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1、第六章金属材料6.1工业用钢概述6.2合金元素在钢中的作用6.3结构钢6.4工具钢6.5特殊性能钢6.6铸铁6.7铝及其合金6.8铜及其合金6.9轴承合金6.10新型金属材料本章小结6.1工业用钢概述6·1·1钢中杂质6·1·2钢的分类与编号第六章金属材料6.1.1钢中常存杂质常存杂质对钢的影响Mn脱氧残留在钢中,室温下形成置换固溶体,产生固溶强化;与硫化合成MnS,减轻热脆现象.是有利元素.Si脱氧残留在钢中,脱氧能力比Mn强.能产生固溶强化.是有利元素.S由矿石和燃料残留钢中.固态下S不溶入Fe,形成FeS,FeS与Fe形成低熔点的(985℃)共晶体
2、(Fe+FeS),并分布在晶界上,热加工时共晶体熔化,产生热脆.Mn与S能形成熔点为1620℃的MnS,它在高温时塑性好.是有害元素.P由矿石残留在钢中,溶入铁素体后,会产生冷脆现象.是有害元素.第六章金属材料6.1.2钢的分类与编号1.钢的分类碳低碳钢(WC≤0.25%)素中碳钢(WC=0.3%~0.6%)按钢高碳钢(WC＞0.6%)化锰钢学铬钢成按合金元素种类分硼钢分合铬镍钢分金硅锰钢钢低合金钢(＜5%)按合金元素含量分中合金钢(5%~10%)高合金钢(＞10%)第六章金属材料(2)按冶金质量分普通钢(WS＜0.05%、WP≤0.045%优质钢（WS
3、≤0.030%、WP≤0.035%)高级优质钢（WS≤0.020%、WP≤0.030%)特级优质钢（WS≤0.015%、WP≤0.025%)第六章金属材料(3)按用途分建筑工程用钢工程用钢桥梁工程用钢船舶工程用钢结构钢车辆工程用钢调质钢机器用钢渗碳钢弹簧钢轴承钢刃具钢工具钢模具钢量具钢不锈钢特殊钢奶热钢耐磨钢第六章金属材料碳钢的编号方法分类编号方法说明举例Q235—A·F碳素结构钢Q×××--字母。字母数字×××表示σS优质碳素结构钢××，或××Mn数字××表示含碳量的万分之几，Mn表示含Mn量较高45，40Mn碳素工具钢T×，或T×A数字表示含碳量的千
4、分之几A表示高级优质T8，T10A一般工程用铸造碳钢ZG×××--×××数字分别表示σS和σbZG200--400第六章金属材料合金钢的编号方法分类编号方法举例低合金高强度结构钢Q--×××字母×××表示σS，字母表示质量等级Q345--A合金结构钢××+化学符号+××…前面的××表示含碳量的万分之几，后面的×表示合金元素的百分之几。≤1·5%时不标。滚动轴承钢以G开头，含铬量用千分数表示。60Si2MnGCr15合金工具钢前面×表示含碳量的千分之几，＜1·0%不标，（高速钢例外）5CrMnMoCrWMnW18Cr4V特殊性能钢前面×表示碳含量的千分之几
5、，当含碳量≤0·03%或≤0·08%时，钢号前冠以00或0表示。2Cr130Cr18Ni9Ti第六章金属材料6·2合金元素在钢中的作用6·2·1合金元素对钢中基本相的影响6·2·2合金元素对铁碳相图的影响6·2·3合金元素对热处理及性能的影响第六章金属材料6.2.1合金元素对钢中基本相的影响常用的合金元素:Mn、Si、Cr、Mo、W、V、Ti、Nb、Ni、RE等非碳化物形成元素:Ni、Co、Cu、Si、Al、N、B等碳化物形成元素:Zr、Nb、Ti、V、W、Mo、Cr、Mn、Fe等合金的基本相是固溶体和化合物,具体在钢中就是铁素体和渗碳体1.形成合金铁素
6、体产生固溶强化（即强度、硬度提高，塑性、韧性下降）如图所示；提高铁素体的再结晶温度和高温强度；提高铁素体的化学性能（如耐蚀性、磁性等）。2.形成碳化物(1)形成合金渗碳体弱碳化物形成元素Mn大部分溶入铁素体中,少部分溶入Fe3C中,形成合金渗碳体(Fe、Mn)3C,其稳定性高于Fe3C(2)形成特殊化合物包括稳定性较高的特殊化合物Cr7C3、Cr23C6、和稳定性更高的间隙相WC、MoC、VC、TiC、W2C等第六章金属材料合金元素对铁素体的影响对硬度的影响对韧性的影响第六章金属材料6.2.2合金元素对铁碳相图的影响Mn、Cr对铁碳合金相图的影响第六章金
7、属材料6·2·3合金元素对热处理及性能的影响1、对钢在加热时奥氏体化的影响除Co、Ni加速奥氏体的形成外，其他元素减慢；除P、Mn促进奥氏体晶粒长大外，其他细化。2、对过冷奥氏体分解的影响除Co外，其他溶入奥氏体中的合金元素减慢奥氏体的分解，使C曲线向右移或改变C曲线的形状；除Co、Al外，其他元素使MS下降，增加A残%。3、对回火转变的影响提高耐回火性产生二次硬化回火脆性第六章金属材料产生二次硬化钼含量对0.35%C的碳素钢回火硬度的影响第六章金属材料回火脆性钢的韧性与回火温度的关系第六章金属材料6·3结构钢6·3·1普通结构钢碳素结构钢（如Q235）
8、低合金高强钢（如Q345）成分特点、性能特点、热处理特点、应用6·3·2优质结构
