第8章 合金钢

固溶体中台金元素的贫化与原子的扩散过程有关。若钢中加入能延缓扩散 过程的合金元素，就能提高固溶体的稳定性，从而减少固溶体中合金元素 贫化的程度。钢中若加入强碳化物形成元素钨、钒、铌、钛等，就能起到 稳定固溶体，阻碍钼和铬元素从固镕体中向碳化物迁移。
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工程材料学
六、耐热钢的组织稳定性
晶粒与J两者高温强爆速度管载相)使荷等T( 如E升短高期 高
T>TE 发生沿晶断裂
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T对晶粒强度与晶界强度的影响
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工程材料
二、蠕变
（一）蠕变的概念
金属在一定的温度和应力的作用下，随着时间的增加，缓慢地发生塑性变 形的现象，称为蠕变。 某些低熔点的金属（如铅，锡等）在室温下也会发生蠕变。碳钢当温度超 过350℃，低合金钢当温度超过350-400℃，在应力的长期作用下都有蠕变 现象。 温度越高，应力越大，蠕变的速度也就越快。蠕变的形变量，叫做蠕胀。
• 蠕变现象严重会造成管壁的减薄，甚至会引起爆管，因此，抗蠕变能力 的饿大小（蠕变极限）是衡量耐热钢高温机械性能的一个重要技术指标。
高压锅炉和气轮机设备，可能引起蠕变的零部件很多，例如蒸汽过热器的蛇形管及其 出口联箱，过热蒸汽管道和紧固件等。
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（二）蠕变曲线
工程材料
描述金属蠕变整个形变过程的曲线，叫做蠕变曲线。典型的蠕变曲线如图 5-3所示。
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一、耐热钢的强化原理
工程材料学
提高热强性的途径——合金化+适当的热处理
耐热钢的高温强度主要取决于固溶体的强度、晶界强度和碳化物的强度。钢 中加入合金元素就是为零使这三者强化。
强化基体 强化晶界 弥散强化

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典型的蠕变曲线
金属蠕变过程用蠕变曲线来描述。 金属蠕变过程用蠕变曲线来描述。典型的蠕变曲线如图。 （1）Oa线段：是试样在t 温度下承受恒定拉应力σ时所产 线段： 线段 生的起始伸长率δq。 若应力超过金属在该温度下的屈服强度，则δq包括弹性伸长 弹性伸长 塑性伸长率两部分。 率和塑性伸长率 塑性伸长率 此应变还不算蠕变 应变还不算蠕变，而是由外载荷引起的一般变形过程。 应变还不算蠕变
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(二)扩散蠕变
(二)扩散蠕变 扩散蠕变： 扩散蠕变：是在较高温度(约比温度(T／Tm)远超过0.5)下的 ( 一种蠕变变形机理。 它是在高温下大量原子和空位定向移动造成的 高温下大量原子和空位定向移动造成的。 高温下大量原子和空位定向移动造成的 在不受外力情况下，原子和空位的移动无方向性，因而宏观 上不显示塑性变形。 但当受拉应力σ作用时，在多晶体内产生不均匀的应力场 产生不均匀的应力场。 产生不均匀的应力场
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刃位错攀移克服障碍的几种模型： 刃位错攀移克服障碍的几种模型： 可见，塞积在某种障碍前的位错通过热激活可以在新的滑移 面上运动（a），或与异号位错相遇而对消（b），或形成亚 晶界（c），或被晶界所吸收（d）。
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当塞积群中某一个位错被激活而发生攀移时，位错源便可能 再次开动而放出一个位错，从而形成动态回复过程 动态回复过程。 动态回复过程 这一过程不断进行，蠕变得以不断发展。
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本章介绍内容： 本章介绍内容： 阐述金属材料在高温长时载荷作用下的蠕变现象 蠕变现象。 蠕变现象 讨论蠕变变形和断裂的机理 蠕变变形和断裂的机理。 蠕变变形和断裂的机理 介绍高温力学性能指标及影响因素。 为正确选用高温金属材料和合理制定其热处理工艺提供基础 知识。

