12 第六章 工业用钢.pptx

第1页：第六章 工业用钢

第六章 工业用钢：本页为图示内容，标明本章从碳钢讲到合金结构钢与合金工具钢。

第2页：金属材料的分类

金属材料的分类

• 金属材料
• 金属材料是最重要的工程材料，分为两大类：
• 黑色金属；（铁和铁基合金）
• 有色金属。（黑色金属以外）
• 钢铁材料性能优越、价格低、用途广。

第3页：碳钢的化学成分

碳钢的化学成分

• 一、碳钢的化学成分
• 按照相图：C%<2.11%的铁碳合金；
• 工程上：碳钢含碳量<1.3%
• 除碳外，含有Si，Mn，S，P，H，O，N等元素。对钢材性能影响很大。
• Si，Mn有益元素,增加强度,降低脆性。
• S，P有害元素，增加脆性。

第4页：碳钢按含碳量分类

碳钢按含碳量分类

• 二、碳钢的分类
• 1．按钢的含碳量分：
• 低碳钢：0.0218%<C≤0.25%；
• 中碳钢：0.25<C≤0.6%；
• 高碳钢：C>0.6%

第5页：碳钢按质量分类

碳钢按质量分类

• 二、碳钢的分类
• 2．按钢的质量分：
• 普通碳素钢：P≤0.055%S≤0.045%
• 优质碳素钢：P≤0.040%S≤0.040%
• 高级优质碳素钢：P≤0.030% S≤0.035%

第6页：碳钢按用途分类

碳钢按用途分类

• 二、碳钢的分类
• 3．按用途分
• 碳素结构钢：用于制造各种工程构件和机器零件；如建筑的屋架、船舶的船体、桥梁、车辆等以及机械零件如轴、齿轮、连杆等的钢种。
• 碳素工具钢：用于制造各种工具（刃具、量具、模具）

第7页：碳钢按组织与冶炼分类

碳钢按组织与冶炼分类

• 二、碳钢的分类
• 4．按钢的组织组成物分
• 亚共析钢，其组织组成物为F+P；
• 共析钢，其组织组成物为P；
• 过共析钢，其组织组成物为Fe3CⅡ+P；
• 5.按冶炼方法分：
• 平炉钢；转炉钢

第8页：碳素结构钢

碳素结构钢

• 二、碳钢的牌号及用途
• 1．碳素结构钢
• 价格低，工艺性能良好，力学性能能满足一般使用要求。
• 常用于制造普通的工程结构和普通零件。钢厂中又常将它们轧成钢板和型材（如圆钢、方钢、扁钢、角钢、工字钢、槽钢等），以方便使用。
• 普通碳素结构钢牌号及化学成分见表3-1。

第9页：碳素结构钢牌号Q235-A.F

碳素结构钢牌号Q235-A.F

• 二、碳钢的牌号及用途
• 普通碳素结构钢的牌号，按国家标准GB700-88的规定，由四个部分组成，依固定顺序排列。
• Q235-A.F
• “Q”屈服；“235”最低屈服强度为235MPa；
• “A”质量级别为A（A、B、C、D）；
• “F”沸腾钢（F、b、Z、TZ常省略）。镇静钢（用Al、Si-Fe、Mn-Fe脱氧）；沸腾钢（用Mn-Fe脱氧）

第10页：碳素结构钢新旧牌号对照

碳素结构钢新旧牌号对照

• 二、碳钢的牌号及用途
• 一般以热轧空冷状态供应；碳素结构钢机械性能见表3-2（教材P140）
• 新旧标准对照Q275Q255Q235Q215Q195新标准C5A4，C4A3，C3A2，C2A1，B1旧标准

第11页：优质碳素结构钢牌号

优质碳素结构钢牌号

• 二、碳钢的牌号及用途
• 2.优质碳素结构钢
• 钢号：采用两位数字表示。这两位数字既是牌号，又表示钢中平均含碳量的万分之几。
• 如“45”表示优质碳素结构钢平均含碳量为0.45%。若钢中含锰大于0.7%-1.2%，那么在牌号后面须加上元素符号“Mn”来表示。如“45Mn”。
• 优质碳素钢使用前一般都经过热处理。
• 优质碳素结构钢牌号、成分及性能见表3-4。

