1、常州大學常州大學ChangzhouChangzhou University University材料學院金屬材料系3.2 合金鋼3.2 合金鋼合金合金碳素鋼碳素鋼合金鋼合金鋼？主要由Fe、C兩元素組成，含其它雜質(zhì)元素，如Si、Mn、S、P、N等在碳素鋼的基礎上有目的地添加了其它合金元素，如Mn、Si、Ni、V等。雜質(zhì)元素合金元素常州大學常州大學ChangzhouChangzhou University University材料學院金屬材料系同為Si、M等非Fe、C元素，為何在碳素鋼中稱為雜質(zhì)元素，而在合金鋼中則稱為合金元素？為何要在碳鋼的基礎上加上其它合金元素？ 為了改善鋼的某種性能，有意加入

2、的元素稱為合金元素，而在煉鋼過程中作為脫氧劑或者由于其它某種原因殘留在鋼中的稱為雜質(zhì)元素！ 獲得比碳素鋼更好的性能強硬度、塑韌性、耐腐蝕性、尺寸穩(wěn)定性、耐摩擦性能、易切削性等。 合金鋼常州大學常州大學ChangzhouChangzhou University University材料學院金屬材料系3.2.1 合金鋼合金鋼3.2.2 合金結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼3.2.3 合金工具鋼合金工具鋼3.3.4 特殊性能鋼特殊性能鋼常州大學常州大學ChangzhouChangzhou University University材料學院金屬材料系3.2.1 合金鋼3 3.2.2.1.1 合金鋼合金鋼1. 常加入的

3、合金元素有哪些？2. 為什么要加入這些合金元素？3. 這些合金元素怎樣對鋼的性能產(chǎn)生影響？Mn、Si、Ni、V、Mo、Cr、Ti、B、Al等有針對性地改善鋼的淬透性、強硬度、高溫強度、耐磨性、耐腐蝕性、導電性和磁性常州大學常州大學ChangzhouChangzhou University University材料學院金屬材料系合金鋼的種類繁多，根據(jù)選材、生產(chǎn)，研究和管理等不同的要求，可采用不同的分類方法： 1. 按合金鋼的用途分類按合金鋼的用途分類 1) 合金結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼 2) 合金工具鋼合金工具鋼 3) 特殊性能用鋼特殊性能用鋼 2. 按合金元素的含量分類按合金元素的含量分類 低合金鋼：

4、鋼中合金元素總的質(zhì)量分數(shù)低合金鋼：鋼中合金元素總的質(zhì)量分數(shù)WMe5。 中合金鋼：鋼中合金元素總的質(zhì)量分數(shù)中合金鋼：鋼中合金元素總的質(zhì)量分數(shù)Wme：510。 高合金鋼：鋼中合金元素總的質(zhì)量分數(shù)高合金鋼：鋼中合金元素總的質(zhì)量分數(shù)WMe10。 3. 按平衡狀態(tài)或退火組織分類按平衡狀態(tài)或退火組織分類 亞共析鋼、共析鋼、過共析鋼和萊氏體鋼。亞共析鋼、共析鋼、過共析鋼和萊氏體鋼。合金鋼的分類合金鋼的分類3.2.1 合金鋼常州大學常州大學ChangzhouChangzhou University University材料學院金屬材料系3.2.23.2.2 合金結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼一、一、牌號及其表示方法牌號及其

5、表示方法二、二、普通低合金結(jié)構(gòu)鋼普通低合金結(jié)構(gòu)鋼三、三、易切削鋼易切削鋼四、四、滲碳鋼滲碳鋼五、五、調(diào)質(zhì)鋼調(diào)質(zhì)鋼六、六、彈簧鋼彈簧鋼七、七、滾動軸承鋼滾動軸承鋼3.2.2 合金結(jié)構(gòu)鋼常州大學常州大學ChangzhouChangzhou University University材料學院金屬材料系牌號及其表示方法一般表示方法一般表示方法：“兩位數(shù)字+元素符號+數(shù)字+”表示含碳量，萬分之一為單位表示合金含量，百分之一為單位，四舍五入取整，當含碳量低于1.5%時，數(shù)字省略高級優(yōu)質(zhì)鋼在最后加A表示舉例60Si2Mnw(C)=0.6%, w(Si)=1.5-2.4%, w(Mn) 1.5%18Cr2Ni

