1、第一节第一节 钢的分类与编号钢的分类与编号 第二节第二节 钢中常存杂质元素的影响钢中常存杂质元素的影响 第三节第三节 合金元素在钢中的作用合金元素在钢中的作用 第四节第四节 结构钢结构钢 第五节第五节 工具钢工具钢 第六节第六节 特殊性能钢特殊性能钢 一、钢的分类1、按化学成分分类（1）碳素钢（新国标称为非合金钢）低碳钢（C0.25%；中碳钢（C=0.25%0.6%）；高碳钢（C0.6%）（2）合金钢 低合金钢（Me5%）中合金钢（Me=5%-10%）高合金钢（Me10%）按钢中主要合金元素种类不同，又可分为锰钢、铬钢、硼钢、铬镍钢、铬锰钢等。2、按钢的冶金质量和钢中有害杂质元素硫、磷的质量分
2、数的分类：普通质量钢（S=0.35%，P=0.035%-0.045%）。优质钢（S、P均0.035%）。高级优质钢（S=0.020%-0.030%，P=0.025%-0.03%)特级优质钢（S0.015%；P0.025%）。3、按用途分类（1）结构钢 工程结构用钢：碳素结构钢、低合金高强度结构钢。机器零件用钢：渗碳钢、调质钢、弹簧钢、滚动轴承钢等。（2）工具钢：根据用途不同，可分为刃具钢、模具钢和量具钢。（3）特殊性能钢：如不锈钢、耐热钢、耐磨钢等。1、碳钢的编号方法（1）碳素结构钢 Q Q 屈服点数值屈服点数值质量等级符号质量等级符号脱氧方法符号脱氧方法符号屈字汉语拼音字母（A、B、C、D）
3、（F、b、Z、TZ）例如：Q235-AF，即表示屈服点为235MPa，A等级质量的沸腾钢。F、b、Z、TZ依次表示沸腾钢、半镇静钢、镇静钢、特殊镇静钢，一般情况下符号Z与TZ可省略。单位：MPa（2）优质碳素结构钢 两位数字两位数字 钢中平均碳的质量分数的万倍例如：45钢，表示平均C=0.45%；08钢表示平均C=0.08%。较高锰的优质碳素钢（Mn=0.701.20%）牌号数字后加“Mn”如45Mn。（3）碳素工具钢 T T 数字数字碳字汉语拼音首位字母平均碳的质量分数的千倍高级优质钢，则在数字后面加“A”。例如T8A钢，表示C=0.8%的高级优质碳素工具钢。含较高锰的（Mn=0.40%0.
4、60%）的碳素工具钢，则在数字后面加“Mn”，如T8Mn、T8MnA等。（4）铸造碳钢 ZG ZG 数字数字1 1数字数字2 2铸钢二字汉语拼音首位字母屈服点数值（单位MPa）抗拉强度（单位MPa）。例如：ZG200400，表示屈服点S（或0.2）200MPa，抗拉强度b400 MPa的铸造碳钢件。（1）低合金高强度结构钢 Q Q 数字数字质量等级符号质量等级符号代表屈服点的汉语拼音字母屈服点数值（单位MPa）A、B、C、D、E例如：Q390A，表示屈服点S=390MPa质量等级A的低合金高强度结构钢。（2）合金结构钢两位数字两位数字+元素符号元素符号+数字数字钢中平均碳的质量分数的万倍合金元
5、素的平均质量分数合金元素的Me 1.5%时，一般只标明元素符号而不标数值；平均质量分数1.5%、2.5%、3.5%时，则在合金元素后面相应地标出2、3、4例如40Cr，表示平均碳的质量分数C=0.40%，平均铬的质量分数Cr1.5%。如果是高级优质钢，则在牌号的末端尾加“A”。例如38CrMoAlA钢，则属于高级优质合金结构钢。2、合金钢的编号方法（3）滚动轴承钢例如GCr15钢，就是平均铬的质量分数Cr=1.5%的滚动轴承钢。G Cr数字数字“滚”字汉语拼音的首位字母铬的质量分数的千位例如：9SiCr钢，其平均C=0.9%，平均Si均1.5%。高速工具钢例外，其平均碳的质量分数无论多少均不标