第12页：优质碳素结构钢的用途

优质碳素结构钢的用途

• 二、碳钢的牌号及用途
• 08F：塑性好，轧成薄板，制造冲压件。
• 10、20、20Mn等：渗碳件如销、轴、轴套等；10、20冷冲压与焊接性能良好。
• 30、35、40、45、40Mn等：制造齿轮、传动轴、套筒、高强度螺栓、连杆等受力情况复杂的重要零部件。其中用量最大的为45钢。

第13页：60钢与65钢

60钢与65钢

• 二、碳钢的牌号及用途
• 60，65钢属于弹簧钢。适宜制造弹簧及弹性零件以及某些工具如凿子、画针等。

第14页：碳素工具钢牌号T8MnA

碳素工具钢牌号T8MnA

• 二、碳钢的牌号及用途
• 3.碳素工具钢
• 碳素工具钢的成分及牌号：
• 含碳量在0.65%—1.35%之间，硫、磷含量较低。
• 牌号表示为：T8MnA
• 其中“T”—优质碳素工具钢
• “8”—含碳量的千分数
• “Mn”—含锰量在0.40%—0.60%之间时标出
• “A”—高级优质

第15页：常用碳素工具钢牌号

常用碳素工具钢牌号

• 二、碳钢的牌号及用途
• 常用的优质碳素工具钢牌号：
• T7、T8、T9、T10、T11、T12、T13；
• 碳素工具钢使用前需热处理
• 碳素工具钢成分见表3-5

第16页：碳钢淬透性低的不足

碳钢淬透性低的不足

• 合金钢
• 合金钢的概念
• 碳钢的性能的不足：
• １.淬透性低一般情况下，碳钢淬火要求水冷，它水淬的的最大淬透性直径为15-20mm，因此在制造大直径和形状复杂的零件时，不能保证性能的均匀性和几何形状不变。

第17页：碳钢强度与屈强比低

碳钢强度与屈强比低

• 合金钢
• ２.强度和“屈强比”较低
• 强度低使工程结构和设备笨重。（Q235钢的屈服极限为235MPa，而低合金结构钢Q345的屈服强度大于345MPa。）
• 屈强比低说明强度的有效利用率低。（40碳钢的屈强比为0.43，而合金钢35CrNi3Mo的屈强比可达0.74。）

第18页：碳钢回火稳定性差

碳钢回火稳定性差

• 合金钢
• ３．回火稳定性差
• 碳钢在进行调质处理时，为了保证高强度而回火温度应低些时嫌韧性低；
• 为了保证较好的韧性而回火温度应高些时强度又偏低；
• 碳钢综合机械性能水平不高。

第19页：碳钢难以满足特殊性能

碳钢难以满足特殊性能

• 合金钢
• ４.不能满足某些特殊性能的要求
• 碳钢在抗氧化、耐腐蚀、耐热、耐低温、耐磨以及特殊电磁性方面往往不能满足特殊使用要求。

第20页：45钢与40Cr钢调质性能对比表

原表列标题与数值粘连，表中按列序还原各项性能指标，数据取自原课件该页。

第21页：合金钢的概念

合金钢的概念

• 合金钢
• 为了提高钢的机械性能、工艺性和物理性，有目的的向碳钢中加入某些合金元素而生产的钢叫合金钢。
• 向钢中加入的多种元素称合金元素。

第22页：合金钢按用途分类

合金钢按用途分类

• 一、合金钢的分类
• １按用途分类：
• （１）合金结构钢：用于制造各种工程构件和重要的机器零件等；
• （２）合金工具钢：用于制造各种重要的工具，如切削刀具、模具和量具等；
• （３）特殊合金钢：用于制造要求特殊性能的结构件和零件，主要包括不锈钢、耐热钢、抗磨钢、磁钢和无磁钢等。