6、4WAw(C)=0.18%, w(Cr)=1.5-2.4%, w(Ni) =3.5-4.4%, w(W)1.5%高級優(yōu)質(zhì)鋼高級優(yōu)質(zhì)鋼特例特例：滾動軸承鋼（GCr15），G表示滾動軸承，Cr是常加元素， 15表示含鉻量千分之一為單位 易切削鋼（Y40Mn），Y表示易切削鋼，后面部分與一般表示方法相同GCr25與與Cr12的含鉻量？的含鉻量？返回返回常州大學常州大學ChangzhouChangzhou University University材料學院金屬材料系普通低合金結(jié)構(gòu)鋼普通低合金結(jié)構(gòu)鋼（普低鋼）普通低合金結(jié)構(gòu)鋼（普低鋼）：在低碳碳素結(jié)構(gòu)鋼的基礎上加入少 量合金元素（3%）獲得的鋼種低合金高

7、強度鋼低合金高強度鋼含碳量含碳量：0.2%主加元素主加元素：Mn（1.25-1.5）%，溶入鐵素體，起固溶強化作用 細化珠光體，起細晶強化作用輔加元素輔加元素：Nb、V、Ti，形成穩(wěn)定碳化物，起第二相彌散強化作用， 并阻礙A晶粒長大，起細晶強化作用性能性能：強度、韌性高，焊接、冷成形性能好熱處理、組織熱處理、組織：熱軋空冷，F(xiàn)+S常州大學常州大學ChangzhouChangzhou University University材料學院金屬材料系鋼號鋼號舊鋼號舊鋼號主主 要要 化化 學學 成成 分，分，%機械性能機械性能CMnSi，s ，MPab ，MPa5 ，%Q29509MnNb12Mn0.1

8、60.801.500.5529557023Q34516Mn16MnRe0.180.201.001.600.553456302122Q39016MnNb15MnTi0.201.001.600.553906501920Q42014MnVTiRe15MnVN0.201.001.700.554206801819Q46014MnMoV18MnMoNb0.201.001.700.5546072017常用低合金結(jié)構(gòu)鋼的牌號、成分、性能常用低合金結(jié)構(gòu)鋼的牌號、成分、性能（厚度（厚度(直徑直徑)16mm，AKV 34J）普通低合金結(jié)構(gòu)鋼常州大學常州大學ChangzhouChangzhou University

9、University材料學院金屬材料系應用：常用于工程機械領域，如高壓容器高壓容器橋梁橋梁船舶船舶車輛車輛普通低合金結(jié)構(gòu)鋼返回返回常州大學常州大學ChangzhouChangzhou University University材料學院金屬材料系易切削鋼易切削鋼易切削鋼：為了提高鋼的切削加工性能，而加入一種或幾種合金元素，形 成易切削鋼。主加元素主加元素：S（0.08-0.30）%，形成夾雜物，使切屑容易脆斷 具有減摩作用，降低切削力和切削熱 減低表面粗糙度，延長刀具使用壽命性能性能：具有良好的切削性能！過量的S容易產(chǎn)生熱脆現(xiàn)象！Pb（0.15-0.25）%，降低摩擦系數(shù)、切屑變脆易斷 Ca（0

10、.001-0.005）%，形成硅酸鹽保護膜，降低磨損 返回返回常州大學常州大學ChangzhouChangzhou University University材料學院金屬材料系滲碳鋼滲碳鋼滲碳鋼：用于制造滲碳零件的鋼。性能要求性能要求：表面具有較高的硬度和耐磨性 心部具有良好的塑性和韌性外硬內(nèi)韌外硬內(nèi)韌成分成分：w(C)= (0.1-0.25)%，保證心部具有良好的塑性和韌性 合金元素Cr、Mn、B：提高淬透性，強化鐵素體，改善表面 和心部的組織和性能 Ni：提高心部強度，提高韌性和淬透性 少量Mo、W、V、Ti：穩(wěn)定的合金碳化物，細化晶粒， 提高表層硬度和耐磨性熱處理：正火處理（改善鍛造的不

11、良組織）熱處理：正火處理（改善鍛造的不良組織）+滲碳滲碳+淬火淬火+低溫回火低溫回火室溫組織：室溫組織：表面是回火馬氏體+合金碳化物+殘余奧氏體，60-62HRC 心部淬透時：低碳回火馬氏體+鐵素體 心部為淬透：索氏體+鐵素體滲碳鋼牌號的前兩滲碳鋼牌號的前兩位數(shù)字應該是？位數(shù)字應該是？滲碳鋼常州大學常州大學ChangzhouChangzhou University University材料學院金屬材料系 滲碳鋼滲碳鋼l分類及應用：分類及應用：低淬透性合金滲碳鋼低淬透性合金滲碳鋼15Cr、20Cr、20Mn2用于受力小的耐磨件，如柴油機的活塞銷、凸輪軸用于受力小的耐磨件，如柴油機的活塞銷、凸輪軸