6、出。（4）合金工具钢 编号方法类似于合金结构钢区别仅在于：当c1%时，用一位数字表示碳的质量分数的千倍；当碳的质量分数1%时，则不予标出。这类钢牌号前面数字表示碳的质量分数的千倍。例如：3Cr13钢，表示平均C=0.3%，平均Cr=13%。与碳的质量分数C0.03%及C0.08%时，则在牌号前面分别冠以“00”及“0”表示。例如：00Cr17Ni14M02、0Cr19Ni9钢等。（5）不锈钢与耐热钢 铬的元素符号一、硅的影响一、硅的影响 来源：冶炼过程中的脱氧剂。作用：能溶于铁素体，使铁素体强化，从而提高钢的强度。硅作为杂质元素时，其硅的质量分数一般不超过0.5%。二、锰的影响二、锰的影响 来
7、源：冶炼过程中的脱氧剂。作用：溶于铁素体，对钢有一定强化作用；能与硫化合成MnS，因而减少硫对钢的有害影响，改善钢的热加工性能。锰在钢中作为杂质元素时，Mn1%，他是一种有益元素。三、硫的影响三、硫的影响来源：由生铁和燃料带入的杂质。作用：产生“热脆”；但对改善钢材的切削加工性能有利。如硫的质量分数较高的钢（S=0.08%0.45%）中适当提高锰的质量分数（Mn=0.70%1.55%），可形成较多的MnS，可改善钢的切削加工性。四、磷的影响四、磷的影响来源：生铁作用：全部溶于铁素体，提高了铁素体的强度、硬度；导致“冷脆”。磷的有害作用在一定条件也可以转化，例如易切削钢，把磷的质量分数提高到P=
8、0.05%0.15%，使铁素体脆化，从而改善钢的切削加工性能。在炮弹钢（C=0.60%-0.90%，Mn=0.60%1.0%）中加入较多磷，可使钢的脆性增大，炮弹爆炸时碎片增多，增加杀伤力。一、合金元素在钢中存在形式一、合金元素在钢中存在形式1、形成合金铁素体 绝大多数合金元素都可或多或少地溶于铁素体中，形成合金铁素体。合金元素溶于铁素体后，产生固溶强化，使铁素体的强度、硬度提高，但塑性、韧性都有下降趋势。合金元素对铁素体硬度的影响 合金元素对铁素体韧性的影响 2、形成合金碳化物（1）合金渗碳体：合金元素在钢中的质量分数不大（Me=0.5%-3%）时，常常形成金渗碳体，如(Fe、Mn)3C，(
9、Fe、Cr)3C、(Fe、Mo)3C等。（2）特殊碳化物 强碳化物形成元素，即使质量分数较少，但只要钢中有足够的碳，就倾向于形成特殊碳化物，如WC、MO2C、VC、TiC等。中强碳化物形成元素，只有当其质量分数较高（5%）时，才倾向于形成特殊碳化物，如Cr23C6、Cr7C3、Fe3W3C等。1、改变了奥氏体区的范围（1）扩大奥氏体相区 具有面心立方晶格，如铜、锰、镍等 合金元素会使得奥氏体相区扩大。合金元素对Fe-Fe3C相图中奥氏体区的影响 a)Fe-C-Mn系 b)Fe-C-Cr系（2）缩小奥氏体相区：这类元素有铝、铬、钨、钼、钒、硅、钛等。2、改变S、E点在铁碳合金相图中位置大多数合金
10、元素均能使S点、E点左移。合金元素对铁碳相图中S点的影响合金元素对铁碳相图中E点影响三、合金元素对钢的热处理影响1、合金元素对奥氏体形成的影响（1）对奥氏体形成速度的影响 合金元素会影响奥氏体的形成速度，主要原因是合金元素的加入而改变了碳在钢中的扩散速度。（2）合金元素（除锰外）阻止奥氏体晶粒长大 碳化物形成元素容易形成稳定的特殊碳化物，弥散分布在奥氏体晶界上，机械地阻碍奥氏体晶粒长大。因此，除锰钢外，合金钢在加热时不易过热。2、合金元素对钢冷却转变的影响（1）合金元素对过冷奥氏体等温转变的影响 除钴外，大多数合金元素溶入奥氏体后使C曲线右移，增大了钢的淬透性。（2）合金元素对过冷奥氏体向马氏
