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(共32张PPT)
合金钢
合金渗碳钢
Part 01
合金调质钢
Part 02
合金弹簧钢
Part 03
滚动轴承钢
Part 04
高速钢
Part 05
冷作合金模具钢
Part 06
热作合金模具钢
Part 07
塑料模具钢
Part 08
合金量具钢
Part 09
合金渗碳钢
合金渗碳钢
合金渗碳钢经渗碳+淬火+低温回火的处理后，便具有外硬内韧的性能，用来制造具有优良的耐磨性和耐疲劳性，又能承受冲击载荷作用的零件，如内燃机上的凸轮轴、活塞销、汽车和拖拉机中的变速齿轮等机器零件。
一、性能要求
1. 渗碳层硬度高，具有优良的耐磨性和接触疲劳抗力，同时应具有适当的塑性和韧性。
2. 渗碳件应具有足够高的强度，且心部有较高的韧性。若强度不足，则硬脆的渗碳层缺乏足够的支撑，容易碎裂、剥落；若心部韧性不足，在冲击载荷作用下则容易断裂。
3. 具有良好的热处理工艺性能和淬透性，在渗碳温度高达900一950℃下奥氏体晶粒不易长大。
二、成分特点
1. 含碳量低
合金渗碳钢的含碳量在0.10％一0.25％之间，可保证零件心部有足够的塑性和韧性。
二、成分特点
2. 加入合金元素
合金渗碳钢中常加入一定量的铬、镍、锰、硅、硼等合金元素，以提高钢的淬透性，保证零件在热处理后表层和心部均得到强化，具有“表硬内韧”的性能。
铬还能细化碳化物，提高渗碳层的耐磨性，镍则对提高渗碳层和心部的韧性非常有利，微量的硼能显著提高钢的淬透性，加人少量阻碍奥氏体晶粒长大的合金元素，如钒、钛、钼、钨等，形成稳定的合金碳化物，能防止渗碳时晶粒长大，还能增加渗碳层硬度、提高耐磨性。
三、热处理特点
合金渗碳钢的热处理，一般是渗碳后淬火＋低温回火。其表层含碳量可达0.85％一1.05％，硬度可达60 HRC以上。
以20CrMnTi制造的汽车变速齿轮为例，说明其热处理工艺。其工艺路线为：下料→锻造→正火→加工齿形→渗碳（950 ℃），预冷淬火(830℃）→低温回火（200℃）→磨齿。正火的目的在于改善锻造组织，保持合适的加工硬度（170-210HBS)，其组织为索氏体＋铁素体。齿轮在使用状态下，由表面往心部组织分别为：回火马氏体＋碳化物颗粒＋残余奥氏体→回火马氏体＋残余奥氏体→…而心部的组织在淬透时为低碳马氏体＋铁素体。
四、常用牌号及用途
合金渗碳钢按淬透性大小分为三类。
低淬透性渗碳钢
水淬临界淬透直径为20一35mm。典型钢种有20Mn2,20Cr和20MnV等。用于制造受力不太大，要求耐磨并承受冲击的小型零件。
中淬透性渗碳钢
油淬临界淬透直径为25一60mm。典型钢种有20CrMnTi,12CrNi3和20MnVB等。用于制造尺寸较大、承受中等载荷、重要的耐磨零件，如汽车齿轮等。20CrMnTi是最常用的合金渗碳钢，适用于截面径向尺寸小于30mm的高强度渗碳零件。
高淬透性渗碳钢
油淬临界淬透直径为100mm以上，属空冷也能淬成马氏体的马氏体钢。典型钢种有12Cr2Ni4,20Cr2Ni4和 18Cr2Ni4WA 等，用于制造承受重载与强烈磨损的极为重要的大型零件，如航空发动机及坦克齿轮。
四、常用牌号及用途
四、常用牌号及用途
常用合金渗碳钢的牌号、力学性能和用途见下表。
四、常用牌号及用途
合金调质钢
合金调质钢
合金调质钢用来制造一些受力复杂的，要求具有良好的综合力学性能的重要零件。广泛应用于制造汽车、拖拉机、机床和其他机器上的各种重要零件，如齿轮、轴类零件，连杆、转向节和高强螺栓等。
一、性能要求
