金属工艺学电子教学教案——第三章非合金钢（高教版王英杰主编）(中职教育)

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1、第三章非合金钢教学重点与难点1・重点非合金钢的分类和应用2.难点应用教学方法与教学手段1.利用挂图等教具。2.分析典型非合金的性能与应用，以点带面，触类旁通。教学组织1•复习提问10分钟2.讲解75分钟3.小结5分钟教学内容♦钢是指以铁为主要元素，碳的质量分数一般在2%以下并含有其他元素的材料。钢按化学成分可分为非合金钢、低合金钢和合金钢三大类。实际生产中使用的非合金钢除含有碳元素Z外，还含有少量的硅、猛、硫、磷、氢等元素，它们通称为杂质元素。第一节杂质元素对钢性能的影响一、硅的影响硅是作为脱氧剂带进钢中的。硅的脱氧作用比猛要强，

2、可以防止形成FeO,有利于改善钢的质量；硅能溶于铁素体中，并使铁素体强化，从而提高钢的强度、硕度和弹性，但降低钢的塑性和韧性。总的来讲，钢中的硅是有益元素。二、猛的影响锚是炼钢时用锚铁脱氧后残留在钢中的杂质元素。锚具有一定的脱氧能力，能把钢中的FcO还原成铁，改善钢的质量；镭还可以与硫化合成MnS,以减轻硫的冇害作用，降低钢的脆性，改善钢的热加工性能；镒能人部分溶解于铁索体中,形成置换固溶体，并使铁素体强化，提高钢的强度和硕度。总的來讲，镭也是一个有益的元素。三.硫的影响硫是在炼钢时由矿石和燃料带进钢中的，而且在炼钢时难以除尽。总

3、的来讲,硫是有害杂质元素。在固态卜•硫不溶于铁，而以FcS的形式存在。FcS与Fc能形成低熔点的共晶体(Fe+FeS)，其熔点为985°C,且分布在晶界上。当钢材在1000°C〜1200°C进行热压力加工时，由于共晶体熔化，从而导致钢在热加工时开裂。这种金屈在高温时出现脆裂的现象，称为“热脆”。四、磷的影响磷是由矿石带入钢中的。一般來讲，磷在钢中能全部溶于铁素体中，提高铁素体的强度和硬度。但在室温卜•使钢的塑性和韧性急剧卜•降，产生低温脆性，这种现象称为冷脆。磷是有害元索，钢中磷的质量分数即使只冇千分之几，也会因析出脆性化合物Fe

4、f而使钢的脆性増加，特别是在低温时更为显著，因此，要限制磷的质量分数。第二节非合金钢的分类非合金钢分类方法有多种，常用的分类方法有以下几种：一、按非合金钢的碳的质量分数分类1・低碳钢♦低碳钢是指碳的质量分数Wc<0.25%的铁碳合金；2.中碳钢♦中碳钢是指碳的质量分数Wc=0.25%〜0.60%的铁碳合金。3.高碳钢♦高碳钢是指碳的质量分数Wc>0.60%的铁碳合金。二、按非合金钢主要质量等级和主要性能或使用特性分类非合金钢按主要质量等级口J分为：普通质量、优质和特殊质量非合金钢。1.普通质量非合金钢♦普通质量非合金钢是指对生产过

5、程中控制质量无特殊规定的一般用途的非合金钢。2.优质非合金钢♦优质非合金钢是指除普通质量非合金钢和特殊质量非合金钢以外的非合金钢。3.特殊质量非合金钢♦特殊质量非合金钢是指在生产过程中需要特别严格控制质量和性能（例如，控制淬透性和纯洁度）的非合金钢。三.按非合金钢的用途分类1.碳素结构钢碳素结构钢主要用于制造各种机械零件和工程结构件，其碳的质量分数一般都小于0.70%。此类钢常用于制造齿轮、轴、螺母、弹簧等机械零件，用于制作桥梁、船舶、建筑等工程结构件。2.碳素工具钢碳索工具钢主要用于制造工具，如制作刃具、模具、量具等，其碳的质量

6、分数一般都大于0.70%。此外，钢材还可以从其它角度进行分类，例如，按专业分类有:锅炉用钢、桥梁用钢、矿用钢等；按冶炼方法等进行分类冇:氧气转炉钢、电弧炉钢等。第三节非合金钢的牌号及用途普通质量非合金钢普通质量非合金钢是指对生产过程中控制质量无特殊规定的一般用途非合金钢。其中碳素结构钢的牌号是由屈服点字母、屈服点数值、质量等级符号、脱氧方法等四部分按顺序组成，其质量等级分A、B、C、D四级，从左至右质量依次提高。屈服点的字母以“用”字汉语拼音字首表示；脱氧方法用F、b、Z、TZ分别表示沸腾钢、半镇静钢、镇静钢、特殊镇静钢。在牌号中

7、可以省略。例如，Q235-A-F,表示屈服点大于235N/mm质量为A级的沸腾碳索结构钢。镇静钢是脱氧完全的钢。这类钢锭化学成分均匀，内部组织致密，质量较高;沸腾钢是指脱氧不完全的钢。这类钢化学成分不均匀，组织不够致密，存在部分小汽泡，质量较差；半镇静钢的脱氧程度和性能状况介于镇静钢和沸腾钢之间；特殊镇静钢脱氧质量优于镇静钢，其内部材质均匀，非金属夹杂物含量少，叮以满足特殊需要。二、优质非合金钢优质非合金钢是指除普通质量非合金钢和特殊质量非合金钢以外的非合金钢。其中优质碳素结构钢的牌号用两位数字表示，两位数字表示该钢的平均碳的质

8、量分数的万分之几（以0.01%为单位）。例如45钢，表示平均碳的质量分数为0.45%的优质碳素结构钢；08表示平均碳的质量分数为0.08%的优质碳素结构钢。08、10钢碳的质量分数低，塑性好，强度低焊接性能好，主要用于制作薄板，用于制造冷冲压零件、