11、体转变的影响 除钴、锰外，大多数合金元素溶入奥氏体后，使马氏体转变温度Ms和Mf降低。合金元素对C曲线的影响a）非碳化物形成元素 b）碳化物形成元素合金元素对Ms的影响 合金元素对残余奥氏体A量的影响 3、合金元素对淬火钢回火转变的影响（1）提高淬火钢回火稳定性（耐回火性）由于合金元素在回火过程中阻碍马氏体分解及碳化物的析出，从而提高了钢的回火稳定性。Mo对钢回火硬度的影响对钢回火硬度的影响（2）回火时产生二次硬化 含有钨、钼、钒的合金钢，经高温奥氏体充分均匀化并淬火后，在500-600回火时硬度有回升的现象，称为二次硬化。原因：在该温度范围内回火时会从马氏体中析出特殊碳化物；冷却时部分残余奥
12、氏体转变为马氏体。（3）回火时产生第二类回火脆性 含有铬、锰、镍等元素的合金钢淬火后，在脆化温度（450-650）区回火时出现回火脆性，称为第二类回火脆性。合金钢回火脆性示意图合金钢回火脆性示意图一、工程结构用结构钢 1、碳素结构钢这类钢应确保力学性能，一般在供应状态下使用，但也可根据需要在使用前对其进行热加工或热处理。碳素结构钢的牌号和化学成分 碳素结构钢的力学性能和应用举例碳素结构钢的力学性能和应用举例2、低合金高强度结构钢 产品同时保证力学性能与化学成分。（1）性能特点 在确保良好的塑性、韧性条件下具有高的强度；具有良好的焊接性能，较好的耐大气腐蚀性能，良好的加工工艺性能，还具有比碳素结
13、构钢更低的韧脆转变温度（一般为-30右）。（2）成分特点 1）低碳：此类钢的碳含量一般均较低，大多数为C=0.16%-0.20%。2）锰为主加元素，并辅加钒、钛、铌、硅、铝、铬、镍等。3）钢种及牌号：可按屈服点分295、345、390、420、430 MPa五个强度等级，其中295-390 MPa级的应用最广。低合金高强度结构钢大多数是在热轧、正火或正火加回火状态下使用，其组织为铁素体+少量珠光体。钢号钢号旧钢号旧钢号主主 要要 化化 学学 成成 分，分，%机械性能机械性能C CMnMnSiSi，s s ，MPaMPa b b ，MPaMPa 5 5 ，%Q29509MnNb12Mn0.160
14、.801.500.552955702323Q34516Mn16MnRe0.180.201.001.600.553456302122Q39016MnNb15MnTi0.201.001.600.553906501920Q42014MnVTiRe15MnVN0.201.001.700.554206801819Q46014MnMoV18MnMoNb0.201.001.700.5546072017 常用低合金高强度结构钢的牌号、成分、性能常用低合金高强度结构钢的牌号、成分、性能低合金高强度结构钢力学性能和应用举例低合金高强度结构钢力学性能和应用举例 高压容器高压容器桥梁桥梁船舶船舶车辆车辆应用应用二、机