第23页：合金钢按合金元素含量分类

合金钢按合金元素含量分类

• 一、合金钢的分类
• ２·按合金元素含量分类
• （１）低合金钢：Me<5%
• （２）中合金钢：Me5%-10%
• （３）高合金钢：Me>10%

第24页：合金结构钢牌号60Si2MnA

合金结构钢牌号60Si2MnA

• 二、合金钢的编号
• １·合金结构钢
• 两位数字+化学元素符号+数字+质量级别
• 例如：60Si2MnA；
• “60”----合金结构钢，平均含碳量0.60%；
• “Si2”----平均含硅量为2%；
• “Mn”----平均含锰量低于1.5%（合金元素含量低于1.49%不标数字）；
• “A”------高级优质钢（不标为优质钢）

第25页：合金工具钢牌号9SiCr

合金工具钢牌号9SiCr

• 二、合金钢的编号
• 2.合金工具钢
• 一位数字+化学元素符号+数字+质量级别例如：9SiCr；
• “9”----合金工具钢，平均含碳量0.9%；（若平均含碳量大于1%不标数字）
• “Si”----平均含硅量低于1.5%；
• “Cr”----平均含铬量低于1.5%（合金元素含量低于1.49%不标数字）；
• “A”------高级优质钢（不标为优质钢）

第26页：专用钢牌号Y40Mn与GCr15

专用钢牌号Y40Mn与GCr15

• 二、合金钢的编号
• 一些特殊专用钢，为表明其用途，在牌号前须附加字母。如易切削钢“Y40Mn”（钢中含锰量为0.7-1.2%）、滚珠轴承钢“GCr15”。

第27页：低合金结构钢的用途

低合金结构钢的用途

• 合金结构钢
• 一.低合金结构钢（普通低合金钢）
• 1.用途
• 制造桥梁、车船、压力容器、输油输气的管道、大型钢结构等。可减轻自重，节约钢材。

第28页：低合金钢结构实例

低合金钢结构实例：本页为图示内容，展示桥梁与压力容器等典型工程实例。

第29页：低合金钢结构实例（续）

低合金钢结构实例（续）：本页为图示内容，展示船舶与输油管道等焊接结构件。

第30页：低合金结构钢的性能要求

低合金结构钢的性能要求

• 一.低合金结构钢
• 2.性能要求
• ①高强度:σs＞300MPa
• ②高韧性（延伸率15-20%；冲击韧性600-800KJ/m2）
• ③良好焊接性能和冷成形性能
• ④良好的耐蚀性

第31页：低合金结构钢的成分特点

低合金结构钢的成分特点

• 一.低合金结构钢
• 3.成分特点与合金化原则
• ①低碳，C＜0.2%
• ②合金元素以Mn为主；Mn和Si固溶强化，细化珠光体
• ③加入V,Nb,Ti等元素；细化F晶粒和细化k，沉淀强化
• ④加入Cu抗腐蚀

第32页：低合金结构钢常用钢种

低合金结构钢常用钢种

• 一.低合金结构钢
• 4.常用钢种
• 按σs分5级:
• ①低强度级别:Q345 (16Mn)一般工程结构（S+F）
• ②中等强度级别:Q420 (15MnVN)大型桥梁,锅炉,船舶,焊接结构.（S+F）

第33页：低碳贝氏体钢

低碳贝氏体钢

• 一.低合金结构钢
• 4.常用钢种
• 按σs分5级:
• ③高强度级别:强度级别超过500 MPa后，铁素体和珠光体组织难以满足要求，于是发展了低碳贝氏体钢。
• 加入Cr、Mo、Mn、B等元素，有利于空冷条件下得到贝氏体组织，使强度更高，塑性、焊接性能也较好，多用于高压锅炉、高压容器等。18MnMoNb高压锅炉,高压容器（B）
• 用低合金高强度结构钢的钢号、成分、性能及用途见表

第34页：典型低合金钢的应用实例

典型低合金钢的应用实例：典型普低钢应用Q460钢含Mo、B，正火组织为B，强度高，用于石化中温高压容器。压力容器南京长江大桥Q345钢(16Mn)综合性能好，用于船舶、桥梁、车辆等大型钢结构。Q390钢含V、Ti、Nb，强度高，用于中等压力的容器。万吨远洋轮

