《工程材料》课程电子教案（PPT课件讲稿）合金钢

第七章合金钢 合§1合金元素在钢中的作用 钢§2合金钢的分类和编号方法 §3合金结构钢 §4工具钢 §5特殊性能钢 2021年2月19日星期五

第七章 合金钢 2021年2月19日星期五 1 合 金 钢 §1 合金元素在钢中的作用 §2 合金钢的分类和编号方法 §3 合金结构钢 §4 工具钢 §5 特殊性能钢

第七章合金钢 碳钢性能较好、容易加工、成本低廉,工程上应 绪用最广、使用量最大(90%) 论碳钢缺点淬透性不高、耐回火性较差和不能满足 更高的力学性能要求或某些特殊性能(如耐热、 耐蚀)等; 合金钢有意加入合金元素,克服了碳钢使用性能 的不足,从而可在重要或某些特殊场合下使用。 20钢:0b≥410N/mm2 16Mm:0b≥520N/m2(Mn12~1%) 2021年2月19日星期五 2

第七章 合金钢 2021年2月19日星期五 2 绪 论 碳钢性能较好、容易加工、成本低廉，工程上应 用最广、使用量最大（90%）； 碳钢缺点淬透性不高、耐回火性较差和不能满足 更高的力学性能要求或某些特殊性能（如耐热、 耐蚀）等； 合金钢有意加入合金元素，克服了碳钢使用性能 的不足，从而可在重要或某些特殊场合下使用。 20钢： σb≥410N/mm2 16Mn： σb≥520N/mm2 （Mn1.2～1.6％）

第七章合金钢 §1合金元素在钢中的作用 常用合金元素:Mn、Si、Cr、Mo、W、V Ti、Nb、Zr、Ni、RE(稀土) 今合金元素分类(根据与碳亲和力的大小): >强碳化物形成元素:Mo、W、Fe、 、Ti、Nb、Zr 弱碳化物形成元素:Mn、Cr 非碳化物形成元素:Si、Cu、Co Ni、AI、N、B 今合金元素对钢的相变、组织和性能的影响 都取决于它们与钢中的Fe或C的相互作用 2021年2月19日星期五

第七章 合金钢 2021年2月19日星期五 3 ❖常用合金元素：Mn、Si、Cr、Mo、W、V、 Ti、Nb、Zr、Ni、RE(稀土) ❖合金元素分类（根据与碳亲和力的大小）： ➢强碳化物形成元素：Mo、W、Fe、 V、Ti、Nb、Zr ➢弱碳化物形成元素： Mn、Cr ➢非碳化物形成元素： Si、Cu、Co、 Ni、Al、N、B §1 合金元素在钢中的作用 ❖合金元素对钢的相变、组织和性能的影响 都取决于它们与钢中的Fe或C的相互作用

第七章合金钢 §1合金元素在钢中的作用 合金元素对钢中基本相的影响 令钢中的基本相:F、Fe3C 今钢中合金元素的存在方式: >固 溶:合金铁素体 合金渗碳体:(Fe、Mm)3C、(Fe、w)3C 合金碳化物:ⅤC、TiC、WC MoC、Cr,C2、Cr2C 2021年2月19日星期五

第七章 合金钢 2021年2月19日星期五 4 一、合金元素对钢中基本相的影响 ❖钢中的基本相：F、Fe3C ❖钢中合金元素的存在方式： ➢固 溶：合金铁素体 ➢合金渗碳体：(Fe、Mn)3C 、(Fe、W)3C ➢合金碳化物：VC、TiC、WC、 MoC、Cr7C3、Cr23C6 §1 合金元素在钢中的作用

第七章合金钢 §1合金元素在钢中的作用 合金元素对钢的力学性能的影响 24 320 220 280 20 240 180 200 16 160 149 R12 120 嘉8y 100 合金元素(%) 合金元素(%) a)对硬度影响 b)对韧性影响 合金元素对铁素体性能的影响(退火状态) 2021年2月19日星期五

