1、（二、三、四级热处理工人）培训日期：2006年热处理工人培训讲义一、钢铁材料基本知识1、我国钢种是怎样分类的？P122、我国钢铁产品牌号表示方法和原则是什么？P153、常用的碳钢、合金钢的牌号有哪些？其热处理工艺及用途如何？P174、常用的工具钢的种类、牌号、用途有哪些？其热处理规范如何？P1365、常用的化学热处理用钢的种类、牌号用途有哪些？P1386、常有的具有回火脆性的钢有哪几种？怎样防止和消除他们的回火脆性？P1847、常见钢的临界点、淬火及回火温度。SY237第一章 钢铁材料基础知识第一节 我国钢种是怎样分类的 常用的几种钢的分类方法如下：1.按化学成分分类1.1、碳钢-按钢中含碳量
2、的不同分为三类：1.1.1、低碳钢-含碳量小于0.25%；1.1.2、中碳钢-含碳量为0.25-0.6%；1.1.3、高碳钢-含碳量大于0.6%。1.2 、合金钢-按钢中合金元素含量不同分为三类：1.2.1 、低合金钢-合金元素总含量小于3.5%；1.2.2 、中合金钢-合金元素总量位.5-10%；1.2.3 、高合金钢-合金元素总含量大于10%。2按用途分类根据用途不同，通常把钢分为三类：2.1 结构钢-有碳素结构钢和合金结构钢之分。这类钢含碳量一般不超过0.7%。主要用来制造建筑结构件和各种机械零件。可分为飞机用钢、汽车拖拉机用钢、机床用钢、弹簧用钢、轴承钢。渗碳用钢、调质钢等等。2.2
3、工具钢-有碳素工具钢和合金工具钢之分。这类钢含碳量一般大0.7%。主要用来制造切削工具、量具、模具。故通常又分为刃具钢、量具钢、模具钢等等。2.3 特殊钢-这类钢具有特殊的理化或机械性能。用于制造具有特殊要求和性能的零件。如不锈钢、耐热钢、耐酸钢、耐磨钢、电热合金、磁性材料等等。第一节第一节 我国钢种是怎样分类的（续）我国钢种是怎样分类的（续）3、按冶金质量分类3.1、普通钢这类钢杂质元素较多，其中磷和硫的含量分别被限制在0.0450.085%与.0550.065%的范围内。主要用于建筑结构件和要求不太高的零件3.2、优质钢这类钢含杂质元素相对较少，其中磷和硫分别限制在.0300.040%与.
4、0300.045%的范围内。主要用于机械零件和工具方面。其中包括优质碳素钢、低合金和中合金结构钢，如弹簧钢、工具钢、模具钢、渗碳钢等。3.3、高级优质钢这类钢杂质元素极少，其中磷、硫含量分别被限制在0.0270.035%与.0200.030%范围内。主要用于组重要的零件和工具。其包括滚动轴承钢、高合金钢。4、按金相组织分类4.1、退火状态4.1.1、亚共析钢-（含碳量低于0.8%），具有珠光体加铁素体组织。4.1.2、共析钢-（含碳量0.8%）具有珠光体组织。4.1.3、过共析钢（含碳量再0.82.0%）具有珠光体加渗碳体组织。4.2、正火状态4.2.1、珠光体钢-具有珠光体组织。4.2.2、
5、马氏体钢-具有马氏体组织。4.2.3、奥氏体钢-Ms点在0以下，奥氏体在室温比较稳定，不变化，如耐热钢、奥氏体不锈钢等。第二节 我国钢铁产品牌号表示方法和原则是什么？我国钢铁产品的表示方法是根据国家标准GB221-2000钢铁产品牌号表示方法进行的。此方法规定钢铁产品牌号表示方法(根据GB/T 221-2000)一、基本原则 凡列入国家标准和行业标准的钢铁产品，均应按标准规定的牌号表示方法编写牌号。产品牌号的表示，一般采用汉语拼音字母，化学元素符号和阿拉伯数字相结合的方法表示。Meiyou Gangtie Hetan Qiche第二节我国钢铁产品牌号表示方法和原则是什么？（续）二、我国钢号表示
6、方法的分类说明1碳素结构钢 由Q+数字+质量等级符号+脱氧方法符号组成。它的钢号冠以“Q”，代表钢材的屈服点，后面的数字表示屈服点数值，单位是MPa例如Q235表示屈服点(s)为235 MPa的碳素结构钢。必要时钢号后面可标出表示质量等级和脱氧方法的符号。质量等级符号分别为A、B、C、D。脱氧方法符号：F表示沸腾钢；b表示半镇静钢：Z表示镇静钢；TZ表示特殊镇静钢，镇静钢可不标符号，即Z和TZ都可不标。例如Q235-AF表示A级沸腾钢。专门用途的碳素钢，例如桥梁钢、船用钢等，基本上采用碳素结构钢的表示方法，但在钢号最后附加表示用途的字母。2优质碳素结构钢 钢号开头的两位数字表示钢的碳含量，以平
