碳钢及合金钢应用与区别.ppt
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碳钢及合金钢应用与区别.ppt
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钢铁材料的特征钢铁材料的特征l品种繁多、性能丰富l矿藏丰富,冶炼加工相对容易,价格较低l应用广泛,是最重要的工程材料碳碳钢及合金钢及合金钢的应用与区别钢的应用与区别工具钢工具钢结构钢结构钢不锈钢不锈钢碳钢与合金钢的比较碳钢与合金钢的比较u碳钢的特点碳钢的特点冶炼加工容易成本低,应用广可热处理强化回火稳定性差淬透性差基本相强度低,韧性差不能满足特殊性能要求u合金钢的特点合金钢的特点冶炼加工困难成本高回火稳定性高淬透性高基本相强度高,韧性好能满足特殊性能要求使用性能:
使用性能:
以以强韧性强韧性为主为主工艺性能:
工艺性能:
以以可焊性、淬透性可焊性、淬透性为主为主常用钢种:
常用钢种:
碳素结构钢、优质碳素结构钢、合金结构钢等碳素结构钢、优质碳素结构钢、合金结构钢等工程用钢:
工程用钢:
建筑、桥梁、船舶、车辆建筑、桥梁、船舶、车辆渗碳钢渗碳钢调质钢调质钢弹簧钢弹簧钢滚动轴承钢滚动轴承钢耐磨钢耐磨钢机器用钢机器用钢结构钢结构钢33结构钢结构钢(普通普通)碳素结构钢碳素结构钢l牌号牌号:
Q195Q195Q215Q215Q235Q235Q255Q255Q275Q275AA、BBAA、BB、CC、DDAA、BBl成分特点:
成分特点:
低C,高S、P,高非金属夹杂l性能特点:
性能特点:
冶炼容易、冶金质量差、机械性能低可焊性、塑性好、工艺性好可焊性、塑性好、工艺性好l使用状态:
使用状态:
热轧空冷热轧空冷SSFFl用途:
用途:
工程结构件(钢板、钢筋、型钢等)普通机械零件(少)Wc低时可用作焊接、铆接件等;重要零件用Q235C、Q235D(普通普通)碳素结构钢碳素结构钢GB/T700-1988标准GB700-79标准化学成分和力学性能均须保证A类钢保证力学性能,B类钢保证化学成分,C类钢保证化学成分及力学性能。
Q195A1;B1Q215A2;C2Q235A3;C3Q255A4;C4Q275C5碳素结构钢碳素结构钢新、老标准钢号对照新、老标准钢号对照l牌号:
牌号:
0808、1010、1515、2020、7575、8080、8585(FF)l成分特点:
成分特点:
Wc:
0.08%0.85%C,S、P0.04%l性能特点:
性能特点:
冶金质量较好、塑性韧性高、淬透性及回火稳定性差l使用状态:
使用状态:
使用前一般都要经过热处理(渗碳、淬火、回火等)l用途:
用途:
比较重要的零件,如齿轮、轴、连杆、弹簧等优质碳素结构钢优质碳素结构钢低合金结构钢低合金结构钢l牌号:
牌号:
或:
或:
16Mn16Mn、09MnV09MnV、0909MnNbMnNb、15MnTi15MnTi、1414MnVTiReMnVTiRel成分特点:
成分特点:
Q295Q295Q345Q345Q390Q390Q420Q420Q460Q460AA、BBAAEEAAEEAAEECC、DD、EE低合金(WMe3%)低C(Wc0.2%)保证钢的韧性、焊接性和冷成形性能Mn、V、Ti、Nb、Cu、P、Si、Re提高F的强度(Mn(Mn、Si)Si)细化晶粒(V(V、TiTi、Nb)Nb)提高s、b、ak增加P,并使之细化(Mn)(Mn)弥散强化(V(V、TiTi、Nb)Nb)提高耐蚀性(Cu(Cu、P)P)脱硫、去气,使钢材净化,改善韧性和工艺性能(Re)(Re)l性能特点:
性能特点:
(ss)高、高、ss/bb高高减重20%30%具有良好的塑性和足够的韧性具有较高的冷加工成形性具有良好的可焊性、耐蚀性低的韧脆转变温度低合金结构钢低合金结构钢l使用状态:
使用状态:
热轧或正火,SSFFl用途:
用途:
