5.1合金结构钢及其应用(课件）--2022-2023学年高二劳动版《金属材料及热处理（第三版）》

模块五 低合金钢与合金钢 模块五 低合金钢与合金钢 任务三　特殊性能钢及其应用 任务二　合金工具钢及其应用 任务一　合金结构钢及其应用 01 合金结构钢及其应用 1．成分及性能特点 低合金高强度结构钢的含碳量一般较低（≤ 0.25%），低碳保证钢具有良好的塑性、韧性、焊接性和冷成形性。合金元素中锰和硅的主要作用是提高钢的强度；钒、钛、铌的主要作用是细化晶粒；铜、磷的主要作用是提高钢的耐腐蚀性；微量稀土元素可以脱硫、去气、净化钢材，改善韧性和工艺性能。 低合金高强度结构钢具有较高的强度，足够的塑性和韧性，良好的焊接性和冷成形性，并具有较好的耐蚀性。 任务一　合金结构钢及其应用 一、低合金结构钢 2．热处理特点 低合金高强度结构钢大多数在热轧空冷状态下使用，使用时一般要经过塑性变形，故不需要进行专门的热处理，有特殊需要时（如为了改善焊接接头性能）可进行一次正火。 3．常用牌号及用途 低合金高强度结构钢牌号的表示方法与碳素结构钢相同，如Q355 表示屈服强度为355 MPa 的低合金高强度结构钢。 任务一　合金结构钢及其应用 常用低合金高强度结构钢的牌号、力学性能及用途见表5-1。 任务一　合金结构钢及其应用 合金渗碳钢主要用来制造表面既承受强烈磨损又承受冲击载荷作用的零件，如变速齿轮、齿轮轴、活塞销等。 1．成分及性能特点 合金渗碳钢的含碳量一般为0.10%～0.25%，低碳保证心部有足够的塑性和韧性。合金元素铬、镍、锰、硼的主要作用是提高钢的淬透性；钒、钛的主要作用是细化晶粒。 合金渗碳钢经最终热处理后，表面具有高硬度（硬度可达58～64 HRC）和高耐磨性，心部具有较高的强度、良好的塑性和韧性。 任务一　合金结构钢及其应用 二、合金渗碳钢 2．热处理特点 合金渗碳钢为低碳成分，为改善切削加工性能，预备热处理应采用正火，为保证表面高硬度和高耐磨性，合金渗碳钢最终热处理应采用渗碳后淬火再低温回火。 3．常用牌号及用途 合金渗碳钢牌号的表示方法采用“两位数字+ 元素符号+ 数字”来表示。两位数字表示平均含碳量的万分数，元素符号表示钢中加入的主要合金元素，其后面的数字表示相应合金元素的含量。合金元素含量<1.5% 时不标，平均含量为1.5%～2.49%、2.5%～3.49%、3.5%～4.49% 时， 则相应地标以2、3、4， 以此类推。如20CrMnTi 表示平均含碳量为0.20%，平均含铬、锰、钛量都<1.5% 的合金渗碳钢；20Mn2B 表示平均含碳量为0.20%，平均含锰量为2%，平均含硼量<1.5% 的合金渗碳钢。 任务一　合金结构钢及其应用 常用合金渗碳钢的牌号、力学性能及用途见表5-2。 任务一　合金结构钢及其应用 合金调质钢主要用来制造受力复杂的重要零件，如连杆、螺栓、机器中传递动力的轴、齿轮等。 1．成分及性能特点 合金调质钢的含碳量一般为0.25%～0.50%，含碳量过低，强度及硬度不足；含碳量过高，则韧性不足。合金元素铬、镍、硅、锰、硼的主要作用是提高钢的淬透性和强度；钒、钛、钨、钼的主要作用是细化晶粒，钨、钼还可以提高钢的回火稳定性（淬火钢在回火时抵抗软化的能力）。 合金调质钢经热处理后具有较高的强度、良好的塑性和韧性，即具有良好的综合力学性能。 任务一　合金结构钢及其应用 三、合金调质钢 2．热处理特点 为改善锻造后的组织、消除锻造内应力和改善切削加工性能，合金调质钢的预备热处理应采用正火或退火。为获得良好的综合力学性能，合金调质钢最终热处理应采用调质。对于在某些部位还要求高硬度、高耐磨性的零件，调质后还需进行表面淬火或渗氮。 3．常用牌号及用途 合金调质钢牌号的表示方法与合金渗碳钢相同，如40Cr 表示平均含碳量为0.40%，平均含铬量<1.5% 的合金调质钢。 任务一　合金结构钢及其应用 常用合金调质钢的牌号、力学性能及用途见表5-3。 任务一　合金结构钢及其应用 1．成分及性能特点 合金弹簧钢的含碳量一般为0.45%～0.70%，含碳量过高，则钢的塑性和韧性降低，疲劳强度也下降。合金元素硅、锰的主要作用是提高钢的淬透性和弹性极限，但硅易使钢表面产生脱碳，降低疲劳强度，锰易使钢加热时出现过热，因此，重要用途的弹簧还要加入铬、钨、钒等，使钢不仅具有更高的淬透性，不易脱碳和过热，而且具有更高的高温强度和更好的韧性。 合金弹簧钢经热处理后具有高的弹性极限、高的疲劳极限、足够的塑性和韧性，以及较好的表面质量。 任务一　合金结构钢及其应用 四、合金弹簧钢 2．分类及热处理特点 合金弹簧钢的热处理因用其所制成弹簧的尺寸、成形工艺的不同而不同。 （1）对冷成形弹簧的热处理 当弹簧直径或板簧厚度小于8～10 mm 时，常采用冷成形加工（冷缠、冷卷或冷绕成形）。冷成形弹簧通常在冷成形前对弹簧钢丝进行强化，冷成形后不