第35页：低合金高强度结构钢性能表

低合金高强度结构钢性能表：本页为数据表，原表文字提取后数据严重粘连，未强行切分为表格，建议对照原课件图片人工校核。

应用举例旧钢号机械性能厚度或直径/mm化学成分w/%钢号Akv(20℃)/Jδ5/%σb/MPaσs/MPa其它TiNbVSiMnC桥梁，车辆，容器，油罐09MnV09MnNb09Mn212Mn3423390～570≥295≥275≥255<1616～3535～500.02～0.200.015～0.0600.02～0.15≤0.550.80～1.50≤0.16Q295桥梁，车辆，船舶，压力容器，建筑结构12MnV14MnNb16Mn18Nb16MnRE3421～22470～630≥345≥325≥295<1616～3535～500.02～0.200.015～0.0600.02～0.15≤0.551.00～1.600.18～0.20Q345桥梁，船舶起重设备，压力容器15MnV15MnTi16MnNb3419～20490～650≥390≥370≥350<1616～3535～50Cr≤0.30Ni≤0.700.02～0.200.015～0.0600.02～0.20≤0.551.00～1.60≤0.20Q390桥梁，高压容器大型船舶，电站设备，管道15MnVN14MnVTi-RE3418～19520～680≥420≥400≥380<1616～3535～50Cr≤0.40Ni≤0.700.02～0.200.015～0.0600.02～0.20≤0.551.00～1.70≤0.20Q420中温高压容器(<120℃)，锅炉，化工、石油高压厚壁容器(<100℃)3417550～720≥460≥440≥420<1616～3535～50Cr≤0.70Ni≤0.700.02～0.200.015～0.0600.20～0.20≤0.551.00～1.70≤0.20Q460

第36页：低合金结构钢的热处理特点

低合金结构钢的热处理特点

• 一.低合金结构钢
• 5.热处理特点
• 一般供应状态(热轧空冷)下直接使用,不热处理；
• 焊接结构可进行一次正火,改善焊区性能

第37页：合金渗碳钢的用途

合金渗碳钢的用途

• 二.合金渗碳钢
• 1.用途
• 汽车、拖拉机中的变速齿轮，内燃机中的凸轮轴、活塞销等受交变载荷、冲击较大、同时遭受强烈摩擦磨损的零件。

第38页：拨叉零件

拨叉零件：本页为图示内容，展示渗碳钢制造的变速机构拨叉外形。

第39页：变速齿轮

变速齿轮：本页为图示内容，展示渗碳淬火齿轮的齿形与轮辐结构。

第40页：渗碳零件实例

渗碳零件实例：本页为图示内容，展示柴油机凸轮轴与20Cr活塞销的实物形态。

第41页：合金渗碳钢的性能要求

合金渗碳钢的性能要求

• 二.合金渗碳钢
• 2.性能要求
• ①渗层硬度高；耐磨,抗接触疲劳,且有适当塑性,韧性
• ②心部高韧性和足够强度
• ③良好的热处理工艺性能（晶粒不易长大、足够的淬透性。）

第42页：合金渗碳钢的成分特点

合金渗碳钢的成分特点

• 二.合金渗碳钢
• 3.成分特点
• ①低C: 0.1%～0.25%
• （表层容易渗碳，心部足够韧性）
• ②加入提高淬透性元素Cr,Ni,Mn,B
• ③加入Mo,W,V,Nb,Ti等阻碍A晶粒长大和形成ｋ提高耐磨性
• 渗碳后晶粒细、淬透（大尺寸工件、性能提高）

第43页：合金渗碳钢的钢种与牌号

合金渗碳钢的钢种与牌号

• 二.合金渗碳钢
• 4.钢种及牌号
• ①低淬透性:20Cr,15Cr冲击载荷小的耐磨件,如小轴,活塞销,小齿轮.
• ②中淬透性:20CrMnTi有良好的力性和工艺性能,适合高速较高载有冲击的耐磨件,如重要齿轮,连轴器,十字销头.
• ③高淬透性:18Cr2Ni4WA适合重载大截面重要耐磨件,如柴油机曲轴,重要齿轮