15、器零件用结构钢 1、优质碳素结构钢 既保证化学成分，又保证力学性能，而且比碳素结构钢规定严格，其中S、P均0.035%，一般都是热处理后使用。汽车曲轴汽车曲轴优质碳素结构钢常用于制造较重要的零件，如齿轮、轴、连杆、弹簧等。优质碳素结构钢常用于制造较重要的零件，如齿轮、轴、连杆、弹簧等。优质碳素结构钢牌号成分及性能(GB/T699-1999)2、合金结构钢 合金结构钢是在优质碳素结构钢的基础上加入一些合金元素而形成的钢种。合金元素加入量不大(大多数Me5%)，所以，合金结构钢属低、中合金钢。（1）合金渗碳钢1）用途：合金渗碳钢主要用来制造性能要求较高或截面尺寸较大，且在承受较强烈的冲击作用和磨损
16、条件下工作的渗碳零件。2）性能特点：合金渗碳钢的渗碳层具有优异的耐磨性、抗疲劳性及适当的塑性和韧性，未渗碳的心部具有足够的强度及优良的韧性；良好的热处理工艺性能。3）成分特点：合金渗碳钢中碳的质量分数一般在C=0.10%-0.25%之间，常用的合金元素有铬、镍、锰、硼、钛、钒、钼等。4）热处理：一般在渗碳后进行淬火+低温回火（180200）。大多数合金渗碳钢采用渗碳后直接淬火再低温回火。5）钢种及牌号：合金渗碳钢可按淬透性分为低淬透性、中淬透性及高淬透性钢三类。常用渗碳钢牌号、成分、热处理、性力学能及用途常用渗碳钢牌号、成分、热处理、性力学能及用途(GB/T699GB/T699-1999)19
17、99)主主 要要 化化 学学 成成 分分,%预备处理预备处理淬火淬火,CMnCr，Ni0.170.240.170.240.500.801.301.600.701.00 880 800水水,油油880水水,油油0.170.230.170.230.901.200.801.100.901.201.001.30 850 油油880 870 油油钢号钢号20Cr20MnV20CrMn20CrMnTi淬淬透透性性低低中中高高18Cr2Ni4WA20Cr2Ni4A0.130.190.170.23W0.81.20.300.601.351.654.04.51.251.653.253.75950 850空空 88
18、0 780油油机械性能机械性能 bMPa sMPa8357855405909301080735835118011808351080aKU2J475547557863应用 耐磨件 20Cr，小轴、活塞销、小齿轮。20CrMnTi，汽车齿轮。18Cr2Ni4WA，如曲轴、连杆。（2）合金调质钢1）用途：合金调质钢主要用来制造一些重要零件，如机床的主轴、汽车底盘的半轴，柴油机连杆螺栓。2）成分特点：合金调质钢的碳质量分数一般在C=0.25%0.50%之间，合金调质钢的主加元素有铬、镍、锰、硅、硼等，辅加元素有钼、钨、钒、铝、钛等。3）性能特点：具有良好的综合力学性能。4）热处理：预备热处理：珠光体类
19、钢可在AC3以上进行正火或退火。马氏体钢则先在AC3以上进行一次空冷淬火，然后再在AC1以下进行高温回火。最终热处理：一般采用淬火后进行500650的高温回火。5）钢种和牌号：综合力学性能高于碳素调质钢。常用调质钢常用调质钢的牌号（摘自的牌号（摘自GB/T30771999）淬淬透透性性钢号钢号主 要 成 分,%淬火淬火回火回火CMnSiCr低低450.420.500.500.800.170.37830840水水580640空空40Cr0.370.450.500.80Cr 0.81.10850油油500 水，油水，油中中高高35CrMo0.320.400.400.70Cr 0.81.10850油
