(2)组织 由于石墨化程度的不同， 灰铸铁的组织有三种类型： 铁素体(F)+片状石墨(G)； 铁素体(F)—珠光体(P)+ 片状石墨(G)； 珠光体(P)+片状石墨(G)。
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（3）性能
¨ 力学性能 石墨虽然降低了灰铸铁的力学性能，但却使灰铸
铁获得了许多钢所不及的优良性能。 ¨ 优良的性能：
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一.不锈钢 ( stainless steel )
1.定义: 在腐蚀介质中具有很高的抗腐
蚀能力的钢。
2.概念:*在空气中的年腐蚀量为0.01mm
以内的钢, 称为在空气中使用的 不锈钢。 *在强酸、强碱介质中的年腐蚀 量为0.1mm以内的钢,称为在强 酸、强碱介质中使用的不锈钢。
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1．球墨铸铁的化学成分、组织和性能
（1）化学成分是：wC=3.6%～3.9%，wSi=2.0%～2.8%， wMn=0.6%～0.8%，wS<0.04%，wP≤0.1%, wMg=0.03%～0.05%
（2）组织 球墨铸铁的组织可分为四种类型： 铁素体(F)+球状石墨(G)， 铁索体(F)-珠光体(P)+球状石墨(G)， 珠光体(P)+球状石墨(G)， 下贝氏体(B下)+球状石墨(G)。 为铁素体球墨铸铁的显微组织。
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9SiCr钢板牙热处理工艺曲线
板 牙
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2.高速钢 ( high – speed steel )
高速钢 --- 锋钢、风钢 ; 常用W18Cr4V：18 – 4 – 1钢 (1) 性能要求:高硬度、高耐磨性、高的红硬性(600℃
时,HRC63以上) 、有一定的强度和韧性。
➢热处理特点:正火后的组体是马氏体。
➢牌号: 1Cr13～4Cr13
医用镊子
➢用途: 医疗器械
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2) 铁素体型不锈钢
➢化学成分特点: Wc = 0.1 %左右 WCr = 17 %
➢热处理特点: 不能进行热处理强化。 ➢牌号: 1Cr17、1Cr17Ti、1Cr28等。 ➢用途:化工设备中要求耐蚀性高、塑
组织硬度为65HRC以上。
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W18Cr4V淬火+ 一次回火组织
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W18Cr4V淬火+ 三次回火组织
W18Cr4V淬火+ 三次回火组织 420
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特殊性能钢
不锈钢 ( stainless steel ) 耐热钢 ( heat – resistant steel ) 耐磨钢 ( wear – resistant steel )
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球墨铸铁牌号
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可锻铸铁
可锻铸铁俗称玛钢、马铁。可锻铸铁的 生产过程是：首先浇注成白口铸铁件，然后 经可锻化退火（可锻化退火使渗碳体分解为 团絮状石墨）而获得可锻铸铁件。
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可锻铸铁牌号
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小结 重点要求
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4)使钢在室温下呈单相组织: ➢加入合金元素 Mn、Ni、Co等能扩大
γ区,可在室温获得奥氏体钢。 ➢加入合金元素 Cr、Mo、W、V、Ti、
Si 等能扩大α区,可在室温获得铁素体 钢。
5)减少与消除钢中的各种不均匀现象: 偏析、应力、组织等。
6)牺牲阳极保护阴极 : 镶嵌一些比金属 或合金基体电极电位更低的金属块。
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5.化学成分特点:
* 低碳:耐蚀性要求愈高,碳含量愈低。 * 合金元素:主加Cr。
辅加Ni、Mo、Cu、Ti、Nb、Mn 等。
6.常用的不锈钢: *马氏体型不锈钢 *铁素体型不锈钢 *奥氏体型不锈钢
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1)马氏体型不锈钢： Cr13型钢
➢化学成分特点: Wc = 0.1 ～ 0.4 % WCr = 13 %
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（3）性能
球墨铸铁的力学性能与基体的类型以及球状石 墨的大小、形状及分布状况有关。由于球状石墨对基 体的割裂作用最小，又无应力集中作用，球墨铸铁基 体的强度、塑性和韧性可以充分发挥，所以，球墨铸 铁与灰铸铁相比，有高的强度和良好的塑性与韧性。 它的某些性能可以与钢相媲美，如屈服点比碳素结构 钢高，疲劳强度接近中碳钢。同时，它还具有灰铸铁 的减震性、减磨性和小的缺口敏感性等优良性能。球 墨铸铁中的石墨球的圆整度越好，球径越小，分布越 均匀，则球墨铸铁的力学性能就越好。
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➢热处理特点:固溶处理;稳定化处理; 消除应力退火。
