渗碳钢

四、渗碳钢

渗碳钢是用于制造渗碳零件的钢种。常用渗碳钢的牌号、化学成分、热处理、性能及用途如表6~8所示。

1、用途渗碳钢主要用于制造要求高耐磨性、承受高接触应力和冲击载荷的重要零件，如汽车、拖拉机的变速齿轮，内燃机上凸轮轴、活塞销等。

2、性能要求①表面具有高硬度和高耐磨性，心部具有足够的韧性和强度，即表硬里韧；

②具有良好的热处理工艺性能，如高的淬透性和渗碳能力，在高的渗碳温度下，奥氏体晶粒长大倾向小以便于渗碳后直接淬火。

3、成分特点①低碳：含碳量一般为0.1~0.25%，以保证心部有足够的塑性和韧性，碳高则心部韧性下降。②合金元素：主加元素为Cr、Mn、Ni、B等，它们的主要作用是提高钢的淬透性，从而提高心部的强度和韧性；辅加元素为W、Mo、V、Ti等强碳化物形成元素，这些元素通过形成稳定的碳化物来细化奥氏体晶粒，同时还能提高渗碳层的耐磨性。

4、热处理和组织特点渗碳件一般的工艺路线为：下料→锻造→正火→机加工→渗碳→淬火+低温回火→磨削。渗碳温度为900~950℃，渗碳后的热处理通常采用直接淬火加低温回火，但对渗碳时易过热的钢种如20、20Mn2等，渗碳后需先正火，以消除晶粒粗大的过热组织，然后再淬火和低温回火。淬火温度一般为Ac1+30~50℃。使用状态下的组织为：表面是高碳回火马氏体加颗粒状碳化物加少量残余奥氏体（硬度达HRC58~62），心部是低碳回火马氏体加铁素体（淬透）或铁素体加托氏体（未淬透）。

5、常用钢种

根据淬透性不同，可将渗碳钢分为三类。

①低淬透性渗碳钢：典型钢种如20、20Cr等，其淬透性和心部强度均较低，水中临界直径不超过20~35mm。只适用于制造受冲击载荷较小的耐磨件，如小轴、小齿轮、活塞销等。

②中淬透性渗碳钢：典型钢种如20CrMnTi等，其淬透性较高，油中临界直径约为25~60mm，力学性能和工艺性能良好，大量用于制造承受高速中载、抗冲击和耐磨损的零件，如汽车、拖拉机的变速齿轮、离合器轴等。

③高淬透性渗碳钢：典型钢种如18Cr2Ni4W A等，其油中临界直径大于100mm，且具有良好的韧性，主要用于制造大截面、高载荷的重要耐磨件，如飞机、坦克的曲轴和齿轮等。

注：①钢中的磷、硫含量均不大于0.035%。②15、20钢的力学性能为正火状态时的力学性能，15钢正火温度为920℃，20刚正火温度为910℃。

1. 45钢淬火后没有回火之前，硬度大于HRC55（最高可达HRC62）为合格。

实际应用的最高硬度为HRC55（高频淬火HRC58）。

2. 45钢不要采用渗碳淬火的热处理工艺。

调质处理后零件具有良好的综合机械性能，广泛应用于各种重要的结构零件，特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等。但表面硬度较低，不耐磨。可用调质＋表面淬火提高零件表面硬度。

渗碳处理一般用于表面耐磨、芯部耐冲击的重载零件，其耐磨性比调质＋表面淬火高。其表面含碳量0.8－－1.2％，芯部一般在0.1－－0.25％（特殊情况下采用0.35％）

。经热处理后，表面可以获得很高的硬度（HRC58－－62 ），芯部硬度低，耐冲击。

如果用45钢渗碳，淬火后芯部会出现硬脆的马氏体，失去渗碳处理的优点。现在采用渗碳工艺的材料，含碳量都不高，到0.30％芯部强度已经可以达到很高，应用上不多见

。0.35％从来没见过实例，只在教科书里有介绍。可以采用调质＋高频表面淬火的工艺，耐磨性较渗碳略差。

20CrMnTi渗碳钢和40Cr对比

20CrMnTi 与40Cr力学性能对比分析报告一：20CrMnTi是一种渗碳钢，齿轮钢，合金结构钢。渗碳齿轮钢通常为含碳量为0.17%-0.24%的低碳钢，多用于轴类零件并进行渗碳或进行调质但不能进行渗氮（注意渗氮常用于中合金钢，中碳含Cr钢，淬层深一般为0.1-0.3，表面硬度700-900HV），渗碳淬火后具有良好的耐磨性和抗弯强度，有较高的低温冲击韧度。汽车上多用其制造传动齿轮，是中淬透性渗碳钢中Cr Mn Ti 钢系列。其淬透性较高，在保证淬透情况下，具有较高的强度和韧性，常用于要求强度和韧性均较高的轴（如齿轮轴，蜗杆等）特别是具有较高的低温冲击韧性，但是在高温和腐蚀条件下工作的轴应选用耐热钢和不锈钢1Cr18Ni9Ti,在结构形状复杂的轴常选用球墨铸铁。20CrMnTi表面渗碳硬化处理用钢，它具有良好的加工切削性，加工变形微小，抗疲劳性能相当好。主要用途有：常用于齿轮，轴类，汽车三叉万向节，活塞类零配件以及汽车，飞机等各种特殊零件部位。20CrMnTi 淬火+低温回火后，综合力学性能和低温冲击韧度良好，渗碳后具有良好的耐磨和抗弯强度，热处理工艺简单，热加工和冷加工性较好，但高温回火时有回火脆性倾向。 20CrMnTi工艺路线为：下料，锻造，正火，粗加工，(渗碳，淬火+低温回火，)或调质，精加工或磨削。（锻造件优于同等条件下的铸件）一般渗碳层深度为0.8-1.2毫米，深度渗碳可达2毫米或更深，渗碳后表面硬度可达HRC58-63，心部硬度可达HRC30-42,渗碳可提高零件强度，耐磨性和冲击韧性，以延长零件寿命。 渗碳层深度范围工艺参数： 1.热处理后不需磨制零件：0.7-1.1；1.0-1.4；1.2-1.6mm 2.热处理后需磨制零件：0.6-1.0；0.8-1.2；1.0-1.4 轴表面淬火处理后的淬硬层深度与性能要求，工作条件及淬硬层深度之间的关系： 1.用于耐磨，载荷型不大条件下，淬硬层深度0.5-1.5； 2.用于耐磨载荷较大或有冲击载荷下，淬硬层深度2.0-6.5 3.用于抗疲劳，周期性弯曲或扭转下，淬硬层深度3.0-12. 2. 20CrMnTi特性及适用范围： 是性能良好的渗碳钢，淬透性较高，经渗碳+淬火+低温回火后具有硬而耐磨的表面与坚韧的心部，具有较高的低温冲击韧性，焊接性中等，正火后可切削性良好。用于制造截面<300mm的承受高速、中等或重载荷、冲击及摩擦的重要零件，如齿轮、齿圈、齿轮轴十字头等。是18CrMnTi的代用钢，广泛用作渗碳零件，在汽车.拖拉机工业用于截面在300mm以下，承受高速.中或重负荷以及受冲击.摩擦的重要渗碳零件，如齿轮.轴.齿圈.齿轮轴.滑动轴承的主轴.十字头.爪形离合器.蜗杆等, 20CrMnTi焊接性比40Cr好，40Cr焊接前注意预热，以防止因基体散热，造成焊缝内部激冷淬裂。焊接后调质前最好加一遍正火。结晶时易偏析，对结晶裂纹（一种热裂纹）比较敏感，在温度低时焊接时容易在弧坑和焊缝中凹下的部分开裂。含碳量较高，快冷时易得到对冷裂纹很敏感的淬硬组织（马氏体组织）。过热区在冷速较大时，很容易形成硬脆的高碳马氏体而使过热区脆化。

