湘西民族職業技術學院備課用紙
第4節(每節、每課或連排2課時)
含有特意新增的合金元素的或者用特殊工藝方法生產的具有特殊的物理和化學效能的合金鋼。特殊效能鋼具有特殊物理或化學效能，用來製造除要求具有一定的機械效能外，還要求具有特殊效能的零件。其種類很多，機械製造中主要使用不鏽耐酸鋼、耐熱鋼、耐磨鋼。
不鏽耐酸鋼包括不鏽鋼與耐酸鋼。能抵抗大氣腐蝕的鋼稱為不鏽鋼。而在一些化學介質（如酸類等）中能抵抗腐蝕的鋼稱為耐酸鋼。
7.4.1 腐蝕的概念與防止電化學腐蝕的措施
化學腐蝕是指金屬在非電解質中的腐蝕。電化學腐蝕是指金屬在電解質溶液中的腐蝕，是有電流參與作用的腐蝕。不同組織、成分、應力區域之間都可構成微電池。
防止電化學腐蝕的措施：
（1）獲得均勻的單相組織。
（2）提高合金的電極電位。
（3）使表面形成緻密的鈍化膜。
7.4.2 不鏽鋼中合金元素的作用
（1）低碳：碳高，則降低耐蝕性。
（2）cr：是提高耐蝕性的主要元素。
① 形成穩定緻密的cr2o3氧化膜.
② cr含量大於13%時，形成單相鐵素體組織。
③ 提高基體電極電位(n/8規律)
（3）ni：獲得單相奧氏體組織。
（4）mo：耐有機酸腐蝕。
（5）ti, nb: 防止奧氏體鋼晶間腐蝕。晶間腐蝕是沿晶粒周界發生腐蝕的現象，危害很大。
它是由於cr23c6析出於晶界，使晶界附近cr含量降到12%以下，在介質作用下發生強烈腐蝕。加 ti、nb則先於cr與c形成不易溶於奧氏體的碳化物, 避免晶界貧cr，晶間腐蝕破壞。
7.4.3 常用不鏽鋼
1．馬氏體不鏽鋼
主要是cr13型不鏽鋼，鋼號為1cr13∽4cr13。隨含碳量提高，強度、硬度提高，耐蝕性下降。
（1）1cr13、2cr13
熱處理: 淬火+高溫回火。使用狀態下的組織:s回。1cr13、2cr13具有耐大氣、蒸汽腐蝕能力及良好的綜合力學效能。
（2）3cr13、4cr13
熱處理：淬火+低溫回火。使用狀態下的組織：m回。具有較高強度、硬度。
用於要求耐蝕、耐磨件，醫療器械、量具等。
2. 鐵素體不鏽鋼
典型鋼號如0cr13、1cr17等。 成分：高鉻低碳。
效能特點：耐酸蝕，抗氧化能力強，塑性好。但有脆化傾向，475℃脆化：
加熱到450~550℃停留，產生脆化。
用途：廣泛用於硝酸和氮肥工業的耐蝕件。
3. 奧氏體不鏽鋼
主要是18-8（18cr-8ni）型不鏽鋼。效能特點：具有良好的耐蝕性，冷熱加工性。常用鋼種為1cr18ni9、1cr18ni9ti。廣泛用於化工裝置及管道。
應力腐蝕：奧氏體不鏽鋼易發生應力腐蝕。即在特定合金-環境體系中，應力與腐蝕共同作用引起的破壞。應力腐蝕易在含clˉ的介質中發生，裂紋為樹枝狀。
7.4.4 耐熱鋼效能要求
1．高的抗氧化性
指鋼在高溫下對氧化作用的抗力。鋼中加入cr、si、al可形成緻密穩定的氧化膜，阻礙氧進一步擴散，提高抗氧化性。
2．高的熱強性
熱強性是指金屬在高溫下的強度。指標為蠕變強度和持久強度。蠕變指金屬在高溫低於σs的應力下所發生的極其緩慢的塑性變形。
提高高溫強度的途徑: ① 固溶強化； ② 析出強化；③ 晶界強化(加入b、zr等降低晶界能量)
7.4.5 常用耐熱鋼
1．珠光體耐熱鋼
常用鋼號為15crmo、12cr1mov，是低合金鋼。