➢牌号: 0Cr18Ni9(304不锈钢）、1Cr18Ni9、 0Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni9Ti
➢用途: 化工容器、管道等。
管板换热器 ( 304 )
大型化工储罐(304)
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1Cr18Ni9Ti固溶处理组织金相图
形成VC, 硬度极高, 提高钢的 硬度和耐磨性, 产生二次硬化。
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(3) W18Cr4V钢的生产工艺及热处理特点
铸造 锻造 球化退火 机加工 淬火+三次570℃回火 磨削加工
➢ 铸造:高速钢属于莱氏体钢,铸态组织
中含有大量呈鱼骨状分布的粗 大共晶碳化物M6C,钢的韧性大 幅下降。
1Cr18Ni9Ti固溶处理组织 580
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七 、铸铁
目的：
了解常用铸铁的性能特点； 掌握铸铁的牌号； 了解铸铁的应用。
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7.1 铸铁的分类及石墨化
铸铁是指一系列主要由铁、碳(大于2.11%）和硅组 成的合金总称。 7.1.1 铸铁的分类（碳的存在形式） 1．白口铸铁 2．麻口铸铁 3．灰口铸铁 7.1.2 铸铁的分类（石墨-Graphite的形态） （1）灰 铸 铁 碳主要以片状石墨形式出现的铸铁； （2）可锻铸铁 碳主要以团絮状石墨形式出现的铸铁； （3）球墨铸铁 碳主要以球状石墨形式出现的铸铁； （4）蠕墨铸铁 碳主要以蠕虫状石墨形式出现的铸铁。
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1.低合金刃具钢
1）.性能要求:
高硬度、高耐磨性、有一 定的红硬性、强度和韧性, 工作温度不超过300℃。
2）.化学成分特点: *高碳 *加入Cr、Mn、Si、 W、V 等合金元素。
3）.热处理特点:
球化退火 淬火 + 低温回火
电化学腐蚀过程示意图
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珠光体（或碳钢）电化学腐蚀示意图
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4.金属的防腐措施: 1)覆盖层保护: 涂漆、电镀、发蓝、磷化等工艺。
2)形成氧化层: 加入合金元素Cr、Al、Si 等, 形成Cr2O3、SiO2、Al2O3等氧化膜。
3)提高金属的电极电位: 加入合金元素Cr、Ni、 Si等,提高金属基体的电极电位。
2．冷却速度的影响
冷却速度快，铸铁容易产生白口铸铁组织； 冷却速度慢，碳原子扩散充分，有利于石墨化过 程充分进行，铸铁容易获得灰口铸铁组织。
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灰口铸铁
1．灰铸铁的化学成分、组织和性能 （1）化学成分
灰铸铁的化学成分一般为：wC=2.5%～ 4．0%， wSi=1.0%～ 2．5%，wMn=O．5%～ 1.4%，wS≤O.15%， wP≤0.3%。
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➢三次570℃回火
在570℃回火时 , 产生二次硬化。
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➢三次570℃回火
*淬火后A残约20～25 %。 *第一次回火后A残约剩15～18 %。 *第二次回火后A残约剩3～5 %。 *第三次回火后A残约剩1～2 %。
回火后的组织: M回 + Cm + A残 ( 1～ 2 % )
球化退火后的组织 : S + 粒状 Cm
W18Cr4V球化退火组织 420
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W18Cr4V钢的热处理过程示意图
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➢淬火 : 1280℃; 淬火后的组织:M+Cm+A残(20～25%)
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W18Cr4V钢淬火组织
W18Cr4V淬火组织 300
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3金属腐蚀的机理.
金属腐蚀的种类:
1)化学腐蚀: 金属与介质 ( 干燥气体和 非电解质溶液 ) 发生化学 反应而产生的腐蚀。 例如:高温氧化、脱碳等。
2)电化学腐蚀:金属与介质 ( 电解质溶 液,即酸、碱、盐溶液 ) 发生电化学反应而产生 的腐蚀。
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7.1.3 铸铁的石墨化
铸铁中石墨的形成过程称为铸铁的石墨化。影响 铸铁石墨化的因素较多，其中化学成分和冷却速度是
影响石墨化的主要因素。
1．化学成分的影响（五大元素）
碳和硅都是强烈促进石墨化的元素碳和硅都是强 烈促进石墨化的元素；磷也是促进石墨化的元素，但 其作用较弱；硫和锰是阻碍石墨化的元素。
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W18Cr4V钢的铸态组织
机械工程材料成型及工艺15
W18Cr4V钢的铸态组织
W18Cr4V铸态组织 420
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➢锻造:鱼骨状碳化物不能用热处理来消除,只能依 靠反复多次锻打来击碎。
W18Cr4V锻造组织 210
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➢球化退火:消除应力,调整组织,便于机加工, 为淬火作好组织准备。