机械工程材料试题及答案资料讲解

机械工程材料试题及答案 一、判断题 1、合金渗碳钢经最终热处理后的组织全部是回火马氏体。（×） 2、热加工与冷加工的主要区别在于是否有加工强化现象产生。（×） 3、铸铁是含碳量小于2.11%的铁碳合金。（×） 4、二元共晶相图是指合金两组元在液态和固态均能无限互溶所构成的相图。（×） 5、感应加热表面淬火一般只改变钢件表面层的组织，而不改变心部组织。（√） 6、一个合金的室温组织为α+β11 +（α+β），则它由三相组成。（×） 7、将金属加热到再结晶温度以上时，金属将发生回复、再结晶及晶粒长大等变化。（√） 8、金属在塑性变形后产生的纤维组织能使金属具有各向异性。（√） 9、碳钢的塑性和强度都随着含碳量的增加而降低。（×） 10、金属的再结晶转变，也要经历形核与晶核长大的过程。（√） 四、选择填空（20分） 1、合金元素对奥氏体晶粒长大的影响是（d） （a）均强烈阻止奥氏体晶粒长大（b）均强烈促进奥氏体晶粒长大 （c）无影响（d）上述说法都不全面 2、适合制造渗碳零件的钢有（c）。 （a）16Mn、15、20Cr、1Cr13、12Cr2Ni4A （b）45、40Cr、65Mn、T12 （c）15、20Cr、18Cr2Ni4WA、20CrMnTi 3、要制造直径16mm的螺栓，要求整个截面上具有良好的综合机械性能，应选用（c ） （a）45钢经正火处理（b）60Si2Mn经淬火和中温回火（c）40Cr钢经调质处理 4、制造手用锯条应当选用（a ） （a）T12钢经淬火和低温回火（b）Cr12Mo钢经淬火和低温回火（c）65钢淬火后中温回火 5、高速钢的红硬性取决于（b ） （a）马氏体的多少（b）淬火加热时溶入奥氏体中的合金元素的量（c）钢中的碳含量 6、汽车、拖拉机的齿轮要求表面高耐磨性，中心有良好的强韧性，应选用（c ） （a）60钢渗碳淬火后低温回火（b）40Cr淬火后高温回火（c）20CrMnTi渗碳淬火后低温回火7、65、65Mn、50CrV等属于哪类钢，其热处理特点是（c ） （a）工具钢，淬火+低温回火（b）轴承钢，渗碳+淬火+低温回火（c）弹簧钢，淬火+中温回火8、二次硬化属于（d） （a）固溶强化（b）细晶强化（c）位错强化（d）第二相强化 9、1Cr18Ni9Ti奥氏体型不锈钢，进行固溶处理的目的是（b） （a）获得单一的马氏体组织，提高硬度和耐磨性 （b）获得单一的奥氏体组织，提高抗腐蚀性，防止晶间腐蚀（c）降低硬度，便于切削加工10、推土机铲和坦克履带板受到严重的磨损及强烈冲击，应选择用（b ） （a）20Cr渗碳淬火后低温回火（b）ZGMn13—3经水韧处理（c）W18Cr4V淬火后低温回火 11、位错是一种。（①） ①线缺陷②点缺陷③面缺陷 12、纯铁在850℃时为晶格。（①） ①体心立方②面心立方③密排六方

碳钢型号

1）碳素结构钢： 表示方法：Q+数字+（质量等级符号）+（脱氧方法符号）+（专门用途的符号） ①钢号冠以“Q”，代表钢材的屈服点； ②“Q”后面的数字表示屈服点数值，单位是MPa。例如 Q235表示屈服点（σs）为235 MPa的碳素结构钢； ③必要时钢号后面可标出表示质量等级和脱氧方法的符号。 质量等级符号分别为A、B、C、D。 脱氧方法符号：F表示沸腾钢；b表示半镇静钢：Z表示镇静钢；TZ表示特殊镇静钢，镇静钢可不标符号，即Z和TZ都可不标。例如Q235-AF表示A级沸腾钢。 专门用途的碳素钢：例如桥梁钢、船用钢等，基本上采用碳素结构钢的表示方法，但在钢号最后附加表示用途的字母。2）优质碳素结构钢 表示方法：数字+（元素符号）+（脱氧方法符号）+（专门用途的符号） ①钢号开头的两位数字表示钢的碳含量，以平均碳含量的万分之几表示，例如平均碳含量为0.45%的钢，钢号为“45”，它不是顺序号，所以不能读成45号钢。 ②锰含量较高的优质碳素结构钢，应将锰元素标出，例如50Mn。 ③沸腾钢、半镇静钢及专门用途的优质碳素结构钢应在钢号最后特别标出，例如平均碳含量为0.1%的半镇静钢，其钢号为10b。 3）碳素工具钢 表示方法：字母T+数字+（元素符号）+（质量等级符号） ①钢号冠以“T”，以免与其他钢类相混。 ②钢号中的数字表示碳含量，以平均碳含量的千分之几表示。例如“T8”表示平均碳含量为0.8%。 ③锰含量较高者，在钢号最后标出“Mn”，例如“T8Mn”。 ④高级优质碳素工具钢的磷、硫含量，比一般优质碳素工具钢低，在钢号最后加注字母“A”，以示区别，例如“T8MnA”。4）易切削钢 表示方法：字母Y+数字+（元素符号） ①钢号冠以“Y”，以区别于优质碳素结构钢。 ②字母“Y”后的数字表示碳含量，以平均碳含量的万分之几表示，例如平均碳含量为0.3%的易切削钢，其钢号为 “Y30”。 ③锰含量较高者，亦在钢号后标出“Mn”，例如“Y40Mn”。5）合金结构钢表示方法：（专门用途符号）+数字+主要合金元素符号和数字+微量合金元素符号+（质量等级符号）+（专门用途符号） ①钢号开头的两位数字表示钢的碳含量，以平均碳含量的万分之几表示，如40Cr。 ②钢中主要合金元素，除个别微合金元素外，一般以百分之几表示。当平均合金含量＜1.5%时，钢号中一般只标出元素符号，而不标明含量，但在特殊情况下易致混淆者，在元素符号后亦可标以数字“1”，例如钢号“12CrMoV”和 “12Cr1MoV”，前者铬含量为0.4-0.6%，后者为0.9-1.2%，其余成分全部相同。当合金元素平均含量≥1.5%、≥2.5%、≥3.5%……时，在元素符号后面应标明含量，可相应表示为2、 3、4……等。例如18Cr2N i4WA。 ③钢中的钒V、钛Ti、铝AL、硼B、稀土RE等合金元素，均属微合金元素，虽然含量很低，仍应在钢号中标出。例如20MnVB钢中：钒为0.07-0.12%，硼为0.001-0.005%。 ④高级优质钢应在钢号最后加“A”，以区别于一般优质钢。 ⑤专门用途的合金结构钢，钢号冠以（或后缀）代表该钢种用途的符号。例如铆螺专用的30CrMnSi钢，钢号表示为ML30CrMnSi 6）低合金高强度钢 表示方法：（专门用途符号）+数字+主要合金元素符号和数字+微量合金元素符号+（质量等级符号）+（专门用途符号） ①钢号的表示方法，基本上和合金结构钢相同。 ②对专业用低合金高强度钢，应在钢号最后标明。例如16Mn钢，用于桥梁的专用钢种为“16Mnq”，汽车大梁的专用钢种为“16MnL”，压力容器的专用钢种为“16MnR”。 7）弹簧钢 弹簧钢按化学成分可分为碳素弹簧钢和合金弹簧钢两类，其钢号表示方法，前者基本上与优质碳素结构钢相同，后者基本上与合金结构钢相同。 8）滚动轴承钢 表示方法： 高碳铬轴承钢：字母G+Cr元素符号和数字 渗碳轴承钢：字母G+数字+主要合金元素符号和数字+微量合金元素符号+（质量等级符号） ①钢号冠以字母“G”，表示滚动轴承钢类。 ②高碳铬轴承钢钢号的碳含量不标出，铬含量以千分之几表示例如GCr15。渗碳轴承钢的钢号表示方法，基本上和合金结构钢相同。 9）合金工具钢和高速工具钢

