5.5 特殊性能钢16页PPT

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特殊性能钢讲解

特殊性能钢讲解
耐磨钢
特殊性能钢
1.定义
特殊性能钢是具有特殊物理,化学性能的钢,能用 来制造要求具有一定力学性能,还要求具有特 殊性能的零件
2.分类
不锈耐酸钢
特殊性能钢: 耐热钢
耐磨钢
3.特殊性能钢牌号
平均碳的质 量的千分数
合金元素平均 质量的百分数
1):特殊性能钢牌号规则:数字+合金元素符号+数字 如2Cr13,1Cr13,1Cr17 说明:Wc>1%时,不标数字;合金元素含量< 1.5%,牌号中只标明元素符号,不标含量 1Cr13 表示平均含碳0.1% Cr含量13%的不锈钢 2Cr13 表示平均含碳0.2% Cr含量13%的不锈钢 2)、但如果含碳量≤0.03%及0.03% ≤ Wc≤0.08%时,在钢 号前分别定拟“00”及“0”表示。
2)分类:
按组织状态分
按成分分
马氏体不锈钢
铬不锈钢
铁素体不锈钢 奥氏体不锈钢
镍铬不锈钢 铬锰氮不锈钢
3)马氏体不锈钢:
①定义常:用马氏体不锈钢的含碳量为0.1%-0.45%,含 铬量为12%-14%,属铬不锈钢
②常见牌常号见: 的牌号有1Cr13 、2Cr13 、3Cr13 、 4Cr13,9Cr18,随着钢中含碳量增加、钢的强度、硬 度、耐磨性提高、但耐腐蚀性降低
⑥用途: 食品设备、化工容器、管道等
⑦不具有磁性或者弱磁性
表1 常用不锈钢的特性和应用
类别 序号 牌号
特性和应用
马氏体 不锈钢
铁素体 不锈钢
奥氏体 不锈钢
1
1Cr1
用于汽轮机片及高应力部件之良好的 不锈耐热钢
2 3
3 2Cr1
3 3Cr1
3
淬火状态下硬度高,耐腐蚀性良好, 用于汽轮机叶片

钢结构常用钢材PPT课件

钢结构常用钢材PPT课件

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第一节钢材的品种、规格及性能
• (三)钢管

钢管是一种具有中空截面的长条形管状钢材。钢管和圆钢等实心钢材相比,在抗弯抗扭强度相同
时,重量较轻,是一种经济截面钢材,故钢管广泛用于制造结构件和各种机械零件。

钢管按照横截面形状的不同,分为圆管和异形管。
• (四)钢筋
含量。焊接结构应保证碳(C)的极限含量。必要时还应有冷弯试验的合格证。

对于重级工作制以及起重量不小于50 t的中级工作制起重机梁或类似结构的钢材,应有常温冲
击韧性的保证。计算温度等于或低于-20 °C时,Q235钢应具有-20 °C下冲击韧性的保证,Q345钢应具有
-40 °C下冲击韧性的保证。

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第一节钢材的品种、规格及性能
• (2)工字钢的规格。
• 1)工字钢有普通工字钢和轻型工字钢之分,分别用符号“工”和“Q工”及号数表示,号数代表截面高 度的厘米数。
• ①工20和工32以上的普通工字钢,同一号数中又分a, b和b, c类型,其腹板厚度和翼缘宽度均分别递 增2 mm。如工36 a表示截面高度为360 mm、腹板厚度为a类的普通工字钢。工字钢宜尽量选用腹板厚度 最薄的a类,因其线密度低,而截面惯性矩相对较大。
下一页上一页返回第一节钢材的品种规格及性能三冶炼缺陷对钢材性能的影响钢材冶炼缺陷有偏折非金属夹杂和分层等对钢材性能的影响见表111四热处理及残余应力对钢材性能的影响1经过适当的热处理可显著提高钢材的强度并保持良好的塑性和韧性
第一节钢材的品种、规格及性能
• (二)型钢
• 1.型钢的种类
• (1)按材质的不同,分为普通型钢和优质型钢。

特殊性能钢.

