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铸铁

铸铁不是纯铁，它是一种以Fe、C、Si为主要成分且在结晶过程中具有共 晶转变的多元铁基合金。化学成分一般为C25％—40％、Si10％一3，0％、P04%～15％、S002％—02％。为了提高铸铁的机械性能 ，通常在铸铁成分中添加少量Cr、Ni、C。、Mi、等合金元素制成合金铸铁。
19，1铸铁的特点和分类
一、铸铁的特点
1成分与组织特点
   铸铁与碳钢相比较，其化学成分中除了有较高的C、Si含量外（C25％～4，0%、Si10％一30％），还含有较高的杂质元素Mn、P，S，在特殊性能的合金铸铁中，还含有某些合金元素。所有这些元素的存在及其含量，都将直接影响铸铁的组织和性能。
   由于铸铁中的碳主要是以石墨（G）形式存在的，所以铸铁的组织是由金属基体和石墨所组成的。铸铁的金属基体有珠光体、铁素体和珠光 体加铁素体三类，它们相当于钢的组织。因此，铸铁的组织特点，可以看成是在钢的基体上分布着不同形状的石墨。
2铸铁的性能特点
铸铁的抗拉强度、塑性和韧性要比碳钢低。虽然铸铁的机械性能不如钢，但由于石墨的存在，却赋予铸铁许多为钢所不及的性能。如良好的耐磨性、高消振性、低缺口敏感性以及优良的切削加工性能。此外 ，铸铁的碳含量高，其成分接近于共晶成分，因此铸铁的熔点低，约为1200℃左右，铁水流动性好，由于石墨结晶时体积膨胀，所以传送收缩率小，其铸造性能优于钢，因而通常采用铸造方法制成铸件使用，故称之为铸铁。
二、铸铁的分类
    铸铁的分类方法很多。根据碳存在的形式可分为三种
1白口铸铁（简称白口铁）
    白口铸铁中的碳主要以渗碳体（Cm）形式存在，断口呈白亮色。其性能硬而脆，切削加工困难。除少数用来制造硬度高、耐磨、不需要加工的零件或表面要求硬度高、耐磨的冷硬铸件外（如破碎机的压板、轧辊、火车轮等 ），还可作为炼钢原料和可锻铸铁的毛坯。
2灰口铸铁（简称灰口铁）
    灰口铸铁中的碳主要以片状石墨的形式存在，断口呈灰色。灰口铸铁具有良好的铸造性能和切削加工性能，且价格低廉，制造方便，因而应用比较广泛。
3麻口铸铁（简称麻口铁）
    麻口铸铁中的碳既以渗碳体形式存在，又以石墨状态存在。断口来杂着白亮的游离渗碳体和暗灰色的石墨，故称为麻口铁。生产中很少用麻口铁。
根据石墨形状的不同，将铸铁分为以下四种
    （1）灰口铸铁，铸铁中的石墨形状呈片状。
    （2）蠕墨铸钟持铁中的石墨大部分为短小蠕虫状
    （3）球墨铸铁（又称玛铁、玛钢），铸铁中的石墨是不规则团絮状。
    （4）球墨铸铁铸铁中的石墨呈球状。
     此外，为了获得某些特殊性能，应使铸铁中的常规元素高干规定的含量，并且加入一定的合金元素，此称之为 特殊性能铸铁。例如、耐磨铸铁、耐热铸铁和耐蚀铸铁等。
19，2铸铁的结晶
    通过金属学的学习我们已经知道，铸铁的结晶过程和组织转变依化学成分和铸造工艺条件不同，可以按Fe-Fe3C系进行或者按Fe-G系进行。研究铸铁时为了方便起见 ，通常将这两种状态图叠加在一起称为Fe-C合金双重状态图，如图所示 。
    由图可见，亚共晶成分的发口铸铁（简称灰铸铁）结晶时，首先拆出的是初生奥氏体A，以后残留下的液相再经过共晶转变 ，变为固态。共晶转变完毕后继续冷却时，还要发生碳自A中脱港析出那以后的共折转变，完成结晶过程，形成亚共晶铸铁的最终纷纷通常把初生A的析出和以后共晶转变称为铸铁的一次结晶；而把凝固后进行的碳自A中的 脱溶、共析转变称为二次结晶。
    表 灰铸铁的结晶过程
    一次结晶决定了铸铁的晶粒大小、石墨形状和分布，二次结晶决定了铸铁的基体组织。因此。要控制铸铁的组织，就必须控制这两个结晶过程。
193 铸铁的石墨化
一，铸铁的石墨化过程
    铸铁中石墨的形成过程称为石墨化过程。铸铁组织形应的基本过程就是铸铁中石墨的形成过程。因此，了解石墨化过程的条件与影响因素对掌握铸铁材料的组织与性能是十分重要的。
    根据Fe－C合金双重状态图，铸铁的石墨化过程可分为三个阶段
    第一阶段，即液相亚共晶结晶阶段。包括，从过共晶成分的液相中直接结晶出一次石墨和共晶成分的液相结晶出奥氏体加石墨由一次渗碳体和共 晶渗碳体在高温退火时分解形成的石墨。
    中间阶段，即共晶转变亚共折转变之间阶段。包括从奥氏体中直接析出二次石墨和二次渗碳体在此温度区间分解形成的石墨。
    第二阶段，即共折转变阶段。包括共折转变时，形成的共析石墨和共析渗碳体退火时分解形成的石墨。
铸铁石墨化过程进行的程度与铸铁组织的关系概括于表中
二、影响铸铁石墨化的因素
    铸铁的组织取决于石墨化进行的程度，为了获得所需要的组织，关键在于控制石墨化进行的程度。实践证明，铸铁化学成分、铸铁结晶的的冷却速度及铁水的过热和 静置等诗多因素都影响石墨化和铸铁的显微组织。
1化学成分的影响
    各元素对待铁石墨化的影响可定性地列于表中。各元素对石墨形状、分布的影响定性地列于表中。
    由表可见，恃铁中常见的C，Si、Mn、P、S中，C，Si是强烈促进石墨化的元素，S是强烈阻碍石墨化的元素。实际上各元素对铸铁的石墨化能力的影响极为复杂。其影响与各元素本身的含量以及是否与其它元素发生作用有关 ，如Ti、Zr、B、Ce、Mg等都阻碍石墨化，但若其含量极低（如B、Ce＜001％，T＜008％）时，它们又表现出有促进石墨化的作用。
2冷却速度的影响
    一般来说，铸件冷却速度趋缓慢，就越有利于按照Fe-G稳定系状态图进行结晶与转变，充分进行石墨化；反之则有利于按照 Fe-Fe3C亚稳定系状态图进行结晶与转变，最终获得 白口铁。尤其是在共析阶段的石墨化，由于温度较低，冷却速度增大，原子扩散困难，所以通常情况下，共折阶段的石墨化难以充分进行。
    铸铁的冷却速度是一个综合的因素，它与浇注温度、传型材料的导热能力以及铸件的壁厚等因素有关。而且通常这些因素对两个阶段的影响基本相同。
    提高浇注温度能够延缓铸件的冷却速度，这样既促进了第一阶段的石墨化，也促进了第二阶段的石墨化。因此，提高浇注温度在一定程度上能使石墨粉化 ，也可增加共析转变。
3铸铁的过热和高温静置的影响
    在一定温度范围内，提高铁水的过热温度，延长高温静置的时间，都会导致铸铁中的石墨基作组织的细化，使铸铁强度提高。进一步提高过热度，铸铁的成核能力下降，因而使石墨形态变差，甚至出现自由渗联体，使强度反而下降，因而存在一个‘临界温度’。临界温度的高低，主要取决于铁水的化学成分及铸件的冷却速 度一般认为普通灰铸铁的临界温度约在1500一1550℃左右，所以总希望出铁温度高些。
194灰铸铁
    灰铸铁是一种断面是灰色，碳主要以片状石墨形式出现，是应用最为广泛的一种铸铁。灰铸铁的铸造性能、切削性、耐磨性和吸 震性都优于其它各类铸铁，而且生产方便、品率高、成本低。因此，在工农业生产中友铸铁获得广泛应用，在各类铸铁的总产量中点80％以上。
一，灰铸铁的牌号、化学成分反显微组织
根据发铸铁分类国家标准 GB 9439一88，我国灰铸铁的牌号分为六级。
“HT”表示灰铁二字汉语拼音的第一个大写字母，其后数字表示抗拉强度。发铸铁的化学成分见表。
     灰铸铁的显微组织是由片状石墨和金属基体所组成的。金属基体俄共析阶段石墨化进行的程度不同可分为铁素体、铁素体-珠光体作和珠光体三种。相应有三种不同基体组织的灰铸铁 ，它们的显微组织分别如图与图所 示。
     普通灰铸铁的金属基体以珠光作为主，并合有少量铁素体；高强度铸铁主要是珠光作基体，属于铁素体基体的主要是高硅铸铁。
二、灰铸铁的性能和用途
    灰铸铁的性能与其他学成分和组织有密切的联系。
    1优良的铸造性能
    由于友铸铁的化学成分接近共晶点，所以铁水流动性好，可以铸造非常复杂的零件。另外，由于石墨比容较大，使铸件凝固时的收缩量减少，可简化工艺，减轻铸件的应力并可得到致密的组织。
    2，优良的耐磨性和消震性
    石墨本身具有润滑作用，石墨掉落后的空洞能吸附和储存润滑油，使铸件有良好的耐磨性。此外，由于铸件中带有硬度很高的磷共晶，又能使抗磨能力进一步提高，这对于制备活塞环、气缸套等受摩擦零件具有重要意义。
    石墨可以阻止后动的传播，灰铸铁的消夸大能力是钢的10倍，常用来制作承受振动的机床底座。
    3较低的缺口敏感性和良好的切削加工性能
    灰铸铁中由于石墨的存在，相当于存在很多小的缺口时表面的缺陷、缺口等几乎没有敏感性，因此，表面的缺陷对铸铁的疲劳强度影响较小 ，但其疲劳强度比钢要低。由于发铸铁中的石墨可以起断屑作用和对刀具的润滑起减障作用，所以其可切削加工性是优良的。
4灰铸铁的机械性能
    友铸铁的抗拉强度、塑性、韧性及弹性模量都低于碳素锈钢，如表所示。灰铸铁的抗压强度和硬度主要取决于基体组织。灰铸铁的抗压强度一般比抗拉强度高出三四倍 ，这是灰铸铁的一种特性。因此，与其把灰铸铁用作抗拉零件还不如做耐压零件更适合。这就是广泛用作机床床身和支柱受耐压零件的原因。
195 提高铸铁性能的途径
一、铸铁石墨细伦强化——孕育处理
    为了细化灰铸铁的组织，提高铸铁的机械性能，并使其均匀一致。通常在浇注前往铁水中加和少量强烈促进石墨化的物质 ，即孕育剂）进行处理，这一处理过程称为孕育处理。经过孕育处理的灰铸铁称孕育铸铁。
    常用的孕育剂有破铁、硅钙、稀土台金等，其中最常用的是含有75％Si的铁合金。孕育剂的加入量大致在02％～05％，应视铸件厚薄而定。孕育剂的作用是促使石里非自发形核 ，因而孕育铸铁的全相组织是在细密的珠光体基体上，均匀分布细小的石墨，其抗拉强度可达300一400 MPa，硬度可达HB170—270，αk可达3～8 J／cm2、延伸率达05％左右 ，都比普通灰铸铁高。
二、铸铁的石墨球化强化——球化处理
1球墨铸铁的生产
    石墨呈球状的铸铁称为球墨铸铁，简称球铁。球铁是用灰口成分的铁水经球化处理和孕育处理两制得的。
2、球铁的组织和性能特点
    球墨铸铁中的石墨呈球状，它对基体的破坏作用小，基体强度利用率可达70％－90％。另外。球铁可通过热处理充分发挥基体的性能潜力，所以球铁具有较好的机械性能。抗拉强度最高可达150x107N/m2，延伸率可达25%。另外，它的屈强比 很高，αk可达8-15J／cm2。
3球墨铸铁的牌号，化学成分和用途
    根据国家标准 GB］348－－88规定，球铁分为八个牌号，牌号中‘QT’是球铁二字汉语拼音的字头，其后二级数字分别表示最低抗拉强度和最低延伸率。表 中列出了球铁的化学成分和力学性能。
球铁具有上述优异的机械性能、有时可用它代替碳素钢，应用于负荷较大受为复杂的零件如珠光体基的球铁常用于制造汽车、拖拉机中的曲轴、连杆、凸轮等。还可做大型水压机的工作缸、缸套及活塞。而铁素作基的球铁多用于制造受压阀门、汽车后桥壳等。