合金元素在钢中的主要作用

§5－1 合金元素在钢中的主要作用 教学过程 一、复习提问： 碳素钢的性能特点 二、新课教学： 合金元素在钢中的主要作用（强化铁素体、形成合金碳化物、细化晶粒、提高钢的淬透性、提高钢的回火稳定性） 三、课后小结： 合金钢与碳素钢的区别 四、作业安排： 练习册P23，一、1、2；二、1、2、4；三、6 五、板书设计（见下页）： 六、教学后记： §5－1 合金元素在钢中的主要作用 1、定义：为改善钢的性能，在冶炼时有目的地加入一种或几种合金元素的钢。 2、含碳量：＜2.11%。 3、常用元素： Cr铬、Ni镍、Mo钼、W钨、V钒、Ti钛、Al铝、B硼、Nb铌、Nd钕。 4、合金元素的影响： 可以得到所需的力学性能，用于重要零件； 特殊物理（熔点、磁性）、化学（耐热、耐腐蚀）性能； 特殊工艺性能（焊接、热处理）； 使C曲线右移，淬透性提高。 一、强化铁素体（除铅外）： 1、存在形式： 大多数合金元素溶于α-Fe，形成合金铁素体。 2、作用： 3、对韧性的影响： Si＜1.0%、Mn＜1.5%，F韧性不下降，超过此量，则F韧性下降。 Cr≤2%、Ni≤5%，明显强化F，提高F韧性。 二、形成合金碳化物： 1、存在形形式（合金元素与碳亲和力不同）：

（1）非碳化物形成元素：镍、钴、铜、硅、铝、硼，不形成碳化物，溶于F 和A ，形成合金F 和合金A 。 （2）弱碳化物形成元素：Mn 锰，与碳亲和力弱，大部分溶于F 或A ，少部分溶于Cm ，形成合金渗碳体。 （3）中碳化物形成元素：Cr 铬、Mo 钼、W 钨，和碳亲和力强，形成合金渗碳体，硬度提高，明显提高低合金钢强度，组织比Cm 稳定。 （4）强碳化物形成元素：V 钒、Nb 铌、Ti 钛，与碳形成特殊碳化物，比合金Cm 有更高的熔点、硬度和耐磨性，组织更稳定。 2、作用： 碳化物种类、性能、在钢中分布状态，直接影响钢的性能、热处理相变。 如果碳化物以弥散状分布，则强度↑、硬度↑、耐磨性↑，对工具钢有重要意义。 三、细化晶粒（除Mn 外）： 1、元素作用： Mn 使晶粒长大倾向增大，即过热。 其他元素加热时抑制A 长大，降低长大速度 V 、Nb 、Ti 形成的碳化物，铝在钢中形成的AlN 、Al2O3细小质点，相当于孕育剂，增加形核率。 2、结果： 细化晶粒，使强度↑、韧性↑。使晶粒细化。 四、提高钢的淬透性(除钴外)： 1、作用： 合金元素溶于A ，使过冷A 稳定性增强，推迟珠光体转变，使C 曲线右移，V 临↓、淬透性↑。 2、结果： 淬透性好，可采用冷却能力较低的介质，防变形、开裂，保持尺寸和形状精度。 在同样淬火条件下，合金钢淬硬层较深，大截面零件组织均匀，综合力学性能提高。 3、常用元素：Mo 、Mn 、Cr 、Ni 、Si 、B 。 4、特例：微量的B （0.0005%～0.003%）可明显提高淬透性。 五、提高钢的稳定性： 1、回火稳定性：钢在回火时，抵抗软化、抵抗硬度下降的能力。 2、产生原因：合金元素阻碍M 分解，且碳化物不易析出，即使析出也不易长大，保持较大弥散度，硬度下降慢。

渗碳钢

四、渗碳钢 渗碳钢是用于制造渗碳零件的钢种。常用渗碳钢的牌号、化学成分、热处理、性能及用途如表6~8所示。 1、用途渗碳钢主要用于制造要求高耐磨性、承受高接触应力和冲击载荷的重要零件，如汽车、拖拉机的变速齿轮，内燃机上凸轮轴、活塞销等。 2、性能要求①表面具有高硬度和高耐磨性，心部具有足够的韧性和强度，即表硬里韧； ②具有良好的热处理工艺性能，如高的淬透性和渗碳能力，在高的渗碳温度下，奥氏体晶粒长大倾向小以便于渗碳后直接淬火。 3、成分特点①低碳：含碳量一般为0.1~0.25%，以保证心部有足够的塑性和韧性，碳高则心部韧性下降。②合金元素：主加元素为Cr、Mn、Ni、B等，它们的主要作用是提高钢的淬透性，从而提高心部的强度和韧性；辅加元素为W、Mo、V、Ti等强碳化物形成元素，这些元素通过形成稳定的碳化物来细化奥氏体晶粒，同时还能提高渗碳层的耐磨性。 4、热处理和组织特点渗碳件一般的工艺路线为：下料→锻造→正火→机加工→渗碳→淬火+低温回火→磨削。渗碳温度为900~950℃，渗碳后的热处理通常采用直接淬火加低温回火，但对渗碳时易过热的钢种如20、20Mn2等，渗碳后需先正火，以消除晶粒粗大的过热组织，然后再淬火和低温回火。淬火温度一般为Ac1+30~50℃。使用状态下的组织为：表面是高碳回火马氏体加颗粒状碳化物加少量残余奥氏体（硬度达HRC58~62），心部是低碳回火马氏体加铁素体（淬透）或铁素体加托氏体（未淬透）。 5、常用钢种 根据淬透性不同，可将渗碳钢分为三类。 ①低淬透性渗碳钢：典型钢种如20、20Cr等，其淬透性和心部强度均较低，水中临界直径不超过20~35mm。只适用于制造受冲击载荷较小的耐磨件，如小轴、小齿轮、活塞销等。 ②中淬透性渗碳钢：典型钢种如20CrMnTi等，其淬透性较高，油中临界直径约为25~60mm，力学性能和工艺性能良好，大量用于制造承受高速中载、抗冲击和耐磨损的零件，如汽车、拖拉机的变速齿轮、离合器轴等。 ③高淬透性渗碳钢：典型钢种如18Cr2Ni4W A等，其油中临界直径大于100mm，且具有良好的韧性，主要用于制造大截面、高载荷的重要耐磨件，如飞机、坦克的曲轴和齿轮等。