调质钢经热处理后具有高的强度和良好的塑性、韧性，即良好的综合力学性能。调质钢件大多承受多种和较复杂的工作载荷，要求具有高的综合力学性能，但不同零件受力状况不同，其性能要求有所差别。
截面受力均匀的零件如连杆，要求整个截面都有较高的强度、韧性。受力不均匀的零件，如承受扭转或弯曲应力的传动轴，主要要求受力较大的表面区有较好的性能，心部要求可低些。
二、成分特点
1. 中碳
一般含碳量在0.25％一0.5％之间。含碳量过低，不易淬硬，回火后强度不足；含碳量过高则韧性不够。因此，以C =0.40％居多。
二、成分特点
2. 加入合金元素，增加淬透性
通常加入少量的Cr，Mn，Si， Ni和B等合金元素，以提高钢的淬透性。如40钢和40Cr钢相比， 40Cr钢的强度要比40钢高20％，同时具有良好的塑性和韧性。
二、成分特点
3. 加入碳化物形成元素，提高回火稳定性
通常加入少量Ti， Mo，W和V等元素，可阻止奥氏体晶粒长大，提高钢的回火稳定性和消除回火脆性，同时改善钢的性能。
三、热处理特点
合金调质钢的热处理工艺为调质（淬火＋高温回火），处理后得到回火索氏体组织，使零件具有良好的综合力学性能。
若要求零件表面有较高的硬度和耐磨性，可在调质后再进行表面热处理，如表面淬火或氮化处理。这样在得到表面硬化层的同时，心部仍保持为综合力学性能高的回火索氏体组织。
四、常用牌号及用途
常用合金调质钢的牌号、热处理、力学性能及用途见下表。
四、常用牌号及用途
四、常用牌号及用途
合金弹簧钢
合金弹簧钢
合金弹簧钢是一种专用结构钢，主要用于制造各种弹簧和弹性元件。
一、成分特点
合金弹簧钢属于中、高碳钢，其含碳量一般在0.45％-0.7％之间。含碳量太高会使钢的塑性和韧性降低，疲劳极限也会下降。
为了提高钢的淬透性和弹性极限，通常加入锰、硅合金元素，而以硅的作用更为突出。但硅元素在热处理时促进表面脱碳，锰则使钢易于过热。因此，重要用途的弹簧钢，必须加入铬、钨、钒等合金元素，例如，Si-Cr弹簧钢表面不易脱碳。Cr-V弹簧钢晶粒细，不易过热，耐冲击性能好，高温强度也较高。
二、性能要求
弹簧利用弹性变形吸收能量以减缓振动和冲击，或依靠弹性变形储能以起驱动作用。
因此，弹簧钢应具有高的强度、高的弹性极限和疲劳极限、足够的塑性和韧性及良好的表面质量。
此外，弹簧钢还应有较好的淬透性，不易脱碳和过热，容易绕卷成形等。
三、分类及热处理特点
弹簧钢的热处理因弹簧的加工工艺不同而不同，常用的加工工艺有热成型和冷成型两种。
三、分类及热处理特点
1. 热成型弹簧
用热轧钢丝或钢板成型，然后淬火＋中温（450-550℃）回火＋喷丸处理，获得回火托氏体组织，具有很高的屈服点，特别是弹性极限，并有一定的塑性、韧性和良好的表面质量。
一般用于大截面和形状复杂的弹簧。
对弹簧进行喷丸处理主要是使表面产生硬化层，并形成残余压应力，以提高弹簧的抗疲劳性能，从而提高弹簧的寿命。
三、分类及热处理特点
2. 冷成型弹簧
小尺寸的弹簧一般用冷拔弹簧钢丝（片）冷绕成型。由于冷拔弹簧钢丝具有很高的强度和良好的表面质量，因此弹簧绕卷成型后不再进行淬火，只进行250-300℃的去应力退火，以消除应力并使弹簧定形。
合金调质钢的热处理工艺为调质（淬火＋高温回火），处理后得到回火索氏体组织，使零件具有良好的综合力学性能。若要求零件表面有较高的硬度和耐磨性，可在调质后再进行表面热处理，如表面淬火或氮化处理。这样在得到表面硬化层的同时，心部仍保持为综合力学性能高的回火索氏体组织。
四、常用牌号及用途
常用合金弹簧钢的牌号、热处理、力学性能及用途见下表。
四、常用牌号及用途

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