《合金钢全部》PPT课件.ppt

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1、Alloy Steel主主讲人：李安人：李安铭 材料科学与工程学院材料科学与工程学院 1/11/20231合金工具钢合金工具钢第 三 节Alloy Tool Steel1/11/20232Anming Li,Dept of MSE,hpu数字数字+化学元素化学元素+数字数字1、前面(一位）数字表示钢平均含碳量的千分数；含碳量1时，不写数字。2、后面的数字表示合金元素含量。合金元素含量小于1.5%时，不标含量；等于或大于1.5%、2.5%时，以2、3表示。4、特殊特殊标注：注：高速高速钢，例如：，例如：W18Cr4V；3、S、P量较低的高级优质钢，加A材料科学与工程学院材料科学与工程学院 1/1

2、1/20233Anming Li,Dept of MSE,hpu一、合金刃具一、合金刃具钢alloy cutting tool steel材料科学与工程学院材料科学与工程学院 1/11/20234Anming Li,Dept of MSE,hpu 用途：用途：车刀、刨刀、刀、刨刀、铣刀、刀、钻头等。等。用于制造各用于制造各类切削刀具的合金切削刀具的合金钢。（alloy cutting tool steel）材料科学与工程学院材料科学与工程学院 1/11/20235Anming Li,Dept of MSE,hpu车刀端面铣刀钻头丝锥板牙盘型铣刀齿轮滚刀材料科学与工程学院材料科学与工程学院 1/

3、11/20236Anming Li,Dept of MSE,hpu21弹性变形弹性变形 塑性变形塑性变形 挤裂挤裂2材料科学与工程学院材料科学与工程学院 1/11/20237Anming Li,Dept of MSE,hpu材料科学与工程学院材料科学与工程学院 1/11/20238Anming Li,Dept of MSE,hpu材料科学与工程学院材料科学与工程学院 1/11/20239Anming Li,Dept of MSE,hpu一般刃具钢60HRC，部分刃具钢70HRC 决定了刀具的耐用度；耐用度：耐用度：刀具由开始切削到磨钝的时间。材料科学与工程学院材料科学与工程学院 1/11/20

4、2310Anming Li,Dept of MSE,hpu成分VCWCFe3C硬度/HV20101730800三种碳化三种碳化物的硬度物的硬度材料科学与工程学院材料科学与工程学院 1/11/202311热硬性热硬性：材料在高温下保持高硬度的性能，取决于钢的回火稳定性回火稳定性和碳化物的性质碳化物的性质。材料科学与工程学院材料科学与工程学院 1/11/202312刃具材料的耐刃具材料的耐热性是影响机械切削速度性是影响机械切削速度的关的关键因素；因素；国国际生生产工程学会工程学会的一份的一份报告指出：告指出：“正是由于刃具材料的正是由于刃具材料的进步，步，允允许切削速度每隔十年几乎提高一倍切削速度

5、每隔十年几乎提高一倍”。材料科学与工程学院材料科学与工程学院 1/11/202313Anming Li,Dept of MSE,hpu材料科学与工程学院材料科学与工程学院 1/11/202314Anming Li,Dept of MSE,hpu 成分特点：成分特点：高碳高碳+提高淬透性元素提高淬透性元素+提高回火提高回火稳定性元素定性元素 1)高碳，0.851.05%C之间；2)提高淬透性的元素：Cr Mn；3)提高回火稳定性的元素：V Si典型钢种及热处理：典型钢种及热处理：9SiCr CrWMn 淬火低温回火淬火低温回火材料科学与工程学院材料科学与工程学院 1/11/202315Anmin

6、g Li,Dept of MSE,hpu以以WW1818CrCr4 4V V为例为例 形成碳化物，约0.2；保证M中的碳含量，约。形成WC；提高回火稳定性。材料科学与工程学院材料科学与工程学院 1/11/202316Anming Li,Dept of MSE,hpu 增加过冷A稳定性，增加残余A的量形成VC 13.5V，60HRC70HRC材料科学与工程学院材料科学与工程学院 1/11/202317Anming Li,Dept of MSE,hpu塑性差；锻造温度间隔小 几几 种种 钢钢 的的 锻锻 造造 温温 度度95095011501150W18Cr4V800800120012004545