第七章 合金钢简答题

第七章合金钢 碳钢具备很多优点，在机器制造业中获得了广泛应用。但是碳钢淬透性低、回火抗力差、不具备特殊的物理、化学性能，且屈强比低，约为0.6。而合金钢屈强比一般为0.85～0.9。在零件设计时，屈服强度是设计的依据。所以，碳钢的强度潜力不能充分发挥。为了满足使用要求，必须选用合金钢。 1、合金元素对钢中基本相有哪些影响？ 答：⑴与碳亲合力很弱的合金元素，溶入铁素体内形成合金铁素体，对基体起固溶强化作用，与碳不发生化合反应。 ⑵与碳亲合力较强的合金元素，一般能置换Fe3C中的铁原子，形成合金Fe3C。合金Fe3C较Fe3C稳定性略高，硬度较为提高，是低合金钢中存在的主要碳化物。 ⑶与碳亲合力很强的合金元素，且含量大于5％，易形成特殊碳化物。它比合金渗碳体具有更高的熔点、硬度、耐磨性和回火稳定性。 2、普通低合金钢与含碳量相同的碳素钢相比有什么特点？这类钢常用于哪些场合？钢中合金元素主要作用是什么？ 答：普通低合金钢是一种低碳、低合金含量的结构钢，其含碳量＜0.2％，合金元素含量＜3％。与具有相同含碳量的碳素钢相比具有较高的强度，较高的屈服强度，因此，在相同受载条件下，使结构的重量减轻20～30％。具有较低的冷脆转变温度（-30℃）。 普通低合金钢主要用于桥梁、车辆、油罐以及工程构件。因此它的工作环境大多在露天，受气温和大气中腐蚀性气体的影响较大。 钢中合金元素的主要作用：Mn—强化铁素体基体；V、Ti—细化铁素体晶粒，形成碳化物起弥散强化的作用；Cu、P—提高钢对大气的抗蚀能力。 3、普通低合金钢常用于哪些场合？对性能有何要求？如何达到这些性能要求？ 答：普通低合金钢主要用于桥梁、车辆、油罐以及工程构件。 由于它的工作环境大多在露天，受气温和大气中腐蚀性气体的影响较大。因此对它的性能要求如下：良好的综合力学性能，ζs＝350～650 MPa，δ＝16～23％，αk＝60～70 J/cm2；良好的焊接性、冷热加工性；较好的抗蚀性；低的冷脆转化温度，一般为-30℃。 为了达到这些要求，普通低合金钢碳含量低，一般为0.1～0.2％；合金元素含量低，一般＜3％。主加元素Mn用来强化铁素体基体；辅加元素V、Ti用来形成碳化物起弥散强化的作用，同时细化铁素体晶粒；Cu、P用来提高钢对大气的抗蚀能力。 4、合金钢与碳钢相比，为什么它的力学性能好？热处理变形小？为什么合金工具钢的耐磨性、热硬性比碳钢高？ 答：合金钢中的合金元素能溶入铁素体基体起固溶强化作用，只要加入量适当并不降低钢的韧性；除了Co和Al外，其它合金元素均使C曲线右移，使合金钢淬火时临界冷却速度下降，淬透性提高，从而使力学性能在工件整个截面上均匀（特别是ζs和αk）。故合金钢力学性能好。 合金钢淬透性高，临界冷却速度小，故可用较小的冷却速度进行淬火，使热应力大大降低，所以，合金钢的热处理变形小。 合金工具钢中存在合金渗碳体和特殊炭化物，比碳素工具钢中的渗碳体具有更高的硬度和稳定性，弥散度高，故耐磨性高。

合金元素在钢中的作用

第六章合金钢 合金钢的优点：高的强度和淬透性 第一节合金元素在钢中的作用 常用合金元素： 非碳化物形成元素——Co Ni Cu Si Al 碳化物形成元素——Zr Nb V Ti W Mo Cr Mn Fe 强中强弱 一、合金元素对钢中基本相的影响 1、形成合金铁素体 合金元素→溶入A →形成合金铁素体→固溶强化（Cr,Ni较好）2、形成合金碳化物 弱碳化物形成元素形成合金渗碳体(Fe,Mn)3C 中强碳化物形成元素形成合金碳化物(Cr23C6，Fe3W3C) 强碳化物形成元素形成特殊碳化物（VC，TiC） 熔点、硬度和稳定性： 特殊碳化物> 合金碳化物> 合金渗碳体> Fe3C 二、合金元素对Fe-FeC相图的影响 合金元素对A相区影响 扩大A相区元素（Mn）——E、S点左下移 缩小A相区元素（Cr）——E、S点左上移 奥氏体钢：1Cr18Ni9 铁素体钢：1Cr17 莱氏体钢：W18Cr4V

三、合金元素对热处理的影响 1、对加热的影响 多数元素减缓A形成，阻碍晶粒长大 2、对冷却的影响 多数元素溶入A后→过冷A稳定性↑→Vc↑→淬透性↑ →Ms点↓→残余A量↑提高淬透性的意义： ①增加淬硬层深度 ②减少工件变形、开裂倾向3、对回火的影响 ①回火稳定性→抗回火软化的能力 ②产生二次硬化（析出特殊碳化物，产生弥散强化；A残→M或B下） 第二节低合金钢 一、低合金高强度钢 碳素结构钢：Q195，Q215，Q235，Q255，Q275 低合金高强度钢：Q295，Q345，Q390，Q420，Q460 Q235+Me(<3%) →Q345 1、成分：0.1~0.2%C，合金元素2~3% 主加元素：Mn ——固溶强化 辅加元素：Ti,Cr,Nb ——弥散强化 使用状态：热轧或正火（F + P），不需最终热处理 2、性能：较高的σs ，良好的塑性韧性， 焊接性，抗蚀性，冷脆转变温度低

