(8)--3.1 工业用钢金属材料及热处理.ppt

第三章工业用钢概述工业用钢是经济建设中使用最广、用量最大的金属材料，在现代工农业生产中占有极其重要的地位。工业用钢中的碳素钢，由于价廉，便于冶炼、容易加工，通过含碳量的增减和不同热处理工艺可使其性能得到改善，因此能满足许多生产上的要求，至今仍是应用最广泛的钢铁材料。总体来看，碳钢主要存在以下不足：一、碳钢的基本相为F和Fe3C，使其机械性能低，以应用十分广泛的45钢为例，经热轧空冷（相当于正火）后，其屈服强度为240MPa，抗拉强度不足400MPa。这样低的强度，势必使机器设备做的十分笨重，不能满足效率高、体积小、重量轻的要求。另一方面它也满足不了航空工业、交通运输业、动力工业、石油化工业等对机械性能提出的越来越高的要求。二、碳钢的淬透性低。钢材只有通过淬火获得马氏体组织后才具有高的强度。如超高强度合金钢35Si2MnMoV在截面直径为60mm时，在油中淬火可以完全淬透，250℃低温回火的σb1700MPa，ψ40%，αk490。对于35钢来说，只有其截面厚度不大于5mm的薄零件经在盐水中剧烈冷却淬火，在200℃低温回火后，机械性能才能接近以上水平。但剧烈的冷却会使零件产生严重的变形和开裂，因而当零件的形状复杂、尺寸较大时，碳钢就不能满足要求。三、现代科学技术的发展对钢材提出了许多特殊性能要求，如化工部门要求钢材具有耐热、抗氧化、耐酸不锈性能，仪表工业要求材料具有特殊的电磁性能，汽轮机制造部门则要求钢材具有良好的高温强度等等，但碳钢的回火稳定性差，使用温度不能超过200℃，耐磨性差，这些特殊的物理化学性只有采用合金钢才能满足。在碳钢的基础上有意加入一种或几种合金元素，使其使用性能和工艺性能得以提高的以铁为基的合金即为合金钢。应当指出，合金钢并不是在一切性能上都优于碳钢，它确实在不少性能指标上优于碳钢，但也有些性能指标不如碳钢，且其价格较昂贵，因此必须正确地认识并合理使用合金钢，才能发挥出最佳效用。