196 可锻铸铁
它是由白口铸件经热处理而得的一种高强度铸化与灰铸铁相比，它具有较高的强度、塑性、韧性，而耐磨性和城探性优于普通碳素钢，所以可部分代替碳钢、合金钢和有色金属。
197 特殊性能铸铁
   在普通铸钟基础上加入某些合金元素可使铸铁具有某种特殊性能，如耐磨性、耐热性或腐蚀性等，从而形成一类具有特殊性能的合金铸铁。合金铸铁可用来制造在高温、高 磨擦或耐蚀条件下工作的机器零件。
一、耐磨铸铁
    根据工作条件的不同，耐磨铸铁可以分为减摩铸铁和抗磨铸铁两类。减磨铸铁用于制造在润滑条件工作的零件，如机床床身、导轨和汽缸套等。这些零件要求较小的摩擦系数。抗磨 铸铁用来制造在于摩擦条件下工作的零件，如轧辊、球磨机磨球等。
二、耐热铸铁
    铸铁在高温条件下工作、通常会产生氧化和生长等现象。氧凡是指铸铁在高温下受氧化性气氛的侵蚀，在铸件表面发生的化学腐蚀的现象。由于表面形成氧化皮，减少了铸件的有效断面，因而降低了铸件的承载能力。生长是指铸铁在高温下反复加热冷却时发生的不可塑的体积长大，造成零件尺寸增大，并使机械性能降低。铸件在高温和负荷作用了，由于氧化和生长最终导致零件变形、翘曲、产生裂纹，甚至破裂。所以铸铁在高温下抵抗破坏的能力通常指铸铁的抗氧化性和抗生长能力。耐热铸铁是指在高温条件下具有一定的抗氧化和抗生长性能，并能承受一定载荷的待钱。
三，耐蚀铸铁
    普通铸铁的耐蚀性是很差的，这是因为铸铁本身是一种多相合金，在电解质中各相具有不同的电极电位，其中以石墨的电极电位最高，渗碳体次之，铁素体最低。电位高的相是阴极，电位低的相是阳极，这样就形成了一个微电池，于是作阳极的铁素作不断被消耗掉，一直深入到铸铁内部。
   提高铸铁的耐蚀性的手段主要是加入人合金元素以得到有利的组织和形成良好的保护膜。铸铁的基作组织最好是致密、均匀的单相组织、即A或F。中等大小又不相互连贯的石墨对耐蚀性有利。至于石墨的形状，则以球状或团絮状为有利。
198 铸铁的热处理
    铸铁生产除适当地选择优学成分以得到～定的组织外，热处理也是进一步调整和改进基体组织以提高铸铁性能的一种重要途径。铸铁的热处理和钢的热处埋有相同之处 ，也有不同之处。铸铁的热处理一般不能改善原始组织中石墨的形态和分布状况。对灰口铸铁来说，由于片状石墨所引起的应力集中效应是对铸铁性能起主导作用的困素，因此对
灰口铸铁施以热处理的强化效果远不如钢和球铁那样显著。故友口铸铁热处理工艺主要为退火、正火等。对于球铁来说，由于石墨呈球状，对基体的割裂作用大大减轻，通过热处理可使基作组织充分发挥作用，从而可以显著改善球性的机械性能。 故球铁像钢一样，其热处理工艺有退火、正火、调质、多温淬火、感应加热淬火和表面化学热处理等。
铸铁的热处理工艺
    1消除应力退火
    由于铸件壁厚不均匀，在加热，冷却及相变过程中，会产生效应力和组织应力。另外大型零件在机加工之后其内部也易残存应力，所有这些内应力都必须消除。去应力退火通常的加热温度为500～550℃保温时间为2～8h，然后炉冷（灰口铁）或空冷（球铁）。采用这种工艺可消除 铸件内应力的90～95％，但铸铁组织不发生变化。若温度超过550℃或保温时间过长，反而会引起石墨化，使铸件强度和硬度降低。
    2消除铸件白口的高温石墨化退火
    铸件冷却时，表层及薄截面处，往往产生白口。白口组织硬而脆、加工性能差、易剥落。因此必须采用退火（或正火）的方法消除白口组织。退火工艺为加热到550－950℃保温2～5 h，随后炉冷到500—550℃再出炉空冷。在高温保温期间 ，游高渗碳体和共晶渗碳体分解为石墨和A，在随后护冷过程中二次渗碳体和共析渗碳体也分解，发生石墨化过程。由于渗碳体的分解，导致硬度下降，从而提高了切削加工性。
    3球铁的正火
    球铁正火的目的是为了获得珠光体基体组织，并细化晶粒，均匀组织，以提高铸件的机械性能。有时正火也是球铁表面淬火在组织上的准备、正 火分高温正火和低温正火。高温正火温度一般不超过950～980℃，低温正火一般加热到共折温度区间820～860℃。正火之后一般还需进行四人处理，以消除正火时产生的内应力。
    4球铁的淬火及回火
    为了提高球铁的机械性能，一般铸件加热到Afc1以上30～50℃（Afc1代表加热时A形成终了温度） ，保温后淬入油中，得到马氏体组织。为了适当降低淬火后的残余应力，一般淬火后应进行回火，低温回火组织为回火马氏作加残留贝氏体再加球状石墨。这种组织耐磨性好 ，用于要求高耐磨性，高强度的零件。中温回火温度为350—500℃回火后组织为回火屈氏体加球状石墨，适用于要求耐磨性好、具有一定效稳定性和弹性的厚件。高温 回火温度为500—60D℃，回火后组织为回火索氏作加球状石墨，具有韧性和强度结合良好的综合性能，因此在生产中广泛应用。
    5球铁的多温淬火
    球铁经等温淬火后可以获得高强度，同时兼有较好的塑性和韧性。多温淬火加热温度的选择主要考虑使原始组织全部A化、不残留F，同时也避免A晶粒长大。加热温度一般采用Afc1以上30～50℃，等温处理温度为0～350℃以保证获得具有综合机械性能的下贝氏体组织。稀土镁铝球铁等 温淬火后σb=1200～1400MPa，αk=3～36J／cm2，HRC＝47～51。但应注意等温淬火后再加一道回火工序。   
    6表面淬火
    为了提高某些铸件的表面硬度、耐磨性及疲劳强度，可采用表面淬火。灰铸铁及球铁铸件均可进行表面淬火。一般采用高（中） 频感应加热表面淬火和电接触表面淬火。
    7化学热处理
    对于要求表面耐磨或抗氧化、耐腐蚀的铸件，可以采用类似于钢的化学热处理工艺，如气体软氯化、氯化、渗硼、渗硫等处理。

金属材料的加工工艺性能 下料（毛坯）——热处理——粗加工——热处理（调质）——精加工（表面处理）（——热处理） 毛坯制造方法有铸造，焊接，成形。 本章主要讨论铸造，锻造，焊接，热处理及切削加工性能。 141     金属材料的铸造性能 铸造性能通常指流动性，收缩性，铸造应力，偏析，吸气倾向和裂纹敏感性。 铸造一般采用合金，合金晶粒小。 1411    影响合金流动性因素 影响因素合金化学成分，浇铸温度和铸型填充条件。 合金化学成分 含碳量纯铁流动性好，含碳量越大，流动性越差。2%左右流动性最差，铸铁中，共晶成分铸铁流动性最好。 合金成分中凡能形成高熔点夹杂物的元素均会降低合金的流动性。 灰铁中MnS熔点为1620，不利于流动。 P可形成Fe-Fe3P-Fe3C，熔点为950，利于流动。 1412    铸件的收缩 14121   铸铁的缩孔与缩松 含碳量增加，析出石墨有利于消除此类现象 14122   铸件的裂纹 冷裂和热裂，P和S 合金强度提高，产生裂纹倾向增大。 142     金属材料的锻造性能 可锻性塑性和变形抗力 1421    莱氏体高合金工具钢 锻造目的是打碎钢中粗大的共晶碳化物。锻后缓冷（炉冷）防止裂纹产生。 1422    不锈钢的锻造 不锈钢由于其组织特殊，注意锻后热处理工艺 晶间腐蚀 475℃脆性含Cr量大于15%的高Cr钢在400-525℃范围内长时间停留或缓冷，Cr原子有序化，与母相共晶格引起较大的晶图畸变引起大的内应力。 马氏体不锈钢缓冷至600℃左右空冷，以免发生马氏体相变。 铁素体和奥氏体不锈钢在晶间腐蚀及475℃脆性温度范围内快冷（空冷）。 1423    高温合金锻造 高温合金在高温下有较大的变形抗力及较低的塑性。模具坚固，功率大。 对锻造温度敏感，锻后堆放空冷。 1424    有色金属锻造 铝锻造温度窄。 镁锻造温度窄，传热快，易冷却，模具需预热。 铜锻造温度窄，模具需预热，锻造时需保护，避免氧化。 钛变形抗力大，化学性质活泼，注意保护。 143     金属材料焊接性能 电弧焊，电渣焊，磨擦焊，钎焊，爆炸焊等 钎焊用在接触处熔化诸如黄铜和钎焊料之类的非铁填充金属(其熔点低于基体金属的熔点)来焊接金属。 1431    碳钢及合金钢焊接 低碳钢，低合金钢焊接性好。 对于中高碳钢和合金钢采取焊前预热和焊后热处理。 改善组织并消除焊接应力。 1432    不锈钢焊接 奥氏体不锈钢考虑晶间腐蚀。 马氏体不锈钢焊接后焊缝区在空冷条件下得到马氏体组织，焊前预热（200-400℃）焊后热处理，加热至730-790℃后缓冷至540℃，空冷。 铁素体不锈钢焊前预热，焊后热处理（730-840℃） 1433    有色金属的焊接 铜焊接性能差，采用钎焊。 铝氩弧焊，焊件表面要求高。 钛自动焊，表面要求高。 144     金属材料的加工性 工件机加工难易程度称为材料的加工性。 影响因素加工性与金属材料的化学成分，硬度，韧性，导热性，金相组织和加工硬化能力等因素有关。 1441    化学成分的影响 含碳量 降低钢的强度和硬度的元素S，Al 提高钢的强度和硬度的合金元素 石墨化游离石墨改善加工性。 1442    组织与热处理工艺的影响 组织不同，机械性能不同，加工性不同。 珠光体，索氏体，马氏体，加工性下降。 衡量材料切削加工性能的优势常用相对加工性Kr指标衡量。                       表142 材料切削加工性分级 加工性等级 名称及种类 相对加工性Kr 代表性材料 1 很容易切削材料 一般有色金属 ＞30 5-5-5铜铝合金，9-4铝铜合金，铝镁合金 2 容易切削材料 易切削钢 25～30 15Cr退火σb=380～450MPa， 自动机钢σb=400～500MPa， 30钢正火σb=450～560MPa， 3 较易切削钢 16～25 4 普通材料 一般钢及铸铁 10～16 45钢，灰铸铁 2Cr13调质σb=850MPa， 35钢σb=900MPa， 5 稍难切削材料 065～10 6 难切削材料 较难切削材料 05～065 45Cr调质σb=1050MPa， 65Mn调质σb=950～1000MPa， 50CrV调质1Cr18Ni9Ti某些钛合金， 某些钛合金，铸造镍基高温合金， 7 难切削材料 015～05 8 很难切削材料 ＜015 不同级织，不同硬度对不同切削加工操作（如车，铣，刨，镗，拉等）切削加工性是不同的。 如回火索氏体的中碳钢，车削加工性较好，钻削加工性中等，拉，拨加工性较差。 1443    热处理工艺性能 机床主轴 在选用机床主轴的材料和热处理工艺时，必须考虑以下几点 （1）       受力的大小。不同类型的机床，工作条件有很大差别，如高速机床和精密机床主轴的工作条件与重型机床主轴的要作条件相比，无论在弯曲或扭转疲劳特性方面差别都很大。 （2）       轴承类型。如在滑动轴承上工作时，轴颈需要有高的耐磨性。 （3）       主轴的形状及其可能引起的热处理缺陷。结构形状复杂的主轴在热处理时易变形甚至开裂，因此在选材上应给予重视。 主轴是机床中主要零件之一，其质量好坏直接影响机床的精度和寿命。因此必须根据主轴的工作条件和性能要求，选择用钢和制定合理的冷热加工工艺。 1、  机床主轴的工作条件和性能要求。该主轴的工作条件如下 （1）       承受交变的弯曲应力与扭转应力，有时受到冲击载荷的作用； （2）       主轴大端内锥孔和锥度外圆，经常与卡盘、顶针有磨擦； （3）       花键部分经常有碰撞或相对滑动。 由此定出技术条件 （1）       整体调质后硬度应为HB200～230，金相组织为回火索氏体； （2）       内锥孔和外圆锥面处硬度为HRC45～50，表面3～5mm内金相组织为回火屈氏体和少量回火马氏体； （3）       花键部分的硬度为HRC48～53，金相组织同上。 2、  选择用钢 C515车床属于中速，中负荷，在滚动轴承中工作的机床，因此选用45钢。 3、  主轴工艺路线 下料——锻造——正火——粗加工（外圆余留4～5mm）——调质——半精车外圆（余留25～35mm），钻中心孔，精车外圆（余留06～07mm，锥孔留余06～07mm），铣键槽——局部淬火（锥孔及外锥体）——车定刀槽，粗磨外圆（余留04～05mm），滚铣花键——花键淬火——精磨。 4、  热处理工序作用 正火处理是为了得到合适的硬度（HB170～230），以便机加工，改善锻造组织，为调质作准备。 调质处理是为了主轴的综合机械性能和疲劳强度，调质后硬度为HB200～230，组织为回火索氏体。 内锥孔和外圆锥面部分经盐浴局部淬火和回火后得到所要求的硬度，以保证装配精度和耐磨性。 5、  热处理工艺 调质中淬火时由于主轴各部分的直径不同，应注意变形问题。调质后变形虽可用校直来修正，但校直时的附加应力对主轴精加工后的尺寸稳定性是不利的。为减小变形，应注意淬火操作方法。可采取预冷淬火和控制水中冷却时间来减小变形。 花键部分高频淬火以减小变形和达到硬度要求。 经淬火后的内锥孔和外圆锥面部分需经260～300℃回火，花键部分需经240～250℃回火，以消除淬火应力并达到规定的硬度值。 球铁代替45钢，硬度HRC52～58低，变形量小。