12、中淬透性合金滲碳鋼中淬透性合金滲碳鋼20 CrMn、20CrMnTi、20Mn2TiB用于中等載荷的耐磨件，如變速箱齒輪。用于中等載荷的耐磨件，如變速箱齒輪。高淬透性合金滲碳鋼高淬透性合金滲碳鋼18Cr2NiWA、20Cr2Ni4A 用于大載荷的耐磨件，如柴油機曲軸。用于大載荷的耐磨件，如柴油機曲軸。 活塞銷活塞銷( 20Cr )( 20Cr )柴油機曲軸柴油機曲軸變速箱齒輪變速箱齒輪常州大學常州大學ChangzhouChangzhou University University材料學院金屬材料系滲滲C鋼鋼的牌號（摘自的牌號（摘自GB/T3077-1999）（）（滲滲C C: 930，回火：，

13、回火：200 ）p172主主 要要 化化 學學 成成 分分, %預備處理預備處理淬火淬火, CMnCr，Ni0.170.240.170.240.500.801.301.600.701.00 880 800水水, 油油880水水, 油油0.170.230.170.230.901.200.801.100.901.201.001.30 850 油油880 870 油油鋼號鋼號20Cr20MnV20CrMn20CrMnTi淬淬透透性性低低中中高高18Cr2Ni4WA20Cr2Ni4A0.130.190.170.23W0.81.20.300.601.351.654.04.51.251.653.253.7

14、5950 850空空 880 780油油機械性能機械性能bMPasMPa8357855405909301080735835118011808351080aKU2J475547557863滲碳鋼常州大學常州大學ChangzhouChangzhou University University材料學院金屬材料系 應用應用：在機械制造中最常用的一類鋼。如柴油機連桿和連桿螺栓及 曲 軸、汽車半軸、機床主軸等。 調(diào)質(zhì)鋼調(diào)質(zhì)鋼：經(jīng)調(diào)制處理后使用的鋼稱為調(diào)質(zhì)鋼。淬火淬火+高溫回火高溫回火性能要求性能要求：較高的強度強度和良好的塑韌性塑韌性相配合良好的綜合機械性能成分成分： w(C)=0.30.50%，中碳鋼，

15、保證強硬度和塑韌性的搭配 Zr、Ni、Si、Mn：提高淬透性，強化鐵素體 V、Ti、Mo、W：細化晶粒，提高回火穩(wěn)定性，Mo、W還能 防止第二類回火脆性調(diào)質(zhì)鋼牌號的前兩調(diào)質(zhì)鋼牌號的前兩位數(shù)字應該是？位數(shù)字應該是？ 調(diào)質(zhì)鋼調(diào)質(zhì)鋼常州大學常州大學ChangzhouChangzhou University University材料學院金屬材料系熱處理特點熱處理特點下料下料鍛造鍛造預備熱處理預備熱處理機加工機加工（調(diào)質(zhì)）（調(diào)質(zhì)）（局部感應加熱淬火低溫回火）（局部感應加熱淬火低溫回火）精加工精加工1、退火、退火 （高碳結(jié)構(gòu)鋼和工具鋼）完全退火、球化退火（高碳結(jié)構(gòu)鋼和工具鋼）完全退火、球化退火2、正火、正

16、火 （低、中碳結(jié)構(gòu)鋼或合金元素少的結(jié)構(gòu)鋼）（低、中碳結(jié)構(gòu)鋼或合金元素少的結(jié)構(gòu)鋼）3、（正火、（正火+）高溫回火（）高溫回火（650700）（合金鋼）（合金鋼）4、調(diào)質(zhì)（對強度和硬度要求較低，調(diào)質(zhì)后進行機加工，、調(diào)質(zhì)（對強度和硬度要求較低，調(diào)質(zhì)后進行機加工， 加工后不再進行熱處理）加工后不再進行熱處理） （二）預備熱處理（二）預備熱處理處理后硬度為處理后硬度為180200HBS，便于機加工。，便于機加工。（一）生產(chǎn)工藝路線（一）生產(chǎn)工藝路線 調(diào)質(zhì)鋼調(diào)質(zhì)鋼常州大學常州大學ChangzhouChangzhou University University材料學院金屬材料系調(diào)質(zhì)：調(diào)質(zhì)：淬火淬火+高溫回火