20、油550 水，油水，油38CrMoAlA0.350.42Al 0.71.1Cr 1.351.65940水，油水，油640水，油水，油40CrMnMo0.370.450.901.20Cr 0.91.20850油油600 水，油水，油机械性能机械性能 bMPasMPaaKU2J6003553940MnB0.370.441.101.400.200.40850油油500 水，油水，油9807854798078547980835639808357198078563 40Cr，一般尺寸重要零件，如齿轮、主轴。35CrMo，较大截面零件，如曲轴、连杆。40CrNiMo，大截面重载零件，如汽轮机主轴和叶轮。汽
21、车曲轴汽车曲轴（3）合金弹簧钢 1）用途 主要用于制造弹性元件，如在汽车、拖拉机、坦克、机车车辆上制作减震板簧和螺旋弹簧，大炮的缓冲弹簧、钟表的发条等。2）化学成分 合金弹簧钢的碳的质量分数一般为C=0.5%0.7%，常加入以硅、锰为主的提高淬透性的元素；辅加元素钨、钒、铬。3）热处理 热成形弹簧钢：弹簧丝直径或弹簧钢板厚度大于10-15mm的螺旋弹簧或板弹簧。热成型热成型 淬火淬火+中温回火中温回火 喷丸喷丸冷成形弹簧钢：对于钢丝直径小于810mm的弹簧，常用冷拔弹簧钢丝冷绕而成。淬火淬火+中温回火中温回火 冷成型冷成型 去应力去应力 喷丸喷丸组织组织 回火回火T钢号钢号主主 要要 成成 分
22、分,%淬火 油 回火机械性能 CMnSi,CrbMPasMPa10%akkJ/m2650.620.700.500.800.170.37840油50010008009450850.820.900.500.800.170.37820油48011501000660065Mn0.620.700.901.200.170.37830油5401000800880060Si2Mn0.560.640.600.901.502.00870油48013001200580050CrVA0.460.540.500.80Cr 0.81.10850油500130011505 9800 汽车板簧汽车板簧火车螺旋弹簧火车螺旋弹簧
23、4）钢种及牌号6565MnMn、60Si2Mn60Si2Mn：汽车、拖拉机、机车的板簧和螺旋弹簧（4）滚动轴承钢 1）用途 主要用来制造各种滚动轴承元件，如轴承内外圈、滚动体（滚珠、滚柱、滚针）。也可做其他用途，如形状复杂的工具、冷冲模具、精密量具以及要求硬度高、耐磨性高的结构零件。2）化学成分 一般轴承用钢是高碳铬钢，其碳的质量分数为c=0.95%-1.15%，铬的质量分数为cr=0.4%-1.65%，大型轴承还需加入硅、锰等元素，以便进一步提高钢的淬透性3）热处理 预备热处理为球化处理；最终热处理为淬火与低温回火。轴承钢淬火、回火后组织：极细极细M M0 0+细小碳化物细小碳化物+少量少量
24、A A残残4）钢种及牌号 GCr15：中小型轴承，冷冲模，量具，丝锥。常用滚动轴承钢牌号、成分、热处理及用途常用滚动轴承钢牌号、成分、热处理及用途 三、其他结构钢1、易切削结构钢在碳钢中加入某一种或几种能改善切削加工性能的元素，使其成为切削加工性良好的钢。目前主要易削添加元素有硫、铅、磷及微量的钙等牌号:以字母“Y”为首，后面数字为平均碳的质量分数的万倍，对锰的质量分数较高的，其后标出“Mn”;对添加易削元素Pb、Ca等，应在其后标出相应的元素符号。易切削结构钢可进行最终热处理，但一般不进行预备热处理，以免损害其切削加工性。常用易切削结构钢的牌号、化学成分、力学性能及用途常用易切削结构钢的牌号