锅炉及压力容器常用钢材 151     锅炉及压力容器对钢材性能的要求 按工作条件分为两大类 一、用以制造室温及中温承压元件的钢板与钢管 具有特点 1 有较高的室温强度 通常以屈服极限σs和强度极限σb为设计依据，要求有较大的σs和σb良好的韧性性能 材料需具有足够的韧性防止脆性断裂，在考虑强度的同时也不能忽略韧性， (1) 材料的韧性通常用冲击韧性值αk表示。 压力容器用钢的冲击韧性要求 冲击韧性值αk（N·m/cm2） 20℃ -40℃ >=60 >=35 (2)还需要考虑时效韧性 时效就是钢材经冷加工变形后，在室温或较高温度下，冲击韧性随时间变化。通常在200-300℃，冲击韧性值显著降低。一般要求下降率不超过50%。 由于容器断裂过程包括在缺陷处形成裂纹和裂纹扩散两个阶段，相应两种防止断裂方法 （1）选用具有足够韧性的钢材以防止裂纹产生，要求如上表所示 （2）选用韧性更高的材料，以求在裂纹产生后能够阻止裂纹扩展。（要求温度比无塑性转变温度NPT高一定数值，例如元件的设计应力为屈服极限σs一半时，要高17℃ 3 较低的缺口敏感性 制造过程中，开孔和焊接会产生局部应力集中，要求材料有较低的缺口敏感性，以防止产生裂纹 4 良好的加工工艺性能和焊接性能   由于焊接热循环作用，会 （1）降低热影响区材料的韧性、塑性 （2）在焊缝内产生各种缺陷 其中（1）、（2） 均会产生裂纹 在选材料时需考虑 （1）材料中碳的当量值（保证材料具有较好的可焊性） （2）适当的焊接材料和焊接工艺 （3）材料具有良好的塑性（碳钢和碳锰钢δs不低于16%，合金钢δs不低于14%） （4）良好的低倍组织 （5）钢材的分层、非金属夹杂物、气孔、疏松等缺陷尽可能减少（防止裂纹的产生） 二、用以制造高温承压元件的钢管 1 具有足够的蠕变强度、持久强度和持久塑性        通常以持久强度为设计依据，保证在蠕变的条件下安全运行 2 具有良好的高温组织稳定性        长期高温下不发生组织变化 3 具有良好的的高温抗氧化性        要求材料在高温条件下的氧化腐蚀速度小于01mm/a 4 具有良好的加工工艺性        要求冷加工性（冷态弯曲）和焊接性 152     锅炉与压力容器用钢的分类 一、工作温度低于500℃的钢材 碳素钢和低合金结构钢 1 铁素体-珠光体结构钢 屈服强度σs为300-450MPa 16Mn，15MnV，15MnVN加入合金元素，固溶强化，结晶强化作用 2 低碳贝氏体类型钢 屈服强度σs为500-700Mpa 14CrMnMoVB延缓奥氏体分解，得到贝氏体，增加强度 3 马氏体型调质高碳钢 屈服强度 为600Mpa以上 18MnMoNb和14MnMoNbB正火加回火，有良好的低温韧性 二、工作温度高于500℃的钢材 低合金热强钢和奥氏体不锈钢 1 低合金珠光体热强钢 15CrMo和12Cr1MoV，结晶强化，沉淀强化 2 低合金贝氏体热强钢 12Cr2MoWVTiB和12Cr3MoVSiTiB，特点合金数量多而量少，高温强度高，抗氧化性强 3 奥氏体不锈钢 18-8型铬镍奥氏体不锈钢1Cr18Ni9Ti和0Cr18Ni9Ti，高温强度高，抗氧化性强，且具有很高的韧性和较好的加工工艺性 153     碳素钢 一、碳素钢中主要成分对性能的影响 1 碳的影响 碳增加，强度增大，塑性减少，可焊性变差，时效敏感性降低 2 锰的影响 脱氧（FeO）脱硫，改善热加工性能 3 硅的影响 脱氧 4 硫的影响 热脆性 5 磷的影响 冷脆性 6氧的影响 降低强度、塑性 7 氮的影响 提高强度、硬度，降低塑性 8 氢的影响 氢脆 二、碳钢的分类 化学成分高（含碳量在于065%）、中（含碳量025-065%）、低碳钢（含碳量小于025%） 用途普通碳素结构钢、优质碳素结构钢和碳素工具钢 1 普通碳素结构钢 甲类钢按机械性能供应（A），钢板，角钢等 2 优质碳素结构钢 按机械性能和化学成分供应 含碳量低钢板、容器、螺钉、螺母 含碳量中齿轮、轴 含碳量高弹簧、钢丝绳 3 碳素工具钢（T） 高硬度和耐磨性，制造刀具、量具、模具 三、锅炉与压力容器常用碳素钢 承压元件主要使用低碳钢，因为塑性、韧性、加工工艺性和可焊性好 （1） 优质碳素结构钢 10号和20号无缝钢管 20号钢含碳量比10号钢多一倍，强度高，屈服极限σs和强度极限σb高20%，时效敏感性低，多采用20号钢 （2） 专用碳素钢 A3g A3R 15g 20g，冲击韧性好，金属表面和内部缺陷少 154     普通低合金结构钢 低合金钢是在碳素钢的基础上加入少量Si,Mn,Cu,Ti,V,Nb,P等合金元素构成的，它的含碳量较低，多数小于02%。其组织多数仍为F+P。由于少量合金元素的加入可以大大提高钢材的强度，并改善了钢材的耐腐蚀性能和低温性能。 低合金钢可轧制成各种钢材，如板材，管材，棒材和型材等。它广泛用于制造远洋轮船、大跨度桥梁，高压锅炉，大型容器，汽车，矿山机械及农业机械等。 大型化工容器材料采用16MnR，生量比碳钢可减轻1/3。用15MnV制造球形贮罐，与碳钢相比节省45%。 焊接 155     低合金热强钢 在原油加热，裂解，催化设备中，常用到许多能耐高温的钢材。如裂解炉管，要求承受650～800℃高温。 20号钢在540℃下于氧化性气体中，因氧化强度只有50MPa。因为石墨化。 常用的抗氧化钢 ——Cr13SiAl,Cr25Ti,Cr17Ti,Cr25Ni2 热强钢 ——12CrMo,Cr5Mo,1Cr18Ni9Ti,Cr25Ni20 156     不锈耐酸钢 是不锈钢（耐大气）和耐酸钢（不锈）的总称， 铬不锈钢——1Cr13多用作化工机器中受力大的耐蚀零件，如轴，活塞杆，阀件，螺栓，浮阀等 0Cr13,Cr17Ti  F组织，有良好塑性 铬镍不锈钢——1Cr18Ni9 18-8不锈钢 有较高的抗拉强度，较低屈服点，极好的塑性和韧性，焊接性能和冷弯成型性能好，用来制造贮罐，塔器，反应釜，应用最广。 157     低温用钢 深冷分离，空分，液化气贮罐低温使用。 低温钢平均含碳量008～018%，单相F组织，加入适量的Mn,Al,Ti,Nb,Cu,V,N等元素改善钢的综合机械性能。 常用低温用钢 1)      低合金低温用钢 16MnDR -40℃ 机械性能优于一般低碳钢 2)      镍钢 225% -60℃ 35% -100℃ 9% -200℃ 3)      高锰奥氏体钢 15Mn25Al4 其中Mn是形成A的基本元素，Al作为稳定A的元素。 4)      铬镍奥氏体不锈钢 18-8奥氏体不锈钢 国外低温设备用钢，以高铬镍为主，其次用镍钢，铜，铝。