特殊性能钢.
特殊性能钢
特殊性能钢 是 指具有Fra bibliotek特殊物理、化学性能
的钢。 特 殊 性 能 钢 不锈钢 耐热钢 耐磨钢
特殊性能钢
牌号的表示方法
特殊性能钢牌号表示方法与合金工具钢基本相同!
如9Cr18 不锈钢、耐热钢在含碳量很低时表示方法有所不同。 w(C) ≤0.03%,在最前面用“00”表示, w(C) ≤0.08%,在最前面用“0”表示
耐磨钢 是指在冲击载荷作用下发
生冲击硬化的高锰钢。
只有ZGMn13一个钢号.
高锰钢 高锰钢铸件
成分特点
⑴ 高碳:1.0~1.3%C
以保持高耐磨性。
⑵ 高锰:11~14%Mn 以
保证形成奥氏体组织。
00Cr17Ni14Mo2,0Cr18Ni9
耐磨钢铸造成型后使用,牌号前一般加“ ZG”,
“ZG+元素符号+数字….. ”
百分之一为单位
ZGMn13-1
不锈钢
某些在大气和一般介质中具有较高化学稳定性的钢 金属腐蚀:化学腐蚀、电化学腐蚀
金属中不同相由于其电极电位不同 而在电解质溶液中形成原电池,并 在腐蚀过程中有微电流产生
常用的防护措施:
形成钝化膜保护金属 获得单相组织,避免形成原电池 提高基体电极电位,减小电极电位差
汽轮机叶片
耐热钢
耐热钢是指具有良好的高温抗 氧化性和高温强度的钢。 性能要求 1.高的抗氧化性: 指钢在高温下对氧化作用 的抗力。 2.高的热强性 热强性是指金属在高温下 的强度.
航空发动机 汽轮机叶片

了解特殊性能钢

了解特殊性能钢

1)同学们大家好,本节课我们来了解特殊性能钢2)我将从特殊性能钢的概述和分类、常用的不锈钢、耐热钢、耐磨钢来进行介绍3)(1)特殊性能钢有特殊的物理或化学性能,用来制造具有一定力学性能和特殊性能的零件。

(2)特殊性能钢种类很多,机械制造中主要使用不锈钢、耐热钢和耐磨钢。

4)在生活中的铁器是很容易生锈的,比如收割水稻、小麦的镰刀等,那么用制造镰刀的材料去加工成医疗器械可以吗?当然不可以,因为这种材料的医疗器械易生锈,给病人使用以后,患处很容易造成感染,所以医疗行业,食品工业等都需要用不锈钢进行制造相关工具和设备。

不锈钢是耐空气、蒸汽、水等介质的腐蚀,常用的不锈钢可以分为铬不锈钢和铬镍不锈钢。

下面先来学习铬不锈钢5)钢中的铬使钢具有良好的耐蚀性,而碳保证钢具有适当的强度。

常用铬不锈钢的牌号有12Cr13、20Cr13、30Cr13和40Cr13等。

随着钢中含碳量的增加,钢的强度和硬度提高,而钢的韧性和耐蚀性则下降。

6)12Cr13钢和20Cr13钢具有良好的抗大气、海水、蒸汽等介质腐蚀的能力,塑性和韧性好,适用于制造在腐蚀条件下工作及受冲击载荷的零件,如汽轮机叶片、水压机阀门等。

7)30Cr13钢和40Cr13钢经过热处理后硬度较高,用于制造弹簧、轴承、阀座、阀门、医疗器械及在弱腐蚀条件下工作且要求有高强度的零件。

8)通过刚才的学习,大家不难看出铬不锈钢12Cr13和20Cr13抵抗大气、海水、蒸汽等介质的腐蚀,塑性和韧性好,适用于制造在腐蚀条件下工作及受冲击载荷的零件,如汽轮机叶片、水压机阀门等铬不锈钢30Cr13和40Cr13经过热处理后硬度较高,用于制造弹簧、轴承、阀座、阀门、医疗器械及在弱腐蚀条件下工作且要求有高强度的零件,其中我们常接触到的就是弹簧,下面我们来学习一下与我们日常生活接触更加密切的不锈钢,铬镍不锈钢,铬镍不锈钢相对于铬不锈钢来说添加了镍元素,镍是优良的耐腐蚀材料,能使钢材易成型,而且不易脆化9)常用的镍铬不锈钢牌号有06Cr19Ni10、12Cr18Ni9等,其中06Cr19Ni10就是我们生活中常用的304不锈钢,比如生活中常用的的不锈钢保温杯,不锈钢水壶,不锈钢电饭煲内胆等厨具,不锈钢刀、叉等餐具,包括现在比较流行的不锈钢冰块等等有很多很多。

