调质钢-课件（PPT演示稿）.ppt

调质钢 quenched and tempered steel ?一般用这类钢制作的零件要求具有很好的综合机械性能, 即在保持较高的强度的同时又具有很好的塑性和韧性; ?机械零件结构钢在淬火高温回火(调制处理) 后具有良好的综合机械性能,有较高的强度,良好的塑性和韧性。这一类钢称作调质钢。?各类机器上的结构零件大量采用调质钢,是结构钢中使用最广泛的一类钢。 Chapter 3 机械制造结构钢调质处理?整体淬火+高温回火( 550-600 ℃)! ?碳素钢( 35,40,45 )完全淬透调质后强度(800M Pa)可满足机械制造一般要求,但淬透性低,热处理变形大。?调质钢合金化的主要目的是改进其淬透性,随着合金化的加强其临界淬透直径不断加大。? 40 →40Mn →40CrMn →40CrMnMo; ? 40 →40Cr →40CrNi →40CrNiMo; ?单一加入到复合添加,淬透性从小到大,综合机械性能变优。每一种加入元素既起到本身特殊作用,又起到交互作用,从而使合金化达到改善组织、性能的目的一、调质钢的质量要求及性能特点?1、除一般的冶金方面的低倍和高倍组织要求外,主要为钢的力学性能以及与工作可靠性和寿命密切相关的冷脆性转变温度、断裂韧性和疲劳抗力等。?2、在特定条件下,还要求具有耐磨性、耐蚀性和一定的抗热性。?3、由于调质钢最终采用高温回火,能使钢中应力完全消除,钢的氢脆破坏倾向性小,缺口敏感性较低,脆性破坏抗力较大,但也存在特有的高温回火脆性。 Chapter 3 机械制造结构钢质量要求性能特点?含碳 %~ %碳素钢或低合金钢和中合金钢,经调质处理后,钢的强度、塑性及韧性有良好的配合,金相组织是回火索氏体。?大多数调质钢为中碳合金结构, 屈服强度( )在 490-1200Mpa 。?以焊接性能为突出要求的调质钢,为低碳合金结构钢,屈服强度( )一般为 490-800Mpa ,有很高的塑性和韧性。?少数沉淀硬化型调质钢,屈服强度( )可到 1400Mpa 以上,属高强度和超高强度调质钢。 Chapter 3 机械制造结构钢一、调质钢的化学成分特点??碳碳??中碳中碳,碳含量一般在,碳含量一般在 %-% %-% ; ; ??钢中的碳保证有足够多的碳化物体积分数以钢中的碳保证有足够多的碳化物体积分数以获得高的强度。获得高的强度。碳含量过低时,淬硬性不够碳含量过低时,淬硬性不够; ;碳含量过高则碳含量过高则韧性下降韧性下降。。 调质钢 Chapter 3 机械制造结构钢 2. 2. 合金元素合金元素主加合金元素: 主加合金元素: Cr Cr、、Mn Mn、、Si Si、、Ni Ni; ; 辅加合金元素: 辅加合金元素: Mo Mo、、W W、、V V、、Ti Ti、、Al Al、、 B B等。等。重要的调质钢,一般都含有多种合金元素。重要的调质钢,一般都含有多种合金元素。 - - - - 含量范围(wt%) Ni Cr Mn Si 合金元素 Chapter 3 机械制造结构钢 调质钢 - Mo < - - - - B Al Ti W V 合金元素的作用: ?提高淬透性, Cr Cr、、Mn Mn、、Ni Ni、、Si Si等:这些合金元素还能等:这些合金元素还能溶于溶于αα相,起固溶强化作用。相,起固溶强化作用。提高钢的强度。如调质处理后的提高钢的强度。如调质处理后的 40Cr 40Cr 钢的性能比钢的性能比 45 45钢的性能高很多; 钢的性能高很多; ?细化组织, Cr、Mo、W、V等阻碍α相的再结晶,也可阻碍碳化物在高温回火时的聚集长大,使钢保持高硬度。??加入防止第二类回火脆性的元素:含加入防止第二类回火脆性的元素:含 Ni Ni、、Cr Cr、、Mn Mn的合金调的合金调质钢,高温回火慢冷时易产生第二类回火脆性。在钢中加质钢,高温回火慢冷时易产生第二类回火脆性。在钢中加入入Mo Mo、、W W可以防止第二类回火脆性,其适宜含量: 可以防止第二类回火脆性,其适宜含量: Mo Mo的质的质量分数为量分数为 % % ~ ~% % ,或,或 W W的质量分数为的质量分数为 % % ~ ~% % 。??V V、、Ti Ti、、Al Al起起细化晶粒细化晶粒的作用。的作用。 Chapter 3 机械制造结构钢 调质钢二、调质钢的淬透性原则及要求?淬硬性: 在规定条件下淬火,获得的最高硬度值。?淬硬性表示钢在