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我们一起来讲述合金钢的所有知识点

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我们一起来讲述合金钢的所有知识点

合金钢20CrMnTi等热处理渗碳钢小知识及应用举例

一、化学成分特点

机床、汽车、飞机等机器上的各种齿轮在服役期间，其齿面承受较高的压应力及强烈的摩擦和磨损；轮齿不但承受较高的弯曲力矩，而且还承受较高的交变载荷尤其是冲击载荷。因此，要求材料应具备较高的力学性能，表面应具有高硬度、耐磨性而心部具有高的塑性、韧性，即外硬内韧。为满足上述性能要求，常选用合金渗碳钢。所谓合金渗碳钢，是指用于制造渗碳零件（如齿轮、活塞销等）的合金钢。

（1）低碳为了保证渗碳零件心部具有足够的塑性和韧性，合金渗碳钢的碳含量一般为ωC=0.1％～0.25％

（2）合金元素

主加合金元素是铬、锰、镍等。目的提高淬透性，保证钢经渗碳、淬火和低温回火后，心部得到低碳马氏体组织，提高强度和韧性。除此之外，铬能显著提高渗碳层的含碳量，镍可有效地抑制晶粒长大，细化晶粒，提高强韧性。

附加合金元素是钨、钼、钛、钒等。目的是在900℃以上高温渗碳时，钨、钼、钛、钒等合金元素在钢中形成稳定的强碳化物，以阻碍奥氏体晶粒的长大，获得细小的组织，即细晶强化。

热处理特点

（1）渗碳零件的加工工艺路线

毛坯锻造 → 预先热处理 → 粗机械加工 → 中间退火 → 精加工 → 镀铜（不需要渗碳部分）→ 最终热处理→ 退铜 → 精磨 → 成品检验

（2）热处理

在毛坯锻造之后进行的预先热处理，主要是为了消除应力，降低硬度，改善钢的切削加工性能。对于低合金钢一般采用正火或退火，对于高合金钢通常采用正火+高温回火。

中间退火（500℃～600℃）的目的在于消除切削加工的内应力，以减少零件在最终热处理时的变形。

最终热处理是渗碳、淬火和低温回火（180℃～200℃）。渗碳后零件表层的ωC=0.85％～1.0％，渗碳层深度，经淬火和低温回火后表层组织为高碳回火马氏体、合金碳化物和少量的残留奥氏体，硬度可达60HRC～62 HRC。心部如淬透，回火后组织为低碳回火马氏体，硬度为40HRC～48HRC；心部如未淬透，回火后组织为托氏体（T）、少量低碳回火马氏体（回火M）和铁素体（F）的复相组织，硬度为25HRC～40HRC，韧性AK≥48J。

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