7、均碳含量的万分之几表示，例如平均碳含量为0.45%的钢，钢号为“45”，它不是顺序号，所以不能读成45号钢。锰含量较高的优质碳素结构钢，应将锰元素标出，例如50Mn。沸腾钢、半镇静钢及专门用途的优质碳素结构钢应在钢号最后特别标出，例如平均碳含量为0.1%的半镇静钢，其钢号为10b。3碳素工具钢 钢号冠以“T”，以免与其他钢类相混。钢号中的数字表示碳含量，以平均碳含量的千分之几表示。例如“T8”表示平均碳含量为0.8%。锰含量较高者，在钢号最后标出“Mn”，例如“T8Mn”。高级优质碳素工具钢的磷、硫含量，比一般优质碳素工具钢低，在钢号最后加注字母“A”，以示区别，例如“T8MnA”。4易切削钢
8、 钢号冠以“Y”，以区别于优质碳素结构钢。字母“Y”后的数字表示碳含量，以平均碳含量的万分之几表示，例如平均碳含量为0.3%的易切削钢，其钢号为“Y30”。锰含量较高者，亦在钢号后标出“Mn”，例如“Y40Mn”。5合金结构钢 钢号开头的两位数字表示钢的碳含量，以平均碳含量的万分之几表示，如40Cr。钢中主要合金元素，除个别微合金元素外，一般以百分之几表示。当平均合金含量1.5%时，钢号中一般只标出元素符号，而不标明含量，但在特殊情况下易致混淆者，在元素符号后亦可标以数字“1”，例如钢号“12CrMoV”和“12Cr1MoV”，前者铬含量为0.4-0.6%，后者为0.9-1.2%，其余成分全部
9、相同。当合金元素平均含量1.5%、2.5%、3.5%时，在元素符号后面应标明含量，可相应表示为2、3、4等。例如18Cr2Ni4WA。钢中的钒V、钛Ti、铝AL、硼B、稀土RE等合金元素，均属微合金元素，虽然含量很低，仍应在钢号中标出。例如20MnVB钢中。钒为0.07-0.12%，硼为0.001-0.005%。高级优质钢应在钢号最后加“A”，以区别于一般优质钢。专门用途的合金结构钢，钢号冠以(或后缀)代表该钢种用途的符号。例如，铆螺专用的第二节 我国钢铁产品牌号表示方法和原则是什么？（续）6低合金高强度钢 钢号的表示方法，基本上和合金结构钢相同。对专业用低合金高强度钢，应在钢号最后标明。例如
10、16Mn钢，用于桥梁的专用钢种为“16Mnq”，汽车大梁的专用钢种为“16MnL”，压力容器的专用钢种为“16MnR”。7弹簧钢 弹簧钢按化学成分可分为碳素弹簧钢和合金弹簧钢两类，其钢号表示方法，前者基本上与优质碳素结构钢相同，后者基本上与合金结构钢相同。8滚动轴承钢 钢号冠以字母“G”，表示滚动轴承钢类。高碳铬轴承钢钢号的碳含量不标出，铬含量以千分之几表示。例如GCr15。渗碳轴承钢的钢号表示方法，基本上和合金结构钢相同。9合金工具钢和高速工具钢 合金工具钢钢号的平均碳含量1.0%时，不标出碳含量；当平均碳含量1.0%时，以千分之几表示。例如Cr12、CrWMn、9SiCr、3Cr2W8V。
11、钢中合金元素含量的表示方法，基本上与合金结构钢相同。但对铬含量较低的合金工具钢钢号，其铬含量以千分之几表示，并在表示含量的数字前加“0”，以便把它和一般元素含量按百分之几表示的方法区别开来。例如Cr06。高速工具钢的钢号一般不标出碳含量，只标出各种合金元素平均含量的百分之几。例如钨系高速钢的钢号表示为“W18Cr4V”。钢号冠以字母“C”者，表示其碳含量高于未冠“C”的通用钢号。10不锈钢和耐热钢 钢号中碳含量以千分之几表示。例如“2Cr13”钢的平均碳含量为0.2%；若钢中含碳量0.03%或0.08%者,钢号前分别冠以“00”及“0”表示之，例如00Cr17Ni14Mo2、0Cr18 Ni9
12、等。对钢中主要合金元素以百分之几表示，而钛、铌、锆、氮等则按上述合金结构钢对微合金元素的表示方法标出。11焊条钢 它的钢号前冠以字母“H”，以区别于其他钢类。例如不锈钢焊丝为“H2Cr13”，可以区别于不锈钢“2Cr13”。12电工用硅钢 钢号由字母和数字组成。钢号头部字母DR表示电工用热轧硅钢，DW表示电工用冷轧无取向硅钢，DQ表示电工用冷轧取向硅钢。字母之后的数字表示铁损值(W/kg)的100倍。钢号尾部加字母“G”者，表示在高频率下检验的；未加“G”者，表示在频率为50周波下检验的。例如钢号DW470表示电工用冷轧无取向硅钢产品在50赫频率时的最大单位重量铁损值为4.7W/kg。13电工