17、高溫回火組織：組織：回火索氏體（回火回火索氏體（回火S）性能：性能：強度、塑性和韌性均較高，即具有強度、塑性和韌性均較高，即具有良好的綜合力學性能；缺口敏感性小；接良好的綜合力學性能；缺口敏感性小；接觸疲勞強度、耐磨性較低。觸疲勞強度、耐磨性較低。（三）調(diào)質(zhì)處理（三）調(diào)質(zhì)處理（四）表面局部淬火（四）表面局部淬火 對許多零件通過調(diào)質(zhì)處理能滿足對許多零件通過調(diào)質(zhì)處理能滿足強韌性要求，但局部對耐磨性要求高，強韌性要求，但局部對耐磨性要求高，滿足不了耐磨性要求。對滿足不了耐磨性要求。對局部局部進行感進行感應加熱淬火。應加熱淬火。如軸類零件的軸頸或花鍵部分。如軸類零件的軸頸或花鍵部分。感應淬火部位感應淬

18、火部位回火回火S 調(diào)質(zhì)鋼調(diào)質(zhì)鋼常州大學常州大學ChangzhouChangzhou University University材料學院金屬材料系 調(diào)質(zhì)鋼調(diào)質(zhì)鋼常州大學常州大學ChangzhouChangzhou University University材料學院金屬材料系 調(diào)質(zhì)鋼調(diào)質(zhì)鋼常州大學常州大學ChangzhouChangzhou University University材料學院金屬材料系常州大學常州大學ChangzhouChangzhou University University材料學院金屬材料系常州大學常州大學ChangzhouChangzhou University Unive

19、rsity材料學院金屬材料系常州大學常州大學ChangzhouChangzhou University University材料學院金屬材料系常州大學常州大學ChangzhouChangzhou University University材料學院金屬材料系常州大學常州大學ChangzhouChangzhou University University材料學院金屬材料系常州大學常州大學ChangzhouChangzhou University University材料學院金屬材料系螺桿破碎機主軸破碎機主軸柴油機連桿柴油機連桿l分類及用途：分類及用途：低淬透性(D D0 0油油30 60mm60m

20、m, 40CrNiMo40CrNiMo、40CrMnMo40CrMnMo、38CrMoAlA) ) 大截面重載零件，如汽輪機主軸和葉輪汽輪機主軸汽輪機主軸 調(diào)質(zhì)鋼調(diào)質(zhì)鋼常州大學常州大學ChangzhouChangzhou University University材料學院金屬材料系常用調(diào)質(zhì)鋼類齒輪材料及熱處理要求 常州大學常州大學ChangzhouChangzhou University University材料學院金屬材料系 彈簧鋼彈簧鋼l成分特點成分特點 中高碳：碳素彈簧鋼為0.60.9%C 合金彈簧鋼為0.450.7%C 主加元素：Si、Mn、Cr、V 低S、P及非金屬夾雜：保證表面質(zhì)量

21、高 疲勞強度高用于制造利用彈性變形儲存能量或緩和沖擊的零件用于制造利用彈性變形儲存能量或緩和沖擊的零件l性能特點性能特點 ： 高的s，s/b；高的-1； 足夠的韌性，耐震動、抗沖擊 高的淬透性提高屈強比、淬透性、回火穩(wěn)定性、細化晶粒常州大學常州大學ChangzhouChangzhou University University材料學院金屬材料系l熱處理特點：熱處理特點：熱軋彈簧熱軋彈簧( 10mm10mm大截面彈簧大截面彈簧) )： 熱成型淬火+中溫回火噴丸冷軋彈簧冷軋彈簧( 62GMnMoVRE0.951.050.150.401.101.40770810170562GSiMoMnV0.951

22、.100.450.650.751.0578082017520062滾動軸承鋼滾動軸承鋼常州大學常州大學ChangzhouChangzhou University University材料學院金屬材料系合金結(jié)構(gòu)鋼總結(jié)合金結(jié)構(gòu)鋼總結(jié)一般表示方法一般表示方法：“兩位數(shù)字+元素符號+數(shù)字+”表示含碳量，萬分之一為單位表示合金含量，百分之一為單位，四舍五入取整，當含碳量低于1.5%時，數(shù)字省略高級優(yōu)質(zhì)鋼在最后加A表示舉例：舉例：40CrMnMo60Si2MnWA20CrMnTi普低鋼、易切削鋼、滲碳鋼、調(diào)質(zhì)鋼、彈簧鋼、滾動軸承鋼普低鋼、易切削鋼、滲碳鋼、調(diào)質(zhì)鋼、彈簧鋼、滾動軸承鋼常用合金結(jié)構(gòu)鋼：常用合金