工具钢 161 概述     工具钢是用以制造各种加工工具的钢种。根据用途不同．工具钢可分为刃具用钢、模具围钢和量具用钢。按化学成分不同．工具钢又可分为碳素工具钢、合金工具钢和高速钢。     各类工具钢由于工作条件和用途不同．所以对性能的要求也不同。但各类工具钢除飓有各自的特殊性能之外．在使用性能及工艺性能L也有许多共同的要求。如高硬度、高磨性是工具例最重要的使用性能之一。工具若没有足够高的硬度是不能进行切削加工的 。否则，在应力作用下工具的形状和尺寸都要发生变化而失效。高耐磨性则是保证和提高工具寿命的必要条件。     除了上述共性之外，不同用途的工具钢也有各自的特殊性能要求、例如，刃具钢除要求高硬度。高耐磨性外．还要求红硬性及一定的强度和韧性。冷模具钢要求高硬度、高耐磨性、较高的强度和一定的动化热模具钢则要求高的韧性和耐热疲劳性及一定的硬度和耐磨性。对于量具钢．除要求具有高硬度、高耐磨性外．还要求高的尺寸稳定性。     在化学成分上．为了使工具钢尤其是刀具钢具有高的硬度，通常都使其含有较高的碳（含碳量为065% ～155% ），以保证淬火后获得高碳马氏体、从而得到高的硬度和切断抗力，这对减少和防止工具损坏是有利的．此外．高的合碳量还可以形成足够数量的碳化物以保证高的耐磨性、所加入的合金元素主要是使钢具有高硬度和高耐磨性的一些碳化物形成元素如Cr、W、M。、V等。有时也加入Mn和Si，其目的主要是增加钢的淬透性以达到减少钢在热处理时的变形．同时增加钢回火稳定性。对于切削速度较高的刃具常加入较多的W、Mo、V、Co等合金元素．以提高钢的红硬性 。     工具钢对钢材的纯洁度要求很严．对S、P含量一般均限制在002％～0．03％以下．属于优质钢或高级优质钢。钢材出厂时．其化学成分、脱碳层、碳化物不均匀度等均应符合国家有关标准规定、否则会影响工具钢的使用寿命 生产实践表明刃具钢理想的淬火组织应是细小的高碳马氏体和均匀细小的碳化物．因此刃具钢在热处理前都应进行球化退火，以使碳化物呈细小的颗粒状。且分布均匀。这不仅对保证钢的优良切削性、耐磨性和韧性有利．而且对热处理工艺（如防止或减轻过热敏感性、变形、淬裂倾向等）亦十分有利。     经球化退火后的组织为铁素体．其基体上分布着细小均匀的粒状碳化物。工具钢因含碳量较高，因此．在热处理淬火加热时应在盐浴炉或保护气氛条件下进行加热．否则易产生氧化 脱碳现象。值得注意的是应在淬火后及时进行回火。     对于一种工具．选用什么样的钢材合理．首先应从工具的工作条件、失效形式及性能要求出发，然后选择合适的钢种．最后再制订正确的热处理工艺。同时还应考虑工具钢的工艺性能包括热加工性能、切削加工性能和热处理工艺性能．如钢的淬透性、淬硬性、过热敏感性、脱碳倾向性和热处理变形性能等）。     应该注意至，一种钢可以兼有几种用途．如T8钢既可以用来制造简单模具．也可以制造夹具、木工工具、钳工工具等。这些因素在选用工具钢时．均应予以考已本章主要介绍刃具钢、模具钢的工作条件、失效形式及其性能要求．阐述各类钢种的衍变、选材原则及其发挥材料性能潜力的途径。 162刃具用钢     刃具钢是用来制造各种切削加工工具的钢种、刃具的种类繁多加车刀、铁刀刨刀、钻头、丝锥及极牙等。其中车刀最具有代表性，车刀的工作条件基本能反映各类刃具工作条件的特点 一、刃具钢的工作条件及性能要求    刃具在切削过程中．刀刃与工件表面金属相互作用．使切屑产生变形与断裂．并从工件整体上剥离下来。故刀刃本身承受弯曲、扭转、剪切应力和冲击、振动等负荷作用．同时还要受到工件和切屑的强烈摩擦作用。由于切屑层金属的变形以及刃具与工件、切属的摩擦产生大量的摩擦热．均使刃具温度升高一切削速度越快．则刃具的温度 越高，有时刀刃温度可达600℃左右。    刀刃温度的升高（T）与切削速度（v）、走刀量（S）和切削进对深度（t）之间有如下经验关系 公式       T=C·Va·Sb·tc 式中a、b、c、C均为随刃具与工件材料而异的常数。其中对对对温度升高的影响以切削速度（v）的影响最大。     刀刃的失效形式写多种．有的刀具刀刃处受压弯曲有的刀具受强烈振动、冲击时崩落一块（即崩刃）有的小型刃具整体折断等等。但这些情况毕竟比较少见，刃具较普遍的失效形式是磨损，当刃具磨削到一定程度后就不能正常工作了．否则会影响加工质量。     由上述可知．刃具钢应具有如下使用性能    （1）为了保证刀刃能犁人工件并防止卷刃必须使刃具具有高于被切削材料的硬度（一般应在HRC60以上，加工软材料时可为HRC45～55）故刃具钢应是以高碳马氏体为基体的组织。    （2）为了保证刃具的使用寿命．应当要求有足够的耐磨性。高的耐磨性不仅决定于高便度，同时也决定于钢的组织。在马氏体基体上分布着弥散的碳化物．尤其是各种合金碳化物能有效地提高刃具钢的耐磨损能力    （3）由于在各种形式的切削加工过程中．对具承受着冲击、振动等作用，应当要求对具有足够的塑性和韧性．以防止使用中崩刃或折断。    （4）为了使刃具能承受切削热的作用．防止在使用过程中因温度升高而导致硬度下降．应要求刃具有高的红硬性。钢的红硬性是指钢在受热条件下．仍能保持足够高的硬度和切削能力，这种性能称为钢的红硬性。红硬性可以用多次高温回火后在室温条件下测得的硬度值来表示。所以红硬性是钢抵抗多次高温回火软化的能力，实质上这是一个 回火抗力的问题。     应当指出．上述四点是对刃具钢的一般使用性能要求．而视使用条件的不同可以有所侧重。如挫刀不一定需要很高的红硬性．而钻头工作时．其对部热量散失困难．所以对红硬性要求很高。     此外，选择刃具钢时．应当考虑工艺性能的要求．例如．切削加工与磨削性能好．具有良好的淬透性．较小的淬火变形、开裂敏感性等各项要求都是刀具钢合金化及其选材的基本依据。 二、刃具钢的钢种衍变     通常按照使用情况及相应的性能要求不同．将刃具钢分为碳素工具钢、合金工具钢和高速钢三类。衡量一个国家工具材料的水平常以高速钢为标准．故重点讨论之。  1碳素刃具钢     由二所述．刃具钢最基本的性能要求是；高硬度高耐磨性。高硬度是保证进行切削的基本条件，高耐磨性可保证刃具有一定的寿命．即耐用度。针对上述两个要求．最先发展起来的是碳素刃具钢。其合碳量范围在065%～1．35％，属高碳钢．包括亚共析钢、共析钢和过共析钢。     碳素刃具钢的热处理工艺为淬火十低温回火。一般亚共析钢采用完全淬火．淬火后的组织为细针状马氏体。过共析钢采用不完全淬火．淬火后的组织为隐晶马氏体十位溶碳化物．且由于未溶碳化物的存在，使钢的韧性较低．脆性较大．所以在使用中脆断倾向性大．应予以充分注意。     在碳素刃具钢正常淬火组织中还不可避免地会有数量不等的残余奥氏体存在。     常用的碳素对具钢的成分、性能和用途如表41所示。     碳素刃具钢在性能上有两个缺点、一个不足．即淬透性低．工具断面尺寸大于15mm时．水淬后只有工件表面层有高硬度．故不能做形状复杂、尺寸较大的刀具；红硬性差．当工作温度超过250℃，硬度和耐磨性迅速下降．而失去正常工作的能力；碳素刃具钢从成分上看，不含有合金元素．淬火回火后碳化物属于渗碳体型．硬度虽然可达HRC62 但耐磨性不足。   碳素刃具钢在热处理时须注意以下几点①碳素工具钢淬透性低，为了淬火后获得马氏体组织．淬火时工件要在强烈的淬火介质（如水、盐水、碱水等）中冷却．因而淬火时产生的应力大．将引起较大的变形甚至开裂．故而淬火后应及时回火②碳素刃具钢在淬火前经球化退火处理，在退火处理过程中．由于加热时间长、冷却速度慢，会有石墨析出使钢脆化（称为黑脆）。③碳素刃具钢由于含碳量高．在加热过程中易氧化脱碳．所以加热时须注意保护．一般用盐浴炉或在保护气氛条件下加热。      综上所述，由于碳素工具钢淬透性低、红硬性差、耐磨性不够高．所以只能用来制造切屑量小、切削速度较低的小型刃具．常用来加工硬度低的软金属或非金属材制。对于重负荷、尺寸较大、形状复杂工作温度超过200℃的刃具．碳素刃具钢就满足不了工作的要求、在制造这类刃具时应采用合金刃具钢、但碳素刃具钢成本低，在生产中应尽量考虑选用。                  表  碳素工具钢的牌号、成分和用途 牌号 化学成分（%） 硬度 用途举例 C Si Mn 供应状态 HB(不大于） 淬火后 HRC(不大于） T7 T7A 065～075 ≤035 ≤040 187 62 承受冲击，任性较好，硬度适当的工具，如扁铲、手钳、大锤、木工工具 T8 T8A 075～084 ≤035 ≤040 187 62 承受冲击，任性较好，硬度适当的工具，如扁铲、手钳、大锤、木工工具 T8Mn T8MnA 080～090 ≤035 ≤040～060 187 62 承受冲击，任性较好，硬度适当的工具，如扁铲、手钳、大锤、木工工具，但淬透性较大。可制断面较大的工具 T9 T9A 085～094 ≤035 ≤040 192 62 韧性中等、硬度高的工具、如冲头、木工工具、凿岩工具 T10 T10A 095～104 ≤035 ≤040 187 62 不受剧烈冲击，高硬度耐磨的工具、如车刀、刨刀、丝锥、钻头、手锯条 T11 T11A 105～114 ≤035 ≤040 207 62 不受剧烈冲击，高硬度耐磨的工具、如车刀、刨刀、丝锥、钻头、手锯条 T12 T12A 115～124 ≤035 ≤040 207 62 不受剧烈冲击，高硬度耐磨的工具、如锉刀、刮刀、丝锥、精车刀、量具 T13 T13A 125～135 ≤035 ≤040 217 62 不受冲击，高硬度耐磨的工具、如锉刀、刮刀、丝锥、精车刀、量具要求更高耐磨的工具如刮刀、锉刀。 ①淬火后硬度不是指用途举例中各种工具的硬度，而是指碳素工具钢材料在淬火后的最低硬度。 2合金刃具钢     合金刃具钢是在碳素刃具钢的基础上加入某些合金元素而发展起来的。其目的是克服碳素刃具钢的淬透性低、红硬性差、耐磨性不足的缺点。合金刃具钢的合碳量在075％～15％合金元素总量则在5％以下．所以又称低合金刃具钢。加入的合金元素为Cr、Mn、Si、W和V等。其中Cr、Mn、Si主要是提高钢的淬造性．同时强化马氏体基体，提高h回火稳定性；W和V还可以细化晶粒； Cr、 Mn等可溶入渗碳体．形成合金渗碳体，有利于钢耐磨性的提高。     另外，Si使钢在加热时易脱碳和石墨化．使用中应注意。如 Si、 Cr同时入钢中则能降低钢的脱碳和石墨化倾向。     合金刃具钢有如下特点；淬透性较碳素刃具钢好，淬火冷却可在油中进行，放热处理变形和开裂倾向小，耐磨性和红硬性也有所提高。但合金元素的加入，提高了钢的临界点，故一般淬火温度较高．使脱碳倾向增大。     合金刃具钢主要用于制作①截面尺寸较大且形状复杂的刃具②精密的刀具；③切削刃在心部的刃具，此时要求钢的组织均匀性要好④切削速度较大的刃具等。   我国冶标YB 7—59列入了56种合金刃具钢。表4．2列出了最常用的合金刀具钢的成分、热处理工艺、性能和用途。 pendwin("studyself/4-2gif")> 表  常用合金刃具钢的牌号、成分和热处理规范     由表可见．合金刀具钢分为两个体系     针对提高钢的淬透性的要求，发展了Cr、Cr2、9SiCr和CrWMn等钢。其中9SiCr钢在抽中淬火淬造直径可达40—50 mm．适宜制造薄刃或切削刀在心部的工具．