13、用纯铁 它的牌号由字母“DT”和数字组成，“DT”表示电工用纯铁，数字表示不同牌号的顺序号，例如DT3。在数字后面所加的字母表示电磁性能：A高级、E特级、C超级，例如DT8A。第三节 常用的碳钢、合金钢的牌号有哪些？其热处理工艺及用途如何？第四节 常用的工具钢的种类、牌号、用途有哪些？其热处理规范如何？一、工具钢的种类 1、按化学成分可分为碳素工具钢和合金工具钢。2、按用途可分为刃具钢（含高速钢）、量具钢、冷变形模具钢、热变形模具钢。二、碳素工具钢的牌号、热处理规范及用途（见下表）第四节 常用的工具钢的种类、牌号、用途有哪些？其热处理规范如何？（续）一、碳素工具钢第四节 常用的工具钢的种类、牌
14、号、用途有哪些？其热处理规范如何？（续）合金工具钢第五节 常用的化学热处理用钢的种类、牌号用途有哪些？化学热处理用钢，按化学热处理种类的不同，一般分为渗碳用钢和氮化用钢。一、渗碳用钢 渗碳零件经热处理后，要求其表面具有耐磨、耐压的高强度、高硬度的表面层，而心部应具有足够的强度和韧性，因此渗碳钢应具有较的强度、韧性以及适当的淬透性和低的晶粒长大倾向。为满足上述要求，很碳用钢通常是含碳量为0.10.25%（对个别大截面的零件可提高到0.30.4%）低碳钢和地毯合金钢。常见的渗碳钢的牌号及用途如下表所列。钢种钢 号用 途低淬透性渗碳用钢10、15、20、25、30、20Mn、20Mn2、15Cr、2
15、0Cr、20CrV、15CrMn、20CrMn用于心部强度要求不大的渗碳零件。如轴套、轴、及不重要的齿轮、链轮、小齿轮、小轴。活塞销、缸套、气门顶杆等。齿轮、小轴、凸轮、蜗杆等；中淬透性渗碳用钢18CrMnTi、20CrMnTi、30CrMnTi15CrMnMo、20CrMnMo、12CrNi3A20MnTiB、20MnVB活塞销、汽车、拖拉机齿轮等拖拉机主齿轮、活塞销等高淬透性渗碳用钢12Cr2Ni4A、20Cr2Ni4A18CrNi4WA、15CrMn2SiMo、20Cr2Mn2MoA大齿轮、轴等大型渗碳齿轮、飞机齿轮。大型渗碳齿轮、飞机齿轮。大型渗碳齿轮、飞机齿轮。大型渗碳齿轮、飞机齿轮
16、。第五节 常用的化学热处理用钢的种类、牌号用途有哪些？（续）二、氮化用钢对于以强化表面性能为主的淡化（硬氮化）要求刚才能获得较高的表面硬度、高耐磨性、搞疲劳强度及一定的氮化深度，而心不要具有极高的强度和韧性。由于铁的氮化物（Fe2N、Fe3N、Fe4N）的稳定性较差易于集聚醋化，硬度也较低，因此为了获得高的表面硬度和足够的心部强度，常选用铬钨、钒、钛、铝等能强烈形成但欢舞的元素的低碳及中碳合金钢。钢种的铝、钼、钒等在氮化时能形成AlN、TiN、VN等氮化物。他们十分稳定弥散度极高，可使氮化层的硬度达到HV1100-1200，铬和钼醋能提高港的强度、淬透性和回火稳定性外，目还能降低回火脆性的敏感
17、度，避免刚在氮化后缓慢冷却过程中，剧烈降低冲击韧性的作用。结构刚在氮化之前必须要进行调质处理，此外在精加工之后进行一次稳定回火，即将共建在调制高温回火以下、氮化温度以上一般在540-580之间，保闻3-5小时，以使内应力彻底消除，用来保证氮化时不发生变形或弯曲。常用的氮化钢的牌号及用途见表。除表上所列的钢种之外，3Cr2W8、高速钢、不锈钢、耐热钢根据其用途要求，也可用氮化处理，提高表面的耐磨性、疲劳强度和硬度。钢 号用 途20Cr、20CrMnTi25Cr2MoVA18Cr2Ni4WA25Cr2Ni4WA30CrMnSIA、30Cr3WA35CrMo、40Cr、42CrMo30CrNiMoA
18、、40CrNiMoA45CrNiMoVA、50CrVA38CrMoAlA要求表面耐磨的一半零件用于表面耐磨、心部刚性强，在冲击载荷下工作的零件。用于表面硬度心部强度要求都较高的、载重载荷下工作的零件。用于比阿表面耐磨、心部韧性、强度度较高的在冲击重载荷下工作的零件。用于表面强度和心部强度都较高的精密零件。第六节 常有的具有回火脆性的钢有哪几种？怎样防止和消除他们的回火脆性？第七节 常见钢的临界点、淬火及回火温度。常用钢的临界点及淬火、回火温度钢号临界点淬 火回火温度与回火硬度的关系点Ac1Ar1Ac3AcmAr3MsMf温度冷却剂硬度HRc150200300400500550600650357