7、70070012501250A3A3终锻终锻温度温度/始始锻锻温度温度/钢钢号号退火组织 铸态组织材料科学与工程学院材料科学与工程学院 1/11/202318 热处理工理工艺曲曲线 材料科学与工程学院材料科学与工程学院 1/11/20231960-63HRC60-63HRC原因原因：大量：大量A A残63-66HRC 组织组织：M回回+C+A残W18Cr4V回火温度与硬度材料科学与工程学院材料科学与工程学院 1/11/202320二、模具二、模具钢Die steel材料科学与工程学院材料科学与工程学院 1/11/202321Anming Li,Dept of MSE,hpu用途：用途：近室温下

8、对金属进行变形的模具；近室温下对金属进行变形的模具；冷冲模、冷挤压、拉丝、滚丝轮、搓丝板等。汽汽车冲冲压模具模具材料科学与工程学院材料科学与工程学院 1/11/202322Anming Li,Dept of MSE,hpu 1）高碳，1.0%C，有的甚至可达到2；2）提高淬透性元素 Cr W Mn;3）碳化物元素，Mo、W、V等。淬火低温回火 尺寸较小、轻载的模具 T10A、9SiCr、9Mn2V；尺寸较大、重载、热处理变 形小的模具 Cr12、Cr12MoV。高碳提高淬透性元素碳化物元素材料科学与工程学院材料科学与工程学院 1/11/202323Anming Li,Dept of MSE,h

9、pu热作模钢热作模钢(hot-working die steel)用途：用途：对高温金属进行变形的模具；如热锻模、热挤压模等。材料科学与工程学院材料科学与工程学院 1/11/202324Anming Li,Dept of MSE,hpu 1）中碳 0.3-0.5%C；2）提高淬透性元素 Cr Mn Ni Si;3）提高回火稳定性元素 Mo、W 4)防止第二类回火脆性元素 W Mo中碳提高淬透性元素提高回火稳定性元素 防止第二类回火脆性元素材料科学与工程学院材料科学与工程学院 1/11/202325Anming Li,Dept of MSE,hpu 5CrMnMo 一般模具 5CrNiMo 各种

10、模具，淬透性好 3Cr2W8V 重载大型模具淬火高温回火汽汽车锻模模材料科学与工程学院材料科学与工程学院 1/11/202326Anming Li,Dept of MSE,hpu用途：用途：制造卡尺，量规、塞规等；三、量三、量 具具 钢钢卡卡 尺尺量量规千分尺千分尺材料科学与工程学院材料科学与工程学院 1/11/202327Anming Li,Dept of MSE,hpu高碳:0.91.5%;合金元素:Cr、Mn、W。淬火 冷处理 低温回火 时效处理简单量具：T10A、T12A、65Mn等。形状复杂、高精度：CrWMn、GCr15。材料科学与工程学院材料科学与工程学院 1/11/202328

11、Anming Li,Dept of MSE,hpu特殊性能钢第 四 节Special Property Steel1/11/202329Anming Li,Dept of MSE,hpu 一一.不锈钢不锈钢(stainless steel)在腐蚀介质中具有很高的抗腐蚀能力的钢。*在空气中的年腐蚀量为0.01mm以内；*在强酸、强碱介质中的年腐蚀量为0.1mm以内。材料科学与工程学院材料科学与工程学院 1/11/202330Anming Li,Dept of MSE,hpu1)1)马氏体型不锈钢马氏体型不锈钢-Cr13-Cr13型钢型钢化学成分特点化学成分特点:WWc=0.1c=0.10.4%0

