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1、1教學(xué)重點(diǎn)1、鋼的分類。2、合金元素在鋼的作用及應(yīng)用。3、滲碳零件，調(diào)質(zhì)鋼，彈簧鋼，軸承鋼熱處理工藝教學(xué)難點(diǎn)滲碳零件，彈簧鋼，調(diào)質(zhì)鋼熱處理工藝本課題重點(diǎn)與難點(diǎn)2引言——工業(yè)用鋼按化學(xué)成份分為碳素鋼和合金鋼兩大類。碳素鋼為含碳量小于2.11%的鐵碳合金，具有較好的力學(xué)性能和工藝性能。但由于碳素鋼的淬透性低，回火穩(wěn)定性差，基本相軟弱，很多方面不能滿足更高的要求，諸如耐腐蝕性，高強(qiáng)度……合金鋼定義：合金鋼就是在碳鋼的基礎(chǔ)上，為改善鋼的性能，在冶煉時(shí)有目的地加入一種或數(shù)種合金元素的所獲得的鋼。鋼的種類繁多，為了便于生產(chǎn)、使用、管理，可按以下幾種方法分類。工業(yè)用鋼及熱處理31.按化學(xué)成分分類按化學(xué)
2、成份可將鋼分為碳素鋼和合金鋼。碳素鋼根據(jù)含碳量分為低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼。合金鋼根據(jù)合金元素含量分為低合金鋼、中合金鋼和高合金鋼。2.按質(zhì)量分類鋼的質(zhì)量是以硫、磷的含量來(lái)劃分的。根據(jù)硫、磷的含量可將鋼分為普通質(zhì)量鋼、優(yōu)質(zhì)鋼、高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼和特級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼。3.按冶煉方法分類根據(jù)冶煉所用煉鋼爐不同，可將鋼分為平爐鋼、轉(zhuǎn)爐鋼和電爐鋼。4.按金相組織分類在退火組織可將鋼分為亞共析鋼、共析鋼和過(guò)共析鋼。按正火組織可將鋼分為珠光體鋼、貝氏體鋼、馬氏體鋼、鐵素體鋼、奧氏體鋼和萊氏體鋼等。5.按用途分類按用途可將鋼分為結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼和特殊性能鋼。4鋼中常存雜質(zhì)元素對(duì)性能的影響鋼中常存雜質(zhì)元素主要是指錳、硅、硫
3、、磷及氮、氫、氧等。這些元素在冶煉時(shí)或者由原料、燃料及耐火材料中帶入鋼中，或者由大氣進(jìn)入鋼中，或者脫氧時(shí)殘留于鋼中，它們的存在會(huì)對(duì)鋼的性能產(chǎn)生影響。1.硅和錳的影響硅和錳在鋼中均為有益元素，能溶于鐵素體中起固溶強(qiáng)化作用，提高鋼的強(qiáng)度和硬度。2.硫和磷的影響硫和磷在鋼中都是有害元素。硫在鋼中以FeS的形式存在，使鋼變脆，產(chǎn)生熱脆性?？刂圃?.05％以下，MnS對(duì)斷屑有利。磷可溶于鐵素體中，使鋼的強(qiáng)度、硬度顯著增加。但使鋼脆化，產(chǎn)生冷脆性。53.氣體元素的影響氮：室溫下氮在鐵素體中溶解度很低，鋼中過(guò)飽和的氮在常溫放置過(guò)程中會(huì)以Fe4N形式析出而使鋼變脆，稱為時(shí)效脆化。在鋼中加入Ti、V、Al
4、等元素可使氮以這些元素氮化物的形式被固定，從而消除時(shí)效傾向。氧：氧在鋼中主要以氧化物夾雜的形式存在，氧化物夾雜與基體的結(jié)合力弱，不易變形，易成為疲勞裂紋源。氫：常溫下氫在鋼中的溶解度很低。當(dāng)氫在鋼中以原子態(tài)溶解時(shí)，降低韌性，引起氫脆。當(dāng)氫在缺陷處以分子態(tài)析出時(shí)，會(huì)產(chǎn)生很高的內(nèi)壓，形成內(nèi)裂紋，其內(nèi)壁為白色，稱為白點(diǎn)或裂紋。6合金元素在鋼中的主要作用1.合金元素對(duì)鋼中基本相的影響鐵素體和滲碳體是碳素鋼中兩個(gè)基本相，合金元素進(jìn)入鋼中將對(duì)這兩個(gè)基本相的成分、結(jié)構(gòu)和性能產(chǎn)生影響。 ????（1）溶于鐵素體，起固溶強(qiáng)化作用 ????加入鋼中的非碳化物形成元素及過(guò)剩的碳化物形成元素都將溶于鐵素體，形成
5、合金鐵素體，起固溶強(qiáng)化作用。從幾種合金元素對(duì)鐵素體硬度和韌性的影響可以看出，Si、Mn的固溶強(qiáng)化效果最顯著，但其含量超過(guò)一定值后，鐵素體的韌性將急劇下降，而Cr、Ni在適當(dāng)?shù)暮糠秶鷥?nèi)不但能提高鐵素體的硬度，而且還能提高其韌性。因此為了獲得良好的強(qiáng)化效果，應(yīng)控制固溶強(qiáng)化元素在鋼中的含量。7（2）形成碳化物 ????加入到鋼中的合金元素，除溶入鐵素體外，還能進(jìn)入滲碳體中，形成合金滲碳體，如鉻進(jìn)入滲碳體形成(Fe,Cr)3C。當(dāng)碳化物形成元素超過(guò)一定量后，將形成這些元素自己的碳化物。合金元素與碳的親和力從大到小的順序?yàn)椋篫r、Ti、Nb、V、W、Mo、Cr、Mn、Fe。合金元素與碳的親和力越
6、大，所形成化合物越穩(wěn)定、熔點(diǎn)、分解溫度、硬度、耐磨性就越高。在碳化物形成元素中，鈦、鈮、釩是強(qiáng)碳化物形成元素，所形成的碳化物如TiC、VC等；鎢、鉬、鉻是中碳化物形成元素，所形成碳化物如Cr23C6、Cr7C3、W2C等；錳、鐵是弱碳化物形成元素，所形成的碳化物如Fe3C、Mn3C等。碳化物是鋼中的重要組成相之一，其類型、數(shù)量、大小、形態(tài)及分布對(duì)鋼的性能有著重要的影響。8合金元素對(duì)鋼的工藝性能的影響1.合金元素對(duì)鋼熱處理工藝性能的影響熱處理工藝性能反映鋼熱處理的難易程度和熱處理產(chǎn)生缺陷的傾向。主要包括淬透性、過(guò)熱敏感性、回火脆化傾向和氧化脫碳傾向等。合金鋼的淬透性高,淬火時(shí)可以采用比較緩
7、慢的冷卻方法,可減少工件的變形和開(kāi)裂傾向。即提高淬透性，提高回火抗力。加入錳、硅會(huì)增大鋼的過(guò)熱敏感性。9①提高耐回火性（回火抗力） ????淬火鋼在回火過(guò)程中抵抗硬度下降的能力稱為耐回火性（也稱回火穩(wěn)定性）。由于合金元素阻礙馬氏體分解和碳化物聚集長(zhǎng)大過(guò)程，使回火時(shí)的硬度降低過(guò)程變緩，從而提高鋼的耐回火性。因此，當(dāng)回火硬度相同時(shí)，合金鋼的回火溫度比相同含碳量的碳鋼高，這對(duì)于消除內(nèi)應(yīng)力是有利的，而當(dāng)回火溫度相同時(shí)，合金鋼的強(qiáng)度、硬度要比
