工程材料-合金钢讲解.ppt

４.４　热作模具钢 （１）用途 用于制造对金属进行热变形加工的模具，如热锻模、热镦模、热挤压模、精密锻造模、高速锻模等。 （２）性能特点 热作模具工作时受到较高的冲击载荷作用，同时模腔表面与炽热金属接触并摩擦，局部温度可达５００℃以上，并且还要反复受热与冷却，常因热疲劳而使模腔表面产生龟裂。 故要求在高温下具有足够的强度、韧性和硬度，有较高的耐磨性、良好的导热性和抗热疲劳性。对于尺寸较大的模具，还应有较高的淬透性。 曲轴模具 热模锻曲轴毛坯 ５　特殊性能钢及其应用 １　不锈钢 在自然环境或一定工业介质中具有耐蚀性的一类钢称为不锈钢。不锈钢应能够抵抗空气、蒸汽、酸、碱、盐等腐蚀介质的腐蚀。 （１）金属腐蚀的概念 金属表面与周围介质相互作用，使金属基体逐渐遭受破坏的现象称为腐蚀。腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀两类。金属直接与介质发生化学反应造成的腐蚀称为化学腐蚀。 在化学腐蚀过程中没有电流产生，例如金属在高温下的氧化、钢的脱碳、钢在石油中的腐蚀以及氢和含氢气体对普通碳钢的强烈腐蚀（氢蚀）等。金属在电介质溶液中因原电池作用，产生电流而引起的腐蚀现象称为电化学腐蚀。 化工管道的腐蚀 裂解管内壁的高温腐蚀减薄 　（２）常用不锈钢 不锈钢常用两种方法分类： 一是按钢中主要合金元素分为铬不锈钢和铬镍不锈钢； 二是按正火态的组织分为马氏体不锈钢、铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢。 常用不锈钢的牌号、成分、热处理、力学性能及用途见表５－１２ ２　耐热钢 耐热钢是指在高温下具有较好的抗氧化性并兼有高温强度的钢。 一般钢铁材料加热到５７０℃以上时表面容易产生氧化，这是由于空气中的氧原子与铁原子在高温下形成疏松多孔的ＦｅＯ。 温度越高，氧化速度越快，长时间氧化会使钢材表面起皮和剥落，钢的抗氧化性是指钢在高温下对氧化作用的稳定性。 除氧化外，钢铁在高温下由于原子间结合力减弱，其强度也大大下降。当工作温度高于金属的再结晶温度，工作应力超过金属在该温度下的弹性极限时，随着时间的延长金属会发生极其缓慢的变形，这种现象称为“蠕变”。 气轮机叶片 汽车阀门 锅炉安全泄压阀(2Cr13) ３　耐磨钢 耐磨钢主要是指在冲击载荷下发生冲击硬化的高锰钢。它的主要成分是含碳０．９％ ～１５％、含锰１１％ ～１４％。由于这种钢极易产生加工硬化，切削加工困难，所以大多数高锰钢零件是铸造成型后直接使用或少许加工。 履带 球磨机衬板 挖掘机铲齿 铁路辙岔 破碎机牙板 * 6 铸铁及其石墨化 铸铁是含碳量大于2.11%并含有较多硅、锰、硫、磷等元素的多元铁基合金。 铸铁具有许多优良的性能及生产简便、成本低廉等优点，因而是应用最广泛的材料之一。 例如，机床床身、内燃机的汽缸体、缸套、活塞环及轴瓦、曲轴等都可用铸铁制造。 铸铁曲轴 * 铸铁的石墨化过程 Fe-Fe3C 和 Fe-G (石墨)双重相图 Fe3C是亚稳相，在一定条件下将发生分解： Fe3C→3Fe+C（石墨） 共晶白口铸铁 F基体球墨铸铁 6.1 概述 * 石墨是碳的单质之一，其强度、塑性、韧性几乎为零。 铸铁中的碳除少量固溶于基体中外，主要以化合态的渗碳体(Fe3C)和游离态的石墨(G)两种形式存在。 * 6.2 存在两个铁碳相图： Fe-Fe3C和Fe-G双重相图 L+G L+Fe3C * 6.5、铸铁的特点及分类 工业上使用的铸铁主要是灰口铸铁。 1、铸铁的组织特点 钢的基体+G（石墨） 基体组织有铁素体、珠光体和铁素体加珠光体三种。 F+G F+P+G P+G * ⑵ 耐磨性能好。由于石墨本身有润滑作用。 ⑶ 消振性能好。由于石墨可以吸收振动能量。 ⑷ 铸造性能好。由于铸铁硅含量高, 成分接近于共晶。 ⑸ 切削性能好。由于石墨使车屑容易脆断，不粘刀。 ⑹ 对缺口不敏感。 2、铸铁的性能特点 铸铁与铸钢的强度比较 ⑴ 力学性能低。由于石墨相当于钢基体中的裂纹或空洞，破坏了基体的连续性，且易导致应力集中。 * 3、铸铁的分类与牌号表示方法 铸铁 名称 石墨 形态 基体 组织 编 号 方 法 牌号实例 灰 铸 铁 片 状 F HT + 一组数字 数字表示最低抗拉强度值，单位MPa。 “HT”表示灰铸铁代号。 HT100 F+P HT150 P HT200 可 锻 铸 铁 团