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但是含钒量过高会使钢的锻造性变坏。钒高温熔入奥氏体时,会增加钢的淬透性,增加钢的回火稳 定性。
9.钼(Mo) 钼是合金元素。它在钢中的作用为提高淬透性.热强性,防止回火脆性。钼提高钢的零界点,含钼
钢在热处理时温度偏高一பைடு நூலகம்。
10.镍(Ni) 镍是合金元素。镍和碳不形成碳化物,它是形成和稳定奥氏体(A)的主要元素。镍降低零界转变温
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第一章热处理工艺文件
第一节钢铁材料分类
一.钢和铸铁(生铁) 通常钢按化学成分碳素钢,合金钢。碳素钢以铁(Fe)和碳(C)为主,简称碳钢。
碳钢根据含碳(C)的不同可分为:低碳钢,含碳量为小于0.25%;中碳钢,含碳量为0.25%~0.55% 或0.25%~0.60%;高碳钢,含碳量为0.60%~2%。
3.硅(Si) 硅也是由炼钢生铁和脱氧剂硅铁带入钢中的杂质元素。硅能好地消除氧化铁对钢的不良影响。硅
也溶入铁素体,使铁素体化,提高钢的强度.硬度和弹性.弹性极限和耐磨性。 硅对钢的回火稳定性和抗氧化性有很大好处,因此,硅对钢中也是有益元素。
4.硫(S) 硫是在炼钢时由矿石和燃烧带到钢中有害物质。但钢加热到1000℃进行压力加工时,晶界上的共
3.导电性
材料传到电流的能力称为导电性。 纯金属中银(Ag)的导电性最好,其次是铜(Cu)、铝(Al)。工程中为减少电能损耗,常采用纯铜或 纯铝作为输电导体;采用导电性差的材料如Fe-Cr、Ni-Cr、Fe-Cr-Al等合金,碳硅棒等作为加热 元件。 4.绝缘性 阻碍传导电流的能力叫绝缘性。 5.导热性 材料传导热量的能力称为导热性。导热率越大,导热性越好。 纯金属的导热性 比合金好,银和铜的导热性最好,铝其次。 6.热膨胀性 材料因温度改变而引起的体积变化现象称为热膨胀性,金属受热时体积长大的性质称热膨胀性。
度和降低钢中各元素的扩散速度,因而提高钢淬透性了。
11.铝(Al) 铝在钢的作用:①是作为炼钢脱氧,并且细化晶粒;②作为合金元素加入钢中,提高钢的抗氧化
性;③它也不良影响,在某些钢中脱氧,如果用量过多,会促进钢石墨化倾向。
12.钛(Ti) 钛是合金元素,钛提高钢的零界点,由于钢中的钛和碳形成十分稳定的碳化钛(TiC),在一般热处
钢与铸铁(生铁)主要区别是含碳量不同,生铁含碳量为2%~6.67%(或>2.11%);钢的含碳量为 0.25%~2%(或2.11%)。
二.钢中元素对钢的性能影响
1.碳(C) 钢的性能与含碳量有直接关系。含碳量越高,硬度就越高,合金钢的硬度取决于合金中 含碳量的多少,含碳量增加,渗碳体组织多,硬度就呈直线上升。 合金的塑形主要是由铁素体提供的,低碳钢的铁素体组织多,所以塑性就最好。随着含 碳量的增加,铁素体减少,合金的塑性也不断下降。当合金的基体为渗碳体时,塑性趋于 零。合金的冲击韧性随着脆性的渗碳体的增多,急剧下降。 碳对焊接性有着不良影响。含碳越高,它的熔点越低;发过来含碳越低熔点就越高。 2.猛(Mn) 猛是炼钢生铁和脱氧剂猛铁带入钢中的杂质元素。猛的脱氧能力很好,能还原钢中的氧 化铁,提高产量。猛能溶入铁素体,提高钢的强度,并使钢材在热轧后冷却时得到片层较 细`强度较高的珠光体。猛还能与硫形成MnS,以消除硫的有害作用。 工业钢一般都含有一定数的猛,它能消除或减弱钢因硫引起的热脆性,从而改善钢的热 加工性能。猛在钢中由于降低临界转变温度而起到细化珠光体的作用。它具有使钢形成和