25、、化学成分、力学性能及用途(摘自GB8371-88)2、冷冲压钢用来制造各种冷态下成形的冲压零件用钢，称为冷冲压钢。（1）化学成分 冷冲压钢的c=0.2%-0.3%，对冲压变形量大，轮廓形状复杂的零件，则多采用c=0.05%-0.08%的钢。锰的质量分数也不宜过高；硫和磷质量分数0.035%；硅质量分数越低越好。（2）钢板组织 目前生产中以冷轧深冲薄板应用最广，其金相组织主要是F+极少量的非金属夹杂物等。这类钢有：08F钢、加铝的镇静钢（08A1为专用钢种，A1=0.02%-0.07%）、10、15、20钢等。3、铸造碳钢有些机械零件，例如水压机横梁、轧钢机机架、重载大齿轮等，因形状复杂，难以
26、用锻压方法成形，用铸铁又无法满足性能要求，此时可采用铸钢件。铸造碳钢中碳的质量分数一般为c=0.15%-0.60%。一般工程用铸造碳钢件的牌号、成分和力学性能（一般工程用铸造碳钢件的牌号、成分和力学性能（GB11352-89GB11352-89）铸造碳钢的特性及用途举例（1）ZG200400有良好的塑性、韧性和焊接性能。用于制作承受载荷不大，要求韧性的各种机械零件，如机座、变速箱壳等。（2）ZG230450 有一定强度和较好的塑性、韧性、焊接性能良好，切削加工性尚可，用于制作承受载荷不大，要求韧性的各种机械零件，如砧座、外壳、轴承盖、底板、阀门、犁柱等。一、刃具钢1、性能要求（1）高的硬度 一
27、般要求硬度大于60HRC。（2）高的耐磨性（3）高的热硬性（红硬性）热硬性是指刃具在高温下保持高硬度的能力。（4）一定的韧性和塑性 2、刃具钢的种类（1）碳素工具钢1）成分与钢种：这类钢的碳质量分数为c=0.65%-1.35%，分优质碳素工具钢与高级优质碳素工具钢两类。牌号后加“A”的属高级优质（s0.020%，p0.030%；对平炉冶炼的钢s0.025%）。2）热处理：预处理为球化退火，组织为F+细小粒状Fe3C，硬度217HBW。作为刃具，最终热处理为淬火（一般为760780）+低温回火（180），组织为回火M+粒状Fe3C+少量A残。碳素工具钢的牌号、成分（碳素工具钢的牌号、成分（GB1
28、298-86GB1298-86）及用途及用途（2）合金工具钢 1）成分与钢种：这类钢的碳质量分数为c=0.75%-1.45%，加入的合金元素主要有铬、硅、锰、钨等。常用合金刃具钢的牌号、成分、热处理及用途2）热处理：预备热处理采用球化退火，最终热处理采用淬火（油淬、马氏体分级淬火或贝氏体等温淬火）、低温回火，组织为M回+粒状合金碳化物+少量A残，硬度一般为60-65HRC，使用温度一般低于300。板牙板牙丝锥丝锥如9SiCr，做板牙、丝锥等（3）高速工具钢 1）化学成分：一般碳的质量分数为c=0.70%-1.60%，合金元素总量Me10%，加入合金元素有钨、钼、铬、钒、钴、铝等。2）锻造及热处
29、理特点：（锻造+）球化退火（+机加工）淬火+回火锻造目的 成型；使铸态粗大碳化物破碎、细化、分布均匀淬火组织（左图）：M+碳化物 +A 残 最终组织（右图）：回火M+粒状碳化物 +少量 A 残 回火，560，三次 W2C、VC弥散硬化，二次淬火基本消除A 残。应用应用 高速车刀、钻头、铣刀等。球化退火：改善其切削加工性能，消除残余内应力，并为最终热处理作组织准备工艺3）常用高速工具钢 二、模具钢1、冷作模具钢（1）对冷作模具钢的性能要求1）高的硬度和耐磨性 冷作模具的硬度要求2）较高强度和足够韧性。3）良好的工艺性：淬透性高，热处理变形小等（2）常用冷作模具钢 1）碳素工具钢：T8A、T10A