强度较高的工程结构件钢号旧钢号主要化学成分,%机械性能CMnSi,s,MPab,MPa5,%Q29509MnNb12Mn0.160.801.500.5529557023Q34516Mn16MnRe0.180.201.001.600.553456302122Q39016MnNb15MnTi0.201.001.600.553906501920Q42014MnVTiRe15MnVN0.201.001.700.554206801819Q46014MnMoV18MnMoNb0.201.001.700.5546072017常用低合金结构钢牌号、成分、性能常用低合金结构钢牌号、成分、性能(厚度(直径)16mm,AKV34J)调质钢调质钢l性能特点:
性能特点:
调质处理后具有SS回回综合性能加工性能l成分特点成分特点:
中碳(0.25%0.50%)低合金(3.5%)提高淬透性:
Mn、Si、Cr、Ni、B强化铁素体:
Mn、Si、Cr、Ni细化晶粒:
Ti、V防止第二类回火脆性:
W、Mol加工工艺路线:
加工工艺路线:
下料锻造预备热处理粗加工调质精加工表面强化装配l调质目的:
调质目的:
为表面淬火作组织准备;获得最终心部组织l组织:
组织:
主体:
S回表层:
M回正火或退火淬火+高温回火淬火+低温回火回火索氏体回火索氏体调质钢调质钢螺杆破碎机主轴破碎机主轴柴油机连杆柴油机连杆l分类及用途:
分类及用途:
低淬透性(DD00油油3060mm60mm,40CrNiMo40CrNiMo、4040CrMnMoCrMnMo、38CrMoAlA)大截面重载零件,如汽轮机主轴和叶轮汽轮机主轴汽轮机主轴调质钢调质钢弹簧钢弹簧钢l成分特点成分特点中高碳:
碳素弹簧钢为0.60.9%C合金弹簧钢为0.450.7%C主加元素:
Si、Mn、Cr、V低S、P及非金属夹杂:
保证表面质量高疲劳强度高用于制造利用弹性变形储存能量或缓和冲击的零件用于制造利用弹性变形储存能量或缓和冲击的零件l性能特点性能特点:
高的s,s/b;高的-1;足够的韧性,耐震动、抗冲击高的淬透性提高屈强比、淬透性、回火稳定性、细化晶粒l热处理特点:
热处理特点:
热轧弹簧热轧弹簧(10mm10mm大截面弹簧大截面弹簧):
热成型淬火+中温回火喷丸冷轧弹簧冷轧弹簧(10mm10mm弹簧)弹簧):
淬火+中温回火冷成型去应力喷丸弹簧钢弹簧钢大型热卷弹簧l弹簧的表面质量弹簧的表面质量防止表面脱碳;避免表面缺陷;进行喷丸处理,使表面产生压应力l使用状态组织:
使用状态组织:
TT回回冷卷螺旋压缩弹簧弹簧钢弹簧钢65Mn、60Si2Mn:
较大截面弹簧(汽车、拖拉机、机车板簧和螺旋弹簧)50CrV:
大截面、大载荷、耐热的弹簧l用途用途汽车板簧火车螺旋弹簧l冷成形弹簧的生产过程冷成形弹簧的生产过程高而均匀的硬度和耐磨性高的b和接触疲劳强度足够的韧性、淬透性和耐蚀性高的纯净度l工作条件工作条件承受高接触应力(达30003500MPa)周期性交变载荷(频率达数万次/分)和摩擦滚动轴承钢滚动轴承钢用于制造轴承套和滚动体的专用钢种用于制造轴承套和滚动体的专用钢种向心向心球轴承球轴承滚针滚针轴承轴承圆柱滚圆柱滚子轴承子轴承l性能要求性能要求滚动轴承钢滚动轴承钢l成分特点成分特点:
高碳:
0.951.100.951.10%C主加元素CrCr,提高淬透性、耐磨性和耐蚀性辅加元素MnMn、SiSi,提高淬透性l热处理特点:
热处理特点:
球化退火球化退火+淬火淬火+低温回火低温回火冷处理冷处理(-60-80),时效时效(120140,1020h)减少减少AA、稳定尺寸、去应力、稳定尺寸、去应力l组织:
组织:
回火回火MM细颗粒碳化物少量细颗粒碳化物少量AAl应用:
应用:
GCr15GCr15:
中小型轴承,冷冲模,量具,丝锥GCr15SiMnGCr15SiMn:
大型、特大型轴承滚动轴承钢滚动轴承钢轴承生产车间l滚动轴承钢的热处理滚动轴承钢的热处理渗碳钢渗碳钢表面:
表面:
高的硬度、耐磨性和接触疲劳强度心部:
心部:
应有较高的韧性和塑性、足够的强度在高的渗碳温度下奥氏体晶粒不易长大,并有良好的淬透性l工作条件工作条件承受冲击载荷及交变应力作用表面受强烈磨损用于制造渗碳零件的专用钢种用于制造渗碳零件的专用钢种l性能要求性能要求l成分特点成分特点:
低碳:
0.100.250.100.25%C加入提高淬透性元素Cr、Ni、Mn、B加入阻碍奥氏体晶粒长大的元素Ti、V、W、Mo渗碳钢渗碳钢l分类及应用:
分类及应用:
低淬透性合金渗碳钢低淬透性合金渗碳钢15Cr、20Cr、20Mn2用于受力小的耐磨件,如柴油机的活塞销、凸轮轴用于受力小的耐磨件,如柴油机的活塞销、凸轮轴中淬透性合金渗碳钢中淬透性合金渗碳钢20CrMn、20CrMnTi、20Mn2TiB用于中等载荷的耐磨件,如变速箱齿轮。
用于中等载荷的耐磨件,如变速箱齿轮。
高淬透性合金渗碳钢高淬透性合金渗碳钢18Cr2NiWA、20Cr2Ni4A用于大载荷的耐磨件,如柴油机曲轴。
用于大载荷的耐磨件,如柴油机曲轴。
活塞销活塞销(20Cr)(20Cr)柴油机曲轴柴油机曲轴变速箱齿轮变速箱齿轮按用途分为:
刃具钢模具钢量具钢模具刃具刃具量具44工具钢工具钢u刃具钢的基本要求刃具钢的基本要求性能要求性能要求高硬度(HRC60)(HRC60)高的耐磨性高的弯曲强度和足够的韧性高的热稳定性(热硬性)组织要求组织要求:
硬而细小的碳化物均匀分布在强而韧的钢基体中冶金质量:
冶金质量:
优质或高级优质u刃具钢包括:
刃具钢包括:
碳素工具钢、低合金工具钢和高速钢用来制造各种切削刀具的钢种用来制造各种切削刀具的钢种切削加工一、刃具钢一、刃具钢锻造球化退火机加工淬火+低温回火正火+球化退火碳素工具钢碳素工具钢l牌号牌号:
T7T7、T8T8、T9T9、T12T12T13T13(AA)l成分特点:
成分特点:
高C(0.65%1.35%)、低S、Pl性能特点:
性能特点:
高H,工作温度低时有较好的耐磨性;工艺性好,淬透性低,热硬性差l工艺路线工艺路线:
消除锻造应力;消除锻造应力;降低硬度,便于切削加工;降低硬度,便于切削加工;使球化,为淬火做准备。
使球化,为淬火做准备。
获得高硬度、高耐磨性获得高硬度、高耐磨性最终组织碳化物网组织球化退火后组织T12钢正常淬火组织MM回回粒状粒状FeFe33CC+A+Al最终组织:
最终组织:
尺寸小、形状简单、低速低温硬度高的工具T7、T8、T9、T10、T11、T12、T13韧性高硬度高T7、T8:
冲头、凿子、锤子等承受冲击的工具T9、T10、T11:
钻头、刨刀、丝锥等低速切削工具及冷作模具T12、T13:
锉刀、手锯条、刮刀、量规、样套等耐磨工具及量具碳素工具钢碳素工具钢l应用:
应用:
(碳素工具钢(碳素工具钢+合金元素)合金元素)高高CC(0.91.5%0.91.5%)+低合金低合金(55%)合金元素作用:
合金元素作用:
提高淬透性提高淬透性:
Cr、Mn、Si提高耐回火性:
提高耐回火性:
Si、Cr提高耐磨性、细化晶粒、提高耐磨性、细化晶粒、阻止钢过热阻止钢过热:
W、V低合金工具钢低合金工具钢l成分特点成分特点:
l性能要求性能要求:
HRCHRC6060,使用温度使用温度200300200300,有一定的强度和韧性有一定的强度和韧性丝锥板牙扳手低合金工具钢低合金工具钢l热处理热处理:
球化退火球化退火(+机加工)机加工)+淬火淬火(油冷)(油冷)+低温回火低温回火l最终组织:
最终组织:
回火回火M+M+合金碳化物合金碳化物+少量少量AA各种薄刃刀具;截面较大、形状复杂、变形小的模具。
各种薄刃刀具;截面较大、形状复杂、变形小的模具。
l应用:
应用:
9SiCrCrWMn高速钢型材提高硬度、耐磨性(W、V、Cr、Mo)提高淬透性(Cr)提高回火稳定性(W、V)细化晶粒(V)高速钢高速钢制造高速切削刃具用钢制造高速切削刃具用钢l典型钢种典型钢种:
W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2l成分特点:
成分特点:
高高CC(wC=0.651.65%)高合金高合金(10%)高速钢高速钢l性能特点:
性能
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- 合金钢 应用 区别