如板牙、滚丝轮、丝 锥等。     CrWMn钢是最常用的合金刃具钢。经热处理后硬度可达HRC64—66且有较高的耐磨性。CrWMn钢淬火后．有较多的残余奥氏体，使其淬火变形小．故有低变形钢之称。生产中常用调整淬火温度和冷却介质配合，使形状复杂的薄壁工具达到激变形或不变形。这种钢适于做截面尺寸较大、要求耐磨性高、淬火变形小．但工作温度不高的拉 刀、长丝锥等。也可作量具、冷变形模具和高压油泵的精密部件（柱塞）等。     针对提高耐磨性的要求，发展了Cr06、W、W2及CrW5等钢。其中CrW5又称钻石钢．在水中冷却时，硬度可达HRC67—68。主要用于制作截面尺寸不大（5～15mm）、形状简单又要求高硬度、高耐磨性的工具，如雕刻工具及切削硬材料的刃具。     合金刃具钢的热处理与碳素刃具钢基本相同，也包括加工前的球化退火和成形后的淬火与低温回火．回火温度一般为160—200℃。合金刃具钢为过共析钢一般采用不完全淬火。淬火加热温度要根据工件形状、尺寸及性能要求等选定并严格控制．以保证工件质量。另外．合金刃具钢导热性较差．对于形状复杂、截面尺寸大的工件，在淬火加热前往往先在600—650℃左右进行预热，然后再淬火加认一般采用油淬、分级淬火或等温淬火。少数淬透性较低的钢（如Cr06．CrW5等钢）采用水淬。     综上所述．合金刃具钢解决了淬透性低、耐磨性不足等缺点。但由于合金刃具钢所加合金元素数量不多．仍属于低合金范围．故其红硬性虽比碳素刃具钢高．但仍满足不了生产要求。如回火温度达到250℃时硬度值已降到HRC60以下。因此要想大幅度提高钢的红硬性，靠合金刃具钢难以解决，故发展了高速钢。   3高速钢      多少年来．人们为了提高切削速度．除了改善机床和刀具设计外．刀具材料一直是一个核心问题。前已指出合金刃具钢基本上解决了碳素刀具钢淬透性低、耐磨性不足的缺点，但没有从根本上解决红硬性不高的问题。只有在高速钢问世以后，不但保证了钢的淬透性和耐磨性，而且红硬性也得到了显著提高。      高速钢是一种高碳且含有大量W、Mo、Cr、V、Co等合金元素的合金刃具钢。     高速钢经热处理后，在600℃以下仍然保持高的硬度．可达HRC60以上故可在较高温度条件下保持高速切削能力和高耐磨性。同时具有足够高的强度，并兼有适当的塑性和韧性，这是其他超硬工具材料所无法比拟的。高速钢还具有很高的淬透性．中小型刃具甚至在空气中冷却也能淬透，故有风钢之称。     同碳素刃具钢和合金刀具钢相比，高速钢的切削速度可提高2～4倍，刃具寿命提高8—15倍。     高速钢广泛用于制造尺寸大、切削速度快、负荷重及工作温度高的各种机加工工具。如车刀、刨刀、拉刀、钻头等。此外．还可应用在模具及一些特殊轴承方面。总之．现代工具材料高速打仍占对具材料总量的65％而产值则占70％左右．所以高速钢自问世以来．经百年使用而不衰。     （l）高速钢的化学成分。高速钢是含有大量W、Mo、Cr、V及Co的高碳高合金钢。高速钢成分大致范围如下C07％一165％、W0％一12％、Mo0％～10％、约Cr4%、V1％～5％及Co0%～12%%5，高速钢中也往往含有其它合金元素如Al、Nb、Ti、Si及稀土元素、总量小于2％。     ①碳的作用。碳在淬火加热时溶入基体a相中，提高了基作中碳的浓度，这样既可提高钢的淬透性，又可获得高碳马氏体，进而提高了硬度。高速钢中碳与合金元素Cr、W、Mo、V等形成合金碳化物，可以提高硬度、耐磨性和红硬化高速钢中合碳量必须与合金元素相匹配，过高过低都对其性能有不利影响．每种钢号的合碳量都限定在较窄的范围。所以有人提出平衡碳理论，认为高速钢中含磷量应该满足下式 C=0033W十0063Mo+0060Cr+0200V 此式称为G．steven的平衡碳计算式。式中化学符号代表1／100含量，如W1％（质量）要求有0033％的碳与之相匹配．V1％（质量）要求有）2％的碳相匹配．以下如此类推。     ②合金元素的作用。高速钢的合金代主要是围绕提高红硬性这～中心环节而展开的。加入会金元素Cr、W、Mo、V等．以形成大量细小、弥散、坚硬而又不易聚集长大的合金碳化物．以造成二次硬化效应。通常所形成的强化相有M2C型（如W2C、Mo2C）、 MC型碳化物（如 VC）、 M23C6型碳化物（如 Cr23C6）等。这些碳化物硬度很高．如 VC的硬度可高达 HV2700～2990，并且在高温下不易发生聚集长大。另外、W的存在可提高马氏体的高温稳定优W系高速钢在450～60℃还能保持马氏体晶格特征，以维持高的硬度。同时也使w的碳化物在560℃仍保持极为细小的尺寸．于是提供了二次硬化的能力。     由于对具进行高速切削时，使用温度大体在500—600℃还以上，故高速钢实际上是一种热强钢，即高速钢基体有一定的热强性，而合金元素Cr、W、Mo在高温下固溶强化效果显著，使基体有一定的热强性。这便是高速钢含有大量的Cr、W、Mo等合金元素的目的。     此外，也应指出，Cr的良好作用在于提高钢的淬透性与耐磨性。Cr还能使高速钢在切削过程中的抗氧化作用增强．形成较多致密的氧化股．并减少粘刀现象，从而使刃具的耐磨性与切削性能提高。     有些高速钢中加Co元素可显著提高钢的红硬性，如W2Mo10Cr4Co8〔美国M42）钢在650～660℃时还具有很高的红硬性。Co虽然不是碳化物形成无氟但在退火状态下大部分Co处于a-Fe中．在碳化物MoC中仍有一定的溶解度； 可提高高速钢的熔点，从而使淬火温度提高，使奥氏体中溶解更多的W、 Mo、V等合金元素，可强化基体；Co可促进 回火对合金碳化物的析比还可以起减慢碳化物长大的作用．因此Co可通过细化碳化物而使钢的二次硬化能力和红硬性提高；Co本身可形成CoW金属间化合物，产生弥散强化效果，并能阻止其它碳化物聚集长大。      pendwin("studyself/p42gif")> 图中表示了不同含铅量对高速钢切削寿命、硬度及红硬性的影响。      综上所述．由于高速钢的成分特点．便决定了高速钢在一定的热处理工艺条件下，具有淬透性好、耐磨性及红硬性高的性能特点     （2）高速钢的铸态组织及其压力加工。高速钢在成分上差异较大，但主要合金元素大体相同、所以其组织也很相似。以W18Cr4V钢为例，当钢成接近平衡冷却时。其在室温下的平衡组织为荣氏体十珠光体十碳化物。但在实际生产中，高速钢铸件冷却速度较快．得不到上述平衡组织，这样．高速钢的铸态组织由鱼骨状菜氏体、黑色组织δ共析体及马氏体加残余奥氏体所组成。      高速钢的铸态组织中出现莱氏体．故又称高速钢为莱氏体钢。      高速钢铸态组织中的碳化物含量多达18％一27％，且分布极不均匀。虽然铸锭组织经过开还和轧制，但碳化物的不均匀性仍非常显著。这种不均匀性对钢的力学性能和工艺性能及所制工具的使用寿命均有很大影响。     (3）高速钢的热处理。 高速钢的热处理包括机械加工前的球化退火处理和成形后的淬火回火处理。     ①高速钢球化退火。高速钢锻造以后必须经过球化退火．其目的不仅在于降低钢的硬度，以利于切削加工．而且也为以后的淬火做好组织准备。另外，返修工件在第二次淬火前也要进行球化退火．否则，第二次淬火加热时，晶粒将过分长大而使工件变脆。     ②高速钢淬火。高速钢的热处理工艺曲线如图所示。高速钢的淬火工艺比较特殊即经过两次预热、高温淬火，然后再进行三次高温回火。     高速钢淬火时进行两次预热．其原因在于①高速钢中含有大量合金元素．导热性较差、如果把冷的工件直接放人高温炉中．会引起工件变形或开裂，特别是对大型复杂工件则更为突出。②高速钢淬火加热温度大多数在1200℃以上，如果先预热．可缩短在高温处理停留的时间，这样可减少氧化脱碳及过热的危险性。     高速钢第一次预热温度在600～650℃可烘干工件上的水分。第二次预热温度在800～820℃，使索氏体向奥氏体的转变可在较低温度内发生。     高速钢中含有大量难溶的合金碳化物，淬火加热温度必须足够高才可使合金碳化物溶解到奥氏体中．淬火之后马氏体中的合金元素含量才足够高．而只有合金元素含量高的马氏体才具有高的红硬性。图中已经表示出了淬火温度对奥氏体（或马氏体）内合金元素含量的影响、由此可知，对高速钢红硬性影响最大的合金元素是W、Mo及V只有在1000℃以上时．其溶解量才急剧增加。温度超过1300℃时，各元素溶解量虽然还有增加，但奥氏体晶粒则急剧长大．甚至在晶界处发生熔化现象，致使钢的强度、韧性下降。所以在下发生过热的前提下，高速钢淬火温度越高．其红硬性越民在生产中常以淬火状态奥氏体晶粒的大小来判断淬火加热温度是否合适．对高速钢来说．合适的晶粒度为95～105级。     淬火冷却通常在油中进行．但对形状复杂、细长杆状或薄片零件可采用分级淬火和等温淬火等方法。分级淬火后使残余奥氏体量增加20％～30％，使工件变形、开裂倾向减小，使强度、韧性提高。油淬及分级淬火后的组织为马氏体十碳化物十残余奥氏体。如图所示。     等温淬火也称奥氏体淬火．也有人称之为无变形淬火。等温淬火和分级淬火相比．其主要淬火组织中除马氏体，碳化物、残余奥氏体外，还有了下贝氏体。等温淬火可进一步减小工件变形，并提高韧性。     最后应提出，分级淬火的分级温度停留时间一般不宜太长，否则二次碳化物可能大量析出。等温淬火所需时间较长．随等温时间不同，所获得贝氏作量不同，在生产中通常只能获得40％的回氏体。而等温时间过长可大大增加残余奥氏体量．这需要在等温淬火后进行冷处理或采用多次回火来消除残余奥氏体。否则将会影响回火后的硬度及热 处理质量。     ③高速钢回火。为了消除淬火应力、稳定组织、减少残余奥氏体量、达到所需要的性能．高速钢一般要进行三次560℃的高温回火处理。高速钢的回火转变比较复杂．在回火过程中马氏体和残余奥氏体发生变化，过剩碳化物在回火时不发生变化。        综上所述，高速钢在热处理操作时．必须严格控制淬火加热及回火温度，淬火、回火保温时间，淬火、回火冷却方法。上述工艺参数控制不当，易产生过热、过烧、萘状断口、硬度不足及变形开裂等缺陷．    （4）高速钢系列的演变。目前国内外高速钢的种类约有数十种，按其所含含金元素的不同．可分为三个基本系列．即W系Mo系和W-Mo系等。W系高速钢以W18Cr4V为例．W18Cr4V钢具有很高的打硬性．可以制造在600℃以下工作的工具但在使用中发现W系高速钢的脆性较大，易于产生崩刃现象，其主要原因是碳化物不均匀性较大所致、为此．相应发展了Mo系高速钢。从保证红硬性角度看，Mo与W的作用相认．Mo系高速钢是以Mo为主要合金元素．常用钢种有M1和M10（W2Mo8Cr4V和Mo8Cr4V2）。Mo系高速钢具有碳化物不均匀性小和韧性较高的优成但又存在两大缺点．限制了它的应用一是脱碳倾向性较大．故对热处理保护要求较严二是晶粒长大倾向性较大．易于过热，故应严格控制淬火加热温度，淬火加热温度为 1175～1220℃（W系高速钢淬火温度为1250～1280℃）。      自50年代以来，又发展了特殊用途的高速钢．包括      ①高钒高速钢。高钒高速钢主要是为适应提高耐磨性的需要而发展起来的．最早形成9Cr4V2钢、为了进一步提高钢的红硬性和耐磨性而形成了高碳高钒高速钢，如W12Cr4V4Mo及W6Mo5Cr4V3。增加V含量会降低钢的可磨削性能使高钒钢应用受到一定限制。    