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1.1.2 钼的主要化学性质 钼的氧化物
钼与氧可生成一系列氧化物，主要有二氧化钼（ MoO2） 场）、三氧化钼（ MoO3 ）和五氧化二钼（Mo2O5 ） 二氧化钼具有金属光泽，呈暗褐色，密度为 6.34 g/cm3
三氧化钼是稳定的氧化物，具有明显的酸性，称为钼酸酐， 白色，加热时变成草绿或淡黄色，其密度为 4 . 45 ，在 650 ℃ 时能明显升华，熔点为795 ℃ ，沸点为 1150 ℃，冶炼钼 铁时主要使用 MoO3。 钼的硫化物
这些助热剂的闪火温度低，燃烧时热效应大。因此，可用助热
剂燃烧放出的热点燃金属热还原反应。“助热剂”又靠点火物
（如镁条）的燃烧去点燃。2来自此外，炉料中还须混入熔剂，如石灰、萤石和硅石等，其 作用是控制还原反应速度；调整炉渣的粘度以强化渣、金反应， 便于渣、金分离和金属的汇集；调整炉渣渣粘度，提高炉渣去 除杂质的能力等。炉外法冶炼是间断式的。 1 钼铁 1.1 钼的主要物理化学性质 1.1.1 钼的主要物理性质 钼是灰白色有金属光泽的金属，结晶结构为体心立方。钼的 主要物理性质如下：
MoS2的开始氧化温度、燃烧温度与粒度的关系
因 MoS2氧化强烈放热；当反应温度升高时，反应平衡将向左移 动，面且反应本身放出的热量足以维持焙烧反应正常进行。所以， 就MoS2氧化焙烧成MoO3反应本身来说，不需外部供热。随着反 应进行，反应体系 SO2 ( g ）不断增加，即PSO2增加，为使生成 SO2（g）反应充分进行，就应保证焙烧中有过剩的空气。这样1可3 以降低氧化焙烧温度
我国典型的钼精矿成分（ % )
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国外典型钼精矿成分（ % ) 钼精矿国家标准
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3 钼精矿的氧化焙烧 3.1 焙烧原理
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经选矿得到的钼精矿含硫量很高，直接用于冶炼，钼铁含硫量 也高。要想生产含硫量低的合格钼铁，应在冶炼前将含硫量高 的钼精矿氧化焙烧，较彻底地去除其中的硫，得到的是用于冶 炼的熟钼精矿。可见，钼精矿的氧化焙烧是冶炼钼铁的第一道 工序。

图8-10 起皱的拉深件
图8-11 有压边圈的拉深
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3. 板料尺寸及拉深力的确定
板料尺寸按拉深前后表面积不变的原则进行计算。 方法：
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（1）间隙过小
间隙过小——上、下裂纹向外错开→中间材料被二次剪切→第二个光 亮带，且材料与凸、凹模之间的摩擦力增加→冲裁力、卸料力、推件 力↑，凹凸模磨损加剧→模具寿命↓
（2）间隙过大
间隙过大→拉伸变形增加，上、下裂 纹向内错开，光亮带减小，圆角带 与锥度增大→厚大的拉长毛刺，冲 裁的翘曲现象严重。 对于批量较大而公差又无特殊要求 的冲裁件——采用“大间隙”冲裁， 提高模具寿命。
冲床
剪床用来把板料剪切成一定宽度的条料，以供下一
步的冲压工序用。
冲床用来实现冲压工序，以制成所需形状和尺寸的
成品零件，冲床的最大吨位已达40000 kN。
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板料冲压的基本工序 板料冲压的基本工序按变形性质可分为分离工 序和变形(成形）工序两大类。
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第八章 板料的冲压工艺
第一节 分离工序
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4. 冲裁力的计算
冲裁时材料对模具的最大抗力称为冲裁力。
冲裁力是选择压力机的主要依据，也是设计模具所必须的依据。
冲裁力大小与板料的材质、厚度及冲裁件周边的长度有关。
普通平刃口冲裁模冲裁力的计算方法如下： P=KL 式中
P──冲裁力，N； L──冲裁件周长，mm；
──板料厚度，mm；
第八章 板料的冲压工艺
板料冲压：是利用装在冲床上的冲模对金属板料 加压，使之产生变形或分离，从而获得零件或毛坯 的加工方法。 板料冲压通常在室温下进行，故又称冷冲压。 当板料厚度超过810 mm 时，需采用热冲压。
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