金属材料与热处理教案---第7章-合金结构钢
湘西民族职业技术学院备课用纸
用作机械零件和各种工程构件并含有一种或数种一定量的合金元素的钢。这类钢,由于具有合适的淬透性，经适宜的金属热处理后，显微组织为均匀的索氏体、贝氏体或极细的珠光体，因而具有较高的抗拉强度和屈强比（一般在0.85左右），较高的韧性和疲劳强度，和较低的韧性－脆性转变温度，可用于制造截面尺寸较大的机器零件。
7.2.1 低合金高强度钢
（1）化学成分: 碳素结构钢 + 合金元素。
（2）主加合金元素: Mn 1.8 %以内；辅加合金元素:V、Ti、Nb、AL。
（3）应用：Q345钢(16Mn)综合性能好，用于船舶、桥梁、车辆等大型钢结构。Q390钢含V、Ti、Nb，强度高，用于中等压力的容器。Q460钢含Mo、B，正火组织为B，强度高，用于石化中温高压容器。
南京长江大桥
7.2.2 合金渗碳钢
对渗碳钢的性能要求: 表硬里韧。对渗碳钢的含碳量的要求: 低碳。渗碳钢的热处理特点: 渗碳+淬火+低温回火(180～200℃)。
1. 低淬透性合金渗碳钢
钢含合金元素总量＜3 %15Cr、20Cr、20Mn2。用于受力小的耐磨件，如柴油机的活塞销、凸轮轴等。
2. 中淬透性合金渗碳钢
钢含合金元素总量在4 %左右。20 CrMn、20CrMnTi、20Mn2TiB。用于中等载荷的耐磨件，如变速箱齿轮。
3. 高淬透性合金渗碳钢
钢含合金元素总量在4 %～ 6 %。18Cr2NiWA、20Cr2Ni4A等。用于大载荷的耐磨件，如柴油机曲轴。
20 CrMnTi 钢制造齿轮的热处理工艺曲线。
7.2.3 合金调质钢
（1）对调质钢的性能要求: 既强又韧。
（2）对调质钢的含碳量的要求: 中碳。
（3）调质钢的热处理特点: 淬火 + 高温回火( 500～650℃ )。
（4）合金调质钢的牌号（略）
40Cr、40Mn、40MnB、35CrMo、38 Cr Mo Al A、25Cr2Ni4WA
（5）典型合金调质钢种介绍
低淬透性调质钢：钢含合金元素总量＜3 %，40Cr、40MnB等。中淬透性调质钢：钢含合金元素总量在4 %左右，38 CrSi、35 CrMo 等。常用于制造较小的齿轮、轴、螺栓等零件。高淬透性调质钢：钢含合金元素总量在4 %～10 %，制造大截面重载荷零件，曲轴等用高淬透性的零件 。38 Cr Mo Al A、40 Cr Mn Mo、25 Cr2 Ni4 W A等。
40Cr钢制造连杆螺栓的热处理工艺曲线
7.2.4 合金弹簧钢
对弹簧钢的性能要求: 高的σe、高的σs/ σb、高的σ-1、良好的韧。对弹簧钢含碳量的要求: 中、高碳。热成型弹簧钢的热处理特点: 淬火 + 中温回火( 450～550℃ )。常见合金弹簧钢：65、65Mn、55Si2 Mn、60Si2Mn、50CrVA、50CrMnA、55SiMnMoVNb。
冷成形弹簧生产工艺特点：用于生产尺寸小于Φ8～15mm的小型弹簧,常用
弹簧钢丝(片)冷绕成形。
7.2.5 滚动轴承钢
1. 性能要求
（1）高的硬度强度和耐磨性。
（2）高的接触疲劳强度。
（3）足够的韧性和耐蚀性。
（4）高的纯净度。
滚珠轴承 滚针轴承 滚柱轴承
2. 化学成分特点
高碳, Wc = 0.9～1.1%。主加Cr, 0.4～1.65 %；辅加Si、Mn。优质钢材。
3. 热处理特点
球化退火+ 淬火+ 低温回火
4. 铬轴承钢制造轴承的工艺路线
锻造球化退火机加工淬火 + 冷处理 ( – 60 ～ – 80℃，1h 低温回火磨削加工稳定化处理 ( 120 ～ 130℃，5 ～ 10h )