当前课程知识点：工程材料 > 第3章金属材料 > 3.2合金钢 > 合金钢（5）
同学们好
下面我们学习第三章
第二节的第三大部分
合金工具钢
我们先看合金刃具钢
同样我们分几个部分来介绍
第一用途
合金刃具钢主要用于制造
各种金属切削刀具
如车刀 铣刀 钻头等等
二 性能要求
切削时刃部与切屑之间
强烈摩擦发热
刃部温度可以达到500至600度
同时承受冲击和震动作用
因此它要求有高的硬度
一般硬度为60HRC以上
同时要求高的耐磨性能
耐磨性与钢的硬度
钢中的硬质点的
性质 数量 大小和分布有关
还要求有高的热硬性
及钢在高温下
保持高硬度的能力
同时要求有足够的塑性和韧性
以防止刃具受冲击震动时
发生折断或者崩刀
三 成分特点
按其合金成分
它可以分为两个大类
第一类为低合金刃具钢
它的使用温度
一般不超过300度
它的成分特点为
一 高碳
碳的质量分数
为0.9%至1.1%
采用高碳以保证高的硬度
和高的耐磨性能
二加入铬 锰 硅 钨 钒等
合金元素
铬 锰 硅主要提高钢的淬透性
硅还提高钢的回火稳定性
钨 钒以提高
钢的硬度和耐磨性能
并防止加热时发生过热
保持细小的晶粒
第二类高速钢
它属于高合金刃具钢
具有很高的热硬性
高速切削时
它的刃部温度达到600度时
硬度还没有明显下降
它的成分特点为
一高碳
碳的质量分数为0.70%以上
最高可达1.5%左右
与钨 铬 钒
形成足够的碳化物
部分碳溶于奥氏体
以保证马氏体的高硬度
二 铬
铬可以提高淬透性
三钨 钼
以保证高的热硬性
退火状态下
钨 钼以M_6C型碳化物存在
淬火后溶于马氏体中
在560度回火时
形成W_2C
或Mo_2C进行弥散分布
形成二次硬化
使钢具有很高的热硬性
钒 提高耐磨性 细化晶粒
四 钢种及牌号
我们先看低合金刃具钢
典型钢种为9硅铬
它的碳含量为0.9%
硅的含量为1.4%
铬的含量有1%
它的加工过程为
球化退火 然后机加工
然后淬火 再加低温回火
热处理后的组织为
回火马氏体
加碳化物加少量残余奥氏体
它主要应用于
制造低速切削的刃具
如丝锥 板牙等等
二 高速钢
典型钢种有W18Cr4V
W6Mo5Cr4V2
W18Cr4V钢的热硬性较好
热处理时脱碳和过热倾向较小
W6Mo5Cr4V2钢的
耐磨性 热塑性和韧性较好
高速钢的铸态组织中
含有大量的鱼骨状分布的
粗大的共晶碳化物M_6C
因此需要多次进行墩拔
以获得小块均匀的碳化物
我们再看高速钢的热处理特点
它的淬火温度很高
一般为1220度至1280度
我们看它的
热处理工艺过程示意图
它在加热时
需要在550至600度
和800至850度保温一段时间
以防止开裂
它采用高温回火
并且需要进行多次回火
回火温度
一般为550度至570度
回火三次
我们看这张图
它给出了高速钢的硬度
随回火温度的变化
从这张图中可以看出
在回火温度高于400度时
它的硬度出现升高的现象
并在560左右达到峰值
它出现硬度升高
是因为钨 钼 钒
在回火过程中形成碳化物
使钢的硬度明显升高
同时残余奥氏体
会转变成马氏体
也使钢的硬度升高
这种在回火过程中
出现硬度升高的现象
称为二次硬化现象
高速钢一般要在
550度至570度回火三次
以获得大量的
均匀析出的碳化物
和降低残余奥氏体的含量
下面我们比较一下
钨18铬4钒钢
它的热硬性
与其它钢种的差异
我们先看T12钢
它随着回火温度的升高
它的温度是单调下降的
我们再看9硅铬钢
随着回火温度的升高
它的硬度也是趋于下降的
我们再看钨18铬4钒钢
随着回火温度的升高
它的硬度下降是非常之缓慢的
而且能够在500度左右
还保持750HV的硬度
从图中可以看出