第七章 合金钢 2021年2月19日星期五 5 合金元素对钢的力学性能的影响 合金元素对铁素体性能的影响(退火状态) §1 合金元素在钢中的作用

第七章合金钢 §1合金元素在钢中的作用 二、合金元素对FeC合金相图的影响 (点、线、区) 扩大奥氏体区: 40 1300 0、 120 Ni、Mn、Cu 110 0.35%Mn 1000 5%M 90 4%M 奥氏体形成元素Mn 80 对相图的影响: 700 600 65%Mn 9%Mn 低温、低碳 0.20.40.60.81.0121.41.6 2021年2月19日星期五 6

第七章 合金钢 2021年2月19日星期五 6 二、合金元素对Fe-C合金相图的影响 （点、线、区） 扩大奥氏体区： C、N、Co、 Ni、Mn、Cu 奥氏体形成元素Mn 对相图的影响： 低温、低碳 §1 合金元素在钢中的作用

第七章合金钢 §1合金元素在钢中的作用 二、合金元素对FeC合金相图的影响 (点、线、区) 缩小奥氏体区: 19%Cn 140 5%Cr Cr、Mo、W、 1300 120 、Ti、Si、AI 110d 独100 噢90 铁素体形成元素Cr 800 700 对铁碳合金相图的影 600 响:高温、低碳 0,20.40.50.81.0.21.1.6 C(%) 2021年2月19日星期五 7

第七章 合金钢 2021年2月19日星期五 7 二、合金元素对Fe-C合金相图的影响 （点、线、区） 缩小奥氏体区： Cr、Mo、W、 V、Ti、Si、Al 铁素体形成元素Cr 对铁碳合金相图的影 响:高温、低碳 §1 合金元素在钢中的作用

第七章合金钢 §1合金元素在钢中的作用 二、合金元素对Fe-C合金相图的影响 (点、线、区) 1200 缩小γ区 116 0.77% 尔餐 0.6 80Q 727℃ 040 Si 020 Mn Ti Mo 合金元素(%) 50自801m扩大区 图7-3合金元素对共析成分的影响 图7-4合金元素对共析温度的影响 使S、E点的含碳量降低(共析温度、成分) 2021年2月19日星期五

第七章 合金钢 2021年2月19日星期五 8 二、合金元素对Fe-C合金相图的影响 （点、线、区） 使S、E点的含碳量降低（共析温度、成分） 727℃ 缩小γ区 扩大γ区 0.77％ §1 合金元素在钢中的作用

第七章合金钢 §1合金元素在钢中的作用 、合金元素对钢的热处理的影响 1>对形成A速度的影响(由C来控制 Co、N加速扩散 的 对加热 Mo、W、V、Ti阻碍扩散 影时对A晶粒度的影响 响奥 P、Mn促进 氏体化 Ti、Nb、Ⅴ强烈阻碍(AN W、Mo、Cr有一定阻碍作用 Si、Ni、Co、Cu影响不大 2021年2月19日星期五

第七章 合金钢 2021年2月19日星期五 9 三、合金元素对钢的热处理的影响 . 1 对 加 热 时 奥 氏 体 化 的 影 响 ➢对形成A速度的影响(由C来控制) Co、Ni加速扩散 Mo、W、V、Ti阻碍扩散 ➢对A晶粒度的影响 P、Mn促进 Ti、Nb、V强烈阻碍(AlN) W、Mo、Cr有一定阻碍作用 Si、Ni、Co、Cu影响不大 §1 合金元素在钢中的作用

第七章合金钢 §1合金元素在钢中的作用 、合金元素对钢的热处理的影响 2.对 等温转交C线的位置与形状: 过冷>非(弱碳化物形成元素:Ni、Si、Mn、 奥氏Cu溶入奥氏体、增大稳定性,使C曲线右 体分移、Ms点降低 解过 程的碳化物形成元素:vW、Mo 影响Cr、Ti不仅使C曲线右移,而且分离成两 个“鼻子” 2021年2月19日星期五

第七章 合金钢 2021年2月19日星期五 10 三、合金元素对钢的热处理的影响 2. 对 过冷 奥氏 体分 解过 程的 影响 等温转变C曲线的位置与形状： ➢非(弱)碳化物形成元素： Ni、 Si、 Mn 、 Cu溶入奥氏体、增大稳定性，使C曲线右 移、Ms点降低 ➢碳化物形成元素：V、W、Mo、 Cr、Ti不仅使C曲线右移，而且分离成两 个“鼻子” §1 合金元素在钢中的作用