美国常用的齿轮渗碳钢化学成份

美国常用的齿轮渗碳钢化学成份(%) 标准: AISI SAE 钢号 C Si Mn P S Ni Cr Mo 4118H 0.17～0.23 0.20～0.35 0.60～1.00 ＜0.040 ＜0.040 - 0.35～0.65 0.08～0.15 4320H 0.16～0.23 0.20～0.35 0.40～0.70 ＜0.040 ＜0.040 1.50～2.00 0.35～0.65 0.20～0.30 4620H 0.17～0.24 0.20～0.35 0.40～0.70 ＜0.040 ＜0.040 1.50～2.00 - 0.20～0.30 4720H 0.17～0.23 0.20～0.35 0.45～0.75 ＜0.040 ＜0.040 0.85～1.25 0.30～0.60 0.15～0.25 4820H 0.17～0.24 0.20～0.35 0.45～0.75 ＜0.040 ＜0.040 3.20～3.80 - 0.20～0.30 8620H 0.17～0.24 0.20～0.35 0.60～0.95 ＜0.040 ＜0.040 0.35～0.75 0.35～0.65 0.15～0.25 6720H 0.17～0.24 0.20～0.35 0.60～0.95 ＜0.040 ＜0.040 0.35～0.75 0.35～0.65 0.20～0.30 8822H 0.19～0.25 0.20～0.35 0.70～1.05 ＜0.040 ＜0.040 0.35～0.75 0.35～0.65 0.30～0.40 9310H 0.01～0.14 0.20～0.35 0.40～0.70 ＜0.040 ＜0.040 2.05～3.55 1.00～1.45 0.08～0.15

合金化原理

1、影响加热速度的因素有哪些？为什么？ 答：（1）加热方法（加热介质）的不同。 由综合传热公式Q=а（T介-T工）得知，当加热介质与被加热工件表面温度差（T 介-T工）越小，单位表面积上在单位时间内传给工件表面的热量越小，因而加热速度越慢。 （2）工件在炉内排布方式的影响。 工件在炉内的排布方式直接影响热量传递的通道，例如辐射传递中的挡热现象及对流传热中影响气流运动情况等，从而影响加热速度。 （3）工件本身的影响。 工件本身的几何形状、工件表面积与其体积之比以及工件材料的物理性能（C、λ、γ等）直接影响工件内部的热量传递及温度，从而影响加热速度。同种材料制成的工件，当其特征尺寸s与形状系数k的乘积相等时，以同种方式加热时则加热速度相等 2、回火炉中装置风扇的目的是什么？气体渗碳炉中装置风扇的目的是什么？ 答：回火炉中装置风扇的目的是为了温度均匀，避免因为温度不均而造成材料回火后的硬度不均。气体渗碳炉中装置的风扇的目的是为了气氛的均匀，避免造成贫碳区从而影响组织性能。 3、今有T8钢工件在极强的氧化气氛中分别与950度和830度长时间加热，试述加热后表层缓冷的组织结构，为什么？ 答：根据题意，由于气氛氧化性强，则炉火碳势低。在950℃长时间加热时，加热过程中工件表面发生氧化脱碳。工件最外层发生氧化反应，往里，由于950℃高于Fe-C状态图中的G点，所以无论气氛碳势如何低，脱碳过程中从表面至中心始终处于A状态，缓冷后，由表面至中心碳浓度由于脱碳和扩散作用，碳含量依次升高直至0.8%，所以组织依次为铁素体和珠光体逐渐过渡到珠光体，再至相当于碳含量为0.8%的钢的退火组织（P+C）。当工件在830℃加热时，温度低于G点，最外层依然会发生氧化反应。往里，工件将在该温度下发生脱碳。由于气氛氧化性极强，则碳势将位于铁素体和奥氏体的双相区，所以工件发生完全脱碳。由外及里的组织在缓冷后依次是铁素体，铁素体加珠光体，珠光体加渗碳体。 4、今有一批ZG45铸钢件，外形复杂，而机械性能要求高，铸后应采用何种热处理？为什么？ 答：实现应该采用均匀化退火，以消除铸件的偏析和应力（如果偏析不严重，也可以采用完全退火。就机械性能而言，45最好为调质，如果形状确实太复杂，淬火时容易变形、开裂、可用正火代替。 5、20GrMnTi钢拖拉机传动齿轮，锻后要进行车内孔，拉花键及滚齿等机械加工，然后进行渗碳淬火，回火。问锻后和机械加工前是否需要热处理？若需要，应进行何种热处理？主要工艺参数如何选择？ 答：锻后和机械加工前需要正火处理，这样可使同批毛坯具有相同的硬度（便于切削加工），可以细化精粒,均匀组织,为后续的渗碳与淬火提供良好的组织状态;二则应该是把硬度调整到利于切削加工的硬度 正火工艺：正火加热温度为Ac3以上120~150（即在960℃左右），其原则是在不引起晶粒粗话的前提下尽量采用高的加热温度，以加速合金碳化物的溶解和奥氏体的均匀化,然后风冷5分钟左右,接着在640℃等温适当时间后空冷，硬度在HB180左右，利于切削加工。 6、45钢普通车床传动齿轮，其工艺路线为锻造---热处理---机械加工----高频淬火—回火。试问锻后应进行何种热处理，为什么？ 答：常用淬火介质及冷却特性；进行正火处理，45钢市中碳钢，正火后其硬度接近于最佳切削加工的硬度。对45钢，虽然碳含量较高，硬度稍高，但由于正火生产率高，成本低，随意采用正火处理。

QJ410325-2015 S-20CrMnTiH合金渗碳齿轮钢技术规范

QJ B3100JQAQ(2015)003 QJ410325 上海汽车变速器有限公司 企业标准 QJ410325-2015 S-20CrMnTiH 合金渗碳齿轮钢技术规范 2015-02-28发布 2015-02-29实施 上海汽车变速器有限公司 发 布

QJ410325-2015 前言 本标准是根据GB/T 1.1－2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》的基本规定和格式要求进行制定的。 本标准由上海汽车变速器有限公司提出。 本标准由上海汽车变速器有限公司标准化室归口。 本标准起草单位：上海汽车变速器有限公司技术中心。 本标准主要起草人：马森林。

S-20CrMnTiH合金渗碳齿轮钢技术规范 1 范围 本技术规范按照GB/T 5216，ISO 683，ISO 6336-5等相关材料标准制定，主要适用于可控气氛渗碳或碳氮共渗齿轮类零件。本技术规范适用于直径为25~100mm的热轧钢材。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 226 钢的低倍组织及缺陷酸浸检验法 GB/T 225 钢的淬透性末端淬火试验方法 GB/T 231.1 金属布氏硬度试验第1部分：试验方法 GB/T 702 热轧圆钢和方钢尺寸、外形、重量及允许偏差 GB/T 1979 结构钢低倍组织缺陷评级图 GB/T 5216 保证淬透性结构钢 GB/T 3077 合金结构钢 GB/T 4162 锻轧钢棒超声波检验方法 GB/T 13299 钢的显微组织评定方法 GB/T 20066 钢和铁化学成分测定用试样的取样和制样方法 GB/T 222 钢的化学分析用试样取样方法及成品化学成分允许偏差 ASTM A534 耐磨轴承用渗碳钢 ASTM E45 钢中非金属夹杂物显微评定方法 ASTM E112 金属平均晶粒度测定方法 3 尺寸、外形、重量及允许偏差 3.1尺寸允许偏差 3.1.1热轧不剥皮材料：尺寸及允许的尺寸偏差按照GB/T 702 I或者II组执行。 3.1.2银亮剥皮材（仅适用于?30~?70mm）的钢棒，则按照下表1执行。

