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根据钢中有害杂质硫、磷含量多少可分为:(1)普通质量钢。ωs≤0.050%,ωp≤0.045%。(2)优质钢。ωs ≤0.030%,ωp≤0.035%。(3)高级优质钢。ωs≤0.020%,ωp≤0.030%。(4)特级质量钢。ωs <0.015%,ωp<0.025%。 (三) 按用途分类
(1) 碳素结构钢。主要用于制造各种工程构件 (桥梁、船舶、建筑构件等) 和机器零件 (齿轮、轴、螺钉、螺栓、连杆等)。这类钢一般属于低碳钢和中碳钢。(2) 碳素工具钢。主要用于制造各种刃具、量具、模具等。这类钢一般属于高碳钢。【例如:Q235一AF表示碳素结构钢中屈服强度为235MPa的A级沸腾钢。】T8A表示平均碳的质量分数为0.8%的高级优质碳素工具钢。 6、在铁碳合金图中什么是共晶转变?什么是共析转变?
共晶转变:从液相中同时结晶出奥氏体和渗碳体组成的机械混合物。 共析转变:奥氏体同时生成铁素体和渗碳体片层相同的机械混合物。 第五章 钢的热处理
1、学握钢在加热时的组织转变过程中奥氏体化过程;
(一)奥氏体晶核的形成和长大:奥氏体的晶核是在铁素体和渗碳体的相界面上优先形成。 奥氏体晶核形成后便逐渐长大。(二)残余渗碳体的溶解:渗碳体的晶体结构和碳含量都与奥氏体相差很大,故渗碳体向奥氏体中的溶解,必然落后于铁素体的晶格改组。即在铁素体全部消失后,仍有部分渗碳体尚未溶解。随着保温时间的延长,这部分未溶的残余渗碳体将通过碳原子的扩散,不断地向奥氏体中溶解,直到全部消失为止。(三)奥氏体的均匀化:当残余渗碳体全部溶解时,奥氏体的成分是不均匀的。原来的渗碳体处碳浓度高,原来的铁素体处碳浓度低。只有继续延长保温时间,使碳原子充分扩散,才能使奥氏体的成分渐趋均匀化。
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2、钢在冷却过程中的转变中亚共析钢、共析碳钢的过冷奥氏体可发生哪三种不同的转变;
(1)珠光体型转变:转变温度:在A1至C曲线鼻部 (约550℃) 的温度范围内。转变结果:奥氏体等温分解为铁素体与渗碳体的片层状混合物(珠光体组织)。在此温度范围内,由于过冷度不同,所得到的珠光体型组织的片层厚薄不同,性能也有所不同。为区别起见,又分为珠光体、索氏体和托氏体三种,见教材表5-2。珠光体型组织的片层间距越小,则其变形抗力越大,强度、硬度越高,同时塑性、韧性也有所改善。(2)贝氏体型转变:转变温度:在C曲线鼻尖至Ms点(约550~230℃)的温度范围内。转变结果:奥氏体转变成含过饱和碳的铁素体和极细小的渗碳体(或碳化物)的混合物,称为贝氏体,用符号“B”表示。(3)马氏体型转变:过冷奥氏体在Ms温度以下将发生马氏体转变。马氏体转变是在极快的连续冷却过程中发生的。
3、钢的普通热处理有哪几种方法?退火、正火、淬火、回火 4、正火与退火的有什么区别?各适用于什么场合? 退火:在炉中缓慢冷却。正火:在空气中快速冷却。
退火与正火的目的基本相同,实际选用时可从以下三方面考虑:
1、从切削加工性考虑:作为预先热处理,低碳钢正火优于退火,以提高硬度,改善其切削
加工性。而高碳钢正火后硬度太高,必须采用退火。2、从使用性能上考虑:对于亚共析钢,正火处理比退火具有较好的力学性能。如果零件的性能要求不很高,则可用正火作为最终热处理。对于一些大型、重型零件,当淬火有开裂危险时,则采用正火作为零件的最终热处理;但当零件的形状复杂,正火冷却速度较快也
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有引起开裂的危险时,则采用退火为宜。3、从经济性上考虑:正火比退火的生产周期短,耗能少,成本低,效率高,操作简便。因此在可能的条件下应优先采用正火。
5、什么是淬火?淬火方法有哪几种?
淬火:将钢加热到Ac3或Ac1以上某温度,保温一定时间,然后以适当速度冷却而获得马氏体或贝氏体组织的热处理工艺。方法:1.单介质淬火2.双介质淬火3.马氏体分级淬火4.贝氏体等温淬火
6、钢的淬透性与淬硬性各指什么?两者之间的关系如何?
