二次淬火

1. 二次淬火 合金元素一般都能提高残余奥氏体转变的温度范围。某些高合金钢(如高速钢)中的残余奥氏体十分稳定，只有加热到500 ℃—600℃时才开始发生部分分解，使奥氏体稳定性下降，在随后快速冷却过程中转变为马氏体，使钢硬度有较大提高，这种现象称“二次淬火”。 1

2. 二次硬化 强碳化物形成元素(V, Mo, W等)加入后，在500℃ -600℃回火时从马氏体中析出特殊碳化物，高度弥散分布在马氏体基体上，并与基体保持共格关系，阻碍位错运动，使硬度上升，发生“二次硬化”现象。 2

3. 碳素钢 • 碳素结构钢用途：主要制造各种工程构件(如桥梁、船舶、建筑用钢)和机器零件(如齿轮、轴、螺钉、螺母、曲轴、连杆等) • 这类钢一般属于低碳和中碳钢，分普通碳素结构钢和优质碳素结构钢。 • 1. 普通碳素结构钢 • 牌号的表示方法：用Q（屈服强度）、屈服强度值、质量等级符号（A，B，C，D） 、脱氧方法符号（F，b，Z，TZ）四部分按顺序组成 • 质量等级 （A, B, C, D四级） • A: 一般质量，S≤0.050%, P ≤ 0.045% • B: S, P ≤ 0.045% • C: S, P ≤ 0.040% • D: S, P ≤ 0.035% 半镇静钢 特殊镇静钢。比镇静钢脱氧程度更充分彻底的钢 3

4. 碳素钢 • 脱氧方法符号 • F: 沸腾钢 • b: 半镇静钢 • Z: 镇静钢 • TZ: 特殊镇静钢 • 通常“Z”，和“TZ”可省略 • 例如：Q235-AF • 普碳钢一般只保证力学性能，而不保证化学成分 4

5. 碳素钢 2. 优质碳素结构钢 特点： （1）与普碳钢相比，对钢中S,P等杂质限制较严。S,P含量均不大于0.035%； （2）组织均匀致密，偏析程度小，质量好； （3）同时保证钢材的化学成分和力学性能 4

6. 优碳钢按冶金质量等级分为：（1）优质钢，S,P含量均不大于0.035%；（2）高级优质钢，符号A，（GAO）S,P含量均不大于0.030%；（3）特级优质钢，符号E，（TE），P含量不大于0.025% , S不大于0.020% 碳素钢 5

7. 优质碳素结构钢 （1）根据含碳量的大小 用平均含碳量的万分数来表示 平均含碳量为0.25%优质碳素结构钢：25 （2）沸腾钢和半镇静钢 平均碳含量为0.08%的沸腾钢： 08 F 平均碳含量为0.10%的半镇静钢：10b （3）含锰量较高的优质碳素结构钢，加“Mn” 平均碳含量为0.50%、锰含量为0.70-1.0%较高锰含量的优质碳素结构钢：50Mn （4）高级优质碳素结构钢，在牌号后加符号“A” 特级高级优质碳素结构钢在牌号后加符号“E 平均碳含量为0.20%的高级优质碳素结构钢：20A 平均碳含量为0.50%的特级优质碳素结构钢：50E 6

8. 牌号：（1）用汉字碳（T）+平均含碳量的千分数来表示T7：平均含碳量为0.7%的碳素工具钢T12：平均含碳量为1.2%的碳素工具钢（2）含锰量较高的优质碳素工具钢，加Mn T8Mn：平均含碳量为0.8%的较高锰含量碳素工具钢T8：平均碳质量分数为0.8 %的碳素工具钢 碳素工具钢 7

9. （3） 碳素工具钢均为优质钢 若含硫、磷量更低，为高级优质钢，则在钢号后面标注“A”：T12A表示含碳量为1.2%的高级优质碳素工具钢。应用： （1）碳素工具钢用来制造各种刃具、量具、模具等（2）T7, T8硬度高、韧性较高，可制造冲头、錾子、锤子等工具（3）T9, T10, T11硬度高、韧性适中，可制造钻头、刨刀、丝锥、手锯条等刃具及冷作模具等（4）T12, T13硬度高，韧性较低，耐磨性好可制作锉刀、刮刀等刃具及量规、样套等量具。（5）碳素工具钢使用前都要进行热处理。 碳素工具钢 8

10. 合金结构钢 • 牌号：“数字＋元素＋数字” • 合金钢中常加入的合金元素：Mn、Si,、Cr、Mo、W、V、Ti、 Nb、 Zr、 Ni、Co、RE等 • 合金元素的分类，非碳化物形成元素：Ni、Co、Cu、Si、Al、N、B等 • 碳化物形成元素：Zr、Nb、Ti、V、W、Mo、Cr、Mn等 合金元素在钢中的分布： ① 只溶于铁素体中，不形成碳化物——如 Ni、Si、Co ② 只形成碳化物——如 V、Ti、Nb ③ 既溶于铁素体又可形成碳化物——（FeMn)3C、(FeCr)3C、Cr23C6、Cr7C3 ④ 形成金属间化合物——Ni3Al、Ni3Ti、FeTi等 9

