金属材料分类、特征和用途课件.ppt

1、工程工程构构 普通碳素结构钢普通碳素结构钢 低合金高强钢低合金高强钢件用钢件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机器零机器零件用钢件用钢结结 构构 钢钢刃具钢刃具钢模具钢模具钢量具钢量具钢工工 具具 钢钢不锈钢不锈钢耐热钢耐热钢耐磨钢耐磨钢特特 殊殊 性能钢性能钢中碳钢中碳钢 0.250.6%C高碳钢高碳钢 0.6%C低碳钢低碳钢 0.25%C低合金钢低合金钢 合金元素总量合金元素总量 5%中合金钢中合金钢 合金元素总量合金元素总量 510%高合金钢高合金钢 合金元素总量合金元素总量 10%碳钢碳钢合金钢合金钢 以磷、硫含量分普通钢、优质钢、高级优质钢。以磷、硫含量分普

2、通钢、优质钢、高级优质钢。低合金高强度钢低合金高强度钢如如 Q235BFQ235BF。用两位数字表示钢平均含碳量的万分之几。如用两位数字表示钢平均含碳量的万分之几。如4545钢钢丝锥丝锥锉刀锉刀 铜陵长江大桥铜陵长江大桥 成分特点及钢种：成分特点及钢种： 成分：成分：0.3%C1200 1200 以获得高合金元素含量的以获得高合金元素含量的 M M 淬火组织：淬火组织：M+M+未溶碳化物未溶碳化物+A(20%)+A(20%)560 560 三次回火，三次回火，产生二次硬化产生二次硬化 析出析出W W、MoMo、V V的特殊碳化物；的特殊碳化物； 回火冷却时，回火冷却时，AA转变为转变为M M。

3、但回火后为。但回火后为M M回回高速钢铣刀高速钢铣刀W18Cr4V(18-4-1)W18Cr4V(18-4-1)W6Mo5Cr4V2(6-5-4-2)W6Mo5Cr4V2(6-5-4-2)。 用于高速刀具，如车刀、用于高速刀具，如车刀、 刨刀、铣刀、钻头等刨刀、铣刀、钻头等1 1、冷作模具钢、冷作模具钢 cold working D.S.(1)(1)性能要求：性能要求： 高硬度、耐磨性。高硬度、耐磨性。 足够的强度和韧性。足够的强度和韧性。 良好的淬透性良好的淬透性汽车外板冷冲模汽车外板冷冲模 高碳高碳 1.42.3%C1.42.3%C 合金元素合金元素 高铬高铬 11.513%Cr 11.5

4、13%Cr 以提高淬透性以提高淬透性 MoMo、V V 提高耐磨性，细化晶粒提高耐磨性，细化晶粒 最终热处理最终热处理: : 淬火淬火+ +低温回火低温回火 组织组织: M: M回回+ +粒状碳化物粒状碳化物+ +少量少量A汽车外板冷冲模汽车外板冷冲模 Cr12Cr12和和Cr12MoVCr12MoV。制造。制造 冷冲模、挤压模等。冷冲模、挤压模等。热作模具热作模具高温下良好的综合力学性能高温下良好的综合力学性能 抗热疲劳性能抗热疲劳性能 高的淬透性高的淬透性 良好的导热性良好的导热性 成分特点：与调质钢类似成分特点：与调质钢类似5CrNiMo5CrNiMo、5CrMnMo5CrMnMo、3C

5、r2W8V 3Cr2W8V 等等 与低合金刃具钢相同与低合金刃具钢相同 高硬度、耐磨性高硬度、耐磨性 高的尺寸稳定性高的尺寸稳定性 足够的韧性足够的韧性 淬火淬火+ +冷处理冷处理+ +低回低回 120130长时间长时间时效，以去除内应力时效，以去除内应力 指具有特殊物理、化学性能的钢指具有特殊物理、化学性能的钢 分为不锈钢、耐热钢、耐磨钢分为不锈钢、耐热钢、耐磨钢 均为合金钢均为合金钢 单相合金单相合金 合金中合金中各相各相的电极电位接近的电极电位接近 表面形成致密钝化膜，或表面形成致密钝化膜，或涂层涂层碳含量为碳含量为0.080.95%0.080.95%， 主加元素为主加元素为CrCr、C