19、24680802774350190860水49-5049484335262220-4072468079076031065840水54-5555534842342923204572468278075133050840水、碱53-5958555041332622-5072569076072030050840水、碱58-5958555041332622-65727696752730-800水、碱62-63635850453732282460Mn727680765741270-820油57-64615852453734292565Mn726689765741270-820油57-64615852453
20、734292540Mn2713627766704340-830油75-58585648413329252345Mn2715640770720320-830油-51453631262435SiMn750645830-330-880油55555359403127232042Mn2V725-770-310-850油57575551473530252140Cr743693782730355-850油55555351433432282435CrSi760800-870油53535147423633302538CrSi763680810755330-900油57575654484037352930CrMn
21、Si760670830705285-880油55555449443834302735CrM0755696800750271-850油55555351433432282440SiMnMo735680780-850油575755504541373330第七节 常见钢的临界点、淬火及回火温度（续）钢号临界点淬 火回火温度与回火硬度的关系点Ac1Ar1Ac3Acm Ar3MsMf温度冷却剂硬度 HRc15020030040050055060065038CrMoAlA800730940-940油56565551453935312040MnB730650780700-40CrNi7316607697022
22、43-840油53535047423329262350CrNi735657750690-830油53525046413531272335CrMn2735630780690293-860油52525147433531272537CrMn2710600770-290-860油53535147423633302560Si2Mn755700810770305-870油60616056514338332950CrVA752688788746270-860油56-625655514539353128GCr6735700860-820油、水626261564837333027GCr9730690887-17
23、0-85840油、水656261564837333027GCr15745700900713185-95850油62-666461554941363128T7A730700770-240-40820水-油、碱62-6463605443353127-T8A730700-230-55800水-油、碱62-6464605545353127-T9A723700737695220-55800水-油、碱63-6564625646373327-T10A730700800-210-60790水-油、碱62-6464625646373327-T11A730700810-780水-油、碱62-64646257473
24、83328-T12A730700820-170-60780水-油、碱62-6464625747383328-第七节 常见钢的临界点、淬火及回火温度（续）钢号临界点淬 火回火温度与回火硬度的关系点Ac1Ar1Ac3Acm Ar3MsMf温度冷却剂硬度HRc1502003004005005506006509Mn2V-800油626059554840363227SiMn760708865-820油、硝盐62-646261585242373227Cr2745700900-840油62-6561605550413631289SiCr770730870-200-60870油、硝盐62-6565635954
