课题六 掌握常用合金钢的性能与应用
62页1、课题六 掌握常用合金钢的性能与应用,任务1 掌握合金元素在钢中的作用及合金 任务2 掌握常用低合金钢的牌号与应用 任务3 掌握常用合金结构钢的牌号与应用 任务4 掌握合金工具钢的牌号与应用 任务5 掌握制造量具及刃具的低合金工具钢性能与 应用 任务6 掌握高速工具钢的牌号与选用 任务7 了解滚动轴承钢的性能与应用 任务8 了解常用特殊性能钢与应用,导言,合金钢在碳素钢的基础上,为了改善钢的性能,在冶炼时有目的地加入一种或数种合金元素的钢。,性能:较高的力学性能、淬透性和回火稳定性等,有的还具有耐热、耐酸、耐蚀等特殊性能。 合金元素:铝(Al)、铬(Cr)、镍(Ni)、锰(Mn)、钼(Mo)、钨(W)、钒(V)、钛(Ti)、铌(Nb)、锆(Zr)、钴(Co)等,随着高新科技的不断发展,对钢材的性能要求越来越高。 要求具有耐腐蚀、抗氧化、耐磨的机械零件;具有高强度、高韧性的模具;具有良好热硬性的高速切削刀具。因此,必须选用性能更加优异的低合金钢、合金钢。 为了改善钢的综合性能或使其具有某些特殊性能,在炼钢时加人硅(Sj)、锰(Mn)、铬(Cr)、镍(Ni)、钨(W)、钼(Mo)、钒()、钛
2、(Ti)、铌(Nb)、钴(Co)、铝(Al)、硼(B)及稀土(RE)等合金元素得到合金钢。,使用合金钢材料制造的产品,学习目标 知识目标:掌握合金元素在钢中的作用及合金钢分类 能力目标:能认识常用合金钢及其性能,任务一 掌握合金元素在钢中的作用及合金钢的分类,1. 掌握合金元素在钢中的作用 合金元素在钢中存在的形式,一是溶人铁素体中形成合金铁素体,二是与碳形成极高硬度的合金碳化物。,合金元素在钢中的主要作用,1. 强化铁素体 2. 形成合金碳化物 3. 细化晶粒 4. 提高钢的淬透性 5. 提高钢的回火稳定性,大多数合金元素(除铅外)都能溶于铁素体,形成合金铁素体。 由于合金元素与铁的晶格类型和原子半径的差异,引起铁素体的晶格畸变,产生固溶强化作用,使合金钢中铁素体的强度、硬度提高,塑性和韧性下降。,1. 强化铁素体,2. 形成合金碳化物,1)合金渗碳体,锰、铬、钼、钨等弱、中强碳化物形成元素一般倾向于形成合金渗碳体,合金渗碳体较渗碳体略为稳定,硬度也略高,可明显提高低合金钢的强度。,2)特殊碳化物,钒、铌、钛等强碳化物形成元素能与碳形成特殊碳化物,特殊碳化物比合金渗碳体具有更高的熔点
3、、硬度和耐磨性,而且更稳定、不易分解。,3. 细化晶粒,几乎所有的合金元素都有抑制钢在加热时奥氏体晶粒长大的作用,达到细化晶粒的目的,提高钢的塑性和韧性。强碳化物形成元素铌、钒、钛等形成的碳化物、铝(Al)在钢中形成的AlN和Al2O3细小质点,均能强烈地阻碍奥氏体晶粒长大,使合金钢在热处理后获得比碳钢更细的晶粒。,4.提高钢的淬透性,除钴外,所有的合金元素溶解于奥氏体后,均可增加过冷奥氏体的稳定性,推迟其向珠光体的转变,使C曲线右移,从而减小钢的临界冷却速度,提高钢的淬透性。 常用提高淬透性的合金元素有:钼、锰、铬、镍(Ni)和硼(B)等。,5. 提高钢的回火稳定性,回火稳定性 淬火钢在回火时,抵抗硬度下降的能力。,6. 使钢具有特殊的物理、化学性能,加入铬、镍、钼等合金元素,极大提高钢的耐蚀性、耐热性;加入锰可极大提高钢的耐磨性。,任务二 掌握常用低合金钢的牌号与应用,1合金钢按用途分类,合金结构钢:机械零件、工程构建 合金工具钢:重要的工具 特殊性能钢:特殊的物理化学性能,不锈钢、耐热钢、 耐磨钢,2合金钢按合金元素总含量分类,低合金钢:合金元素总含量5。 中合金钢:合金元素总含
4、量510 高合金钢:合金元素总含量10,1. 掌握低合金钢的牌号与命名,合金钢的合金元素总的质量分数5.43,是一类焊接性较好的低碳低合金结构用钢,大多数在热轧或正火状态下使用。 该类钢的牌号由代表屈服强度的汉语拼音首位字母Q+屈服强度数值+质量等级符号(A、B、C、D、E)三部分按顺序组成。例如,Q390A表示屈服强度Rel390MPa,质量为A级的低合金高强度结构钢。,2. 熟悉低合金高强度结构钢的种类与应用,低合金高强度结构钢的合金元素以锰为主,还有硅、钒、钛、铝、铌、铬、镍、氮、稀土等元素,钢中合金元素总的质量分数一般3。,部分低合金高强度结构钢的牌号及用途,3. 了解低合金耐候钢,耐候钢是指耐大气腐蚀钢。它是在低碳钢的基础上加人少量铜、铬、镍、钼等合金元素,使钢表面形成一层保护膜的钢材。 焊接结构用耐候钢的牌号是由“Q数字十NH”组成。其中“Q”是“屈”字汉语拼音字母的字首,数字表示钢的最低屈服强度数值,字母“NH”是“耐候”汉语拼音字母的字首,牌号后缀质量等级代号C、D、E,如Q355NHC表示屈服强度大于355MPa,质量等级为C级的焊接结构用耐候钢。焊接结构用耐候钢适用
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