特殊性能钢

特殊性能钢

0.17~0.37
0.40~0.70
0.80~1.10 0.30~0.60 1.50~1.80
Mo 0.40~0.55
Mo 0.25~0.35 V 0.15~0.30
Mo 0.25~0.35 V 0.15~0.30
淬火:900,空 回火:650,空
淬火:970,空 回火:750,空
淬火:奥氏体不锈钢的基础上加入了W,Mo,V,Ti,Nb, Al等合金元素。合金加入总量超过10%,具有较高的热强性和抗氧化性,较 高的塑性和冲击韧性,良好的可焊性和冷成形性。其主要用于制造工作温度 在600~850℃间的高压锅炉过热器、汽轮机叶片、叶轮、发动机气阀等零件, 常用牌号有07Cr19Ni11Ti,45Cr14Ni14W2Mo等。 常用耐热钢的牌号、成分、热处理及用途如表6-16所示。
3 化学成分
为了提高耐热钢的抗氧化性能,加入有Cr,Si和Al等合金元素,可在钢的表面形成完整 稳定的氧化物保护膜。为提高耐热钢的热强性,加入Ti,Nb,V,W,Mo,Ni等合金元素。
4 常用耐热钢
耐热钢按性能和用途的不同,可分为抗氧化钢和热强钢。
1)抗氧化钢
在高温下有较好的抗氧化性且有一定强度的钢种称为抗氧化钢。其多用来制造
010~1
150,焊制N造iC深r 钢冲的零件焊、 芯
制造耐硝酸、
固溶处理:1 010~1 150,有 机 酸 、 盐 、
快冷
碱溶液腐蚀的
设备
制造焊芯、抗
固溶处理:925~1 快冷
150,
磁仪表、医疗 器械、耐酸容 器、输送管道

1)马氏体不锈钢
马 氏 体 不 锈 钢 属 于 铬 不 锈 钢 , 通 常 称 为 Cr13 型 不 锈 钢 。 其 碳 质 量 分 数 ωC 为

特殊性能钢介绍

特殊性能钢介绍

分类
按用途分类
特殊性能钢按用途可分为结构钢、工具钢、不锈钢、耐热钢等。
按合金元素分类
特殊性能钢按合金元素可分为铬钢、镍钢、钛钢、钨钢等。
按制造工艺分类
特殊性能钢按制造工艺可分为铸造钢、锻造钢、热处理钢等。
02 高强度钢
特点
高强度
高强度钢具有较高的抗拉 强度和屈服点,能够承受
较大的压力和应力。
轻量化
等部件。
建筑领域
高强度钢用于制造桥梁、高层 建筑、钢结构房屋等建筑结构

石油化工
高强度钢用于制造压力容器、 管道、储罐等石油化工设备。
航空航天
高强度钢在航空航天领域中用 于制造飞机机身、起落架等关
键部件。
生产工艺
冶炼
高强度钢的冶炼通常采用电炉 或转炉熔炼,加入适量的合金 元素以提高钢材的力学性能。
良好的加工性能
不锈钢易于切割、焊接和成型,且在 加工过程中不易产生裂纹。
高强度和韧性
不锈钢具有较高的强度和韧性,能够 承受较大的压力和冲击力。
美观耐用
不锈钢表面光滑、不易生锈,具有良 好的耐久性和美观性。
应用领域
建筑业
不锈钢广泛应用于建筑物的门窗、 栏杆、屋顶等部位,其高强度和 耐腐蚀性能使建筑物更加安全可 靠。
按组织结构分类
不锈钢可分为奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢、铁素体不锈钢等,不 同组织结构的不锈钢具有不同的机械性能和耐腐蚀性能。
按用途分类
不锈钢可分为食品级不锈钢、工业级不锈钢等,不同用途的不锈钢 在生产过程中有不同的质量要求和标准。
04 耐热钢
特点
高温强度
耐热钢在高温下仍能保持较高的强度和硬度, 具有良好的抗蠕变性能。