通常含V约3%的钢．尚可允许制造较复杂的刃具．而含V量为4％～5%时．则宜制造形状简单或磨削量小的刃具。      ②高钴高速钢。含Co高速钢是为适应提高红硬性的需要而发展起来的。     在高 Co高速钢中通常含有 Co5％～ 12%，如 W7Mo4Cr4V2Co5、W2Mo9Cr4VCo8等。但随着含Co量的增加．会使钢的脆性及脱碳倾向性增大．故在使用及热处理时应予以注意．例如含Co10％的钢已不适宜于制造形状复杂的薄刃工具。     ③超硬高速钢超硬高速钢是为了适应加工难切削材料（如耐热合金等）的需要，在综合高碳高钒高速钢与高碳高钴高速钢优点的基础上而发展起来的。这种钢经过热处理后硬度可达HRC68～70，具有很高的红硬性与切屑性能。典型钢种为美国的M42（W2Mol0Cr4VCo8）和M44（W6Mo5Cr4V2Co12）等。      （5）发挥高速钢性能潜力的途径     ①提高含碳量。近年来，世界各国都普通趋向提高高速钢的含碳量，其目的是增加钢中碳化物的含量．以获得最大的二次硬化效应。但含碳量过高会增加碳化物的不均匀性．使钢的塑性、韧性下降．还会导致钢的熔点降低．碳化物聚集长大倾向性增大这对钢的组织和性能不利。自70年代以来，人们提出用平衡碳理论（前面已讲过）来计算高速钢的最佳含碳量。      例如，W18Cr4V钢含碳量为07％～08%按平衡假理论计算，其合碳量应提高至09％～10%，淬火回火后其硬度才可达HRC67～68， 625℃回火时其红硬性提高三个HRC读数。      ②进一步细化碳化物。前已指出，细化碳化物可提高动性、防止崩刃，是充分发挥高速钢性能潜力的重要方法。除了在生产中采用锻、轧方法外．还可采用以下措施．一是改进冶炼、浇注工艺．以减少碳化物的偏析，如生产上采用电渣重溶可以显著细化菜氏体共晶组织．改善钢中碳化物的不均匀性。在浇注工艺上宜采用200一300kg的小锭．使钢液凝固速度加快，以减少钢锭中的宏观液析。二是采用粉末冶金方法，从根本上消除菜氏体共晶组织．以彻底解决高速钢中碳化物的不均匀性。采用这种方法可以得到极为细小的碳化物（＜ 1um），而且分布均匀。与普通方法生产的高速钢相比．这种方法可提高钢的韧性与红硬性。但粉末冶金生产高速钢的主要缺点是．成本高，质量 不稳定。      ③表面处理工艺的应用。为了进一步提高高速钢的切削能力在淬火回火后还可进行表面处理。例如，蒸汽处理、低温氰化、软氮化、硫氮共渗或采用硫氛共修一蒸汽处理的复合工艺等。如哈尔滨一工具厂采用蒸汽处理后可使钻头寿命提高20％左右。      应该指出，高速钢的表面处理是在最终热处理后进行的．故表面处理的温度不应超过回火温度，以免使刀具软化。同时因刃具已成形，故应防止刃具发生变几间）高速钢的发展方向。在国外，通过研究已探索出新的合主化方案．当前已在生产中形成初见成效的两个方向；      ①低碳高速钢（M60～67）。这种钢是采用含Co超硬高速钢的合金成分．将碳量降至02％左右，通过渗碳及随后的淬火、回火．使表层达到超高硬度（HRC70）故又称渗碳高速钢。      ②无碳的时效型高速钢。这种钢是在高w高Mo的基础上．加入15%以上的Co．甚至可高达25％的Co，经固溶处理加时效以后．硬度可达HRC68～70，它的红硬性比一般高速钢高100℃、比含Co的超硬型高速钢高50℃以上。经L述处理后可使工具的切削性能、高温强度及耐磨性发生重大变化。      1975年在法国的国际高速钢会议上有人提出，含有低碳（约01％）高W（约20％）高钴（25％）的高速钢．在600一650℃回火时．拆出（Fe、Co)7W6型金属问他合物。当温度上升到650～670℃时，其硬度可达HRC68，在720℃回火时，硬度仍保持HRC60。      此类型的高速钢切削钛合金时．其寿命比W18Cr14V高出20～30倍。    对于目前正在使用的各种高速钢．仍需进一步研究各种合金元空（包括残余元素和微量合金元素）的作用，以便进一步提高其使用性能和工艺性能。      最后应指出，目前高速钢的使用范围已经超出了切削工具范围．已开始在模具方面应用。近年来多辊轧辊以及高温弹簧、高温轴承和以高温强度、耐磨性能为主要要求的零件，实际上都是高速钢可以发挥作用的领域。 　 16．3模具用钢      模具是机械制造、无线电仪表、电机电器等工业部门中制造零件的主要加工工具。模具的质量直接影响着压力加工工艺的质量、产品的精度产量和生产成本、而模具的质量与使用寿命除了靠合理的结构设计和加工精度外，主要受模具材料和热处理的影响。因此，为了正确选用钢材，制订和改进热处理工艺，提高模具的使用寿命，必须对模具的工作条件、失效形式及其对钢材的性能要求进行综合分析，寻找失效的主要固氮以确定材料的种类，进而确定最佳冷、热加工工艺和强化措施，从而做到材尽其用。     模具钢是用来制造冷冲模、热锻模压铸模等模具的钢种其品种繁多．在我国国标中多达数十种。但是．根据模具的使用性质可以分为两大类；使金属在冷状态下变形的冷模具钢．其冷模的工作温度一般小于250℃使金属在热状态下变形的热模具钢．其模腔的表面温度高于600℃。 一、冷作模具钢     冷作模具钢包括制造冲截用的模具（落料冲孔模、修边模、冲头、剪刀）、冷镦模和冷挤压模、压弯模及拉丝模等     1冷作模具钢的工作条件及性能要求     冷作模具钢在工作时．由于被加工材料的变形抗力比较大，模具的工作部分承受很大的压力、弯曲力、冲击力及摩擦力。因此，冷作模具的正常报废原因一般是磨损．也有因断裂、崩力和变形超差而提前失效的。    冷作模具钢与刃具钢相比．有许多共同点。要求模具有高的硬度和耐磨性、高的抗弯强度和足够的韧性，以保证冲压过程的顺利进行、其不同之处在于模具形状及加I工艺复杂．而且摩擦面积大．磨损可能性大．所以修磨起来困难。因此要求具有更高的耐磨化模具工作时承受冲压力大．又由于形状复杂易于产生应力集中，所以要求具有较高的韧性；模具尺寸大、形状复杂．所以要求较高的淬透性、较小的变形及开裂倾向性。总之，冷作模具钢在淬透性、耐磨性与韧性等方面的要求要较刃具钢高一些．而在红硬性方面却要求较低或基本上没要求（因为是冷态成形），所以也相应形成了一些适于做冷作模具用的钢种，例如，发展了高耐磨、微变形冷作模具用钢及高韧性冷作模具用钢等。下面结合有关钢种选用进一步说明。      2钢种选择      通常接冷作模具的使用条件，可以将钢种选择分为以下四种情况     （1）尺寸小、形状简单、轻负荷的冷作模具。例如．小冲头，剪落钢板的剪刀等可选用T7A、 T8A、T10A、T12A等碳素工具钢制造。这类钢的优点是；可加工性好、价格便宜、来源容易。但其缺点是淬透性低、耐磨性差、淬火变形大。因此，只适于制造一些尺寸小、形状简单、轻负荷的工具以及要求硬化层不深并保持高韧性的冷像模等。     （2）尺寸大、形状复杂、轻负荷的冷作模具。常用的钢种有9SiCr、CrWMn、GCr15及 9Mn2V等低合金刃具钢。这些钢在油中的淬透直径大体上可达40mm以上。其中9Mn2V钢是我国近年来发展的一种不含Cr的冷作模具用钢．可代替或部分代替含Cr的钢。      9Mn2V钢的碳化物不均匀性和淬火开裂倾向性比CrWMn钢小、脱碳倾向性比9SiCr钢小，而淬透性比碳素工具钢大．其价格只比后者高约30％因此是一个值得推广使用的钢种。      但9Mn2V钢也存在一些缺点如冲击韧性不高，在生产使用中发现有碎裂现象．另外回火稳定性较差，回火温度一般不超过180℃在200℃回火时抗弯强度及韧性开始出现低值。      9Mn2V钢可在硝盐、热油等冷却能力较为缓和的淬火介质中淬火。对于一些变形要求严格而硬度要求又不很高的模具，可采用奥氏体等温淬火。     （3）尺寸大、形状复杂重负荷的冷作模具。须采用中合金或高合金钢．如Cr12Mo、 Crl2MoV、 Cr6WV Cr4W2MoV等，另外也有选用高速钢的。      近年来用高速钢做冷作模具的倾向巴日趋增大、但应指出，此时已不再是利用高速钢所特有的红硬性长处．而用它的高淬透性和高耐磨性。为此．在热处理工艺上也应有所区别。      选用高速钢做冷模具时．应采用低温淬火．以提高韧性。例如 W18Cr4V钢做刃具时常用的淬火温度为1280-1290℃。而做冷作模具时，则应采用1190℃的低温淬火。又如 W6Mo5Cr4V2钢．采用低温淬火后可使寿命大大提高、特别是显著减少了折损率。    〔4)受冲击负荷且刀间单薄的冷作模具。如上所述．前三类冷作模具用钢的使用性能要求均以高耐磨性为主为此均采用高碳过共析钢乃至荣氏体钢。而对有的冷作模具加切边楼、冲裁模等．其对口单薄．使用时又受冲击负荷作用则应以要求高的冲击韧性为主。为了解决这一矛盾．可采取以下措施．①降低合碳量．采用亚共折钢．以避免由于一次及二次碳化物而引起钢的韧性下降；②加入Si．、Cr等合金元素．以提高钢的回火稳定性和回火温度（240一270℃回火）这样有利于充分消除淬火应力使叽提高．而又不致降低硬度；②加入W等形成难熔碳化物的元素以细化晶粒、提高韧性。常用的高韧性冷作模具用钢有6SiCr、4CrW2Si；、5CrW2Si等。      3充分发挥冷作模具钢性能潜力的途径     在用Cr12型钢或高速钢做冷作模具时，一个很突出的问题是钢的脆性大．使用中易开裂。为此，必须用充分锻打的方法细化碳化物．除此之外应发展新钢种。发展新钢种的着眼点，应是降低钢的含碳量及碳化物形成元素的数量。近年来国内研制并推广以下几种新钢种、如表411所示。     Cr4W2MoV 钢具有高硬巨、高耐磨性和淬透性好等优点．并具有较好的回火稳定性及综合力学性能．用干制造硅钢片冲模等．可使寿命比Cr12MoV钢提高1～3倍以上但此钢锻造温区范围较窄，锻造河县开裂．应严格控制锻造温度和操作规认Cr2Mn2SiWMoV钢淬火温度低、淬火变形小、淬透性高．有空淬微变形模具钢之称7W7Cr4MoV钢可代W18Cr4V和Cr12MoV钢．其特点是钢的碳化物不均匀性和韧性得到很大的改善。 二、热作模具钢     1热作模具的工作条件     热作模具包括锤锻模、热挤压模和压铸模三类。如前所述．热作模具工作条件的主要特点是与热态金属相接触、这是与冷作模具工作条件的主要区别。因此会带来以下两方面的问题    （l）模腔表层金属受热。通常锤锻模工作时．其模腔表面温度可达300～400℃以上热挤压模可达500一800℃以上；压铸模模腔温度与压铸材料种类及浇注温度有关。如压铸黑色金属时模腔温度可达1000℃以上。这样高的使用温度会使模腔表面硬度和强度显著降低，在使用中易发生打垛。为此．对热模具钢的基本使用性能要求是热塑变抗力高，包括高温硬度和高温强度、高的热塑变抗力，实际上反映了钢的高回火稳定性。由此便可以找到热模具钢合金化的第一种途径，即加入Cr、W、Si．等合金元素可以提高钢的回火稳定性。    （2）模腔表层金属产生热疲劳（龟裂）。热模的工作特点是具有间歇性．每次使热态金属成形后都要用水、油、空气等介质冷却模腔的表面。因此．热模的工作状态是反复受热和冷却，从而使模腔表层金属产生反复的热胀冷缩，即反复承受拉压应力作用．其结果引起模腔表面出现龟裂，称为热疲劳现象，由此，对热模具钢提出了第二个基本使用性能要求．即具有高的热疲劳抗力。