八合金钢PPT课件

按用途分： 合金结构钢：渗碳钢、调质钢、超高强度钢、
弹簧钢、轴承钢 合金工具钢：刃具钢、模具钢、量具钢 特殊性能钢：不锈钢、耐热钢（包括高温合金）、无磁钢
13
第八章 合金钢
8.1 合金钢基本知识
三．合金钢的分类与编号 2. 合金结构钢的编号
基本形式为“两位数字＋元素符号＋数字＋字母” 30 Cr2 Ni4 A
弥散强化机理：弥散强化的实质是利用弥散的超细微粒阻碍位错的运动，从而提高材 料在高温下的力学性能。如用粉末冶金方法制得的弥散强化合金。
6
第八章 合金钢
8.1 合金钢基本知识
二．合金元素在钢中的作用 2．合金元素对Fe-Fe3C相图的影响 （1）对γ区的影响：
★ 扩大γ区的合金元素 Mn、Ni、Co等元素；
一．合金元素的类型及存在形式
1. 非碳化物形成元素
Ni、Si、Al、Co、Cu不能与碳形成化合物，称为非碳化物 形成元素。只能溶于铁素体形成合金铁素体，以α-Fe(Ni或Si或 Al)等表示。
2．与碳作用形成合金碳化物
Fe、Mn、Cr、W、Mo、V、Nb、Ta、Zr、Ti
弱
与碳亲和力程度
强
4
第八章 合 金 钢
固溶强化机理：固溶强化机理即溶质原子与位错的相互作用，有四种主要类型。（1） 溶质原子与位错的弹性相互作用：溶质原子对位错的钉扎形成气团；由于溶质原子的 溶入而导致合金弹性模量的变化；因为溶质原子与溶剂原子尺寸差异而引起的弹性应 力场阻碍了位错运动。（2）溶质原子与位错的化学相互作用：铃木钉扎。（3）溶质 原子与位错的电学相互作用（4）几何相互作用。
8.1 合金钢基本知识
二．合金元素在钢中的作用 2．合金元素对Fe-Fe3C相图
的影响 （2）改变S点和E点的参数 ★合金元素使S点左移 ★合金元素使E点左移
合金元素对S点成分的影响
9
第八章 合金钢
8.1 合金钢基本知识
二．合金元素在钢中的作用 3．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
合金元素含量 含碳量
合金元素
高级优质钢
数字表示平均含碳量（质量分数）的万分之几，合金元素符号后面 的数字表示合金元素含量的百分数。含量小于1.5%时，可不标含 量。
合金工具钢编号与合金结构钢的编号相同
14
第八章 合金钢
8.2 合金结构钢
一．渗碳钢 1．化学成分
渗碳钢碳含量：0.10~0.25% 合金元素含量：1~6%(Mn、Cr、Ni等)
★ 不可逆回火脆性
★ 可逆回火脆性
不可逆回火脆性:主要发生在回火温度 为 250～400℃时，在重新加热脆性
Ni-Cr钢的回火脆性示意图
消失后，重复在此区间回火，不再发
生脆性。
12
第八章 合金钢
8.1 合金钢基本知识
三．合金钢的分类与编号 1. 分类：
按合金元素含量分：低合金钢(WAE<5%)； 中合金钢 (WAE<5~10%)； 高合金钢(WAE>10%)。
第八章 合金钢
1
第八章 合 金 钢
8.1 合金钢基本知识 8.2 合金结构钢 8.3 合金工具钢 8.4 不锈钢 8.5 高温合金
2
第八章 合 金 钢
机械性wenku.baidu.com、工艺性能或物理、 化学性能 ← → 合金元素的关系
3
第八章 合金钢
8.1 合金钢基本知识
定义：为了提高和改善钢的性能，往钢中加入一定量的一种或一种 以上的金属或非金属元素。被加入的元素称为合金元素；含有 意加入元素的钢称为合金钢。
作用：使A1、A3线温度下降， A4线温度上升。
Mn扩大了γ区
7
第八章 合金钢
8.1 合金钢基本知识
二．合金元素在钢中的作用 2．合金元素对Fe-Fe3C相图的影响 （1）对γ区的影响：
★ 缩小γ区元素： Cr、Mo、W、Ti。
作用：使A1 、A3线温度上升， A4线温度下降。
Cr 缩小γ区
8
第八章 合金钢
钢的硬度与回火温度的关系
11
第八章
8.1 合金钢基本知识
二．合金元素在钢中的作用
可逆回火脆性:发生的温度在
合金钢400 ～ 650℃ ， 当 重 新 加 热 脆 性消失后，应迅速冷却，不能 在 400～650℃区间长时间停 留或缓冷，否则会再次发生脆 化现象。
3．合金元素对钢的热处理的影响
含有Mn、Cr、Ni等 元素的合金结构钢，在回 火中具有回火脆性，即回 火后钢出现韧性下降现象。
2．热处理特点及组织 处理工艺：渗碳＋淬火＋低温回火 表层组织：M回火+碳化物(细小)
3．常用渗碳钢 20Cr、20CrMnTi、18Cr2Ni4W
15
第八章 合金钢
8.2 合金结构钢
一．渗碳钢 4.用途
低淬透性渗碳钢 含合金元素总量＜3％
中淬透性渗碳钢 含合金元素总量在4％左右
高淬透性渗碳钢 含合金元素总量在4％~6％
8.1合金钢基本知识
二．合金元素在钢中的作用 1．合金元素能强化钢中的基本相 ① 固溶强化：形成合金铁素体，钢强度、硬度升高，韧性降低。 ② 弥散强化
形成合金渗碳体或特殊碳化物，并以细小质点分布在固溶体的基体上， 则起到弥散强化作用，显著提高钢的强度、硬度、耐磨性和热硬性。
5
第八章 合金钢
8.1 合金钢基本知识
沉淀强化机理：（1）切过第二相的强化机理：当第二相质点细小的情况下，位错直 接切过与基体仍然存在着共格关系的第二相质点（2）绕过第二相的强化机理：当第 二相质点长大到位错难以借助切过的方式通过的时候，位错只能用绕过的方式前进， 位错借助于绕过的方式通过第二相。
加工硬化机理：金属材料在再结晶温度以下塑性变形时强度和硬度升高，而塑性和韧 性降低的现象。又称冷作硬化。产生原因是，金属在塑性变形时，晶粒发生滑移，出 现位错的缠结，使晶粒拉长、破碎和纤维化，金属内部产生了残余应力等。加工硬化 的程度通常用加工后与加工前表面层显微硬度的比值和硬化层深度来表示。
16
第八章 合金钢
8.2 合金结构钢
细化奥氏体晶粒； 对过冷奥氏体转变的影响
奥氏体稳定性提高，提高钢的淬透性； 对回火转变的影响
提高回火稳定性，出现回火脆性；
10
第八章 合金钢
8.1 合金钢基本知识
二．合金元素在钢中的作用 3．合金元素对钢的热处理的影响
W、Mo、V等碳化 物在550℃时，使钢达 到最高硬度，产生二次 硬化。与碳钢相比，回 火温度更高，即合金元 素提高了钢的回火稳定 性。