金属工艺学各种钢的总结.docx
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金属工艺学各种钢的总结.docx
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金属工艺学各种钢的总结
结构钢
结构钢按用途可分为工程用钢和机器用钢两大类。
工程用钢主要是用于各种工程结构,包括碳素结构钢和低合金高强度结构钢,这类钢冶炼简便、成本低、用量大,一般不进行热处理,而机器用钢大多采用优质碳素结构钢和合金结构钢,它们一般都经过热处理后使用。
()碳素结构钢
.牌号
碳素结构钢含碳量低(),硫、磷含量较高。
这类钢通常在热轧空冷状态下使用,其塑性高,可焊性好,使用状态下的组织为铁素体加珠光体。
.使用状态和热处理
一般不经热处理,而在钢厂供应状态(轧制状态)下直接使用
.用途
钢结构件、焊接和扳金机械结构件。
()优质碳素结构钢
.牌号
()低合金高强度结构钢
低合金高强度结构钢是在碳素结构钢的基础上,加入少量的合金元素发展起来的,原称为普通低合金钢。
.牌号
.性能特点
强度高于碳素结构钢,可降低结构自重、节约钢材;
具有足够的塑性、韧性及良好的焊接性能;
具有良好的耐蚀性和低的冷脆转变温度。
.成份特点
低碳:
含碳量≤
低和金:
主加元素为锰
.热处理特点
在热轧状态下使用,组织为铁素体加珠光体。
.典型钢种及用途
是应用最广、用量最大的低合金高强度结构钢,广泛用于石油化工设备、船舶、桥梁、车辆等大型钢结构中。
()渗碳钢
.成分:
含碳量%的合金钢,主要加入能提高淬透性的、、等元素;
.性能特点:
经热处理后表硬里韧、耐磨性及抗疲劳性好;
.渗碳件一般的工艺路线:
.用途
应用很广,主要用于制造渗碳零件,如变速齿轮、内燃机凸轮轴等各种表面耐磨件。
.常用的渗碳钢
低淬透性渗碳钢:
、等,心部强度低,尺寸和载荷小的齿轮和滑块;
中淬透性渗碳钢:
、等,心部强度较高,用于制造中等强度的耐磨零件,如汽车、拖拉机的变速齿轮、齿轮轴等;
高淬透性渗碳钢:
、等,淬透性很高。
用来制造承受重载荷和强烈磨损的重要零件,如飞机、坦克中的曲轴及重要齿轮等。
以渗碳钢制造汽车变速齿轮为例:
下料毛坯锻造正火加工齿形局部镀铜渗碳(℃)预冷淬火(℃)低温回火(℃)喷丸磨齿
()调质钢
在调质处理后使用的钢种,主要用于制造受力复杂的汽车、拖拉机、机床及其他各种重要零件。
.性能要求:
良好的综合力学性能;良好的淬透性。
.成分特点:
中碳:
含碳量为;主加合金元素为、、、、。
.调质件一般的工艺路线:
.典型钢种
低淬透性调质钢:
、,用于制造尺寸较小的齿轮、轴、螺栓等。
中淬透性调质钢:
,用于制造截面较大的零件,如曲轴、齿轮等
高淬透性调质钢:
,用于制造大截面、重载荷的零件,如汽轮机主轴、叶轮、航空发动机等。
()弹簧钢
.成分:
含碳量在~的合金钢。
主要加入元素是硅和锰,提高淬透性和屈强比;
.热处理:
淬火中温回火;
.组织:
回火托氏体;
.热处理特点:
冷成形弹簧:
对于钢丝直径小于的弹簧,通过冷拔(或冷拉)、冷卷成型;冷卷后的弹簧不必进行淬火处理,只需进行一次消除内应力和稳定尺寸的定型处理,即加热到~℃,保温一段时间,从炉内取出空冷即可使用。
热成形弹簧:
直径大于,在高于淬火温度热卷成形,然后淬火中温回火(—℃),得到回火托氏体组织。
.典型钢种
、弹簧钢:
代表性钢种、,主要用于制造较大截面的弹簧,如汽车、拖拉机的板簧、螺旋弹簧等;
、弹簧钢:
代表性钢种,主要用于大截面、大载荷、耐热的弹簧,如阀门弹簧、高速柴油机的气门弹簧等。
()滚动轴承钢
.用途:
主要用来制造滚动轴承的内外圈,滚动体等;
.牌号:
.化学成分:
含碳量,含铬量
.热处理及组织:
预先热处理:
球化退火;最终热处理:
淬火低温回火
使用状态下组织:
回火马氏体+细小碳化物+残余奥氏体。
.典型钢种:
应用最广的钢,大量用于制造中大型轴承,还可用于制造冷冲模、量具、丝锥等。
()耐磨钢
指在冲击载荷作用下发生冲击硬化作用的高锰钢
.用途:
用于既承受严重磨损又承受强烈冲击的零件;