30、、T12A-适用制造一些尺寸不大，形状简单，工作载荷不大的模具。2）低合金工具钢：CrWMn、9CrWMn、9Mn2V9SiCr、Cr2、9Cr2等小型模具3）高碳高铬模具钢：Cr12、Cr12MoV、Cr12Mo1V1 大型模具 4）高碳中铬模具钢：Cr5Mo1V、Cr4W2MoV 载荷大、生产批量大、形状复杂、变形要求小的模具 5）基体钢：基体钢-含有高速工具钢淬火组织中除过剩碳化物外的基体化学成分的钢种。6Cr4W3Mo2VNb、5Cr4Mo3VA1（为冷热兼用模具钢）形状复杂、受冲击载荷较大或尺寸较大的冷作模具几种常用冷作模具钢的牌号、成分及性能几种常用冷作模具钢的牌号、成分及性能（摘
31、自GB/T 12992000）最终热处理最终热处理 淬火淬火+低温回火低温回火最终组织最终组织 回火回火M+碳化物碳化物 +少量少量 A 2、热作模具钢（1）性能要求1）综合力学性能好；2）淬透性好；3）抗热疲劳性好（2）常用钢种 1）热锻模具钢5CrNiMo 形状复杂的受冲击载荷重的大型及特大型的锻模（最小边长400mm）5CrMnMo中型锻模（最小边长300400mm）2）压铸模钢 3Cr2W8V、4Cr5MoSiV及4Cr5MoSiV13、塑料模具钢 3Cr2Mo广泛应用于中型模具 除此以外，可用作塑料模具的钢主要还有：（1）碳素工具钢：T7T12、T7AT12A尺寸较小、形状简单的塑料
32、模（2）碳素结构钢及合金结构钢：45钢、40Cr小型、复杂的塑料模具（3）合金工具钢：9Mn2V、CrWMn、Cr2中、大型塑料模具 Cr12、Cr12MoV尺寸较大、形状复杂的模具三、量具钢 1、性能要求要求工作部分应有高硬度（5864HRC）和高耐磨性、高的尺寸稳定性及足够的韧性。2、常用量具钢 量具钢材料与热处理应用：简单量具 T10A、T12A 等 高精度量具 GCr15、CrWMn 等最终热处理 淬火 +（-70-80）冷处理+低温回火+时效处理时效处理：120130，保温几几十小时，使M、A残稳定，消除内应力。最终组织 回火M+碳化物 +少量A残一、不锈钢在腐蚀性介质中具有抗腐蚀性
33、能的钢，一般称为不锈钢。1、金属腐蚀（1）腐蚀概念 金属表面受到外部介质作用逐渐破坏的现象称为腐蚀或锈蚀。大部分金属的腐蚀都属于电化学腐蚀。电化学腐蚀实际是电池作用：铁和铜在电解质H2SO4溶液中形成了一个电池。由于铁的电极电位低，为阳极，铜的电极电位高，为阴极，所以铁就被溶解，而在阴极上就放出氢气。如：钢中珠光体由铁素体和渗碳体两相组成，在电解质溶液中形成微电池。铁素体的电极电位低，为阳极而被腐蚀，渗碳体电极电位高，为阴极而不被腐蚀。FeCu电池示意图 珠光体腐蚀示意图（2）提高钢的耐蚀性途径 1）提高电极电位：加入的合金元素有铬、镍、硅等。例如当Cr 11.7%，电极电位由-0.56V跃增