钨18Cr4V钢的热硬性很好
在600度时
仍然可以保持650HV
或56HRC的高硬度
高速钢的回火组织为
回火马氏体加粒状碳化物
加少量残余奥氏体
它可以应用制作
高速切削的刀具
如车刀 铣刀 钻头
以及可以用来制造冷作模具
下面我们举例说明
合金刃具钢的工程应用
我们先看实例一
用9SiCr钢制造丝锥
在球化退火以后加工成形
然后在860度至880度加热油淬
然后在180度至200度
进行低温回火
它的组织为
回火马氏体加碳化物
加少量的残余奥氏体
硬度为60至62HRC
我们再看实例2
用W18Cr4V钢制造车刀
它在1220度至1280度
加热淬火
在550度至570度回火三次
硬度为63至65HRC
硬度高 热硬性好
用于高速切削
-0.1中华民族对材料发展的重大贡献
-0.2材料的结合键
-0.3工程材料的分类
-习题--作业
-1.1金属材料的结构与组织
-第1章材料的结构与性能特点--1.1金属材料的结构与组织
-1.2金属材料的性能特点
-第1章材料的结构与性能特点--1.2金属材料的性能特点
-2.1纯金属的结晶
-2.1纯金属的结晶--作业
-2.2合金的结晶1
-2.2合金的结晶1--作业
-2.2合金的结晶2
-2.2合金的结晶2--作业
-2.3金属的塑性加工
-2.3金属的塑性加工--作业
-2.4钢的热处理
--钢的热处理（1）
--钢的热处理（2）
--钢的热处理（3）
--钢的热处理（4）
--钢的热处理（5）
--钢的热处理（6）
--钢的热处理（7）
-第2章金属材料组织和性能的控制--2.4钢的热处理
-2.5钢的合金化
--钢的合金化（1）
--钢的合金化（2）
--钢的合金化（3）
--钢的合金化（4）
-2.5钢的合金化--作业
-2.6表面技术
--表面技术（1）
--表面技术（2）
--表面技术（3）
--表面技术（4）
-2.6表面技术--作业
-3.1碳钢
--碳钢
-3.1碳钢--作业
-3.2合金钢
--合金钢（1）
--合金钢（2）
--合金钢（3）
--合金钢（4）
--合金钢（5）
--合金钢（6）
--合金钢（7）
-第3章金属材料--3.2合金钢
-3.3铸钢与铸铁
--铸钢与铸铁（1）
--铸钢与铸铁（2）
--铸钢与铸铁（3）
-第3章金属材料--3.3铸钢与铸铁
-3.4有色金属及其合金
-第3章金属材料--3.4有色金属及其合金
-4.1工程塑料
--工程塑料（1）
--工程塑料（2）
-4.2合成纤维
--合成纤维
-4.3合成橡胶
--合成橡胶
-习题--作业
-5.1普通陶瓷
--普通陶瓷（1）
--普通陶瓷（2）
-5.2特种陶瓷
--特种陶瓷
-习题--作业
-6.1复合材料的复合原则
-6.2复合材料的性能特点
-6.3非金属基复合材料
--非金属基复合材料
-6.4金属基复合材料
--金属基复合材料
-第6章复合材料--习题
-7.1电功能与磁功能材料
-7.2热功能与光功能材料
-7.3纳米材料
--纳米材料
-第7章功能材料及新材料--习题
-8.1机械零件的失效
-8.2机械零件失效分析
--机械零件失效分析
-8.3机械零件选材原则
--机械零件选材原则
-第8章零件失效分析与选材原则--习题
-9.1齿轮选材
--齿轮选材
-9.2轴类零件选材
--轴类零件选材
-9.3弹簧选材
--弹簧选材
-9.4刃具选材
--刃具选材
-第9章典型工件的选材及工艺路线设计--习题
-10.1汽车用材
--汽车用材
-10.2热能设备用材
--热能设备用材
-10.3航空航天器用材
-第10章工程材料的应用--习题
-全课总结
--全课总结
-期末考试--试卷