一般说来，影响钢的热疲劳抗力的因素主要有     ①钢的导热性。钢的导热性高，可使模具表层金属受热程度降低，从而减小钢的热疲劳倾向性。一般认为钢的导热性与合碳量有关，含碳量高时导热性低，所以热作模具钢不宜采用高碳钢。在生产中通常采用中碳钢（C03%5～06%）合碳量过低．会导致钢的硬度和强度下降．也是不利的。     ②钢的临界点影响。通常钢的临界点（Acl）越高．钢的热疲劳倾向性越低。因此．一般通过加入合金元素Cr、W、Si、引来提高钢的临界点。从而提高钢的热疲劳抗力。    2常用热作模具用钢    （1）锤锻模用钢。一般说来，锤锻模用钢有两个问题比较突出一是工作时受冲击负荷作用．故对钢的力学性能要求较高，特别是对塑变抗力及韧性要求较高；二是锤锻模的截面尺寸较大（＜400mm）故对钢的淬透性要求较高，以保证整个模具组织和性能均匀。     常用锤锻楼用钢有5CrNiMo、 5CrMnMo、 5CrNiW、 5CrNiTi及5CrMnMoSiV等。不同类型的锤眼模应选用不同的材料。对特大型或大型的锤锻模以5CrNiMo为好．也可采用5CrNiTi、5CrNiW或5CrMnMoSi等。对中小型的锤锻模通常选用5CrMnMO钢。     （2）热挤压模用钢，热挤压模的工作特点是加载速度较慢，因此，模腔受热温度较高，通常可达500一800℃。对这类钢的使用性能要求应以高的高温强度(即高的回火稳定性）和高的耐热疲劳性能为主。对ak及淬透性的要求可适当放低。一般的热挤压模尺寸较小，常小于 70～90 mm。     常用的热挤压模有4CrW2Si、3Cr2W8V及5％Cr型等热作模具钢．其化学成分如表416所示。     其中4CrW2Si．既可做冷作模具钢，又可做热作模具钢．由于用途不同，可采用不同热处理方法。作冷模时采用较低的淬火温度（870—900℃）及低温或中温回火处理；作热模时则采用较高的淬火温度（一般为950一1000℃）及高温回火处理。    （3）压铸模用钢。从总体上看，压铸模用钢的使用性能要求与热挤压模用钢相近，即以要求高的回火稳定性与高的热疲劳抗力为主。所以通常所选用的钢种大体上与热挤模用钢相同．如常采用4CrW2Si．和3Cr2W8V等钢。但又有所不同如对熔点较低Zn合金压铸模．可选用40Cr、30CrMnSi及40CrMo等；对Al和Mg合金压铸模，可选用4CrW2Si、4Cr5MoSiV 等对Cu合金压铸模．多采用3Cr2W8V钢。     近年来．随着黑色金属压铸工艺的应用，多采用高熔点的铝合金和镍合金．或者对3Cr2W8V钢进行Cr-Al-SI三元共渗，用以制造黑色金属压铸模。最近国内外还正在试验采用高强度的铜合金作黑色金属的压铸模材料。 三、塑料模具用钢     目前塑料制品的应用日益广泛．尤其是在日常生活用品、电子仪表、电器等行业中应用十分广泛．已向塑料制品化方向发展。塑料制品大多采用模压成型，因而需要模具。模具的结构形式和质量对塑料制品的质量和生产效率有直接影响。     压制塑料有两种类型．即热塑性塑料和热固性塑料。热固性塑料如胶木粉等．都是在加热、加压下进行压制并永久成形的．胶木模周期地承受压力并在150～200℃温度下持续受热。热塑性塑料加聚氯乙烯等，通常采用注射模塑法，塑料是在单独的加热空加热，然后以软化状态注射到较冷的塑模中，施加压力，从而使之冷硬成形。注射模的工作温度为120一260℃，工作时通水冷却型腔，故受热、受力及受磨损程度较轻。值得注意的是含有氯、氟的塑料．在压制时析出有害的气体，对模腔有较大的侵蚀作用。     综上所述．对塑料模具提出如下要求①钢料纯净．要求夹杂物少、偏析少，表面光洁度高；②表面耐磨抗蚀，并要求有一定的表面硬化层，表面硬一般在HRC45以上③足够的强度和韧性④热处理变形小．以保证互换性和配合精度。塑料模具的制造成本高材料费用只占模具成本的极小部分，因此选用钢材时．应优先选用工艺性能好性能稳定和使用寿命较长的钢种。塑料模具用钢可分以下几类；     ①适于冷挤压成形的塑料模用钢是工业纯铁和10、15， 20、20Cr钢。其加工工艺路线锻造-退火-粗加工-冷挤压成形-高温回火-加工成形-渗碳-淬火-回火-抛光-镀铬-装配。      ②对于中小型、且不很复杂的模具．可用T7A、T10A、9Mn2V、CrWMn、Cr2钢等。对于大型塑料模具可采用4Cr5MoSiV或PDAHT-1钢C08％一09％、Mn18％～2．2%、≤Si035％、Cr09％～11％、Mo12％一15％、V01％一03％）在要求高耐磨性时也可采用Cr12MoV钢。其加工工艺路线；锻造-退火-粗加工-调质或高温回火-精加工-淬火-回火-钳工抛光-镀铬-抛光装配。     ③复杂、精密模具使用18CrMnTi 12CrNi3A和12Cr2Ni4A等渗碳钢．其加工工艺路线同上述①所示。     ④压制会析出有害气体并与钢起强烈反应的塑料．可采用马氏体不锈钢2Cr13或3Cr13钢。模具加热温度在950一1000℃油淬．并在200～220℃回火。热处理后其HRC=45—50，这类模具不需要镀铬。     塑料模具在淬火加热时应注意保护，防止表面氧化脱碳。热处理后最好先镀铝．以防目腐蚀、防止粘附，这样既易于脱模．又可提高耐磨性。 四、表面硬化技术在模具钢中的应用     随着工业生产的发展，对产品质量的要求日益严格，因而对模具的要求越来越高，相应地对模具也提出了高精度、高硬度、高耐磨性和高耐蚀性的要求。一般的模具经淬火、回人处理后便可满足要求．但对上述要求的模具应在淬火、回火处理基础上采用表面硬化处理，其方法如下     ①氮化处理（气体氮化、软氮化、离子氮化等）渗金属（渗Cr、Ae．Si．、B、V等）及气相沉积等方法．皆可提高模具的寿命。     ②水蒸气处理。在水蒸气中对金属进行加热．在金属表面上将生成Fe3O4，处理温度在550℃左右、通过水蒸气处理之后．金属表面的磨擦系数将大力降低。这种技术主要用于淬火、回火的高合金模具钢的表面处理中。     ③电火花表面强化。电火花表面强化是提高模具寿命的一种有效方法。它是利用火花放电时释放的能量．将一种导电材料溶渗到工件表面，构成合金化表面强化层．从而起到改善表面的物理化学性能的目的。     该工艺有如下特点电火花强化层是电极与工件材料的合金展强化层与基体结合牢固、耐冲击不剥落；强化处理时．工件处于冷态区放电点极小、时间短、不退火，不变形等。模具经电火花强化后．将大大提高模具表面的耐热性、耐蚀性、坚硬性和耐磨性，可获得较好的经济效果。     模具一定要在淬火、回火处理后再进行强化处处理；操作要细心，电极沿被强化表面的移动速区要均匀、要控制好时间模具经电火花强化处理后．表面产生残余拉应力，因此要补加一道低于回火温度30—50℃的去应力处理。     例如，某厂冲不锈钢板落料模．原来一次刃磨寿命高 15000次，经电火花强化后．冲90000次未发现磨损．寿命提高 5倍。因此被广泛应用于模具、刃具及量具等工具。     ④离子电镀的应用。离子电镀是1963年提出的．直到70年代才在工程上实现．并应用于工具和模具的表面硬化中。离子电镀具有如下特点离子电镀时可以在500℃以下温度进行．如果选择好处理方法和条件．可以在100℃以下的温度进行；离子电镀与材料无关。可得到HV=2 000以上的硬化层；能得到各种金属和化合物的保护膜，且膜致密；无公害、无爆炸等危害。 16．4 量具用钢 一、量具的工作条件及量具用钢的性能要求     量具是用来度量工件尺寸的工具，如卡尺、块规、塞规及千分尺等。由于量具在使用过程中经常受到工件的磨擦与碰撞，而雨量具本身又必须具备非常高的尺寸精确性和恒定性．因此要求具有以下性能    （1）高硬度和高耐磨性．以此保证在长期使用中不致被很快磨损，而失去其精度。    （2）高的尺寸稳定性．以保证量具在使用和存放过程中保持其形状和尺寸的恒定。    （3）足够的韧性．以保证量具在使用时不致因偶然因素——碰撞而损坏。    （4）在特殊环境下具有抗腐蚀性。 二、常用量具用钢     根据量具的种类及精度要求，量具可选用不同的钢种    （1）形状简单、精度要求不高的量具．可选用碳素工具钢．如T10A、TllA。T12A。由于碳素工具钢的淬透性低，尺寸大的量具采用水淬会引起较大的变形。因此．这类钢只能制造尺寸小、形状简单、精度要求较低的卡尺、样板、量规等量具。    （2）精度要求较高的量具（如块规、塞规料通常选用高碳低合金工具钢。如Cr2、CrMn、 CrWMn及轴承钢GCr15等。由于这类钢是在高碳钢中加入Cr、Mn、W等合金元素，故可以提高淬透性、减少淬火变形、提高钢的耐磨性和尺寸稳定性。    （3）对于形状简单、精度不高、使雨中易受冲击的量具，如简单平样板、卡规、直尺及大型量具，可采用渗碳钢15． 20、15Cr、20Cr等。但量具须经渗碳、淬火及低温回火后使用。经上述处理后．表面具有高硬度、高耐磨性、心部保持足够的韧性。也可采用中碳钢50、55 60、65制造量具．但须经调质处理．再经高频淬火回火后使用．亦可保证量具的精度。    （4）在腐蚀条件下工作的量具可选用不锈钢4Cr13、9Cr18制造．经淬火、回火处理后可使其硬度达HRC56—58，同时可保证量具具有良好的耐腐蚀性和足够的耐磨性。   若量具要求特别高的耐磨性和尺寸稳定性．可选渗氮钢38CrMoAl或冷作模具钢Cr12MoV。   3CrMoAl钢经调质处理后精加工成形，然后再氯化处理．最后需进行研磨。Cr12MoV钢经调质或淬火、回火后再进行表面渗氮或碳、氮共渗。两种钢经上过热处理后．可使量具具有高耐磨性、高抗蚀性和高尺寸稳定性。 三、量具钢的热处理     量具钢热处理的主要特点是在保持高硬度与高耐磨性的前提下，尽量采取各种措施使量具在长期使用中保持尺寸的稳定。量具在使用过程中随时间延长而发生尺寸变化的现象称为量具的时效效应。这是因为．①用于制造量具的过共析钢淬火后含有一定数量的残余奥氏体，残余奥氏体变为马氏体引起体积膨版。②马氏体在使用中继续分解，正方度降低引起体积收缩③残余内应力的存在和重新分布，使弹性变形部分地转变为塑性变形引起尺寸变化。因此在量具的热处理中．应针对上述原因采用如下热处理措施    （1）调质处理。其目的是获得回火索氏体组织，以减少淬火变形和提高机械加工的光洁度。    （2）淬火和低温回火。量具钢为过共析钢．通常采用不完全淬火加低温回火处现在保证硬度的前提下，尽量降低淬火温度并进行预热，以减少加热和冷却过程中的温差及淬火应力。量具的淬火方式为油冷（20～30℃）不宜采用分级淬火和等温淬火．只有在特殊情况下才予以考虑。一般采用低温回火，回火温度为150～160℃，回火时间不应小于4～5h    （3）冷处理。高精度量具在淬火后必须进行冷处理．以减少残余奥氏体量．从而增加尺寸稳定性。冷处理温度一般为一70—－80℃并在淬火冷却到室温后立即进行，以免残余奥氏体发生陈化稳定。    （4）时效处理。为了进一步提高尺寸稳定性，淬火、回火后．再在120～150℃进行24～36 h的时效处理，这样可消除残余内应力，大大增加尺寸稳定性而不降低其硬度。总之．量具钢的热处理为除了要进行一段过共析钢的正常热处理（不完全淬火十低温回火）之外．还需要有三个附加的热处理工序．即淬火之前进行调质处理、正常淬火处理之间的冷处理、正常热处理之后的时效处理。