钢的渗碳和渗氮

钢的渗碳---就是将低碳钢在具有丰富碳的介质中加热到高温(一般为900--950C),使活性碳原子渗入钢的表面,以获得高碳的渗层组织。随后经淬火和低温回火,使表面具有高的硬度、耐磨性及疲劳抗力,而心部仍保持足够的强度和韧性。 渗碳钢的化学成分特点 : (1)渗碳钢的含碳量一般都在0.15--0.25％范围内,对于重载的渗碳体,可以提高到 0.25--0.30％,以使心部在淬火及低温回火后仍具有足够的塑性和韧性。但含碳量不能太低,否则就不能保证一定的强度。 (2)合金元素在渗碳钢中的作用是提高淬透性,细化晶粒,强化固溶体,影响渗层中的含碳量、渗层厚度及组织。在渗碳钢中通常加入的合金元素有锰、铬、镍、钼、钨、钒、硼等。 常用渗碳钢可以分碳素渗碳钢和合金渗碳钢两大类。 (1)碳素渗碳钢中,用得最多的是15和20钢,它们经渗碳和热处理后表面硬度可达 56--62HRC。但由于淬透性较低,只适用于心部强度要求不高、受力小、承受磨损的小型零件,如轴套、链条等。 (2)低合金渗碳钢如20Cr、20Cr2MnVB、20Mn2TiB等,其渗透性和心部强度均较碳素渗碳钢高,可用于制造一般机械中的较为重要的渗碳件,如汽车、拖拉机中的齿轮、活塞销等。 (3)中合金渗碳钢如20Cr2Ni4、18Cr2N4W、15Si3MoWV等,由于具有很高的淬透性和较高的强度及韧性,主要用以制造截面较大、承载较重、受力复杂的零件,如航空发动机的齿轮、轴等。 固体渗碳;液体渗碳;气体渗碳---渗碳温度为900--950C,表面层w(碳)为0.8--1.2％,层深为0.5--2.0mm。 渗碳后的热处理---渗碳工件实际上应看作是由一种表面与中心含量相差悬殊码复合材料。渗碳只能改变工件表面的含碳量,而其表面以及心部的最终强化则必须经过适当的热处理才能实现。渗碳后的工件均需进行淬火和低温回火。淬火的目的是使在表面形成高碳马氏体或高碳马氏体和细粒状碳化物组织。低温回火温度为150--200C 。 渗碳零件注意事项: (1)渗碳前的预处理正火--目的是改善材料原始组织、减少带状、消除魏氏组织,使表面粗糙度变细,消除材料流线不合理状态。正火工艺;用860--980C空冷。 (2)渗碳后需进行机械加工的工件,硬度不应高于30HRC。 (3)对于有薄壁沟槽的渗碳淬火零件,薄壁沟槽处不能先于渗碳之前加工。 (4)不得用镀锌的方法防渗碳。 防止渗碳方法： (1)加大余量法---在不需要渗碳的部位预先留出一定的加工余量,其留量比渗碳层深度大一倍以上。渗碳后先车去渗碳层再转淬火。 (2)镀铜法---在不需渗碳的部位电镀一层0.02--0.04mm的铜,铜层要致密,不得暴露原金属。 (3)涂料法---在不需渗碳的部位涂上防渗涂料。 (4)工装法----自制专用工装,把不需渗碳的部位封闭密封。 钢的渗氮---(强化渗氮;抗蚀渗氮)使氮原子渗入钢的表面,形成富氮硬化层的一种化学热处理工艺。与渗碳相比，渗氮处理后零件具有:高的硬度和耐磨性,高的疲劳强度,较高的抗咬合性,较高的抗蚀性,渗氮过程在钢的相变温度以下(450-600C)进行,因而变形小,体积稍有胀大。缺点是周期长(一般气体渗氮土艺的渗氮时间长达数十到100h)、成本高、渗层薄(一般为0.5mm左右)而脆,不能承受太大问接触应力和冲击载荷。 渗氮用钢---从理论上讲,所有的钢铁材料都能渗氮。但我们只将那些适用可渗氮处理并能获

