金属材料及热处理 工业用钢.ppt

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1、工业用钢金属材料及热处理第六章第六章工业用钢钢的分类与编号钢中杂质与合金元素结构钢工具钢特殊性能钢工业用钢第一节钢的分类与编号1.钢的分类按化学成分合金钢碳素钢低碳钢中碳钢高碳钢低合金钢（合金元素总量＜5%）中合金钢（合金元素总量为5%-10%）高合金钢（合金元素总量＞10%）（C%﹤0.25）（0.25≤C%≤0.6）（C%﹥0.6）合金钢在压力加工、切削加工、焊接工艺性等方面比碳钢稍差，且成本较高4）不具备特殊的物理化学性能碳钢在工程上的应用有以下几方面的局限性1）强度指标偏低导致机器设备笨重2）淬透性较低对大截面零件难获得高而均匀的力学性能3）高温强度低、热硬性差高碳刃具钢只能用于很低

2、的切削速度碳钢淬火后的使用温度不能高于250℃碳钢在抗氧化、耐腐蚀、耐热、耐磨等方面较差碳钢冶炼工艺简单、易加工、价格低廉，能满足工业生产上的一般需求，因此应用广泛按质量分类普通质量钢优质钢特级优质钢钢的质量是以磷、硫的含量来划分的按冶炼方法分类平炉钢转炉钢电炉钢根据冶炼所用炼钢炉不同按金相组织分类按退火组织分类亚共析钢共析钢过共析钢按正火组织分类珠光体钢贝氏体钢铁素体钢奥氏体钢莱氏体钢按用途分类特殊性能钢工程用钢机器用钢模具钢刃具钢量具钢不锈钢耐热钢结构钢工具钢2.钢的编号1）钢铁产品牌号表示方法采用汉语拼音字母、化学元素和阿拉伯数字相组合一般从代表产品名称的汉字碳素结构钢和低合金高强度结

3、构钢“Q”+屈服点数值+表6-2中规定的质量等级、脱氧方法等符号表示，按顺序组成牌号例：Q235AF、Q235BZ质量等级从A-Z，硫、磷含量降低，质量提高优质碳素结构钢优质碳素结构钢的牌号以两个数字表示，这两位数字表示钢的平均含碳量的万分之几。优质碳素结构钢例：45、50Mn合金结构钢和合金弹簧钢两位数字+带有百分含量数字的合金元素符号组成表示平均含碳量的万分之几例：30CrMoSi、20CrNi3平均含量小于1.5%时，不标含量平均含量为2.5%-3.49%时，标3高级优质钢在牌号后加字母A：38CrMnSiA特级优质钢在牌号后加字母E：30CrMnSiE工具钢碳素工具钢“T”+数字例：

4、T9、T10AA表示高级优质钢合金工具钢和高速工具钢与合金结构钢相同，但一般不标明含碳量数字例：Cr12MoV、W6Mo5Cr4V2平均含碳量为1.6%平均含碳量为0.85%轴承钢“G”+Cr+数字含铬量的千分之几平均含碳量为0.9%不锈钢和耐热钢数字+合金元素符号+数字平均含碳量的千分之几含合金元素的百分之几例：11Cr17铸钢“ZG”+数字+数字最低屈服强度最低抗拉强度焦炭铁矿石石灰石高炉炼铁炼钢生铁炼钢铸钢锭铸造生铁铸造轧制各种型材锻件锻造铸钢冷冲压热处理切削加工机械产品锻造冶炼厂机械厂钢铁生产加工过程概略图第二节钢中杂质与合金元素一、钢中常存杂质对性能的影响钢中常存杂质元素主要是指锰

5、、硅、硫、磷及氮、氢、氧等1）硅和锰的影响有益元素溶于铁素体中固溶强化提高钢的强度和硬度含量应分别控制在0.5%和0.8%以下2）硫和磷的影响有害元素硫在钢中以FeS的形式存在，使钢变脆，产生热脆性。控制在0.05％以下，MnS对断屑有利磷可溶于铁素体中，使钢的强度、硬度显著增加但使钢脆化，产生冷脆性冷脆对高寒地带和其他低温下工作的钢结构具有严重的危害性在炼钢过程中加入硅铁和锰铁脱氧来源于矿石、燃料等炼钢原料二、合金元素在钢中的作用1.合金元素对钢中基本相的影响溶于铁素体，起固溶强化的作用合金元素溶于铁素体中造成晶格畸变，提高塑变抗力，强度和硬度提高。铁素体和渗碳体是碳钢中的两个基本相与碳亲

6、和力弱的非碳化物形成元素，如镍、硅、铝、钴等形成碳化物与碳亲和力强的碳化物形成元素，如锰、铬、钼、钨、钒、铌、锆、钛等合金元素与碳的亲和力越大，所形成化合物的稳定性、熔点、分解温度、硬度、耐磨性越高2.合金元素对铁碳相图的影响对奥氏体相区的影响扩大奥氏体区域扩大奥氏体区域的元素有镍、锰、碳、氮等，这些元素使A1和A3温度降低，从而使奥氏体区域扩大对ZGMnl3耐磨钢和1Crl8Ni9不锈钢由于有很高的Mn或Ni含量，其S点就能降到零点以下，在常温下仍能保持奥氏体状态，称为奥氏体钢缩小奥氏体区域缩小奥氏体区域的元素有铬、铝、硅、钨等，使A1和A3温度升高，使奥氏体区域缩小A1和A3温度升高钢的

7、淬火温度相应地提高当Cr％>13％时，奥氏体区域消失，在室温下得到单相铁素体，称为铁素体钢3.合金元素对钢中相变过程的影响对钢加热时奥氏体化过程的影响对奥氏体形成速度的影响大多数合金元素（除镍、钴以外）都减缓钢的奥氏体化过程合金钢在热处理时要相应地提高加热温度或延长加热时间，才能保证奥氏体化过程的充分进行对奥氏体晶粒长大倾向的影响合金元素与碳和氮的亲和力越大阻碍奥氏体晶粒长大的作用越强烈Mn、P对奥氏体晶粒的