6、r-NiCr-Ni，辅加元素为，辅加元素为TiTi、 NbNb、MoMo、CuCu、MnMn、N N。 Cr Cr 提高耐蚀性提高耐蚀性 形成稳定致密形成稳定致密Cr2O3Cr2O3膜膜. . Cr Cr含量大于含量大于13%13%时，形成单相铁素体组织。时，形成单相铁素体组织。 提高基体电极电位提高基体电极电位 NiNi：获得单相奥氏体组织。：获得单相奥氏体组织。 MoMo：耐有机酸腐蚀。：耐有机酸腐蚀。 Ti, Nb Ti, Nb 防止奥氏体钢晶间腐蚀防止奥氏体钢晶间腐蚀. . 晶间腐蚀晶间腐蚀 interfacial corrosion 由于由于Cr23C6Cr23C6晶界析出，使晶界附

7、近产生贫晶界析出，使晶界附近产生贫CrCr区区造成的。造成的。TiTi、NbNb可消除晶界贫可消除晶界贫CrCr区。区。 可焊性，无磁性。可焊性，无磁性。 热处理热处理 固溶处理：固溶处理：11001100加热保温后水冷。加热保温后水冷。 组织：单相奥氏体。组织：单相奥氏体。（二）（二）如履带板、如履带板、挖掘机铲齿、铁路辙岔等挖掘机铲齿、铁路辙岔等碳主要以石墨形式存在，断口呈暗灰色。碳主要以石墨形式存在，断口呈暗灰色。碳主要以碳主要以Fe3CFe3C形式存在，断口呈银白色。形式存在，断口呈银白色。碳以石墨和碳以石墨和Fe3CFe3C两种形式存在。两种形式存在。L+GL+Fe3C 铸铁中形式铸

8、铁中形式石墨石墨的过程称石墨化。的过程称石墨化。 第二阶段石墨化：第二阶段石墨化：P PS SK K线上及以下。线上及以下。 基体基体（F、P、P+F） + +片状片状G G 孕育铸铁：石墨孕育铸铁：石墨细化细化，强度强度提高提高可锻铸铁管件可锻铸铁管件孕育处理：石墨细化孕育处理：石墨细化 孕育剂孕育剂硅钙合金硅钙合金 （2 2） 可进行各种热处理可进行各种热处理, ,如退火、正火、淬火、回火如退火、正火、淬火、回火 等温淬火等温淬火 轧辊与辊环轧辊与辊环 组织：基体（组织：基体（F F、F+PF+P、P P）+ + 蠕虫状蠕虫状G G 性能与应用性能与应用（1 1）性能）性能 propert

9、ies 其力学性能介于灰铸铁与球墨铸铁之间。其力学性能介于灰铸铁与球墨铸铁之间。强强度、塑性和疲劳强度都优于灰铸铁度、塑性和疲劳强度都优于灰铸铁（2 2）用途）用途 applications 常用于制造受热循环、结构复杂的铸件。如钢常用于制造受热循环、结构复杂的铸件。如钢锭模、汽缸与缸盖、排气阀、液压阀、耐压泵体等锭模、汽缸与缸盖、排气阀、液压阀、耐压泵体等 1 1、性能要求、性能要求 property 足够的强度和硬度足够的强度和硬度 以承受轴径压力以承受轴径压力 足够的塑韧性足够的塑韧性 以承受轴颈交变冲击载荷以承受轴颈交变冲击载荷(3)(3)良好的磨合能力，以防止轴与轴瓦咬合良好的磨合能力，以防止轴与轴瓦咬合(4)(4)低摩擦系数低摩擦系数 以减少轴颈磨损以减少轴颈磨损(5)(5)良好的导热性、耐蚀性、较小的膨胀系数良好的导热性、耐蚀性、较小的膨胀系数2 2、组织、组织 microstructure 软基体上分布着硬质点软基体上分布着硬质点 硬基体上分布着软质点硬基体上分布着软质点ZSnSb11Cu6合金的显微组织合金的显微组织 锡基锡基 / /铅基轴承合金铅基轴承合金巴氏合金。巴氏合金。 典型牌号典型牌号 ZSnSb11Cu6ZSnSb11Cu6