工程材料与热加工基础,3.热处理特点:,4.热处理后的组织:,M回+,Cm,淬火 冷处理(-70-80),低温回火 时效处理(120130,几十小时),5.牌号:,CrWMn、4Cr13、GCr15、,9SiCr、T12A、60等。,2.化学成分特点:,高碳 0.91.5%;,合金元素:,Cr,Mn、W。,工程材料与热加工基础,CrWMn钢制造块规退火后的热处理工艺,650,820840,油冷,3h,-70-80,冷处理,140160,3h,110120,36h,时效处理,精磨,3h,研磨,温度,时间,工程材料与热加工基础,第四节 特殊性能钢,不锈钢(stainless steel),耐热钢(heat resistant steel),耐磨钢(wear resistant steel),工程材料与热加工基础,一.不锈钢(stainless steel),1.定义:,在腐蚀介质中具有很高的抗腐,蚀能力的钢。,2.概念:,*,在,空气,中的年腐蚀量为0.01mm,以内的钢,称为在空气中使用的,不锈钢。,*,在,强酸、强碱,介质中的年腐蚀,量为0.1mm以内的钢,称为在强,酸、强碱介质中使用的不锈钢。,工程材料与热加工基础,3金属腐蚀的机理.,金属腐蚀的种类:,1)化学腐蚀:,金属与介质(干燥气体和,非电解质溶液)发生化学,反应而产生的腐蚀。,例如:高温氧化、脱碳等。,2)电化学腐蚀:,金属与介质(电解质溶,液,即酸、碱、盐溶液),发生电化学反应而产生,的腐蚀。,工程材料与热加工基础,电化学腐蚀过程示意图,工程材料与热加工基础,珠光体电化学腐蚀示意图,工程材料与热加工基础,4.金属的防腐措施:,1)覆盖层保护:,涂漆、电镀、发蓝、磷化等工艺。,2)形成氧化层:,加入合金元素Cr、Al、Si 等,形成Cr2O3、SiO2、Al2O3等氧化膜。,3)提高金属的电极电位:,加入合金元素Cr、Ni、Si等,提高金属基体的电极电位。,工程材料与热加工基础,4)使钢在室温下呈单相组织:,加入合金元素 Mn、Ni、Co等能扩大,区,可在室温获得,奥氏体钢,。,加入合金元素 Cr、Mo、W、V、Ti、,Si 等能扩大,区,可在室温获得,铁素体,钢。,5)减少与消除钢中的各种不均匀现象:,偏析、应力、组织等。,6)牺牲阳极保护阴极:,镶嵌一些比金属,或合金基体电极电位更低的金属块。,工程材料与热加工基础,5.化学成分特点:,*,低碳,:耐蚀性要求愈高,碳含量愈低。,*,合金元素:,主加Cr。,辅加Ni、Mo、Cu、Ti、,Nb、Mn 等。,6.常用的不锈钢:,*,马氏体型不锈钢,*,铁素体型不锈钢,*,奥氏体型不锈钢,工程材料与热加工基础,1)马氏体型不锈钢-Cr13型钢,化学成分特点:,W,c=0.1 0.4%,W,Cr=13%,热处理特点:,正火,后的组体是,马氏体,。,牌号:,1Cr134Cr13,用途:,医疗器械,医用镊子,工程材料与热加工基础,1Cr13金相组织图,1Cr13供货状态组织(化染)580,工程材料与热加工基础,2)铁素体型不锈钢,化学成分特点:,W,c=0.1%左右,W,Cr=17%,热处理特点:,不能进行热处理强化,。,牌号:,1Cr17、1Cr17Ti、1Cr28等。,用途:,化工设备中要求耐蚀性高、塑,性好、强度低的容器、管道等。,工程材料与热加工基础,铁素体型不锈钢的用途,硝酸生产装置,合成氨生产装置,工程材料与热加工基础,3)奥氏体型不锈钢-18 8型钢,化学成分特点:,W,c=0.08 0.14%,W,Cr=1719%,W,Ni=811%,Cu、Ti、Mo等。,加工特点:,不能进行热处理强化,只能,冷塑性变形强化。,工程材料与热加工基础,热处理特点:,固溶处理;稳定化处理;,消除应力退火。,牌号:,0Cr18Ni9、1Cr18Ni9、,0Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni9Ti,用途:,化工容器、管道等。