5.5特殊性能钢

5.5 特殊性能钢
一、不锈钢 1、金属的腐蚀机理 1)腐蚀的概念 金属表面与周围介质相互作用,使金属基体
逐渐遭到破坏的现象。 包括化学腐蚀和电化学腐蚀。
金属的腐蚀机理.1
化学腐蚀——介质发生化学反应,如氧化 电化学腐蚀——原电池 金属内部化学成分与组织的不均匀,以及物
理状态的不均匀,引起电极电位差。 如基体与第二相、基体与夹杂物、取向不同
蚀性; Mn、N—↑有机酸中的耐蚀性; Ti、Nb—防止晶间腐蚀,提高强度。
3、常用不锈钢
1)M不锈钢 WC=0.1~0.45%,WCr=12~14% 较高的力学性能,一定的耐蚀性。 1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13等; 用于汽轮机叶片、喷嘴、阀门、锅炉管附件、
医疗器械等。
常用不锈钢.1
优良的耐蚀性。 为获得单相A,采用固溶处理(1100℃加热、
水冷)。 1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti等; 用于医疗器械、耐酸容器等。
常用不锈钢.3
4)F-A不锈钢(双相钢) WCr=18~26%、WNi=4~7%,再加入Mn、Mo、
Si等,1000~1100℃淬火,获得F+A组织。 A—降低脆性,提高可焊性、韧性等; F—提高A钢的σS、抗晶间腐蚀能力等。 用于石化热交换器、冷凝器等。
罩等; A钢,如3Cr18Mn12Si2N,<1000℃,加热
炉传送带、料盘、炉爪等。 2)热强钢 抗氧化+高温强度
常用耐热钢.1
⑴.P热强钢 WC<0.2%,WMe<3~5%,<600℃ 15CrMo、25Cr2MoV等; 用于汽轮机转子、叶轮,锅炉及管道,压力
容器等。 ⑵.M热强钢 WC=0.1~0.4%,Cr、W、Mo、V等。

金属热处理之特殊性能钢介绍课件


03
降低成本:降低生产成本,提高企业竞争力
04
智能化:采用自动化、智能化技术,提高生产效率和质量
智能化热处理系统
STEP1
STEP2
STEP3
STEP4
采用先进的传 感器和自动化 控制技术,实 现热处理过程 的精确控制
利用大数据和 人工智能技术, 实现热处理工 艺的优化和改 进
集成多种热处 理设备,实现 热处理过程的 自动化和智能 化
3
特殊性能钢的制造工艺复杂, 需要采用特殊的冶炼、热处
理和加工工艺。
4
特殊性能钢的发展趋势是提 高性能、降低成本、保护环
境和节约资源。
特殊性能钢的分类
耐热钢:具有良好的高温强度和 抗氧化性,用于高温工作环境
耐腐蚀钢:具有良好的耐腐蚀性, 用于腐蚀性工作环境
超硬钢:具有超高硬度,用于耐 磨、耐冲击和耐疲劳工作环境
超导钢:具有超导性能,用于超 导材料和设备
智能钢:具有智能功能,用于智 能材料和设备
耐磨钢:具有优异的耐磨性,用 于磨损严重的工作环境
磁性钢:具有磁性,用于磁性材 料和设备
形状记忆钢:具有形状记忆功能, 用于需要恢复原形的工作环境
生物相容性钢:具有良好的生物 相容性,用于生物医学领域
纳米钢:具有纳米结构,用于纳 米材料和设备
时效处理是将固溶处理后 的高温合金在低于固溶温 度的温度下进行保温,使 合金中的元素析出微细的 理是将时效处理后 的高温合金进行低温回火, 以消除内应力,提高合金 的塑性和韧性。
高温合金的热处理工艺对 合金的性能具有重要影响, 合理的热处理工艺可以提 高高温合金的使用寿命和 可靠性。
特殊性能钢的应用领域
航空航天:用于制 造飞机、火箭、卫 星等航天器