第44页：合金渗碳钢的热处理与性能

合金渗碳钢的热处理与性能

• 5.热处理和组织性能
• 一般渗碳前:正火
• 渗碳后进行:淬火+低温回火
• ①直接淬火、②一次(二次)淬火（工艺图P134）
• ③对重要零件,为减少A进行尺寸稳定化处理(如冷处理)表层硬度：60HRC—62HRC
• 心部：①淬透硬度：40HRC—48HRC
• ②未淬透硬度：25HRC—48HRC
• 心部韧性大于700KJ/m2

第45页：汽车变速箱齿轮选材

汽车变速箱齿轮选材

• 3.实例
• 汽车变速箱齿轮：
• 工作条件恶劣，受力大，受冲击较大，转速高（> 10～15m/s），磨损严重，性能比机床齿轮要求高。
• 选材：渗碳钢，如20Cr、20CrMnTi
• 性能：渗碳淬火后ak>60J/cm2，σb>1100MN/m2，硬度齿面58~62HRC；心部35~45HRC

第46页：汽车变速箱齿轮图

汽车变速箱齿轮图：本页为图示内容，展示齿轮结构与渗碳淬硬层的分布。

第47页：汽车变速箱齿轮工艺路线

汽车变速箱齿轮工艺路线

• 3.实例
• 汽车变速箱齿轮
• 工艺路线：
• 下料—锻造—正火—机加工—渗碳+淬火+低温回火—喷丸处理—磨—成品
• 热处理工艺：900～950℃渗碳
• 820～850℃油淬+180～200℃低温回火

第48页：典型合金渗碳钢的应用

典型合金渗碳钢应用低淬透性合金渗碳钢钢含合金元素总量＜3 %15Cr、20Cr、20Mn2。用于受力小的耐磨件，如柴油机的活塞销、凸轮轴等。中淬透性合金渗碳钢钢含合金元素总量在4 %左右。20 CrMn、20CrMnTi、20Mn2TiB。用于中等载荷的耐磨件，如变速箱齿轮。柴油机凸轮轴活塞销( 20Cr )

第49页：高淬透性合金渗碳钢

典型合金渗碳钢应用高淬透性合金渗碳钢钢含合金元素总量在4 %～6 %。18Cr2NiWA、20Cr2Ni4A等。用于大载荷的耐磨件，如柴油机曲轴。柴油机曲轴

第50页：合金调质钢的用途

合金调质钢的用途

• 三.合金调质钢
• 1.用途
• 汽车、拖拉机、机床和其它机器上的重要零件，如齿轮，轴类零件、连杆、高强度螺栓等

第51页：调质钢零件（轴类）

调质钢零件（轴类）：本页为图示内容，展示台阶轴结构与受力部位。

第52页：调质钢零件（连杆）

调质钢零件（连杆）：本页为图示内容，展示连杆大头小头与杆身的形状。

第53页：调质钢零件（齿轮）

调质钢零件（齿轮）：本页为图示内容，展示调质齿轮的齿形与轮毂结构。

第54页：合金调质钢的性能要求

合金调质钢的性能要求

• 三.合金调质钢
• 2.性能要求
• 高水平综合机械性能,能满足多种和较复杂的工作条件。

第55页：合金调质钢的成分特点

合金调质钢的成分特点

• 三.合金调质钢
• 3.成分特点
• ①中C：0.25%～0.50%以0.4左右为主
• ②加入提高淬透性元素Cr,Ni,Mn,Si,B
• ③加入Mo,W消除回火脆
• ④加入强ｋ形成元素提高回火稳定性和细化晶粒

第56页：合金调质钢的钢种与牌号

合金调质钢的钢种与牌号

• 三.合金调质钢
• 4.钢种及牌号
• ①低淬透性:40Cr,40MnB一般尺寸重要零件,如齿轮,主轴；（油淬临界直径：30-40mm）
• ②中淬透性:35CrMo截面尺寸较大零件,如曲轴,连杆.（油淬临界直径：40-60mm）
• ③高淬透性:37CrNi3适合大截面重载重要零件,如汽轮机主轴和叶轮（油淬临界直径：60-100mm）

