低温钢和耐磨钢

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第四章合金钢
第4节特殊性能钢
第4讲低温钢和耐磨钢
特殊性能钢之
低温钢
指工作温度在0℃以下的零件和结构件钢种
应用领域
•冷冻设备、制氧设备、石油液化设备
•航天工业用的高能推进剂液氢、液氮等液
体燃料的制造、贮运装置
•寒冷地区(如北极、南极)开发所用的机械
设施等等
低温钢
性能要求
低温冲击韧性高,
即韧脆转变温度(FATT)低
影响低温冲击韧度的因素
钢的成分
P,C,Si
使韧脆转变温度上升
Mn、Ni
使韧脆转变温度下降
合金元素ωM(%)
合金元素对韧脆转变温度的影响
影响低温冲击韧度的因素
晶体结构
体心立方结构(BCC)钢
随温度下降,钢韧性显著降低面心立方结构(FCC)钢
随温度下降,对钢韧性影响不大
常用低温钢类型
低碳锰钢(-70℃)
镍钢(-196℃)
奥氏体不锈钢(-269℃)
特殊性能钢之
耐磨钢
耐磨钢
是指用于制造高耐磨零件及构件的钢
高碳铸钢
硅锰结构钢
高碳工具钢
滚动轴承钢
耐磨钢
(本讲中)指高锰耐磨钢
高锰钢
成分特点
高C: 0.9~1.5%
高Mn:11~14%
适量Si: 0.3~0.8%
低S: <0.05% 低P: <0.10%
高锰钢
典型牌号
ZG Mn13 ( ZG是“铸钢”拼音首字母)高锰钢浇铸温度
1290~1350℃浇铸
铸态组织
奥氏体+ 碳化物(晶界)
高锰钢
热处理工艺
水韧处理
(固溶处理,加热1060-1100℃+水冷)
不回火
组织:单相奥氏体
热处理后性能:
韧性好,
硬度低,200HBS
耐磨钢的硬度来自哪里?,
加工硬化:
当高锰钢受到剧烈冲击及高压力作用时,其表层的奥氏体将迅速产生加工硬化
应力诱变马氏体相变:
奥氏体→马氏体,导致表层的硬度提高到
450~500HBS,形成硬而耐磨的表面
高锰钢应用
坦克、拖拉机的履带板、破碎机的牙板
履带板
耐磨钢锤头
高碳锰合金钢球矿山专用耐磨钢棒。