23、結(jié)構(gòu)鋼：常州大學常州大學ChangzhouChangzhou University University材料學院金屬材料系3.2.33.2.3 合金工具鋼合金工具鋼 在碳素工具鋼基礎上加人一定種類和數(shù)量的合金元素，用來制造各種刃具、模具、量具等用鋼就稱為合金工具鋼。回顧碳素工具鋼的牌號、用途、熱處理、室溫組織等！牌號牌號：T8、T12用途用途：鑿子、銼刀、量具等熱處理熱處理：淬火 + 低溫回火室溫組織室溫組織：回火M + 球狀滲碳體 + 殘余A常州大學常州大學ChangzhouChangzhou University University材料學院金屬材料系3.2.33.2.3 合金工具鋼合金工

24、具鋼一、一、 牌號表示方法牌號表示方法二、二、 刃具鋼刃具鋼三、三、 模具鋼模具鋼四、四、 量具鋼量具鋼3.2.3 合金工具鋼常州大學常州大學ChangzhouChangzhou University University材料學院金屬材料系牌號的一般表示方法牌號的一般表示方法合金元素合金元素：表示方法與合金結(jié)構(gòu)鋼相同高速鋼高速鋼，不論含碳量多少都不標，W18Cr4V含碳量含碳量：W(C) 1.0%，不標； W(C) 1.0%，以一位數(shù)表示，千分之一為單位合金結(jié)構(gòu)鋼中合金元素是怎么表示的？含碳量又合金結(jié)構(gòu)鋼中合金元素是怎么表示的？含碳量又是如何表示的？是如何表示的？特例特例返回返回常州大學常州大

25、學ChangzhouChangzhou University University材料學院金屬材料系刃具鋼刃具鋼：刃具鋼：用來制造車刀、銑刀、銼刀、絲錐、鉆頭、板牙等刃具的鋼。工作條件：工作條件：強摩擦，磨損嚴重，刃部高溫至500-600，常受沖擊和振動性能要求：性能要求：高硬度高硬度，一般都在60HRC以上 高耐磨性高耐磨性，嚴重影響刃具的使用壽命和使用效率 高紅硬性高紅硬性，高硬度下保持高硬度的能力 良好配合的強度、塑性和韌性良好配合的強度、塑性和韌性，防止沖擊和振動載荷分類：分類：低合金刃具鋼、高速鋼低合金刃具鋼、高速鋼常州大學常州大學ChangzhouChangzhou Univers

26、ity University材料學院金屬材料系（碳素工具鋼（碳素工具鋼 + + 合金元素）合金元素）高高C C（ 0.9 1.5 %0.9 1.5 %）+ + 低合金低合金（5 %5 %）合金元素作用：合金元素作用： 提高淬透性提高淬透性: Cr、Mn、Si 提高耐回火性：提高耐回火性：Si、Cr 提高耐磨性、細化晶粒、提高耐磨性、細化晶粒、阻止鋼過熱阻止鋼過熱: W、V 低合金工具鋼低合金工具鋼l成分特點成分特點：l性能要求性能要求: :HRCHRC6060，使用溫度，使用溫度200 300 200 300 ，有一定的強度和韌性有一定的強度和韌性常州大學常州大學ChangzhouChangz

27、hou University University材料學院金屬材料系絲錐板牙扳手 低合金工具鋼低合金工具鋼l熱處理熱處理: :球化退火球化退火（+ + 機加工）機加工）+ + 淬火淬火（油冷）（油冷） + + 低溫回火低溫回火l最終組織：最終組織： 回火回火M + M + 合金碳化物合金碳化物 + + 少量少量A A 各種薄刃刀具；截面較大、形狀復雜、變形小的模具。各種薄刃刀具；截面較大、形狀復雜、變形小的模具。l應用：應用： 9 SiCr CrWMn 常州大學常州大學ChangzhouChangzhou University University材料學院金屬材料系9SiCr鋼制造圓板牙鋼制造

28、圓板牙工藝路線：工藝路線： 下料 球化退火 機加工 淬火+低溫回火 磨平面 拋槽 開口熱處理工藝：熱處理工藝： 800-8102-4h爐冷700-720爐冷出爐空冷6-8h500600-650850-870160-200190-200低合金刃具鋼低合金刃具鋼常州大學常州大學ChangzhouChangzhou University University材料學院金屬材料系高速鋼型材 提高硬度、耐磨性（W、V、Cr、Mo） 提高淬透性（Cr） 提高回火穩(wěn)定性（W、V） 細化晶粒（V） 高速鋼高速鋼制造高速切削刃具用鋼制造高速切削刃具用鋼l典型鋼種典型鋼種 ： W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2l