25、48444036CrMn740700980-110-120850油、硝盐63-666562585244383430CrWMn750710940-140-110830油、硝盐63-656462585347433935Cr6WV815625-980油62-646259555350454035Cr12800760-980油、硝盐61-646361575553494439Cr12Mo810700-990油、硝盐61-646361575553494439Cr12MoV8107601200-1030油、硝盐62-6363625957555347441130油、硝盐42-454242454448604840
26、5CrMnMo710650760-210-840油63-5858575247413734305CrNiMo710680770-210-850油58-6059585348423835314CrW2Si770735840-880油53-5655535149423833-6CrW2Si770725810-880油56-6059585348423835317Cr3770730950-215-60840油、硝盐60-6362603855504339-8Cr3770730960-840油、硝盐60-6362605855504339-CrW5760725-810水、油64-67656559544844403
27、63CrW88507901100-385-1050油49-48474336二、金属学基础知识 什么是金属、合金？其常见的晶体结构类型有几种？P26 什么是相？何谓金属的组织？常见的合金结构有几种？P28+铁碳平衡图。P32-36第二章 金属学基础知识 第一节 什么是金属、合金？其常见的晶体结构类型有几种？金属是具有金属光泽、可塑性、良好的导电、导热性及其店组织税人读的升高而增加的物质。如：铁、铬、镍、钨、金、银等。由两种以上的金属或金属与非金属组合而成的冰具有金属特性的物质叫合金。所有的固体金属和合金都是晶体。大多数金属及合金常见的晶体结构有以下三种。1、体心立方晶格。具有此种晶格的金属有-C
28、r、-Fe、Mo、W、V、Nb 2、面心立方晶格。-Fe、Cu、Al、Ni、Ag等具有此种晶格。3、密排立方晶格。Zn、Mg、-Cr、-Ti、Cd、Be等具有此种晶格。第二章 金属学基础知识第二节 什么是相？何谓金属的组织？常见的合金结构有几种？一、相具有相同成分、结构、及物理、化学性能的并有明显界面分开的均匀组成部分的物质组成物，（合金中成分、性能、组织、和状态均匀一致的的部分），称之为相。如冰、水、汽是物质水的三个相。在合金中所谓相就是具有相同化学成分、晶体结构并有明显界面分开的合金组成物。由于合金中不同的相，因其化学成分和晶体结构不同，其性能也不同，进而影响合金的性能发生变化。所以改变合
29、金某些相的化学成分和晶体结构或改变合金的组成相，从而改变合金的性能就是热处理技术得以应用的科学依据。二、金属的组织金属材料的内部构造（情形）称为组织。可分为宏观组织和微观组织。宏观组织是指用肉眼或低倍放大镜所观察到的组织，主要是晶粒大小、形状的特征、断口形态以及各种宏观缺陷。显微组织是指利用各种显微镜观察到的组织。二、金属的组织第三节 铁碳平衡图三、热处理工艺基础知识1、工间热处理工艺中应包括哪几个重要因素？P242、何谓退火、正火、淬火、回火？其目的、工艺过程及用途有哪些？P36-57+5CrMnMo、5CrNiMo模具的退火；弹簧钢退火；轴承钢退火；W18Cr4V钢退火。3、退火可出现哪些
30、缺陷？如何防止？4、怎样操作才能防止热处理（淬火）软点、变形和开裂？P78、71。5、怎样操作才能防止或减少热处理是的氧化、脱碳？P766、气体渗碳四、识图基础 什么叫视图？P19 三视图的投影规律是什么？P20 怎样识图？P21+加工余量+危险截面+主次工作面+加工状态+有无封闭空腔+有无防渗部位等 一般图纸上标注的热处理符号有哪些？均为何意？P23五、热处理设备基础知识 1、常用热处理电阻炉型编号的寓意为何？P1+2、热处理炉的一般构造包括哪些主要技术规格和性能包括哪些指标？P3+3、常用的箱式电阻炉、井式电阻炉、井式气体渗碳炉的型号、规格和主要性能及使用范围如何？P104+P1114、我车间热处理设备的型号、性能和规格均为哪些 六、冷却介质基础知识1、对淬火剂性能的一般要求是什么？P72、淬火介质的冷却速度对淬火质量有何影响？P73、常用的淬火剂有哪些？其冷却速度如何？P8+P1334、水和油作为淬火介质各有何优缺点?P105、常用的淬火油和光亮淬火油有哪些？P12Guntongpenshaji Fangtou
