Ch1 金属材料的合金化原理-1

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1、Chapter1金属材料的合金化原理1.1碳钢概论碳钢中的常存杂质碳钢的分类碳钢的用途主1.2钢的合金化原理Chapter1金属材料的合金化原理Me在钢中的存在形式第一部分要Me与铁和碳的相互作用内Me对Fe-Fe3C相图的影响Me对钢的热处理的影响容Me对钢的性能的影响1.3合金钢的分类、牌号1.4有色金属材料的分类及合金化特点Chapter1金属材料的合金化原理Chapter1金属材料的合金化原理重点及基本要求1.1碳钢概论1.了解碳钢中的常存元素及其影响，重点掌握碳钢的分类与应用2.第二节是本章重点。要求全面掌握合金元素对钢的组织、热处理及性能的影响规律，掌握

2、合金元素的加入对钢的基本强化机制的影响。难点是合金元素对钢中基本合金相结构的影响3.掌握合金钢的分类、牌号4.了解有色金属材料的分类，掌握强化有色金属合金的基本途径。Steelmakingflowlines1.1碳钢概论Chapter1金属材料的合金化原理Chapter1金属材料的合金化原理一、碳钢中的常存杂质-锰和硅（1）1.锰（Mn）和硅（Si）是炼钢过程中随脱氧剂或者由生铁残存而进入钢中的。Mn在碳钢中的含量一般小于0.8%。可固溶，也可形成高熔点MnS（1600℃）夹杂物。MnS在高温下具有一定的塑性，不会使钢发生热脆，加工后硫化锰呈条状沿轧向分布。Si在钢中的含量通常小于

3、0.5%。可固溶，也可形成SiO2夹杂物。夹杂物MnS、SiO2将使钢的疲劳强度和塑、韧SteelFinishingflowlines性下降。1.1碳钢概论1.1碳钢概论Chapter1金属材料的合金化原理Chapter1金属材料的合金化原理一、碳钢中的常存杂质-硫和磷（2）一、碳钢中的常存杂质氮、氢、氧（3）2．硫（S）和磷（P）的影响3．氮（N）、氢（H）、氧（O）的影响S是炼钢时不能除尽的有害杂质。在固态铁中的N在α-铁中可溶解，含过饱和N的钢经受冷变溶解度极小。S和Fe能形成FeS，并易于形成形后析出氮化物—机械时效或应变时效。N可低熔点共晶。发生热脆(裂)。以与钒、钛、铌

4、等形成稳定的氮化物，有细化晶粒和沉淀强化。P也是在炼钢过程中不能除尽的元素。磷可固溶于α-铁。但剧烈地降低钢的韧性，特别是低H在钢中和应力的联合作用将引起金属材料产生温韧性，称为冷脆。磷可以提高钢在大气中氢脆。的抗腐蚀性能。O在钢中形成硅酸盐2MnO•SiO2、MnO•SiO2或S和P还可以改善钢的切削加工性能。复合氧化物MgO•Al2O3、MnO•Al2O3。1.1碳钢概论1.1碳钢概论Chapter1金属材料的合金化原理Chapter1金属材料的合金化原理二、碳钢的分类（1）二、碳钢的分类（2）1．按钢中碳含量的多少分类（1）复习铁碳合金按Fe-2．按钢的质量（品质），碳钢可分

5、为Fe3C相图分类1600C亚共析钢：（1）普通碳素钢：wS≤0.05%，wP≤0.045%。0.0218%≤w≤0.77%1400LcC共析钢：（2）优质碳素钢：wS≤0.035%，1200wc=0.77%CwP≤0.035%。过共析钢：10000.77%＜wc≤2.11%（3）高级优质碳素钢：w≤0.02%，CS（2）按钢中碳含量的多800w≤0.03%。少，碳钢通常可分为CP低碳钢：wc≤0.25%600CSteelCast（4）特级优质碳素钢：w≤0.015%，中碳钢：0.25%＜wc≤0.6%SIron高碳钢：wc＞0.6%400Cw≤0.025%。F1%C2%C3

6、%4%C5%C6%C6.70%PeCC1.1碳钢概论1.1碳钢概论Chapter1金属材料的合金化原理Chapter1金属材料的合金化原理二、碳钢的分类（3）二、碳钢的分类（4）3．按钢的用途分类，碳钢可分为4．按钢冶炼时的脱氧程度分类，可分为（1）碳素结构钢：主要用于各种工程构件，（1）沸腾钢：是指脱氧不彻底的钢，代号如桥梁、船舶、建筑构件等。也可用于不太重要的机件。为F。（2）优质碳素结构钢：主要用于制造各种机（2）镇静钢：是指脱氧彻底的钢，代号为器零件，如轴、齿轮、弹簧、连杆等。Z。（3）碳素工具钢：主要用于制造各种工具，（3）半镇静钢：是指脱氧程度介于沸腾钢如刃具、模具、量

7、具等。和镇静钢之间，代号为b。（4）一般工程用铸造碳素钢：主要用于制造（4）特殊镇静钢：是指进行特殊脱氧的形状复杂且需一定强度、塑性和韧性零件。钢，代号为TZ。1.1碳钢概论1.1碳钢概论Chapter1金属材料的合金化原理Chapter1金属材料的合金化原理三、碳钢的用途（1-普通碳素结构钢）三、碳钢的用途（1-普通碳素结构钢）1-普通碳素结构钢（3）普通碳素结构钢的牌号表示方法（1）主要用于一般工程结构和普通零件，它通牌号表示方法是由代表屈服点的字母（Q）、常轧制