29、成分特點：成分特點： 高高C C（wC = 0.65 1.65 %） 高合金高合金（ 10%） 常州大學常州大學ChangzhouChangzhou University University材料學院金屬材料系 高速鋼高速鋼l 性能特點：性能特點：高硬度和耐磨性 “鋒鋼”高熱硬性 “高速鋼”高淬透性 “風鋼”較高的強度、韌性常州大學常州大學ChangzhouChangzhou University University材料學院金屬材料系交叉反復鍛交叉反復鍛嚴控始鍛、終鍛溫度嚴控始鍛、終鍛溫度鍛后緩冷鍛后緩冷1.1.鍛造鍛造高速鋼鑄態(tài)組織高速鋼鑄態(tài)組織 高速鋼高速鋼l加工及熱處理特點：加工及熱處

30、理特點：常州大學常州大學ChangzhouChangzhou University University材料學院金屬材料系2.2.球化退火球化退火消除鍛造應力消除鍛造應力均勻破碎后的碳化物均勻破碎后的碳化物降低硬度，便于加工降低硬度，便于加工為淬火、回火做準備為淬火、回火做準備W18Cr4VW18Cr4V鋼退火工藝鋼退火工藝 退火組織（索氏體退火組織（索氏體+ +顆粒狀碳化物）顆粒狀碳化物） 高速鋼高速鋼常州大學常州大學ChangzhouChangzhou University University材料學院金屬材料系3.3. 機加工機加工需預熱需預熱淬火溫度高淬火溫度高多種冷卻方式多種冷卻方式

31、4.4. 淬火淬火 高速鋼高速鋼5.5. 回火：回火：需需560 560 多次回火多次回火6.6. 磨削磨削常州大學常州大學ChangzhouChangzhou University University材料學院金屬材料系回火回火M+M+粒狀碳化物粒狀碳化物+ +少量少量A A M回回+顆粒狀碳化物顆粒狀碳化物+A（少量）（少量） 高速鋼高速鋼l淬火后組織淬火后組織:M+M+碳化物碳化物+A +A l使用狀態(tài)下組織使用狀態(tài)下組織:M+M+碳化物碳化物+ +A常州大學常州大學ChangzhouChangzhou University University材料學院金屬材料系孔鉆仿型銑刀銑刀齒輪滾刀

32、插齒刀圓鋸片l應用應用 高速切削刃具：高速切削刃具：車刀、鉆頭、銑刀等 高速鋼高速鋼u模具鋼的基本要求模具鋼的基本要求高的強度、硬度和耐磨性 足夠的韌性高的淬透性和淬硬性良好的工藝性能u模具鋼分類：模具鋼分類：冷作模具鋼熱作模具鋼塑料模具鋼用來制造模具的工具鋼用來制造模具的工具鋼二、模具鋼二、模具鋼用于制造對冷狀態(tài)下的工件進行壓制成型的模具用于制造對冷狀態(tài)下的工件進行壓制成型的模具用于制造對高溫狀態(tài)下的工件進行壓力加工的模具用于制造對高溫狀態(tài)下的工件進行壓力加工的模具使細粉或顆粒狀塑料壓制成形的模具用鋼使細粉或顆粒狀塑料壓制成形的模具用鋼 冷作模具鋼冷作模具鋼 常溫下使金屬或非金屬變形的模具常

33、溫下使金屬或非金屬變形的模具（冷沖、冷鐓、冷擠壓、拉絲模、搓絲板、沖裁用模具、粉末壓制模具等（冷沖、冷鐓、冷擠壓、拉絲模、搓絲板、沖裁用模具、粉末壓制模具等冷鐓冷鐓模具模具l工作溫度：工作溫度：T工作工作 200300l受力特點：受力特點：壓力、彎曲應力、沖擊力、摩擦力壓力、彎曲應力、沖擊力、摩擦力l失效形式：失效形式：磨損、崩刃、斷裂、變形等磨損、崩刃、斷裂、變形等l性能要求：性能要求： 高硬度（58HRC62HRC） 高耐磨性(特別是表面抗磨損能力) 高淬透性 足夠的強度(包括抗拉、抗壓和抗彎強度) 足夠的韌性和疲勞抗力 熱處理變形小 良好的工藝性能汽車外板冷沖模Cr12鋼 冷作模具鋼冷作

