5.3特殊性能钢及其应用(课件）--2022-2023学年高二劳动版《金属材料及热处理（第三版）》

03 特殊性能钢及其应用 不锈钢是能够抵抗空气、蒸汽、酸、碱、盐等腐蚀性介质腐蚀的钢。常用的不锈钢有铬不锈钢和铬镍不锈钢。 1．成分特点 不锈钢的耐蚀性会随着含碳量的增加而降低，因此大多数不锈钢的含碳量都比较低。 不锈钢中加入的主要合金元素是铬和镍，只有钢中铬的含量达到一定程度（一般含铬量>13%）才有良好的耐蚀性，镍的加入主要是与铬配合调整组织。 任务三　特殊性能钢及其应用 一、不锈钢 2．常用牌号及用途 不锈钢牌号中含碳量的表示方法：只规定含碳量上限者，当钢中含碳量上限不大于0.10% 时，以其上限的 3/4 表示含碳量；当含碳量上限大于 0.10% 时，以其上限的 4/5 表示含碳量。用两位阿拉伯数字表示含碳量的万分数。例如，含碳量上限为 0.08%，含碳量以 06表示；含碳量上限为 0.20%，含碳量以 16 表示；含碳量上限为 0.15%，含碳量以 12 表示。 对超低碳不锈钢（即含碳量≤ 0.030%），仍以其上限的 3/4 表示含碳量，用三位阿拉伯数字表示含碳量的十万分数。例如，含碳量上限为 0.030% 时，其牌号中的含碳量以 022 表示；含碳量上限为 0.020% 时，其牌号中的含碳量以 015 表示。 任务三　特殊性能钢及其应用 规定上、下限者，以平均含碳量 ×100 表示，如含碳量为 0.16%～0.25% 时，其牌号中的含碳量以 20 表示。 合金元素的表示方法与合金渗碳钢相同，如 06Cr19Ni10 表示含碳量不大于 0.08%，含铬量为 19%，含镍量为 10% 的不锈钢；022Cr18Ti 表示含碳量不大于 0.030%，含铬量为18%，含钛量 <1.5% 的不锈钢；20Cr15Mn15Ni2N 表示平均含碳量为 0.2%，含铬量为 15%，含锰量为 15%，含镍量为 2%，含氮量 <1.5% 的不锈钢。 任务三　特殊性能钢及其应用 常用不锈钢的牌号及用途见表 5-11。 任务三　特殊性能钢及其应用 在高温下具有高的抗氧化性能和较高强度的钢称为耐热钢。 1．成分特点 为了提高钢的抗氧化能力，耐热钢中加入的主要合金元素有 Cr、Al、Si，它们在高温下与氧接触时，能在钢的表面形成致密、稳定、连续而牢固的 Cr2O3、Al2O3、SiO2 氧化膜，使钢在高温下的氧化过程难以继续进行。为了提高钢的高温强度，可以在钢中加入难熔合金元素钨和钼，通过提高钢的再结晶温度来提高热强性，也可以在钢中加入铌、钒、钛等，形成NbC、TiC、VC 等，提高塑变抗力，提高高温强度。 任务三　特殊性能钢及其应用 二、耐热钢 2．常用牌号及用途 常用耐热钢的牌号及用途见表 5-12。 任务三　特殊性能钢及其应用 耐磨钢是指用于制造承受严重磨损和强烈冲击的零件的钢，要求具有良好的韧性和耐磨性。高锰钢是典型的耐磨钢。 1．高锰钢的成分及性能特点 高锰钢的含碳量为0.9%～1.4%，含锰量为11%～14%，高碳保证了钢的耐磨性和强度，高锰保证了与碳配合完全获得奥氏体组织，提高加工硬化能力。 由于高锰钢极易加工硬化，切削加工困难，故高锰钢零件大多采用铸造成形。铸态下的高锰钢脆性大，耐磨性也不好，不能直接使用。 任务三　特殊性能钢及其应用 三、耐磨钢 2．高锰钢的热处理特点 高锰钢耐磨、耐冲击的原因是在热处理后具有单相奥氏体组织。为了使高锰钢获得单相奥氏体组织，应进行“水韧处理”，即将钢加热到1 000～1 100 ℃，保温一定时间，使钢中碳化物全部溶解，然后迅速水淬，在室温下获得均匀单一的奥氏体组织。 此时钢的硬度不高（180～220 HBW），韧性很好。当在工作中受到强烈的冲击和压力而变形时，表面会因塑性变形而产生强烈的加工硬化使其硬度显著提高（50 HRC 以上），从而获得高的耐磨性，而心部仍保持高的塑性和韧性，即这种钢只有在受到强大冲击和压力的条件下，才有高的耐磨性，否则并不耐磨。 任务三　特殊性能钢及其应用 3．高锰钢的常用牌号及用途 高锰钢牌号中含碳量不予标出，ZG（为“铸钢”一词汉语拼音首字母）代表铸钢，元素符号和数字含义与合金渗碳钢相同，如ZGMn13 表示平均含锰量为13% 的铸造高锰钢。 高锰钢主要用于制造要求具有高的耐磨性并在高冲击、高压力条件下工作的零件，如坦克和挖掘机的履带，挖掘机铲斗斗齿、破碎机牙板、铁路道岔、防弹板等。 任务三　特殊性能钢及其应用 任务三　特殊性能钢及其应用 1．解释下列牌号的含义，并各举一例说明其主要用途。 12Cr13　　　12Cr18Ni9　　　ZGMn13 2．什么是不锈钢？不锈钢按成分不同可分为哪几类？ 3．为什么高锰钢既耐磨又有很好的韧性？ $