,大型化工储罐(304),管板换热器(304),工程材料与热加工基础,1Cr18Ni9Ti固溶处理组织金相图,1Cr18Ni9Ti固溶处理组织 580,工程材料与热加工基础,二.耐热钢,1.定义:,在高温下具有抗氧化性和高温,强度的特殊钢。,2.性能要求,抗氧化性,(热稳定性),高温强度,(热强性),蠕变强度,持久强度,工程材料与热加工基础,3.提高钢的耐热性的途径:,加入合金元素Cr、Si、Al等,在,钢的表面形成稳定、致密的氧化膜。,4.提高钢的耐热性的途径:,1)固溶强化:,加入W、Mo、Nb、Ti、,V等元素强化基体;提高再结晶温度。,2)弥散强化:,加入Nb、V、Ti等元素形,成碳化物,在晶内弥散析出,阻碍位错,的滑移,提高塑变抗力。,工程材料与热加工基础,5.钢种及,用途,抗氧化钢,(不起皮钢):,奥氏体型钢,1Cr18Ni9Ti等,工作温度 850。,热强钢,珠光体型,16Mo，,工作温度 600。,马氏体型,1Cr13，,工作温度 600。,奥氏体型,18-8型，,工作温度 850。,工程材料与热加工基础,耐 热 钢 的 用 途,发动机叶片,航空发动机,汽轮机叶片,汽车阀门,工程材料与热加工基础,三.耐磨钢(wear-resistant steel),1.定义:,在强烈冲击载荷作用下发生冲击形变硬化的高锰钢。,球磨机,挖掘机,颚式破碎机,工程材料与热加工基础,三.耐磨钢,2.性能要求:,高硬度、耐磨性、韧性。,3.化学成分特点:,高碳,W,c=11.3%,高锰,W,Mn=1114%,4.热处理特点:,水韧处理。,5.,室温组织:,过饱和单相奥氏体。,工程材料与热加工基础,水韧处理的工艺特征,铸态组织高锰钢,加热到10501100,A,水淬,A,受到剧烈冲击或较大压力,表层M,HB500,心部A,HB220,A+Cm,工程材料与热加工基础,高锰钢铸态组织,高锰钢铸态组织(化染)58,工程材料与热加工基础,高锰钢水韧淬火组织金相图,高锰钢水韧淬火组织(化染)58,工程材料与热加工基础,高锰钢水韧淬火+回火组织金相图,高锰钢水韧淬火+回火组织(化染)105,工程材料与热加工基础,5.牌号,ZG,Mn13,-,1,一号铸造高锰钢,锰含量,W,Mn,13%,铸钢,工程材料与热加工基础,铁路道岔,履带,球磨机衬板,挖掘机铲齿,高锰钢广泛用于既要求耐磨又要求耐冲击的零件。,如拖拉机的履带板、球磨机的衬板、破碎机的牙板、挖掘机的铲齿和铁路的道岔等。,工程材料与热加工基础,钢 号,钢 种,合金元素的主要作用,热处理特点,使用状态下组织,Q345,低合金高强度结构钢,Mn:强化F，增加P量，降低冷脆转变温度,热轧空冷,F+P,65Mn,弹簧钢,Mn:提高淬透性，强化F,淬火+中温回火,T,回,ZGMn13,耐磨钢,Mn:获得单相A组织,水韧处理,表:M+碳化物 心:A,20Cr,渗碳钢,Cr:提高淬透性，强化F,渗碳+淬火+低温回火,表:M,回,+颗粒状碳化物+A,心:M,回,+F,40Cr,调质钢,Cr:提高淬透性，强化F,调质处理,S,回,9SiCr,低合金工具钢,Cr:提高淬透性,淬火+低温回火,M,回,+颗粒状碳化物+A(少量),GCr15,滚动轴承钢,Cr:提高淬透性，耐磨性、耐蚀性,淬火+低温回火,M,回,+颗粒状碳化物+A(少量),1Cr13,马氏体不锈钢,Cr:提高耐蚀性,淬火+高温回火,S,回,5CrNiMo,热作模具钢,Cr、Ni:提高淬透性，强化F,淬火+高温回火,S,回,Mo:防止高温回火脆性,Cr12MoV,冷作模具钢,Mo:细化晶粒，提高耐磨性,淬火+低温回火,M,回,+颗粒状碳化物+A(少量),W18Cr4V,高速钢,V:提高耐磨性、热硬性,淬火+低温回火,M,回,+颗粒状碳化物+A(少量),1Cr18Ni9Ti,不锈钢,Ti:防止晶间腐蚀,固溶处理,A,工程材料与热加工基础,演讲完毕，谢谢听讲,!,再见，see you again,2026/11/5,工程材料与热加工基础,