第57页：合金调质钢的热处理与性能

合金调质钢的热处理与性能

• 三.合金调质钢
• 5.热处理和组织性能
• 整体调质:油淬+高温回火后快冷
• 表面性能
• ①表面淬火;
• ②专门化学热处理(如氮化) (38CrMoAl氮化
• 组织；回火索氏体
• σs=800MPa；冲击韧性=800KJ/m2

第58页：机床齿轮与轴类选材

机床齿轮与轴类选材

• 3.实例
• 机床齿轮、轴类
• 工作条件较好，受力不大，转速中等（6～10m/s），无强烈冲击，强韧性要求不高。
• 选材：45钢，要求高时40Cr。
• 热处理：调质+高频淬火+低温回火（齿面）
• 性能：ak>40J/cm2，硬度齿面>52HRC；心部220HB~250HB;

第59页：机床齿轮轴工艺路线

机床齿轮轴工艺路线

• 3.实例
• 机床齿轮、轴
• 工艺路线：
• 下料—锻造—正火（退火）——粗加工—调质—精加工—高频表面淬火+低温回火—精磨—成品针对齿面，提高硬度、耐磨性和疲劳强度

第60页：零件图热处理标注

零件图热处理标注：本页为图示内容，标出硬度范围与淬硬层深度。

第61页：合金工具钢的分类

合金工具钢的分类

• 合金工具钢
• 合金工具钢按用途分类：
• 刃具钢、模具钢、量具钢
• 各类钢有一定的互换性

第62页：合金刃具钢的性能要求

合金刃具钢的性能要求

• 一.合金刃具钢
• 1.用途
• 制造各种金属切削刀具，如车刀、铣刀、钻头等。分为：低合金刃具钢、高速钢
• 2.性能要求
• ①高硬度:HRC＞60②高耐磨性③高热硬性④足够塑性和韧性

第63页：铣刀刃具

铣刀刃具：本页为图示内容，展示合金刃具钢制造刀具的外形。

第64页：低合金刃具钢的成分特点

低合金刃具钢的成分特点

• 一.合金刃具钢
• 3.成分特点
• 低合金刃具钢（工作温度<300℃)
• ①高C:0.9%—1.1%
• ②加入Cr,Mn,Si提高淬透性
• ③加入Si提高回火稳定性
• ④加入W,V提高耐磨性
• ⑤加入W,V细化晶粒

第65页：高速钢的成分特点

高速钢的成分特点

• 一.合金刃具钢
• 3.成分特点
• 高速钢（工作温度<600℃)高速钢刀具的切削速度比碳素工具钢和低合金刃具钢刃具增加1-3倍，而耐用性增加7-14倍。
• ①高C:0.7 %～1.5 %
• ②加入Cr提高淬透性（4%）
• ③加入W,Mo提高热硬性
• ④加入V提高耐磨性

第66页：低合金刃具钢牌号

低合金刃具钢牌号

• 一.合金刃具钢
• 4.钢种及牌号（低合金刃具钢）
• ①Si-Cr系:9SiCr如,板牙,丝锥,冷冲模,木工工具,低速切削刃具
• ②Cr系:Cr,Cr06如,样板,铰刀,插刀,剃刀,刀片,刮刀,锉刀等.
• ③Cr-W-Mn系:CrWMn如拉刀,冲模,样板,量规
• ④W和Cr-W系:W,W2,CrW小麻花钻,低速切削刃具

第67页：高速钢牌号

高速钢牌号

• 一.合金刃具钢
• 4.钢种及牌号（高速钢）
• ①W系:W18Cr4V（热硬性好）
• ②W-Mo系:W6Mo5Cr4V2（6-5-4-2，耐磨性、热塑性、韧性好，复杂刀具）
• 作高速切削刃具

第68页：低合金刃具钢的热处理

低合金刃具钢的热处理

• 一.合金刃具钢
• 5.加工及热处理特点
• 低合金刃具钢
• 球化退火＋机加工＋淬火＋低温回火
• 组织：回火马氏体+合金碳化物+A’（少量）

第69页：高速钢的锻造与热处理

高速钢的锻造与热处理

• 一.合金刃具钢
• 5.加工及热处理特点
• 高速钢
• 锻造：作用：成型+打碎组织中鱼骨状碳化物
• 热处理：球化退火＋1270℃淬火＋560℃～580℃回火(三次)；（工艺曲线见教材P186）
• 若冷处理只需一次回火