特殊性能钢


特殊性能钢
图1-16 片状珠光体电化学腐蚀示意图
特殊性能钢
为了提高钢的耐蚀性,主要采取以下措施。
(1)在钢中加入大量的合金元素(常用铅),使金属表面形成 一层致密的氧化膜(又称为钝化膜,如Cr2O3等),使钢与外界隔绝 而不进一步氧化。
(2)在钢中加入大量合金元素(如Cr等),使钢基体(铁素体、 奥氏体、马氏体)的电极电位提高,从而提高其抵抗电化学腐蚀的 能力。如铁素体中溶解11.7%的铬时,其电极电位由-0.56 V提高 到+0.2 V,如图1-17所示。
特殊性能钢
2. 耐热钢
在航空、航天、火力电站、化工等部门中,许多零件 在高温下使用,要求具有耐热性。所谓耐热性,是指材料 在高温下兼有抗氧化与高温强度的综合性能。具有良好耐 热性的钢称为耐热钢,它包括抗氧化钢与热强钢两类。抗 氧化钢是指在高温下有较好抗氧化能力,并有一定强度的 钢(又称为不起皮钢);热强钢是在高温下有良好抗氧化 能力并具有较高的高温强度的钢。
特殊性能钢
(2)马氏体不锈钢。马氏体不锈钢中含碳量比铁素体不锈 钢高,淬火后能得到马氏体,故称马氏体不锈钢。随着钢中含碳 量的增加,耐腐蚀性降低。马氏体不锈钢的耐蚀性、塑性、焊接 性均比奥氏体、铁素体不锈钢低,不过它具有较好的力学性能, 所以应用广泛。典型马氏体不锈钢有Cr13型和7Cr18型两种。
特殊性能钢
图1-17 铁铬合金电极电位与含铬量的关系
特殊性能钢
(3)加入大量铬或铬镍合金元素,使钢能形成单相的铁 素体或奥氏体组织。以免形成两相电极电位不同的组织,从而 显著提高耐蚀性。加入Mn及N也有类似作用,形成单相组织。
特殊性能钢
2)常用不锈钢
常用不锈钢按化学成分可分为铬不锈钢、铬镍不锈 钢、铬锰不锈钢等。按金相组织特点则可分为马氏体不 锈钢、铁素体不锈钢及奥氏体不锈钢三种类型。

第四节 特殊性能钢


1Cr18Ni9Ti钢固溶处理后 的显微组织(奥氏体)
典型的奥氏体型不锈钢
⑶铁素体型不锈钢 :含铬大于14% 的低碳铬不锈钢,含铬27%以上的任 何含碳量的铬不锈钢,以及在高铬不 锈钢的基础上再添加有铝、钛、铌等 元素的不锈钢。
这类钢因含铬量高,在氧化性酸中有 良好的耐蚀性。铁素体不锈钢是各类 不锈钢中机械性能最低的,在加热和 冷却时几乎没有γ→α的转变,因而不 能用相变强化。同时由于这类钢的晶 粒易粗化,含铬高使冷脆转变温度提 高,以及475℃脆性与σ相脆性等原 因,使它们具有较大的脆性倾向,故 这类钢多用于工作应力不大的静载荷 零件与结构。
⑵固溶处理 常用于奥氏体不锈钢。将钢加热至1050~ 1150℃,使碳化物充分溶解,随后通过水冷,把单相奥 氏体保留至室温,以提高钢的韧性。 ⑶稳定化处理 对于含Ti或Nb的奥氏体不锈钢,经固溶处 理后再进行一次稳定化处理(850~880℃,6h,缓冷), 其目的在于消除晶间腐蚀。
二、耐热钢 用于制造在再结晶温度以上工作的零件及构件所用的钢,称为耐热钢。 钢的耐热性包括高温抗氧化性和高温强度两方面的含义。高温抗氧化 性是指钢在高温下对氧化作用的抗力,而高温强度是指钢在高温下承 受机械负荷的能力。 1.耐热钢的抗氧化能力 Cr、Al、Si等元素在高温下可在钢的表面形成一层结构致密的氧化膜, 提高钢的抗氧化能力。 温度的影响:随着温度的升高,材 料的强度逐渐下降,塑性逐渐增加。 载荷时间的影响:随着温度的升高, 材料强度随时间的增加而不断下降,温度越 高,时间的影响作用越大。 组织变化的影响:材料在高温长时 间作用下,金属的组织将向更稳定的状态转 化,组织状态的变化会伴随着强度的下降。
用于在高温下工作时间较短,不允许发生断裂的工件。
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