《钢的基础知识》PPT课件

《《钢的基础知识》PPT课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、首钢股份顺义冷轧分公司热镀锌培训讲稿主讲人：第三章钢的基础知识第一节金属学基础第二节铁碳合金第三节钢的热处理第四节钢的时效第五节金属在塑性加工中组织与性能变化的基本规律第六节钢的性能第七节汽车用钢板第一节金属学基础了解金属学的基本概念了解金属和合金的组织结构、结晶过程、塑性变形与再结晶及其对金属组织和性能的影响为进一步制定热处理工艺打下基础1.1金属的晶体结构一、晶体与非晶体晶体：是指其原子（或离子）在空间呈规则排列的物质非晶体：内部其原子呈无规则散乱排列区别：晶体熔点固定，非晶体不固定（是有一个范围的）金属晶体各向异性，非晶体各向同性金属

2、的晶格类型：体心立方、面心立方和密排六方三种典型晶体结构二、金属的同素异构转变同一种金属在一定的温度下，发生晶体结构变化的现象称为同素异构转变。纯铁的熔点是1538℃，铁在固态时发生两次同素异构转变。铁在冷却过程中，在1394℃和912℃出现水平台。体心立方：γ-Feα-Fe面心立方：δ-Fe三、晶面指数和晶向指数（Miller指数）晶面：晶体中通过一系列原子所构成的平面晶向：任意两个原子的连线所指的方向晶面指数晶向指数四、单晶体和多晶体单晶体：一个晶体内部的晶格的位向完全一样，单晶体具有各向异性。多晶体：由许多位向不同的单晶体组成，具有各

3、向同性。1.2实际金属中的晶体结构晶体缺陷：实际晶体中由于各种因素的影响，原子的排列并非那样规则和完整，而是或多或少存在着偏离理想结构的区域，出现不完整区域分类：点缺陷线缺陷面缺陷一、点缺陷包括空位和间隙原子。晶格空位：在晶体中，位于晶格结点上的原子并不是静止不动的，而是以平衡位置为中心做热振动。当个别原子的能量大到足以克服周围原子对它的束缚，而脱离平衡位置迁移到原子间的间隙位置，使某些结点空着间隙原子:位于间隙之处的原子二、线缺陷位错是晶体中的线缺陷，分为刃型位错和螺旋位错。三、面缺陷界面（外表面和内表面）面缺陷:晶界和亚晶界。1.3金属

4、的结晶凝固与结晶液态转为固态的过程称为凝固，由于凝固后的金属是晶体，所以称金属的凝固为结晶。过冷现象、金属形核和长大、结晶后晶粒的大小一、过冷现象△T=To-Tn－△T：过冷度－To：理论结晶温度（平衡结晶温度）－Tn：实际结晶温度实际中，Tn总低于To的现象称为过冷现象。二、金属的形核和长大晶核：金属结晶时，不断在液体中形成一些极细微的晶体，然后以这些小晶体为中心，不断从液体中吸取原子而长大直至各个晶体彼此接触，液体完全消失，这些作为结晶核心的极细晶体称为晶核。形成方式：自发形核和非自发形核晶核长大实质：是液体中的原子向晶核表面迁移的过程

5、，就是晶体界面不断向液体推进的过程。三、金属结晶后晶粒的大小金属结晶后，晶粒越细，不仅其强度、硬度愈高，而且塑性和韧性越好。提高过冷度变质处理第二节铁碳合金碳钢和铸铁是最为广泛使用的金属材料，铁碳相图是研究钢铁材料的组织和性能及其加工和热处理工艺的重要工具。2.1铁碳合金相图一、相结构铁素体：碳溶解在α-Fe中形成的间隙固溶体。代表符号：F或α(见图)铁素体的性能接近于纯铁，其强度、硬度较低，塑性和韧性高。奥氏体碳在γ-Fe中的间隙固溶体。代表符号：A或γ(见图)强度、硬度较低，塑性和韧性较高。因此易于进行塑性变形。渗碳体碳与铁原子形成复杂

6、结构的间隙化合物。(见图)Fe3C具有极高的硬度和脆性，是铁碳合金中的强化相，它的形状与分布对铁碳合金的性能有很大的影响。二、相图分析铁素体奥氏体渗碳体共析转变和共晶转变铁碳合金中，按其含碳量和组织的不同，分成三类：工业纯铁（C≤0.0218%）钢（C=0.0218～2.11%）亚共析钢（C<0.77%）共析钢（C=0.77%）过共析钢（C>0.77%）白口铸铁（C=2.11～6.69%）共析钢（C<0.77%）亚共析钢（C=0.0218-0.77%）过共析钢（C=0.77-2.11%）2.2碳钢一、含碳量对钢组织和力学性能的影响碳钢的性能

7、取决于组织，所以随着钢中含碳量的增加，F的量减少，Fe3C的量增加，而塑性和韧性不断减低。但当含碳量超过0.9%以后，由于网状Fe3C量的增多，不仅使钢的塑，韧性降低，而且强度和硬度也明显下降。为了保证工业用钢具有足够的强度和韧性，碳的含量一般不超过1.3-1.4%。二、钢中常存在的杂质的影响锰作为脱氧除硫的元素加入钢中。对于镇静钢而言，可以提高硅和铝的脱氧效果，也可以和硫结合成硫化物，消除硫在钢中的有害作用。锰对钢的力学性能有影响。提高钢经热轧后的硬度和强度。有益元素。硅在沸腾钢中作为脱氧元素。在镇静钢中可增加钢液的流动性。但是当硅含量超

8、过0.8-1.0%时，会明显降低冲击韧性。有益元素。硫来自生铁原料、炼钢时加入的矿石和燃料燃烧产物中的二氧化硫。可引起钢在热加工时开裂（热脆）。硫化物夹杂可降低钢的塑性和韧性，但