2.3.2合金钢(课件）-高一《汽车机械基础》同步教学（北京理工大学出版社）

二. 合金钢 碳钢：价格低，但是，力学性能低，淬透性低，回火抗力差，耐热、耐低温、耐蚀等特殊性能差。 合金钢 ：在碳钢中加入某些合金元素,改善组织与性能.(硅、锰、铬、镍、钼、钨、钒、钛、硼、铝、锆)，成本高，价格贵。 选材时，在满足零件性能要求的前提下应尽量使用碳钢。 与C的亲和力：强 弱 常见的合金元素及作用 Ti Zr Nb V W Mo Cr Mn Fe Co Ni Cu Si Al 弱碳化物形成元素 强碳化物形成元素 非碳化物形成元素 合金元素对基本相的影响： 非碳化物形成元素 溶入F 固溶强化 弱碳化物形成元素 形成合金渗碳体 较硬，耐磨，比Fe3C更稳定 强碳化物形成元素 形成特殊碳化物 高熔点，硬，耐磨，最稳定 （一）合金元素在钢中的作用 1．合金元素可以提高钢的力学性能 2. 合金元素对钢的热处理产生影响 3．合金元素对钢的工艺性能产生影响 合金钢的强化机制： 　　合金F 的固溶强化 　　M位错强化 　　细晶强化（F、M晶粒度，P片间距↓） 　　第二相（沉淀）强化 1．合金元素可以提高钢的力学性能 4 2.合金元素对钢的热处理产生影响 合金元素对淬火、回火状态下钢的强化作用最显著。合金元素除CO外都能使C曲线右移，提高奥氏体的稳定，降低钢的临界冷却速度，提高钢的淬透性，降低淬火应力，减少了工件的变形和开裂。 3．合金元素对钢的工艺性能产生影响 合金元素的加入使钢的铸造、锻造性能、焊接、切削加工性能都不同程度的降低；但可以明显的改善热处理的工艺性能。 １.　合金钢的分类（按用途分类） 　　合金结构钢 —— 低合金结构钢、渗C钢 、调质钢 、 弹簧钢 、轴承钢等。 　　合金工具钢 —— 刃具 、模具、量具钢。 　　特殊性能钢 —— 不锈钢、耐热钢、耐磨钢。 （二）合金钢的分类及编号 7 ２.　合金钢的编号 　　 结构钢 —— 如 60Si2Mn ，w(C)=0.6% ，w(Si)=2% ，w(Mn)＜1.5% 　　 工具钢、特殊性能钢 —— 如 9SiCr ，w(C)=0.9% ，w(Si)、w(Cr) 均＜1.5% , 而 CrWMn 中，w(C)＞1.0% 　　 专用钢 —— 如，滚动轴承钢 GCr15， w(C)=1.0% ， w(Cr)=1.5% 　　 高级优质钢 —— 如，20Cr2Ni4A （二）合金钢的分类及编号 8 (三) 合金结构钢 1．低合金结构钢 　2．渗碳钢 　　3．调质钢 　　　4．弹簧钢 　　　　5．滚动轴承钢 1．低合金结构钢 钢号 旧钢号 主 要 化 学 成 分，% 机械性能 C Mn Si， s ，MPa b ，MPa 5 ，% Q295 09MnNb 12Mn 0.16 0.80 ~1.50 0.55 295 570 23 Q345 16Mn 16MnRe 0.18 ~0.20 1.00 ~1.60 0.55 345 630 21~22 Q390 16MnNb 15MnTi 0.20 1.00 ~1.60 0.55 390 650 19~20 Q420 14MnVTiRe 15MnVN 0.20 1.00 ~1.70 0.55 420 680 18~19 Q460 14MnMoV 18MnMoNb 0.20 1.00 ~1.70 0.55 460 720 17 常用低合金结构钢的牌号、成分、性能（厚度(直径)16mm，AKV ≥34J） 成分 —— w(C)＜0.2% ，主加元素Mn，附加V、Ti、Nb。 性能 —— 强度、韧性高，焊接、冷成形性能好。 (摘自GB/T1591-1994) 普通低合金结构钢牌号 Q 345 C 质量等级 345 MPa 屈服强度 热处理、组织 —— 热轧空冷，S＋F 高压容器 桥梁 船舶 车辆 应用 典型普低合金钢应用 Q460钢含Mo、B，正火组织为B，强度高，用于石化中温高压容器。 Q345钢(16Mn)综合性能好，用于船舶、桥梁、车辆等大型钢结构。 Q390钢含V、Ti、Nb，强度高，用于中等压力的容器。 1) 合金渗碳钢 成分 —— w(C)=0.12～0.25%, 韧性好。合金元素提高淬透性、耐磨性, 细化晶粒。 Cr、Ni、Mo、W、Mn、Si和B提高淬透性， Ti细化晶粒。 适用于渗碳、淬火和低温回火的热处理方式的合金结构钢。 性能 —— 渗层硬度高，耐磨，抗接触疲劳；心部韧性高、强度大。 如20CrMnTi，用于变速齿轮、轴、活塞销等。 2. 合金结构钢 渗C钢的牌号（摘自GB/T3077-1999）