不锈钢 171概述     不锈钢是石油、化工、化肥、合成纤维和石油提炼等工业部门中广泛使用的金属材和许多容器、管道、阀门、泵等一般都因与各种腐蚀性介质接触遭受腐蚀而报废。据统计，全世界每年因腐蚀而报废的钢材约占钢材年产量的1／4。而不锈钢的产量占钢铁总产量的1％。因此，材料受到腐蚀而失效是当今材料研究与发展中的三大主要问题之一（另两个问题是疲劳与磨损）。     不锈钢是指具有抗腐蚀性能的一类钢种。通常所说的不锈钢是不锈钢与耐酸钢的总称。不锈钢不一定耐酸，但耐酸钢同时又是不锈钢。所谓不锈钢是指能抵抗大气及弱腐蚀介质腐蚀的钢种。腐蚀速度＜0．01 mm／年者分完全耐蚀腐蚀速度＜01 mm／年者为耐蚀。所谓的耐酸钠是指在各种强腐蚀介质中能耐他的钢．腐蚀速度＜01mm／年者为完全耐蚀，腐蚀速度＜1mm／年者为耐蚀。因此．不锈钢并不是不腐蚀、只不过腐 蚀速度较慢而已、绝对不被腐蚀的钢是不存在的。     值得注意的是在同一介质中．不同种类的不锈钢腐蚀速度大不相同而同一种不锈钢在不同的介质中腐蚀行为也大不一样。例如．Ni-Cr不锈钢在氧化性介质中的耐蚀性很好．但在非氧化介质中(如盐酸）的耐蚀性就不好了。因此掌握各类不锈钢的特点、对于正确选择和使用不锈钢是很重要的。     不锈钢不仅要耐蚀，还要承受或传递载荷，因此还需要具有较好的力学性能。不锈钢一般以板、管等型材加工成构件或零件，因此．要有良好的切削加工性能和良好的焊接性能。     不锈钢按典型正火组织分为铁素体（F）型不锈钢，马氏体〔M)型不锈钢、奥氏体（A）型不锈钢及奥氏体-铁素体（A-F）双相型不锈钢及沉淀硬化或过渡型）不锈钢。 172金属腐蚀 一、金属的腐蚀过程     在外界介质的作用下使金属逐渐受到破坏的现象称为腐蚀。腐蚀基本上有两种形式．化学腐蚀和电化学腐蚀。在生产实际中遇到的腐蚀主要是电化学腐蚀，化学腐蚀中不产生电流，巨在腐蚀过程中形成某种腐蚀产物。这种腐蚀产物一般都覆盖在金属表面上晒成一层膜 ，使金属与介质隔离开来。如果这层化学生成物是稳定、致密、完整并同金属表层牢固结合的，则将大大减轻甚至可以防止腐蚀的进一步发展，对金属起保护作用。形成保护膜的过程称为钝化。例如，生成SiO2、Al2O3、Cr2O3等氧化膜 ，这些氧化膜结构致密、完整、无疏松、无裂纹且不易剥落，可起到保护基体金属、避免继续氧化的作用。例如铁在高温氧化时生成的Fe2O3。反之，有些氧化膜是不连续的 ，或者是多孔状的．对基体金属没有保护作用。例如．有些金属的氧化物，如Mo2O3、WO3在高温下具有挥发性 ，完全没有覆盖基体的保护作用。      可见，氧化膜的产生及氧化膜的结构和性质是化学腐蚀的重要特征。因此，提高金属耐化学腐蚀的能力 ，主要是通过合金化或其它方法，在金属表面形成一层稳定的、完整阶致密的并与基体结合牢固的氧化膜（也称为钝化膜入电化学腐蚀是金属腐蚀的更重要、更普遍的形式它是由不同的金属或金属的不同朝之间的电极电位不同而构成原电池所产生的。这种原电池腐蚀是在显微组织之间产生的故又称之为微电池腐蚀。电化学腐蚀的特点是有电介质存在 ，不同金属之间、金属微区之间或相之间有电位差异连通或接触，同时有腐蚀电流产生。 二、腐蚀类型     金属材料在工业生产中的腐蚀失效形式是多种多样的。不同材料在不同负荷及不同介质环境的作用下，其腐蚀形式主要有以下几类     一般腐蚀金属裸露表面发生大面积的较为均匀的腐蚀，虽降低构件受力有效面积及其使用寿命，但比局部腐蚀的危害性小。     晶间腐蚀指沿品界进行的腐蚀，使晶粒的连接遭到破坏。这种腐蚀的危害性最大，它可以便会金变脆或丧失强度，敲击时失去金属声响，易造成突然事故。品同腐蚀为奥氏体不锈钢的主要腐蚀形式，这是由于品界区域与晶内成分或应力有差别 ，引起品界区域电极电位显著降低而造成的电极电位助差别所致。     应力腐蚀金属在腐蚀介质及拉应力（外加应力或内应力）的共同作用下产生破裂现象。断裂方式主要是沿晶的、也有 穿晶的，这是一种危险的低应力脆性断裂、在氯化和碱性氛氧化物或其它水溶性介质中常发生应力腐蚀，在许多设备的事故中占相当大的比例。     点腐蚀点腐蚀是发生在金属表面局部区域的一种腐蚀破坏形式、点腐蚀形成后能迅速地向深处发展，最后穿透金属。点腐蚀危害性很大庸 ，尤其是对各种容器是极为不利的。出现点腐蚀后应及时磨光或涂漆，以避免腐蚀加深。     点腐蚀产生的原因是在介质的作用下，金属表面钝化膜受到局部损坏而造成的。或者在含有氯离子的介质中，材料表面缺陷疏松及非金属夹杂物等都可引起点腐蚀。     腐蚀疲劳金属在腐蚀介质及交变应力作用下发生的破坏、其特点是产生腐蚀坑和大量裂纹。显著降低钢的疲劳强度，导致过早断裂。腐蚀疲劳不同于机械疲劳，它没有一定的疲劳极限 ，随着循环次数的增加，疲劳强度一直是下降的。     除了上述各种腐蚀形式以外，还有由于宏观电池作用而产生的腐蚀。例如，金属构件中铆钉与铆接材料不同、异种金属的焊接、船体与螺旋桨材料不同等因电极电位差别而造成的腐蚀。     从上述腐蚀机理可见，防止腐蚀的着眼点应放在尽可能减少原电池数量，使钢的表面形成一层稳定的、完整的、与钢的基体结合牢固的钝化膜；在形成原电池的情况下 ，尽可能减少两极间的电极电位差。 173不锈钢的合金化原理     提高钢耐蚀性的方法很多，如表面镇一层耐蚀金属、涂敷非金属层、电化学保护和改变腐蚀环境介质等。但是利用合金化方法 ，提高材料本身的耐蚀性是最有效的防止腐蚀破坏的措施之一，其方法如下；    （1）加入合金元素，提高钢基体的电极电位，从而提高钢的抗电化学腐蚀能力。一般住钢中加入Cr、Ni、Si多元素均能提高其电极电位。由于Ni较缺，Si的大量加入会使钢变脆，因此 ，只有Cr才是显著提高钢基体电极电位常用的元素。     Cr 能提高钢的电极电位，但不是呈线性关系、如图51所示。实验证呼钢的电极电位随合金元素的增加，存在着一个量变到质变的关系，遵循1/8规律。当Cr含量达到一定值时即1／8原子（l／8、2／8、3/8……）时 ，电极电位将有一个突变。因此，几乎所有的不锈钢中，Cr含量均在12%5（原子）以上，即 117%（质量）以上。     （2）加入合金元素使钢的表面形成一层稳定的、完整的与钢的基体结合牢固的纯化膜。从而提高钢的耐化学腐蚀能力。如在钢中加入 Cr,SiAl等合金元素 ，使钢的表层形成致密的Cr2O3,SiO2,Al2O3等氧化膜 ，就可提高钢的耐蚀性。     （3）加入合金元素使钢在常温时能以单相状态存在，减少微电池数目从而提高钢的耐蚀性。如加入足够数量的Cr或Cr－Ni,使钢在室温下获得单相铁 素体或单相奥氏体。     （4）加入Mo、Cu等元素，提高钢抗非氧化性酸腐蚀的能力。     （5）加入Ti，Nb等元素，消除Cr的晶间偏析，从而减轻了晶问腐蚀倾向。     （6）加入Mn、N等元素，代替部分Ni获得单相奥氏体组织，同时能大大提高铭不锈钢在有机酸中的耐蚀性。 174不锈钢的种类和特点     不锈钢有两种分类法一种是按合金元素的特点，划分为铬不锈钢和铬镍不锈钢；另一种是按在正火状态下钢的组织状态 ，划分为M不锈钢、F不锈钢、A不锈钢和A一F双相不锈钢。 一、马氏体不锈钢     典型的马氏体不锈钢钢号有1Cr13～4Cr13和9Cr18等     1Cr13钢加工工艺性能良好。可不经预热进行深冲、弯曲、卷边及焊接。2Crl3冷变形前不要求预热，但焊接前需预热 ，ICrl3、2Cr13主要用来制作耐蚀结构件如汽轮机叶片等，而3Cr13、4Cr13主要用来制作医疗器械外科手术刀及耐磨零件；9Cll8可做耐蚀轴承及刀具。 二、铁素体不锈钢     铁素作不锈钢的含Cr量一般为13％～30％合碳量低于025%。有时还加入其它合金元素。金相组织主要是台铁 素体，加热及冷却过程中没有α<=>γ转变，不能用热处理进行强化。抗氧化性强，加入合金元素比可在有机酸及 含Cl-的介质中有较强的抗蚀。同时，它还具有良好的热加工性及一定的冷加工性。铁体不锈钢主要用来制作要求有较高的耐蚀性而强度要求较低的构件，广泛用于制造生产硝酸、氮肥等设备和化工使用的管道等。     典型的铁案体不锈钢有Crl7型、Cr25型和Cr28型,其成分性能及热处理工艺如pendwin("studyself/t53gif")>表所示 三，奥氏体不锈钢     奥氏作不锈钢是克服马氏作不锈钢耐蚀性不足和铁素体不锈钢脆性过大而发展起来的。基本成分为Crl8％、Ni8％简称18－8钢。其特点是合碳量低于01％，利用Cr、Ni配合获得单相奥氏体组织。     奥氏作不锈钢一般用于制造生产硝酸、硫酸等化工设备构件、冷冻工业低温设备构件及经形变强化后可用作不锈钢弹簧和钟表发条等。     奥氏体不锈钢具有良好的抗均匀腐蚀的性能，但在局部抗腐蚀方面，仍存在下列问题     1奥氏体不锈钢的晶间腐蚀     奥氏作不锈钢在450～850℃保温或缓慢冷却时，会出现晶问腐蚀。合碳量越高，晶间蚀倾向性越大。此外，在焊接件的热影响区也会出现 晶间腐蚀。这是由于在晶界上析出富Cr的Cr23C6。使其周围基体产生贫铬区，从而形成腐蚀原电池而造成的。这种晶间腐蚀现象在前面提到的铁 素体不锈钢中也是存在的。     工程上常采用以下几种方法防止晶间腐蚀    （1）降低钢中的碳量，使钢中合碳量低于平衡状态下在奥氏体内的饱和溶解度，即从根本上解决了铬的碳化物（Cr23C6）在晶界上 析出的问题。通常钢中合碳量降至003％以下即可满足抗晶间腐蚀性能的要求。    （2）加入Ti、Nb等能形成稳定碳化物（TiC或NbC）的元素，避免在晶界上析出Cr23C6，即可防上奥氏体不锈钢的晶间腐蚀。    （3）通过调整钢中奥氏体形成元素与铁素体形成元素的比例，使其具有奥氏体+铁索体双相组织，其中铁素体占5％一12％。这种双相组织不易产生晶间腐蚀。    （4）采用适当热处理工艺，可以防止晶间腐蚀，获得最佳的耐蚀性。 2奥氏体不锈钢的应力腐蚀     应力（主要是拉应力）与腐蚀的综合作用所引起的开裂称为应力腐蚀开裂，简称SCC（Stress Crack Corrosion）。奥氏体不锈钢容易在含氯离子的腐蚀介质中产生应力腐蚀。当合Ni量达到8％一10％时，奥氏体不锈钢应力腐蚀倾向性最大，继续增加 含Ni量至45％～50％应力腐蚀倾向逐渐减小，直至消失。     防止奥氏体不锈钢应力腐蚀的最主要途径是加入Si2％～4％并从冶炼上将N含量控制在004％以下。此外还应尽量减少P、Sb、Bi、As等杂质的含量 。另外可选用A-F双用钢，它在Cl-和OH-介质中对应力腐蚀不敏感。当初始的微细裂纹遇到铁素体相后不再继续扩展，体素体含量应在6%左右。 3奥氏作不锈钢的形变强化     单相的奥氏体不锈钢具有良好的冷变形性能，可以冷拔成很细的钢丝，冷轧成很薄的钢带或钢管。经过大量变形后，钢的强度大力提高 ，尤其是在零下温区轧制时效果更为显著。抗拉强度可达 2 000 MPa以上。这是因为除了冷作硬化效果外，还叠加了形变诱发M转变。     奥氏作不锈钢经形变强化后可用来制造不锈弹簧、钟表发条、航空结构中的钢丝绳等。形变后若需焊接，则只能采用点焊工艺、形变使应力腐蚀倾向性增加 。并因部分γ->M转变而产生铁磁性，在使用时（如仪表零件中）应予以考虑。 再结晶温度随形变量而改变，当形变量为60％时，其再结晶温度降为650℃冷变形奥氏体不锈钢再结晶退火温度为850～1050℃，850℃则需保温3h，1050℃时 透烧即可，然后水冷。 4奥氏作不锈钢的热处理      奥氏体不锈钢常用的热处理工艺有固溶处理、稳定化处理和去应力处理等。     （1）固溶处理。将钢加热到1050～1150℃后水淬，主要目的是使碳化物溶于奥氏体中，并将此状态保留到室温 ，这样钢的耐蚀性会有很大改善。如上所述，为了防止晶问腐蚀，通常采用固溶化处理，使Cr23C6溶于奥氏体中，然后快速冷却。对于薄壁件可采用空冷 ，一般情况采用水冷。     （2）稳定化处理。一般是在固溶处理后进行，常用于含Ti、Nb的18-8钢，固处理后，将钢加热到850～880℃保温后空冷 ，此时Cr的碳化物完全溶解，脱而钛的碳化物不完全溶解，且在冷却过程中充分析出，使碳不可能再形成格的碳化物，因而有效地消除了晶间腐蚀。     （3）去应力处理。去应力处理是消除钢在冷加工或焊接后的残余应力的热处理工艺一般加热到300～350℃回火。对于不 含稳定化元素Ti、Nb的钢，加热温度不超过450t，以免析出铬的碳化物而引起晶间腐蚀。对于超低碳和合Ti、Nb不锈钢的冷加工件和焊接件，需在500～950℃,加热 ，然后缓冷，消除应力（消除焊接应力取上限温度），可以减轻晶间腐蚀倾向并提高钢的应力腐蚀抗力。 四、奥氏体-铁素体双相不锈钢     在奥氏作不锈钢的基础上，适当增加Cr含量并减少Ni含量，并与回溶化处理相配合，可获得具有奥氏体和铁素体的双相组织（ 含40～60％δ-铁素体）的不锈钢，典型钢号有0Cr21Ni5Ti、1Cr21Ni5Ti、OCr21Ni6Mo2Ti等。双相不锈钢与里氏体不锈钢相比有较好的焊接性，焊 后不需热处理，而且其晶间腐蚀、应力腐蚀倾向性也较小。但由于含Cr量高，易形成σ相，使用时应加以注意。

好贴,值得收藏,我顶!

好东东啊！我要收藏！谢谢！

很全面。值得保存

谢谢把这么好的东西拿出来共享

非常感谢，我正需要这样的东东，谢谢楼主

是好文章,楼主学识渊博,能做成一个文件就更好了

很好，是个好资料，现在金属材料的价格涨的很快，有一个各种金属价格浮动表就更好了

真不错不过今晚累了还没看完明天再慢慢研究~

谢谢分享~

能说一说现在水泵里面叶轮主要用些什么材质就好了

多谢楼主了  正好现在需要这方面的资料