第70页：高速钢热处理工艺曲线

高速钢热处理工艺曲线：本页为图示内容，标出淬火温度与三次回火的温度时间参数。

第71页：高速钢的组织

高速钢的组织：本页为图示内容，显示基体上分布的颗粒状合金碳化物。

第72页：高速钢淬火回火组织

高速钢淬火回火组织：本页为图示内容，显示回火马氏体与弥散分布的碳化物。

第73页：热作与冷作模具钢

热作与冷作模具钢

• 二.合金模具钢
• 热作模具钢:工作温度为600℃以上。
• 冷作模具钢:工作温度为200～300℃。曲轴模具

第74页：热作模具钢的性能要求

热作模具钢的性能要求

• （一）热作模具钢1.性能要求:
• 高的热硬性、高温耐磨性；
• 高的抗氧化能力；
• 高的热强性和足够高的韧性；
• 高的热疲劳抗力(防止龟裂)；
• 高的淬透性和导热性；

第75页：热作模具钢的成分与牌号

热作模具钢的成分与牌号

（一）热作模具钢2.化学成分特点:（1）中碳0.3～0.6 %;（2）合金元素:Cr、Ni、Mn、Si、Mo、W、V。提高淬透性，回火稳定性，W造成二次硬化，V细化晶粒提高耐磨性。３.典型牌号：3Cr2W8V、5CrNiMo、5CrMnMo（基本上为中碳0.3-0.5%左右）

第76页：热作模具钢的热处理

热作模具钢的热处理

• 4.热处理工艺举例
• 热锻模钢: 5CrMnMo
• 热处理工艺:淬火+ 550℃回火
• 热处理后的组织: S回或T回
• 热压模钢: 3Cr2W8V
• 热处理工艺:淬火+ 600℃三次回火
• 热处理后的组织: M回+粒状碳化物

第77页：热作模具钢的应用

热作模具钢的应用：汽车四缸压铸模热作模具钢应用锤锻模、机锻模（水压机、磨擦压力机等）压铸模及热冲裁模等。工作温度500~600℃机锻模在700℃左右。通常是在淬火和高温回火状态下使用，要求具有良好的综合机械性能。

第78页：冷作模具钢

冷作模具钢

• (二)冷作模钢
• 1.性能要求
• 高的硬度，HRC62以上；
• 高的耐磨性；
• 足够高的韧性与疲劳抗力；
• 热处理变形小；
• 2.化学成分特点:
• 高碳1～2 %；
• 合金元素:Cr, Mo、W、V。汽车冲压模具

第79页：冷作模具钢牌号与热处理

冷作模具钢牌号与热处理

• (二)冷作模钢３.典型牌号
• 可用低合金刃具钢9Mn2、CrWMn、Cr12型钢广泛用于制造各类冷作模具。
• Cr12MoV可作为冷镦模、冷冲模。４.热处理特点一次硬化法:淬火( 950～1000℃ ) +低温回火( 150～180℃ )二次硬化法:淬火( 1100～1000℃ )+三次回火( 510～520℃ )热处理后的组织: M回+ Cm + A残

第80页：量具钢

三量具钢1.性能要求:高的硬度, HRC62；高的耐磨性；高的尺寸稳定性；足够高的心部韧性；热处理变形小；尺寸稳定；良好的耐蚀性；卡尺量规千分尺

第81页：量具钢的热处理与牌号

量具钢的热处理与牌号

3.热处理特点:4.热处理后的组织: M回+Cm淬火冷处理(-70～-80℃ )低温回火时效处理( 120～130℃,几十小时)5.牌号: CrWMn、4Cr13、GCr15、9SiCr、T12A、60等。2.化学成分特点:高碳0.9～1.5 %;合金元素:Cr, Mn、W。

第82页：热脆

热脆：本页为图示内容，显示硫化物在晶界熔化导致热加工时开裂。

第83页：第六章小结

第六章小结

• 小结
• 钢的分类、钢号的编号原则
• 不同类型的钢材的典型应用及热处理