(一) 钢的淬透性:在规定条件下,决定钢材淬硬深度和硬度分布的特性。反映了钢在淬火时获得马氏体组织的难易程度。影响淬透性的主要因素:过冷奥氏体的稳定性,即临界冷却速度的大小。凡是增加过冷奥氏体稳定性、降低临界冷却速度的因素,都能提高钢的淬透性。如含有合金元素的钢,淬透性比碳钢好。钢的淬透性是选择材料和确定热处理工艺的重要依据。(二)钢的淬硬性:钢在理想条件下进行淬火硬化所能达到的最高硬度的能力。淬硬性的高低主要取决于钢中含碳量。钢中含碳量越高,淬硬性越好。淬硬性与淬透性是两个不同的概念。淬硬性好的钢,其淬透性不一定好;反之,淬透性好的钢,其淬硬性不一定好。 【例:碳素工具钢淬火后的硬度虽然很高 (淬硬性好) ,但淬透性却很低;而某些低碳成分的合金钢,淬火后的硬度虽然不高,但淬透性却很好。】
7、钢在淬火后为什么要回火?①获得工件所需要的性能;②消除淬火冷却应力,降低钢的脆性;③稳定工件组织和尺寸。 8、表面淬火分有哪两种:感应淬火、火焰淬火 第六章合金钢
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1、合金钢的分类:1)按用途分类;2)按合金元素分类;
(一) 按用途分类:1、合金结构钢——用于制造各种机械零件和工程结构的钢。主要包括低合金结构钢、合金渗碳钢、合金调质钢、合金弹簧钢、滚动轴承钢等。2、合金工具钢:用于制造各种工具的钢。主要包括合金刃具钢、合金模具钢和合金量具钢等。3、特殊性能钢:具有某种特殊物理或化学性能的钢。主要包括不锈钢、耐热钢、耐磨钢等等。
(二) 按合金元素的总含量分类: 1、低合金钢。合金元素总含量ωMe<5%。2、中合金钢。ωMe ≥5%~10%。3、高合金钢。ωMe>10%。 2、合金钢的编号分为哪几类;
(一) 合金结构钢:合金结构钢的牌号由三部分组成,即“两位数字+元素符号十数字”。前面两位数字代表钢中平均碳的质量分数的万倍;元素符号代表钢中所含的合金元素,其后面的数字表示该元素平均质量分数的百倍,当其平均质量分数ωMe<1.5%时一般只标出元素符号而不标数字,当其ωMe ≥1.5%、≥2.5%、≥3.5%…时,则在元素符号后相应地标出2、3、4…。【例:60Si2Mn钢,表示平均ωc = 0.6%,平均ωsi ≥1.5%,平均ωMn<1.5%的合金结构钢。如为高级优质钢,则在钢号后面加符号“A”。】
(二) 合金工具钢:当平均ωc<1%时,牌号前面用一位数字表示平均碳的质量分数的千倍,当平均ωc≥1%,牌号中不标碳含量。如9SiCr钢,表示平均ωc = 0.9%,合金元素Si、Cr的平均质量分数都小于1.5%的合金工具钢;Crl2MoV钢表示平均ωc>1%,ωcr约为12%,ωMo、ωV都小于1.5%的合金工具钢。高速钢不论其碳含量多少,在牌号中都不予标出,但当合金的其它成分相同,仅碳含量不同时,则在碳含量高的牌号前冠以“C”字母,【如W6M05Cr4V2钢
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和CW6M05Cr4V2钢,前者ωc =0.8%~0.9%,后者ωc = 0.95%~1.05%,其余成分相同。】
(三) 特殊性能钢:特殊性能钢的牌号表示方法与合金工具钢的基本相同,只是当其平均ωc ≤0.03%和 ωc≤0.08%时,在牌号前分别冠以 “00”及 “0”。【如 0Crl9Ni9 钢表示平均ωc≤0.08%,ωcr ≈ 19%,ωNi ≈ 9%的不锈钢。】 (四) 滚动轴承钢:高碳高铬轴承钢属于专用钢,为了表示其用途,在牌号前加以“G” (“滚”字的汉语拼音首字母) ,铬含量以其质量分数的千倍来表示,碳的含量不标出,其它合金元素的表示方法与合金结构钢同。【例:GCrl5SiMn 钢,表示平均ωc = 1.5%,ωSi和ωMn都小于1.5%的滚动轴承钢。】
3、掌握典型合金材料的代号:如40Cr16Mn20MnCrTi 60Si2MnGCr15 W18Cr4V 1Cr13等及应用场合.
低淬透性钢:20Cr。用于受力小的耐磨件,如柴油机的活塞销、凸轮轴等。 中淬透性钢:20CrMnTi。用于中等载荷的耐磨件,如变速箱齿轮。 高淬透性钢:18Cr2Ni4WA。用于大载荷的耐磨件,如柴油机曲轴。 常用钢号为45、40Cr、40CrNi,用于制造较小的齿轮、轴、螺栓等零件。 制造大截面重载荷零件,如曲轴等用高淬透性的40CrNiM等。
常用钢号为65Mn、60Si2Mn用于制造较大截面弹簧。制造大截面、大载荷、耐热的弹簧用50CrV 。
应用最广的是GCr15,大量用于大中型轴承;大型轴承用GCr15SiMn。这类钢还可用于制造模具、量具等。
Q235(16Mn):各种大型钢结构、桥梁、船舶、锅炉、压力容器、重型机械、电站设备等。