.化学成分:
高碳:
含碳量为;高锰:
含锰量为;
.热处理及组织:
由于加工困难,铸造后直接使用;
.应用最广的,,钢。
()工具钢
工具钢是用来制造各种工具的钢种
刃具钢
用于制造各种金属切削刀具的钢种
一、性能要求:
高的硬度:
高的硬度,>
高耐磨性:
耐磨性取决于硬度、韧性和碳化物;
高的热硬性:
钢在高温下保持高硬度的能力;
足够的韧性和塑性:
以免刀具在使用过程中崩刃、折断。
二、常用刃具钢:
碳素工具钢、低合金工具钢、高速钢
1.碳素工具钢
)牌号:
×[×][];×[×]——含碳千分之几,[]:
高级;
)典型钢种:
、、、、……、;
)用途:
冲头、凿子要选用、等;车刀、钻头可选用;精车刀、锉刀则选用,。
)优点:
成本低,耐磨性和加工性较好,在受用工具和机用低速工具上广泛应用;
)缺点:
热硬性差,淬透性低,只适于制作尺寸不大、形状简单的低速刀具。
低合金工具钢
1)牌号
)化学成分:
在碳素工具钢的基础上加入少量合金元素,在保持高碳的同时,加入、、、、等合金元素;
)用途:
广泛用于制造形状复杂、要求变形小的低速切削刃具,如丝锥、板牙等,也常用作冷冲模;
)优点:
淬火后的硬度与碳素工具钢处于同一范围,但淬火变形小、开裂倾向小;
)典型钢种:
。
3.高速工具钢:
制造高速切削刀具用钢
)牌号:
[×]□[×]□[×]□[×],□-合金元素,[×]-合金元素含量;
)化学成分:
含碳量为,主要加入的合金元素是、、、;
)高速钢的加工工艺路线:
下料—锻造—退火—机加工—淬火回火—喷砂—磨削加工
)典型钢种:
)用途:
主要用于制造高速切削刀具,如车刀、刨刀、铣刀、钻头等
)特点:
高速钢价格昂贵,为充分发挥其性能和节省材料,常采用焊接或镶拼高速钢刀头,如直径大于的钻头,采用钢做刀柄。
()模具钢
用于制造各种冷热模具的钢种
一、冷作模具钢
用于制造各种冷成型模具,如冷冲模、冷挤压模、冷墩模和拔丝模等。
)对性能的基本要求:
高的硬度和耐磨性;较高的强度和韧性;良好的工艺性。
)冷作模具钢的类型:
碳素工具钢和低合金工具钢;耐冲击工具用钢;高碳高铬模具钢。
二、热作模具钢
用于制造各种使加热金属或液态金属成型的模具,如热锻模、热压模、热挤模和压铸模等。
)对性能的基本要求:
高温下良好的力学性能;高的抗热疲劳性能;高的淬透性和良好的导热性;高的抗氧化性。
)钢种:
热锻模钢;压铸模钢。
()量具钢
用于制造各种量测工具,如卡尺、千分尺、快规、塞规及螺旋测微仪
)对性能的基本要求:
高的硬度和耐磨性,尺寸稳定性高,热处理变形小;
)量具用钢:
一般非精密量具,可选碳素工具钢(、)或低碳钢(、);对精密量具,选用、、钢等。
以钢制块规为例,加工工艺路线如下:
下料—锻造—球化退火—机械加工—淬火—深冷处理—低温回火—粗磨—人工时效—精磨—去应力处理—研磨
3)热处理特点:
深冷处理
量具淬火后,应立即在℃进行深冷处理,目的是尽可能减少钢中的残余奥氏体,稳定量具尺寸。
时效处理
对精度要求高的量具,经深冷处理在进行低温回火、粗磨之后,又要用低温时效处理,以进一步稳定残余奥氏体和消除残余应力。
()特殊性能钢
特殊性能钢是指具有特殊物理、化学性能的钢,分为不锈钢和耐热钢。
不锈钢
在腐蚀性介质中具有抗腐蚀性能的钢
.用途:
主要在石油、化工、海洋开发、原子能、宇航、国防工业等领域用于制造在各种腐蚀介质中工作的零件和结构;
.性能要求:
耐蚀性;
.成分特点:
含碳量在;合金元素:
、、。
耐热钢
指在高温下具有良好的抗氧化性和高温强度的专用钢;多用来制作在高温下工作的锅炉、汽轮机、燃气机和内燃机的某些零件或构件。
耐磨钢
指在工作时其表面受到剧烈的冲击、强摩擦、高压力,必须具有表面硬度高、耐磨、心部韧性、强度高的特点。
.成分:
高锰、高碳
.固溶化处理
.用途:
铁路道岔、坦克履带、挖掘机铲齿等
工序
刀具
切削参数
余量
名称
材料
切削速度
进给速度
吃刀量
外圆精车刀
硬质合金
外圆粗车刀
硬质合金
切槽刀
硬质合金
螺纹刀
硬质合金
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