34、模具鋼l成分特點：成分特點： 高C （wC 1.0 %） 加入Cr、Mo、W、V等合金元素提高硬度、耐磨性提高淬透性提高回火穩(wěn)定性細化晶粒l常用鋼種：常用鋼種： T10、9Mn2V、9SiCr、CrWMn小型、輕載模具 Cr12、Cr12MoV大型、復雜、重載、高精度、高耐磨模具 高速鋼熱硬性要求高的模具l熱處理特點熱處理特點 : : 碳素工具鋼 低合金工具鋼球化退火（球化退火（+ + 機加工）機加工）+ + 淬火淬火 + + 低溫回火低溫回火 冷作模具鋼冷作模具鋼l Cr12 Cr12 型冷模具鋼的熱處理方案：型冷模具鋼的熱處理方案： 一次硬化法一次硬化法 工藝：工藝：低溫淬火（950100

35、0）+ 低溫回火（150180） 性能：性能：高硬度（HRC6164），高耐磨性，韌性較好，淬火變形小 應用：應用：重載模具 二次硬化法二次硬化法 工藝：工藝：高溫淬火（11001150）+ 510520多次回火（三次） 性能：性能：硬度60HRC62HRC，紅硬性 和耐磨性都較高，韌性較差 應用：應用：受強烈磨損，工作溫度在400450的模具 Cr12Cr12型鋼熱處理后組織：型鋼熱處理后組織：回火馬氏體回火馬氏體+ +碳化物碳化物+ +殘余奧氏體殘余奧氏體 冷作模具鋼冷作模具鋼熱鍛熱鍛壓鑄壓鑄熱擠壓熱擠壓 熱作模具鋼熱作模具鋼包括錘鍛模、熱擠壓模和壓鑄模三類包括錘鍛模、熱擠壓模和壓鑄模三類

36、l工作溫度：工作溫度：T工作工作= 400= 400600600l受力特點：受力特點：高沖擊、強摩擦、大而不均勻的熱應變和熱壓力l失效形式：失效形式：高溫氧化、崩裂、塌陷、磨損、龜裂等l性能要求：性能要求： 高的熱硬性和高溫耐磨性； 高的抗氧化性能和耐腐蝕性能； 高的熱強性和足夠的韌性； 高的熱疲勞抗力； 高的淬透性和導熱性l成分特點：成分特點：中碳 （0.3%0.6%） 保證高強度、高韌性、較高硬度(HRC3552)和熱疲勞抗力 合金元素的作用： 提高淬透性（Cr、Ni、Mn、Si、W、Mo） 提高回火穩(wěn)定性（Cr、Ni、Mo、W、V） 提高高溫強度、耐熱疲勞性能（Mo、W、V） 細化晶粒、

37、增加鋼的韌性（Ni、V） 防止第二類回火脆性（Mo、W） 熱作模具鋼熱作模具鋼l 常用鋼種及應用常用鋼種及應用 5CrMnMo5CrMnMo、5CrNiMo5CrNiMo、5CrMnSiMoV5CrMnSiMoV： 韌性高、熱硬性不太高的熱鍛模 3Cr2W8V3Cr2W8V、4Cr5MoVSi4Cr5MoVSi ： 熱強強性更好的大型鍛壓模或壓鑄模 熱作模具鋼熱作模具鋼汽車四缸壓鑄模汽車四缸壓鑄模l熱處理特點熱處理特點 : :預備熱處理：完全退火或等溫退火最終熱處理：熱鍛模熱鍛模淬火+ +模面中溫中溫回火、模尾高溫高溫回火 回火后組織：回火后組織：回火屈氏體和回火索氏體；回火屈氏體和回火索氏體

38、；壓鑄模壓鑄模較高溫度淬火+ +略高于二次硬化峰值的溫度回火34次 回火后組織：回火后組織：回火馬氏體回火馬氏體+ +粒狀碳化物粒狀碳化物 熱作模具鋼熱作模具鋼 塑料模具鋼塑料模具鋼包括熱塑性塑料模具和熱固性塑料模具包括熱塑性塑料模具和熱固性塑料模具 一定的綜合性能（強度、硬度、耐磨性等）強度、硬度、耐磨性等） 良好的工藝性（切削加工性、熱處理變形小、補焊性能好） 良好的導熱性和熱穩(wěn)定性、低的熱膨脹系數(shù) 良好的可拋光性和鏡面質(zhì)量 一定的耐腐蝕性 低的導磁系數(shù) 塑料模具鋼塑料模具鋼l工作溫度：工作溫度：T工作工作= = 200l受力特點：受力特點：l性能要求：性能要求：承受溫度、壓力、侵蝕和磨損