（1）合金元素作用：cr提高抗氧化性；mo提高熱強性(t再)；v瀰散強化。
（2）熱處理：正火+高溫回火。
（3）組織: f+p 。
2．馬氏體耐熱鋼
常用鋼號為1cr13、 1cr11mov、4cr9si2。
（1）合金元素作用：cr、si提高抗氧化性；mo提高熱強性(t再)；v瀰散強化。
（2）熱處理：調質。
（3）組織：s回。
（4）用途：1cr13、1cr11mov用於550℃以下汽輪機葉片；4cr9si2是汽車閥門用鋼。
3．奧氏體耐熱鋼
最典型鋼號是1cr18ni9ti。cr的作用是提高抗氧化性； ni的作用是獲得單相奧氏體；ti的作用是瀰散強化。熱處理採用固溶處理；組織為單相a。主要用於過熱器管道等。
7.4.5 常用耐磨鋼
耐磨鋼是指在強烈衝擊載荷作用下才能發生硬化的高錳鋼。它只有在強烈衝擊與摩擦的作用下，才具有耐磨性，在一般機器工作條件下，它並不耐磨。主要用於製造坦克、拖拉機的履帶，挖掘機鏟斗的鬥齒以及防彈鋼板、保險箱鋼板、鐵路道岔等。
由於高錳鋼極易加工硬化，使切削加工困難，故大多數高錳鋼零件是採用鑄造成型的。
1．分類
耐磨鋼種類繁多，大體上可分為高錳鋼，中、低合金耐磨鋼，鉻鉬矽錳鋼，耐氣蝕鋼，耐磨蝕鋼以及特殊耐磨鋼等。一些通用的合金鋼如不鏽鋼、軸承鋼、合金工具鋼及合金結構鋼等也都在特定的條件下作為耐磨鋼使用，由於它們**方便，效能優良，故在耐磨鋼的使用中也占有一定的比例。
2. 化學成分
中、低合金耐磨鋼這類鋼中通常所含的化學元素有矽、錳、鉻、鉬、釩、鎢、鎳、鈦、硼、銅、稀土等。美國很多大中型球磨機的襯板都用鉻鉬矽錳或鉻鉬鋼製造，其化學成分見表1。而美國的大多數磨球都用中、高碳的鉻鉬鋼製造，其化學成分、熱處理和硬度見表2。
在較高溫度(例如200～500℃)的磨料磨損條件下工作的工件或由於摩擦熱使表面經受較高溫度的工件，可採用鉻鉬釩、鉻鉬釩鎳或鉻鉬釩鎢等合金耐磨鋼，這類鋼淬火後，經中溫或高溫回火時，有二次硬化效應。表3中列舉了中國用於製造球磨機襯板的矽錳、鉻錳矽鉬、鉻錳鉬系低、中合金耐磨鋼的化學成分及應用範圍。
3. 生產工藝
耐磨鋼都是用電爐或轉爐冶煉的，產品以鑄件為多，近年0.來，鍛、軋等熱加工材正在增多。在一般機械中使用的耐磨鋼件的生產方法與其他工件並沒有太大的區別，只是在熱處理工藝或表面處理工藝方面應有所要求，以達到保證耐磨性的需求。
對於那些材質冶金純淨度顯著影響耐磨性的鋼件應採取精煉措施，並對有害雜質和氣體提出限量要求。除基體外第二相的數量、形狀和分布往往對鋼件的耐磨效能有重大影響，此時需要從鋼的化學成分設計、冶煉、熱加工、熱處理(含熱機械處理)等等方面統籌考慮，以便從冶金因素方面力爭達到提高耐磨性的要求。
金屬材料與熱處理
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一 硬度 是指金屬表面抵抗其它更硬物體壓入的能力。hb鋼球印痕面積法 2p d d 單位面積上的力 hb 450時不能用布氏方法 不能測太薄的金屬 10h 壓坑深度 hrc測量淬火回火後的工件 120o金鋼錐 hrb測量較軟的退火件銅 鋁 1.588mm鋼球 hra測量硬度很高或硬而薄的金屬，如硬質...
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