合金钢知识点

结构钢（低合金高强度结构钢、渗碳钢、调质钢、弹簧钢、滚动轴承钢、高锰耐磨钢） 一、低合金高强度结构钢 1、性能要求⑴高强度及足够韧性。⑵良好的焊接性能。⑶良好的耐蚀性及低的韧脆转变温度。 2、成分特点（1）低碳：≤0.2%C. ⑵合金元素：主要是Mn，还有少量V、Ti、Nb等。① Mn的作用是强化铁素体；增加珠光体的量。 ② V、Ti、Nb等起细化晶粒和弥散强化作用。③另外加Cu、P可提高耐蚀性；加RE可提高韧性、疲劳极限，降低冷脆转变温度。 3、热处理：大多数热轧空冷后使用。少数可用正火+高温回火处理。 4、使用状态下组织：F+P 5、用途： 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，用于中等压力的压力容器。 Q460钢含Mo、B，正火组织为贝氏体，强度高,用于石化中温高压容器 二、渗碳钢 1、性能要求⑴表面具有高硬度、高耐磨性，心部具有足够的韧性和强度，即表硬里韧。⑵良好的热处理性能,如淬透性和渗碳能力。 2、成分特点（1）低碳：0.1~0.25%C ⑵合金元素作用①提高淬透性：Cr、Mn、Ni、B ②强化铁素体：Cr、Mn、Ni③细化晶粒 W、Mo、Ti、V 3、热处理特点渗碳件的加工工艺路线为：下料→锻造→正火→机加工→渗碳→淬火+低温回火；正火目的为调整硬度，便于切削加工；淬 火温度一般为Ac1+30-50℃。 4、使用状态下组织心部：M回+F 表层：M回+颗粒状碳化物+A’(少量)； 5、常用钢号及用途低淬透性钢：20、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。 三、调质钢 1、性能要求⑴良好的综合力学性能. ⑵良好的淬透性。 2、成分特点⑴中碳：0.3~0.5%C ⑵合金元素作用：①提高淬透性: Mn、Si、Cr、Ni、B②强化铁素体: Mn、Si、Cr、Ni③细化晶粒: Ti、V④防止第二类回火脆性: W、Mo 3、热处理及组织特点调质件的加工工艺路线为：下料→锻造→退火→粗加工→调质→精加工→(表面淬火+低温回火)→装配；调质目的： 获得良好综合力学性能①为表面淬火作组织准备；②获得最终心部组织.表面： M回；心部：S回使用状态下的组织为：S回，为提高表面耐磨性，调质后可进行表面淬火或氮化。 4、常用钢号及用途①低淬透性钢：D0油<30~40mm, 常用 4 5、40Cr, 用于制造较小的齿轮、轴、螺栓等。②中淬透性钢： D0油≈40~60mm， 常用40CrNi，用于制造大中型零件。③高淬透性钢：D0油>60mm, 常用40CrNiMo, 用于制造大截面重载荷零件，如曲轴等。 四、弹簧钢 1、性能要求：弹簧是利用弹性变形储存能量或缓和冲击的零件。⑴高屈服强度（σs），σs/σb；高的σ-1；足够的韧性⑵高的淬透性。 2、成分特点⑴中高碳：碳素弹簧钢为0.6~0.9%C，合金弹簧钢为0.45~0.7%C ⑵合金元素作用：①提高淬透性、强化铁素体：Mn、Si、 Cr②提高σs/σb：Si③细化晶粒：V 3、热处理及组织特点⑴冷成型弹簧：冷拔→冷成型→定型处理(250~300℃)。用于<φ10mm弹簧。⑵热成型弹簧：热成型→淬火+中温 回火使用状态下的组织：T回用于大截面弹簧(>φ10mm) 4、常用钢号及用途（1Si、Mn弹簧钢，如65Mn、60Si2Mn，用于制造较大截面弹簧。（2Cr、V弹簧钢，如50CrV，用于大截面、大载荷、 耐热的弹簧。 五、滚动轴承钢 1、性能要求⑴高而均匀的硬度和耐磨性。⑵高的R m和接触疲劳强度。⑶足够的韧性、淬透性和耐蚀性. 2、成分特点⑴高碳：0.95~1.10%C ⑵合金元素：以Cr为主,加入Mn、Si。 Cr、Mn、Si的主要作用是提高淬透性，Cr还提高耐磨性（形 成合金渗碳体）和耐蚀性。当>1.65%Cr时,会因A’增加而使硬度和稳定性下降。 3、热处理和组织特点滚动轴承钢是过共析钢。⑴热处理：球化退火+淬火+低温回火⑵组织： M回+颗粒状碳化物+A’(少量) 淬火后 进行冷处理(-60 ~ -80℃), 可以减少A’、稳定尺寸. 4、常用钢号及用途应用最广的是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. 六、高锰耐磨钢（是指在冲击载荷作用下发生冲击硬化的高锰钢，只有ZGMn13一个钢号） 1、成分特点⑴高碳：1.0~1.3%C 以保持高耐磨性。⑵高锰：11~14%Mn 以保证形成奥氏体组织. 2、热处理及组织（1铸态组织为奥氏体+碳化物, 性能硬而脆.（2热处理采用水韧处理。即将钢加热到1100℃，使碳化物溶入奥氏体，并进 行水淬。（3室温组织为过饱和单相奥氏体。 3、使用及用途（1水韧处理后，韧性高，硬度低.使用时必须伴随着压力和冲击作用。（2在压力及冲击作用下，表面奥氏体迅速加工硬化， 形成马氏体并析出碳化物，使表面硬度提高到HB500~550，获得高耐磨性。而心部仍为奥氏体组织,具有高耐冲击能力。（3高锰钢广泛用于既要求耐磨又要求耐冲击的零件。如拖拉机的履带板、球磨机衬板、破碎机牙板、挖掘机铲齿和铁路辙岔等. 合金工具钢（按用途分为:刃具钢、模具钢、量具钢） 一、刃具钢：用来制造各种切削刀具的钢种。 ㈠性能要求1、高硬度 (≥HRC60),主要取决于含碳量。 2、高耐磨性靠高硬度和析出细小均匀硬碳化物来达到。3、高热硬性即高温下保持高硬度的能力。4、足够的韧性以防止脆断和崩刃。 ㈡低合金工具钢由碳素工具钢基础上加入少量合金元素(≤3~5)形成。

中国古代的钢铁渗碳和渗氮技术全解

中国古代的钢铁渗碳和渗氮技术 我国是最古老的文明古国之一,在金属热处理技术发展史上,我国古代先民做出过杰出的贡献,取得了许多伟大的成就。在化学热处理方面,我国先民依靠自己的聪明才智,发展了多种工艺,包括渗碳、渗氮、碳氮共渗等。这些技术的发展,推动了我国古代金属材料的应用和对材料的表面改性,形成了具有特色的古代热处理技术。本文在文献史料和考古成果综合分析的基础上,力图反映我国古代钢铁渗碳和渗氮技术状况,并提出一些分析见解,以求同行较全面准确地认识古代化学热处理的发展历程。限于热处理考古属交叉领域,不当之处在所难免,望予以指正。 1 钢铁渗碳技术 1．1 固体渗碳 固体渗碳是将工件埋入固体渗碳物质中进行处理的工艺,它是最古老的热处理技术之一。从公元前18世纪一直到18世纪,固体渗碳都是西方钢铁增碳的主流手段。因此在国外产生了多种不同的固体渗碳工艺,大体可分为灼烧法、焖熬法和层叠法。其渗碳工艺水平相当高,甚至在17世纪以后还开发出固体渗碳专用的窑炉和箱式炉。我国古代除了拥有传统的灼烧法固体渗碳方法以外,古文献中还描述了焖熬法固体渗碳方法。

1．1．1 灼烧法固体渗碳 一般认为人工冶铁的发源地是两河流域北部、土耳其及其附近地区。该地有很多的铁矿,而铜矿又较少。在靠近土耳其的Changar Ba zar镇出土的匕首柄,其年代可定为公元前2700年以前。而根据报道,在Gizeh的大金字塔内遗存一块铁板,使人工冶炼金属铁板的年代提前到公元前2761年以前。这些人工冶铁器件是将铁矿石还原后经锻接的产物。人工冶铁的初级产品是海绵铁,它是由铁矿石在约1200℃的木炭火的温度下还原出来的,海绵铁是杂质含量很高的松散、柔软的金属块,其杂质主要有未还原的氧化铁、铁橄榄石、木炭粉等,为了用它制作器物,只有将其反复加热锻打、去渣、聚块、分散杂质后,才能获得可以造型的熟铁,这种熟铁通常被称为块炼铁。海绵铁的加热往往是在灼热的木炭中进行,其时铁被埋在木炭之间,在铁的作用下,未完全燃烧的一氧化碳发生分解,分解的活性碳形成高的碳势,铁在碳势气氛中,自然而然地被渗碳。这种不自觉的固体渗碳可以认为基本是与块炼铁同时出现的,可以说这是金属化学热处理的开端。 对中国冶铁术的起源年代有很大的争议,迄今为止,我国发掘的年代最久远的块炼铁制品可能是新疆哈密三堡焉不拉克墓地出土的公元前1300年的弧背直刃刀。我国出土的较早的铁器还有和静察吾乎沟口一号墓地中出土的公元前1000年左右的铁器残片和河南三门峡市上村岭虢国西周晚期墓葬中发掘出土的公元前9至8世纪的铜茎玉柄铁剑等。也就是说在我国不自觉地应用固体渗碳工艺可能始于公