晶体熔化,使钢材在加工过程中沿晶界开裂,这种现象称为“热脆”。为了消除硫的有害作用,可 增加含猛量,猛能从FeS中夺走S而形成硫化猛(MnS),熔点1620℃,并呈粒状分布在晶粒内,能有 效消除热脆性。
5.磷(P) 磷也是钢中有害物质,容易形成冷脆。冷加工时如含磷量高时,很容易开裂,在常温时
用力击打就可以折断。 6.钨(W)
7.磁性 材料在磁场中能被磁化的能力称为导磁性。材料受磁场作用的性能称为磁性。 二、化学性能 材料的化学性能是指材料抵抗其周围介质侵蚀的能力,主要包括耐饰性和热稳定性等。 1.耐蚀性 金属材料在常温下抵抗周围介质侵蚀的能力称为耐蚀性,包括化学腐蚀和电化学腐蚀两种。 (1) 化学腐蚀 一般是在干燥气体及电解液中进行的,腐蚀时没有电流产生。 (2) 电化学腐蚀 是在电解液中进行,腐蚀时有微电流产生。根据介质侵蚀能力的强弱,对于不同 介质中工作的金属材料的耐腐蚀性要求也不同。如镍铬不锈钢在稀酸中耐蚀,而在盐酸中则不耐 蚀;铜及铜合金在一般的大气中耐蚀,但在氨气中却不耐蚀。 2.热稳定性 材料在高温下抵抗氧化的能力称为热稳定性。在高温(高压)下工作的锅炉、内燃机零件等都要 考虑具有良好的热稳定性。材料对氧化的抵抗能力称为抗氧化性能。
钨是合金元素,熔点为3370℃(3410℃)钨对钢的淬透性不大。它在钢中的用途主要是增 加钢的回火稳定性。它在钢中增加红硬度和热强性,增加耐磨性。钨提高钢的临界温度,必须采用 较长的加热温度时间,不然达不到所期待的结果。钨能阻止晶粒长大,可细化晶粒。钨的塑性低, 导热性差。
8.钒(V) 钒是合金钢元素,它在钢中的作用为细化钢组织和晶粒,提高钢的强度.韧性.耐磨性。
理的奥氏体化温度范围内,碳化钛极难溶解,由于碳化钛,使奥氏体晶粒细化,奥氏体分解转变是 ,新相晶核的机会增多,这些都将加速奥氏体的转变。
13.硼(B) 硼在钢中主要用途是增加钢中的淬透性,从而节约其他较稀缺、较贵重的合金元素,如Ni、Cr、
Mo等。
第二节金属材料性能
一、物理性能 1.密度
物质单位体积的质量称为密度,以克/厘米³为计量单位。如铁(Fe)的密度为7.85克/厘米³。金属 最轻的镁(Mg)的密度为1.74克/厘米³;最重的是铂(Pt)密度为21.45克/厘米³。按金属密度大小可 分为:轻金属,密度小于5克/厘米³;重金素,密度为大于5克/厘米³。 2.熔点
金属材料缓慢加热时由固体熔化为液体时的温度叫做熔点。熔点低的金属有铅(Pt)327℃、锡 (Sn)232℃等,可以用来制造钎焊的钎料、熔体(保险丝)和铅等。熔点高的金属有铁(Fe)1535℃、 镍(Ni)1452℃、铬(Cr)1550℃、钼(Mo)2620℃、钨(W)3370℃、钛(Ti)1813℃等,可以用来制造高 温零件,如加热炉构件、电热元件以及火箭、导弹中的耐高温零件。非金属材料中的陶瓷(金属陶 瓷)有一定熔点,如石英(SiO₂)熔点为1670℃,而塑料和一般玻璃等非晶态材料,则没有熔点,只