11. 合金工具钢 • 牌号： （1）当合金含量<1.5%时，元素符号后不表明数字 40Cr，含碳量0.37~0.45%，0.8~1.1%的铬 （2）平均含量等于或大于1.5%，2.5%，3.5%….时，用相应的数字2，3，4 表示 60Si2Mn，含碳量0.57~0.65%，1.5-2.5的硅和0.6-1.5的锰 （3）为区别优质钢和高级优质钢，高级优质钢号后加注 “高”或“A”，特级优质合金钢加注“E” 50CrVA，30CrMoSiE 9CrSi，表示平均含碳量分数为0.9％，合金元素Cr、Si的平均质量分数都小于1.5的合金工具钢 10

12. 合金结构钢 • 用于制造重要工程结构和机器零件的合金结构钢 • 是合金钢中用途最广、用量最大的一类钢 • 主要有：低合金高强钢、合金调质钢、合金渗碳钢、弹簧钢、滚珠轴承钢等 11

13. 合金结构钢 • 一、低合金高强钢 • 又称为普低钢，英文缩写HSLA,是一种低碳工程结构用钢 • 合金元素含量较少，一般在3%以下 • 主要用于制造桥梁、船舶、车辆、锅炉、高压容器、输油输气管竹道、大型钢结构等 • 用它来代替普碳钢，大大减轻结构质量 12

14. 合金结构钢 • 1.性能要求 • 1)高强度 屈服强度在300MPa以上，强度高,能减轻结构自重、节约钢材和减少消耗。 • 2)高韧性 具有良好的低温韧性 大型的焊接结构，必须具有较高的断裂韧性 • 3)良好的焊接性能和冷成形性能 大型结构大都采用焊接制造，焊前往往要冷成形，焊后又不易进行热处理，因此要求钢具有很好的焊接性能和冷成形性能 13

15. 合金结构钢 14

16. 合金结构钢 二、渗碳钢 1. 渗碳钢的使用条件及性能要求 用于制造汽车、拖拉机变速齿轮，内燃机凸轮轴、活塞销等零件 这类零件工作时遭受强烈摩擦磨损和较大的交变载荷，特别是强烈的冲击载荷 2. 主要钢种 通过渗碳达到表面强化，一般是低碳或低碳合金结构钢 15

17. 合金结构钢 16

18. 合金结构钢 • 三、合金调质钢 • 1.用途及性能要求 • 广泛用于制造汽车、拖拉机、机床和其他机器上如齿轮、轴类件、连杆、高强螺栓等重要零件。 • 性能要求： • ①高的屈服强度及疲劳极限和良好的韧性塑性，即要求综合的力学性能。 • ②局部表面要求一定的耐磨性。 • ③好的淬透性。 17

19. 合金结构钢 • 2. 常用调质钢钢种及牌号 • 按照淬透性的高低，大致分为三类: • 1) 低淬透性调质钢 • 油淬临界直径最大为30mm~40mm,最典型的钢种是40Cr，广泛用于制造一般尺寸的重要零件 • 40MnB, 40MnVB钢是为节约铬而发展的代用钢，40MnB的淬透性和切削加工性能较差。 • 2) 中淬透性调质钢 • 油淬临界直径最大为40mm~60mm，含有较多合金元素，典型牌号有35CrMo等，用于制造截面较大的零件，例如曲轴、连杆等 • 加入Mo不仅使淬透性显著提高，而目可防止回火脆性 18

20. 合金结构钢 • 3) 高淬透性调质钢 • 油淬临界直径为60mm~100mm，多是铬镍钢。 • 铬、镍的适当配合大大提高淬透性，并获得优良的力学性能，例如37CrNi3。 19

21. 合金结构钢 • 四、弹簧钢（自学） • 五、滚珠轴承钢 • 主要用来制造滚动轴承滚动体(滚珠、滚柱、滚针)、内外套圈等，属专用结构钢。 • 化学成分上属于高碳合金钢，也用于制造精密量具、冷冲模、机床丝杠等耐磨件。 20

22. 合金结构钢 • 1. 工作条件及性能要求 • 工况复杂苛刻，实际受载面积小，高集中交变载荷作用 • 对轴承钢的性能要求有以下几方面: • ①高的接触疲劳强度，轴承元件如滚珠与套圈，运转时为点或线接触，接触处的压应力高达1500MPa~5000MPa;会产生接触疲劳破损，产生麻点或剥落 • ②高硬度和耐磨性， • 必须具有高而均匀的硬度。一般应为62HRC~64HRC • ③足够的韧性和淬透性 • ④在大气和润滑介质中有一定耐蚀能力 • ⑤良好的尺寸稳定性 21

23. 合金结构钢 • 2. 化学成分及合金化原理 • ①含碳量高 一般为0.95 %~1.1 %。 • ②铬 提高淬透性，耐磨性，接触疲劳强度。但含铬量过高会增大残余奥氏体量和碳化物分布的不均匀性，使钢的硬度和疲劳强度反而降低。适宜含量为0.40%~1.65 % • ③硅、锰、钒等 铬、锰进一步提高淬透性，便于制造大型轴承 硅还可以提高钢的回火稳定性 钒部分溶于奥氏体中，部分形成碳化物碳化钒，提高钢的耐磨性并防止过热。 • ④纯度要求极高 22

24. 合金结构钢 • 3.典型钢种和牌号 • 我国轴承钢分为两类: • 1) 铬轴承钢 最常用的为GCr15用于制造中、冷冲模、量具、丝锥等 • 2) 添加Mn, Si, Mo, V的轴承钢 如GCr15SiMn淬透性得到提高;为了节约铬，添加Mo, V得到无铬轴承钢，GSiMnMoV、 GSiMnMoVRe等 23

25. 合金工具钢（自学） • 特殊性能钢（自学） 24

26. 作业 P125-126：14,16, 23