12、.4%WWCrCr=13%=13%热处理特点热处理特点:淬火回火淬火回火 组织：组织：回火索氏体回火索氏体 结构件结构件 回火马氏体回火马氏体 刀具刀具牌号牌号:1Cr:1Cr13134Cr4Cr1313材料科学与工程学院材料科学与工程学院 1/11/202331Anming Li,Dept of MSE,hpu2)2)铁素体型不锈钢铁素体型不锈钢化学成分特点化学成分特点:Wc=0.1%左右 WCr=17%热处理特点热处理特点:750-780 空冷 不能进行热处理强化。牌号牌号:1Cr:1Cr1717、1Cr1Cr2828等等。用途用途:化工设备中要求耐蚀性高、塑性好、强度低的容器、管道等。硝

13、酸生硝酸生产装置装置材料科学与工程学院材料科学与工程学院 1/11/202332Anming Li,Dept of MSE,hpu3)3)奥氏体型不锈钢奥氏体型不锈钢化学成分特点化学成分特点:Wc=0.080.14%WCr=1719%WNi=811%Cu、Ti、Mo等牌号牌号:0Cr:0Cr1818NiNi9 9、1Cr1Cr1818NiNi9 9、0Cr0Cr1818NiNi9 9TiTi、1Cr18Ni9Ti热处理特点热处理特点:固溶处理;稳定化处理;消除应力退火，不能进行热处理强化用途用途:化工容器、管道等。管板换热器管板换热器大型化工储罐大型化工储罐材料科学与工程学院材料科学与工程学院

14、 1/11/202333Anming Li,Dept of MSE,hpu二二.耐热钢耐热钢在高温下具有抗氧化性和高温强度的特殊钢在高温下具有抗氧化性和高温强度的特殊钢抗氧化性抗氧化性(热稳定性热稳定性)高温强度高温强度(热强性热强性)蠕变极限蠕变极限持久强度持久强度汽汽车气气门材料科学与工程学院材料科学与工程学院 1/11/202334Anming Li,Dept of MSE,hpu 抗氧化钢抗氧化钢 (不起皮钢不起皮钢):奥氏体型钢1Cr18Ni9Ti热强钢热强钢珠光体型珠光体型 15CrMo 15CrMo马氏体型马氏体型1Cr1Cr1313奥氏体型奥氏体型18-818-8型型汽轮机叶片

15、汽轮机叶片材料科学与工程学院材料科学与工程学院 1/11/202335Anming Li,Dept of MSE,hpu三三.耐磨钢耐磨钢(wear-resistant steel)在强烈冲击载荷作用下发生冲击形变硬化的高锰钢。球磨机球磨机挖掘机挖掘机颚式破碎机颚式破碎机材料科学与工程学院材料科学与工程学院 1/11/202336Anming Li,Dept of MSE,hpu牌号牌号ZG Mn13 -1一号铸造高锰钢一号铸造高锰钢锰含量锰含量WWMnMn 13%13%铸钢铸钢2 2、性能：性能：高硬度、耐磨性、韧性。3 3、成分：成分：高碳 Wc=1.01.3%高锰 WMn=1114%4

16、4、热处理：、热处理：水韧处理5 5、室温组织：、室温组织：过饱和单相奥氏体。材料科学与工程学院材料科学与工程学院 1/11/202337Anming Li,Dept of MSE,hpu 既要求耐磨又要求耐冲击的零件。既要求耐磨又要求耐冲击的零件。如拖拉机履带板、球磨机衬板、破碎机牙板、挖掘机铲齿和铁路道岔等。铁路道岔铁路道岔履带履带球磨机衬板球磨机衬板挖挖掘掘机机铲铲齿齿材料科学与工程学院材料科学与工程学院 1/11/202338Anming Li,Dept of MSE,hpuSee you next time!See you next time!读书消读书消得人憔悴得人憔悴衣带渐宽衣带渐宽 终不悔终不悔 再再 见见 1/11/202339Anming Li,Dept of MSE,hpu