34、为+0.20V；2）使钢在室温下呈单相组织：加入Cr、Ni等；3）形成氧化膜（又称钝化膜）：加入Cr、Al等。铁铬合金电极电位与铬的质量分数的关系 2、常用不锈钢（1）马氏体不锈钢成分：C=0.1%-0.4%，Cr=11.50%14.00%，典型牌号：Cr13型不锈钢。应用：1 Cr13、2Cr13，受冲击载荷的结构零件，如汽轮机叶片、各种阀、机泵等。热处理：淬火后高温回火，得到S0组织。3Cr13、7Cr17，用于制造医疗手术工具、量具、弹簧和轴承等。热处理：淬火后低温回火，得到M0+少量碳化物，硬度可达50HRC左右。（2）铁素体不锈钢 成分：C0.12%，Cr=12%-30%。组织：单相
35、铁素体组织性能：其耐蚀性、塑性、焊接性均优于马氏体不锈钢；强度比马氏 体不锈钢低典型牌号：1Cr17、1Cr17Mo等。应用：主要用于制造耐蚀零件，广泛用于硝酸和氮肥工业中。（3）奥氏体不锈钢 成分：Cr17%-19%，Ni=8%-11%，故简称188型不锈钢。组织：退火状态下呈现A+和少量碳化物组织；经热处理后呈单一A组织典型牌号：0Cr19Ni9、1Cr18Ni9、0Cr18Ni11Ti、00Cr17Ni4M02等。热处理：固溶处理：把钢加热到1100左右，使碳化物溶解在高温下所得到的奥氏体中，然后水淬块冷至室温即获得单相奥氏体组织。应用：如：1Cr18Ni19是典型的188型不锈钢，常用
36、制造低温浸蚀性介质中工作的容器、阀、管道等以及要求耐蚀性非磁性部件，冷变形强化后可以作某些结构材料，且焊接性能较好。几种不锈钢的成分、热处理、性能及用途几种不锈钢的成分、热处理、性能及用途 二、耐热钢1、耐热钢的一般概念（1）高温抗氧化性：加入铬、硅、铝等合金元素，他们与氧亲和力大，优先被氧化，形成一层致密完整、高熔点的氧化膜（Cr2O3、Fe2SiO4、AI2O3），牢固覆盖于钢的表面。（2）高温强度 1）提高再结晶温度：在钢中加入铬、钼、锰、铌等元素2）利用析出弥散相而产生强化：在钢中加入钛、铌、钒、钨、钼以及铝、硼、氮等元素。2、常用耐热钢用途：锅炉、燃气轮机等类类别别钢号钢号主主 要要
37、 化化 学学 成成 分分,%淬火淬火回火回火CCrNiTiM型型1Cr130.1512149501000油7007501Cr11MoV0.110.181011.5Mo 0.50.710501100空720740A型型1Cr18Ni9Ti0.1217198110.50.89201150 水机械性能机械性能 bMPa sMPa540345490685520205 5%2040HB 159159187几种耐热钢的成分、热处理及性能几种耐热钢的成分、热处理及性能 三、耐磨钢概念：耐磨钢是指在巨大压力和强烈冲击载荷作用下才能发生硬化的高锰钢。用途：制造球磨机的衬板、破碎机的颚板、控掘机的斗齿、拖拉机和坦
38、克的履带板、铁路道叉、防弹钢板等。成分：C=0.9%-1.5%，Mn=11%-14%。牌号：ZG Mn数字数字1+数字数字2如：ZGMn13-1，表示1号铸造高锰钢，其碳的质量分数最高（C=1.01.45%）“铸钢”二字汉语拼音字首化学元素符号“MnMn的含量1、2、3、4表示品种代号热处理：“水韧处理”，是将高锰钢铸件加热到10001100，使碳化物全部溶解到奥氏体中，然后在水中激冷，防止碳化物析出，获得均匀的、单一的过饱和单相奥氏体组织。性能：工件在工作中受到冲击变形时，表层产生加工硬化，及M转变，硬度显著提高，心部保持高韧性。铸造高锰钢牌号、成分及适用范围铸造高锰钢牌号、成分及适用范围用途：履带、铁道岔道用途：履带、铁道岔道
