工程材料学(第1章 合金化理论).ppt

1．合金结构钢 （1）工程构件用钢（低合金高强度结构钢） 由代表屈服点的汉语拼音字母（Q）、屈服点数值、质量等级符号（A、B、C、D、E）等三个部分按顺序排列组成。如Q390A。 专用工程构件结构钢：在牌号的头部（或尾部）标注出代表产品用途的符号，例如表示压力容器用钢牌号表示为“Q345R”；焊接气瓶用钢牌号表示为“Q295HP”；锅炉用钢牌号表示为“Q390g”；桥梁用钢表示为“Q420q”等等。 二、合金钢的牌号 （2）机器零件制造用钢 由三部分组成，即由“二位数字+元素符号+数字”组成。前面的两位数字表示钢的碳的质量分数的万倍，元素符号表示所含合金元素，后面的数字表示合金元素含量的百倍。 凡合金元素质量分数小于1.5%时，编号中只标明元素符号，一般不标含量。如果合金元素平均质量分数等于或大于1.5%、2.5%、3.5%……，则在元素符号后相应标出2、3、4……。 合金结构钢中的Nb、Ti、B 等元素，虽然含量很低，但属有意加入，故在钢的牌号中仍应表示出来。如40B，其平均碳的质量分数为0.4%，硼的质量分数仅为0.0005%~0.0035%。 合金结构钢都是优质钢、高级优质钢（牌号后加“A”字）或特级优质钢（牌号后加“E”字）。 高碳铬轴承钢的牌号在头部加符号“G”，但不标碳含量。铬含量以千分之几计，其他合金元素按合金结构钢的合金含量表示。例如：平均含铬量为1.50%的轴承钢，其牌号表示为“GCr15”。 其它专用机器零件制造用钢也要在牌号的头部（或尾部）加上代表产品用途的符号，例如铆螺钢“ML30CrMnSi。 2．合金工具钢 表示方法与机器零件制造用结构钢相似，但当其平均碳的质量分数大于1%时，含碳量不标出；当其平均碳的质量分数小于1%时，则牌号前的数字表示平均碳的质量分数的千倍。合金元素的表示方法与合金结构钢相同。由于合金工具钢都属于高级优质钢，故不再在牌号后标出“A”字。 如9SiCr 表示平均碳的质量分数为0.9%左右，铬、硅各为1%左右。高速工具钢不论碳的平均质量分数为多少均不予标出。如W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2、CW6Mo5Cr4V2 等，但当合金成分不相同时，对高碳者牌号前冠以“C”字。低铬（平均铬含量小于1%）的合金工具钢，在铬含量前加数字“0”。例如：平均含铬量为0.60%的合金工具钢，其牌号表示为“Cr06”。 塑料模具钢在牌号头部加“SM”，牌号表示方法与优质碳素结构钢和合金工具钢相同。例如：SM45、SM3Cr2Mo。 3．特殊性能钢 不锈钢及耐热钢牌号前的数字表示平均碳的质量分数的千倍，合金元素的表示方法与其它合金钢相同。 当碳质量分数小于或等于0.03%时，在牌号前冠以00”；当碳的质量分数小于或等于0.08%时，在牌号前冠以“0”。 如不锈钢3Cr13 的平均wC=0.3%、wCr≈13%；不锈钢0Cr19Ni9 的平均wC≤0.08%、wCr≈19%、wNi≈9%；00Cr19Ni11钢的平均wC≤0.3%、wCr≈19%、wNi≈11%。另外，当wSi≤1.5%%、wMn≤2%时，牌号中不予标出。 一些特殊专用钢，为表示钢的用途，在牌号前或后附以字母。 铸造合金钢的牌号是在一般合金钢的牌号前加“ZG”，如ZGMn13、ZG1Cr18Ni9。 易切削钢Y15、Y40Mn、Y15Pb。 易切削非调质机械结构钢YF35V。 热锻用非调质机械结构钢F45V 三、合金元素对Fe-Fe3C相图的影响 1．合金元素对奥氏体、铁素体区存在范围的影响 扩大γ相区的合金元素(如Ni、Co、Mn等)均扩大铁碳相图中奥氏体存在的区域。其中完全扩大γ相区的合金元素Ni或Mn的含量较多时，可使钢在室温下得到单相奥氏体组织，例如1Cr18Ni9高镍奥氏体不锈钢和ZGMn13高锰耐磨钢等。 图1-7 （a）合金元素Mn对Fe-Fe3C相图中奥氏体区的影响 缩小γ相区的合金元素(如Cr、W、Mo、V、Ti、Si等)均缩小铁碳相图中奥氏体存在的区域。其中完全封闭γ相区的合金元素（例如Cr、Ti、Si等）超过一定含量后，可使钢在包括室温在内的广大范围内获得单相铁素体组织，例如1Cr17Ti高铬铁素体不锈钢等。 Cr对Fe-Fe3C相图中A区的影响如图1-7（b）。 图1-7 （b）合金元素Cr对Fe-Fe3C相图中奥氏体区的影响 2．合金元素对Fe-Fe3C相图共析点S的影响 Me对共析转变温度的影响 扩大γ相区的元素使铁碳合金相图的共析转变温度下降； 缩小γ相区