机械机电毕业论文(设计)_低碳低合金渗碳钢的组织性能与晶体学特征的研究

论文题目低碳低合金钢的组织夕 与晶体学特征的研究 摘要 为了研究汽车齿轮和渗碳件在再制造修复处理时受热对其使用 性能和寿命的影响，对低温回火的ZOMnCrs渗碳齿轮和20Cd姓nTI 渗碳件试样分别在350℃保温20min一次、三次和五次进行热处理， 以及分别在500℃保温20min一次、三次和五次处理。使用光学显微 镜、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和显微硬度计对 各试样组织和性能进行表征与分析。使用电子背散射衍射技术(EBSD) 研究了20MnCrs和20CrNlnTi两种低碳低合金钢马氏体以及它们经过 保温处理后的晶体学特征。得到了如下结果: (l)20NInCrs齿轮和20C血如Ti低温(180℃)回火渗碳件表层组织 为残余奥氏体+片状马氏体。随着与表面距离的增加，残余奥氏体含 量逐渐减少，马氏体过渡为片状和板条状的混合形态。在芯部，组织 主要为板条状的马氏体。齿轮表层0.3一0.4mm处有硬度最大值 (850HV)，有效硬化层厚度约为l.4nlln。20CrMnTi渗碳件表层 0.2一o.3nun处有硬度最大值(720HV)。有效硬化层厚度约为1.2mm。 (2)经过350℃/2Omin和500℃/2omin的保温处理后:表层残余奥 氏体发生了分解，马氏体中过饱和碳的脱溶，碳化物析出;表层和芯 部的硬度都有明显的下降，并且表层下降的程度要大于芯部。 (3)透射电镜对20MnCrs齿轮中碳化物的分析表明，原始齿轮中 有芳Fe5C:碳化物离散分布。350℃120min处理三次后，有针状的碳化 物形成。500℃/2Omin保温三次后，析出了e一Fe3C，碳化物有着球化 的趋势。 (4)建立了拟合马氏体{011}。极图的方法，通过对原始(低温回火) 试样{011}。极图进行拟合发现，20腼Crs和20CrN伍Ti钢中马氏体与 母相奥氏体之间的取向关系为K一S和N一W关系共存，主要为N一W关 系。实际取向差分布特征与理论情况的差异也证明了这一点，使用应 变补偿机理解释了这一差异。TEM对20MnCrs钢中马氏体分析表明， 板条间有只形成与相邻的K一S关系板条和N-w关系板条(011)/54.70 板条界存在，这也证明了K一S和N一W关系的共存。 (5)20腼Crs齿轮试样经过3sooC/Zomin和s000C/2omin的保温 处理后，使用EBSD分析表明:质量衬度图灰度逐渐降低，因此缺陷 密度和畸变程度逐渐下降;相等面积区域中不同取向差的晶界长度逐中南大学硕士学位论文摘要 渐减小，因此晶粒在保温后发生了长大。对20N[nCrs和20CrN压Ti 各试样选定区域中回火马氏体与母相奥氏体的取向关系仍服从K一S 关系和N-W关系的共存的特征，但是变体数有所减少。更高温度的 保温处理使得回火马氏体的晶粒发生偏转，导致许多区域整体的取向 关系难以满足K一S关系和N-W关系。 关键词:20MnCrs钢，20Cr仪伍Ti钢，马氏体，回火，EBSD，显微 硬度，取向关系中南大学硕士学位论文ABSTRACT ABSTRACT Inordertostudytheinfluenceofremanufaeturingtechniquesonthe

合金钢习题(答案)

合金钢 一、填空题 1.合金钢按主要用途可分为合金结构钢、合金工具钢和特殊性能钢三 大类。 2.合金钢按合金元素总量高低可分为低合金钢、中合金钢和高合金钢三种。 3.合金结构钢又细分为普通低合金结构钢、合金渗碳钢、合金调质钢、 合金弹簧钢和滚动轴承钢五类。 4.调质钢的含碳量一般在0.25%至0.5 %之间。 5.合金刃具钢分为低合金刃具钢和高速钢两类。 6.高速钢在600℃以下工作时，硬度仍保持在HRC60以上，具有高的红硬性。 二、判断题（对的打“√”，错的打“×”） 1.合金钢是多种钢混合而成的混合物。（×） 2.合金钢因为含有合金元素，所以比碳钢淬透性差。（×） 3.大部分合金钢淬透性都比碳钢好。（√） 4.除Fe、C外还含有其他元素的钢就是合金钢。（×） 5.低合金钢是指含碳量低于0.25%的合金钢。（×） 6.40Cr是最常用的合金调质钢。（√） 7.合金结构钢都是高级优质钢。（×） 8.合金工具钢都是高级优质钢。（√） 9.钢的淬透性是指钢淬火时能够达到的最高硬度。（×） 10.碳钢淬透性比合金钢好（×） 11.3Cr2W8V的平均含碳量为0.3%，所以它是合金结构钢。（×） 12.GCr15是滚动轴承钢，但又可以制造柴油机中的精密偶件。（√） 13.特殊性能钢简称特类钢。（×） 14.16Mn的含碳量为0.16%，是较高含锰量的优质碳素结构钢。（×） 15.W6Mo5Cr4V2是高速钢。（√） 16.Cr12MoV是不锈钢。（×） 17.1Cr18Ni9Ti是合金工具钢。（×）

18.60Si2Mn是合金弹簧钢。（√） 19.GCr15既可做滚动轴承，也可做量具。（√） 20.含铬的钢都是不锈钢。（×） 三、单项选择题 1.合金钢除有较高的强度、比强度、热硬性和特殊的理化性能外，还有较高的 。 A．淬硬性B．淬透性C．减振性D．变形抗力 2.调质钢大多是 A．高碳钢B．低碳钢C．中碳钢D．B或C 3.合金结构钢主要是 A．低合金结构钢B．合金渗碳钢和合金弹簧钢 C．合金调质钢和滚珠轴承钢D．A+B+C 4.制造船舶、桥梁、大型钢结构的钢材是 A．普通碳素结构钢B．普通低合金结构钢 C．低合金调质钢D．不锈钢 5.制造南京长江大桥的材料是 A．优质碳素结构钢B．高合金钢 C．合金调质钢D．普通低合金钢 6.属于合金调质钢的是材料 A．20Cr B．40Cr C．4Cr9Si2 D．4Cr13 7.调质钢要求含碳量在一定的范围，如含碳量过低，则；含碳量过高， 则。 A．强度低/刚度低B．刚度低/强度低 C．韧性低/疲劳性能低D．硬度低/韧性低 8.下列钢材中属于合金钢的是。 A．20 B．40Cr C．ZG200—400 D．H62 9.生产中对较重要的零件（如汽车、拖拉机齿轮等）及对于截面较大或心部强度要 求较高的渗碳零件，通常采用来制造。 A．含碳量较低（0.10～0.25%）的钢B．含碳量为0.30%的钢