39、的作用，形狀復雜、加工難度大 l塑料模具鋼的分類和應用塑料模具鋼的分類和應用非合金型塑料模具鋼非合金型塑料模具鋼 45、50、55等：形狀簡單、小型、精度要求 不高、使用壽命不需要很長 T7、T8 T12：形狀較簡單、小型、耐磨性要求較高的熱固性塑料模具滲碳型塑料模具鋼滲碳型塑料模具鋼 10、20、20Cr、12CrNi3、20CrMnTi、20CrMnMo等 優(yōu)點：優(yōu)點：切削加工性能良好；具有較高的強度，而且心部具有較好的韌性； 模具表面硬度高、耐磨性高、拋光性能良好； 塑性好，可采用冷擠壓成型，無需切削加工，適于大批量生產(chǎn) 缺點：缺點：熱處理工藝較復雜、變形大 塑料模具鋼塑料模具鋼 調(diào)質(zhì)硬

40、化型塑料模具用鋼（預硬型塑料模具鋼）調(diào)質(zhì)硬化型塑料模具用鋼（預硬型塑料模具鋼） 40Cr、42CrMo、38CrMoAl、3Cr2Mo、3Cr2NiMnMo等 工藝過程：工藝過程：熱加工后的模塊調(diào)質(zhì)處理調(diào)質(zhì)處理刻模加工成型使用 優(yōu)點：優(yōu)點：成型后不需最終熱處理避免熱處理而引起的變形和裂紋 應用應用：形狀復雜的大、中型精密塑料模具 時效硬化型塑料模具鋼時效硬化型塑料模具鋼 25CrNi3MoAl、10Ni3MnCuAl等 工藝過程：工藝過程：固溶硬化后變軟切削加工成型時效處理 優(yōu)點：優(yōu)點：綜合性能很高， 熱處理變形很小，焊接性能好，可進行表面氮化 應用應用：適于制造復雜、精密、高壽命的塑料模具

41、塑料模具鋼塑料模具鋼 整體淬硬型塑料模具鋼整體淬硬型塑料模具鋼 低合金工具鋼：低合金工具鋼：9SiCr、9Mn2V、CrWMn、9Cr-WMn 冷作模具鋼：冷作模具鋼：Cr12、Cr12Mo1V1、Cr12MoV 熱作模具鋼：熱作模具鋼：5CrMnMo、5CrNiMo、4Cr5MoSiV、4Cr3Mo2MnVbB優(yōu)點：優(yōu)點：使用狀態(tài)具有高硬度、高耐磨性和長的使用壽命應用：應用：用于壓制熱固性塑料、交合強化塑料(尼龍型強化或玻璃纖維強化塑料) 大批量生產(chǎn)，要求模具使用壽命很長的塑料模具 耐腐蝕型塑料模具鋼耐腐蝕型塑料模具鋼 Cr13Cr13型型M M耐蝕鋼、耐蝕鋼、9Cr189Cr18高碳高鉻高

42、碳高鉻M M不銹鋼、不銹鋼、 1Cr18Ni9Ti1Cr18Ni9Ti型型A A不銹鋼等不銹鋼等 用途：用途：生產(chǎn)化學性腐蝕塑料(如聚氯乙烯或聚苯乙烯添加抗燃劑等)制品模具 塑料模具鋼塑料模具鋼尺寸小、形狀簡單、精度要求不高的量具： 低碳鋼滲碳、中碳鋼表面淬火、碳素工具鋼、低合金工具鋼 T10A、T12A、9SiCr9SiCr等精密量具：滾動軸承鋼、冷作模具鋼等 GCr15、CrWMn等接觸腐蝕介質(zhì)的量具：不銹鋼不銹鋼三、量具鋼三、量具鋼l性能特點：性能特點：高硬度和耐磨性、高尺寸穩(wěn)定性、熱處理變形小、足夠的韌性l成分特點：成分特點：高碳（0.9%1.5%）+ Cr、W、Mn等合金元素l應用：應用：用來制造各種測量工具的鋼種用來制造各種測量工具的鋼種l 量具鋼的熱處理特點量具鋼的熱處理特點預備熱處理：預備熱處理：采用球化退火或調(diào)質(zhì)處理最終熱處理：最終熱處理：淬火+（ -70-80 ）冷處理冷處理 + 低溫回火 + 時效處理時效處理l 最終組織最終組織 ：回火回火M + M + 碳化物碳化物 + A+ Ar r120120130130，保溫幾幾十小時，使，保溫幾幾十小時，使M M、 A Ar r穩(wěn)定，消除內(nèi)應力穩(wěn)定，消除內(nèi)應力三、量具鋼三、量具鋼用來制造各種測量工具的