重庆大学工程材料第七章工业用钢

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1、第七章工业用钢学习要求1.掌握我国钢铁材料分类和编号方法，熟知各类钢材的牌号及可能的用途；2.熟悉碳钢与合金钢在使用性能和工艺性能上的主要差别，各类合金钢的主要优势和适用场合；3.对于典型零件能根据其工作条件选用可能的钢材并制定其加工工艺，特别是热处理工艺及组织。钢：以铁为主要元素、碳质量分数一般在2%以下并含有其他元素的材料工业用钢中的元素：主要元素：碳；常存元素：锰、硅、硫、磷；偶存元素：铜、钛、钒、稀土元素；隐存元素：氧、氢；合金元素：铬、镍、钨、钼、钒、钛、铌、锆、锰、硅、铜、磷等。（Si、Mn、Cr、Ni、W、

2、Mo、V、Ti、Nb、Zr、Al、Cu、Co、N、B、RE；）一、钢的分类GB/T13304—1991《钢分类》1）按化学成分：2）按冶金方法：3）按冶金质量：4）按金相组织：5）按使用加工方法：6）按用途：§7.1钢的分类与编号1.按化学成分分类碳素钢低碳钢（wc＜0.25%）高碳钢（wc＞0.60%）工业用钢合金钢低合金钢（wMe＜5%）中合金钢（wMe＝5~10%）高合金钢（wMe＞10%）中碳钢（wc＝0.25~0.60%）§7.1钢的分类与编号2.按用途分类结构钢工程构件用钢建筑用钢工业用钢特殊钢不锈钢耐热钢机

3、器零件用钢工具钢桥梁用钢船舶用钢车辆用钢渗碳钢调质钢弹簧钢轴承钢刃具钢模具钢量具钢§7.1钢的分类与编号3.按金相组织分类（退火状态）亚共析钢过共析钢工业用钢（正火状态）珠光体钢贝氏体钢马氏体钢共析钢莱氏体钢奥氏体钢复相钢§7.1钢的分类与编号4.按质量分类普通钢（wS≤0.055%，wP≤0.045%）工业用钢高级优质钢优质钢（wS≤0.040%，wP≤0.040%）（wS≤0.030%，wP≤0.035%）注：高级优质钢在其编号后加注“A”§7.1钢的分类与编号二、钢的编号普通碳素结构钢用“符号＋数字”表示例：Q23

4、5优质碳素结构钢用两位数字表示例：4508屈服点的汉语拼音字头表示该钢的屈服强度值不小于235MPa表示wC的万分之几，即该钢的平均wC为0.08%表示wC的万分之几，即该钢的平均wC为0.45%§7.1钢的分类与编号二、钢的编号普通碳素结构钢用“符号＋数字”表示例：Q235优质碳素结构钢用两位数字表示例：4508屈服点的汉语拼音字头表示该钢的屈服强度值不小于235MPa表示wC的万分之几，即该钢的平均wC为0.08%表示wC的万分之几，即该钢的平均wC为0.45%§7.1钢的分类和编号合金结构钢用“数字＋元素符号＋数字

5、”表示例：36Mn2Si碳素工具钢用“T＋数字”表示例：T12A表示wC的万分之几，即该钢的平均wC为0.36%表示该钢含有锰元素，平均wMn为2%表示该钢为高级优质钢“碳素工具钢”的汉语拼音字头表示该钢含有硅元素，平均wSi小于1.5%表示wC的千分之几，即该钢的平均wC为1.2%§7.1钢的分类和编号合金工具钢用“数字＋元素符号＋数字”表示例：9Mn2V滚动轴承钢用“G＋数字”表示例：GCr15表示wC的千分之几表示该钢含有锰元素，平均wMn为2%表示该钢含有铬元素，平均wCr为1.5%“滚动轴承钢”的汉语拼音字头表

6、示该钢含有钒元素，平均wV小于1.5%§7.1钢的分类和编号不锈钢用“数字＋元素符号＋数字”表示例：1Cr18Ni9Ti高速工具钢用“元素符号＋数字”表示，不标出含碳量例：W18Cr4V表示平均wC的千分之几表示该钢含有镍元素，平均wNi为9%表示该钢含有铬元素，平均wCr为4%表示该钢含有钨元素，平均wW为18%表示该钢含有钛元素，平均wTi小于1.5%表示该钢含有铬元素，平均wCr为18%表示该钢含有钛元素，平均wV小于1.5%§7.1钢的分类和编号一、杂质元素对钢性能的影响1、锰（Mn）Mn能溶入铁素体中起固溶强化

7、作用，提高钢的硬度和强度。2、硅（Si）Si能溶入铁素体中起固溶强化作用，提高钢的硬度和强度。3、硫（S）S通常是有害元素，会引起钢的“热脆”。4、磷（P）P通常是有害元素，会引起钢的“冷脆”。5、氮（N）过量N会使钢的塑性、韧性显著降低，出现“时效脆化”。6、氧（O）氧通常是有害元素，在钢中成为非金属夹杂物而降低钢的性能。7、氢（H）氢是钢中的有害元素，产生“氢脆”和造成“白点”（微裂纹）。§7.2钢中的杂质及合金元素二、合金元素在钢中的作用合金元素在钢中的两种存在形式：溶入铁素体和形成碳化物。1、合金元素对钢中基本相

8、的影响①溶入铁素体——非碳化物形成元素Ni、Si、Al、Co、Cu、N、B等非碳化物形成元素主要溶入铁素体中，起固溶强化作用，提高钢的硬度和强度。Ni还能提高钢的韧性。②形成碳化物——碳化物形成元素Ti、Zr、V、Nb、W、Mo、Cr、Mn等在碳化物形成元素在钢中与C作用形成碳化物。钢中的碳化物通常能够提高钢的强度、