金属材料与热处理 电子教案模块七.doc

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1、模块七工业用钢第一讲：碳钢课题：1.钢中常存杂质元素对组织和性能的影响2.碳钢的分类3.常用碳钢的牌号、性能特点及用途教学目标：1.明确碳钢中常存杂质元素对组织和性能的影响以及碳钢的分类；2.熟悉常用碳钢的牌号、性能特点及用途。教学重点：碳钢的牌号、性能特点及用途教学方法：利用工程案例、生活实例、多媒体课件等资源，使学生明确常用碳钢的性能特点及用途。教学内容：1.钢中常存杂质元素对组织和性能的影响1）硅:来自炼钢原料,强脱氧剂（有益元素）；强化铁素体,提高钢的强度、硬度，降低塑性和韧性；含量在WSi=0.

2、10%～0.4%。2）锰:来自生铁和脱氧剂,具有一定的脱氧能力（有益元素）；使铁素体强化；含量在WMn=0.25%～0.80%；3）硫:强化铁素体,热脆（有害元素）。4）磷:强化铁素体,冷脆（有害元素）。2.碳钢的分类1)按钢的含碳量分：（1）低碳钢：0.0218%

3、零件。（2）非合金工具钢。主要用于制造各种刃具、量具和模具。3.常用碳钢的牌号、性能特点及用途1)普通碳素结构钢Q235-A-F表示σs≥235Mpa的A级沸腾碳素结构钢用途：通常用于制造型材、螺钉、铁钉、铁丝、建筑材料等。2)优质碳素结构钢钢的牌号用平均含碳量的万分数（两位数）表示，脱氧方法的表示与碳素结构钢相同，但镇静钢符号省略。含锰量较高的钢（WMn=0.7%～1.2%）末尾标出锰元素符号，65Mn为含锰量较高，平均含碳量为WC=0.65%的优质碳素结构钢。用途：常用于齿轮、主轴、连杆→45钢。弹簧

4、、板簧、发条→65钢、65Mn。3)碳素工具钢：碳素工具钢的牌号用“碳”的汉语拼音字首“T”后面标数字表示，其数字表示平均含碳量的千分数。T8表示平均含碳量为WC=0.8%的碳素工具钢。用途：主要用于剪刀、斧头、锯子、锉刀等。4)铸造碳钢：铸造碳钢一般用于制造力学性能要求较高的形状复杂件。ZG340-650表示：σs≥340Mpa，σb≥650Mpa的铸造碳钢。第二讲：合金钢课题：1.合金元素在钢中的作用2.合金钢的分类3.常用合金钢的牌号4.常用合金钢性能特点、热处理及用途教学目标：1.明确钢中合金元素

5、的作用；2.熟悉常用合金钢的牌号、性能、热处理特点及用途。教学重点：合金钢的牌号、性能、热处理特点及用途教学方法：利用工程案例、生活实例、多媒体课件等资源，使学生明确常用合金钢的性能特点及用途。教学内容：1.合金元素在钢中的作用1）对钢基本相的影响（室温下的相）（1）固溶于铁素体固溶强化：强度、硬度提高，塑性、韧性下降。（2）形成碳化物Fe、Mn、Cr、Mo、W、V、Nb、Zr、Ti等依次与碳的结合力边强，形成的碳化物越稳定，硬度越高。渗碳体—合金渗碳体—合金碳化物—特殊碳化物2）合金元素对Fe-Fe3C

6、相图的影响（1）合金元素对奥氏体相区的影响扩大奥氏体相区：Mn、Ni等合金元素（奥氏体钢）；缩小奥氏体相区：Cr、Mo、W、V、Ti、Si等（铁素体钢）。（2）合金元素对S、E点的影响S点左移：3Cr2W8V中有网状碳化物（属过共析组织）；E点左移：W18Cr4V中出现莱氏体组织。3）合金元素对钢热处理的影响（1）阻碍奥氏体晶粒长大几乎所有的合金元素都抑制奥氏体晶粒长大，因此，合金钢奥氏体化的温度更高，保温时间更长。（除锰钢外）（2）提高钢的淬透性几乎所有的合金元素溶于奥氏体后都能增加过冷奥氏体的稳定性，

7、推迟珠光体的转变，使C曲线右移。（3）提高钢的回火稳定性。W18Cr4V钢在560℃回火属于其低温回火（4）产生二次硬化原因:含有W、Mo、V等强碳化物的高合金钢在500℃～600℃回火形成细小弥散的特殊碳化物；部分奥氏体转变为马氏体，使钢的硬度显著提高。2.合金钢的分类1）按化学成分所含合金元素的种类分，可分为：锰钢、铬钢、硅钢、硅锰钢、铬锰钛钢等；2）按合金元素的含量分1）低合金钢WMe≤5%2）中合金钢WMe=（5～10）%3）高合金钢WMe≥10%3）按质量等级分（S、P的含量、奥氏体晶粒大小）1

8、）普通质量2）优质质量3）特殊质量4）按用途分：（1）合金结构钢工程构件用钢（低合金高强度结构钢）和机械制造用钢（合金渗碳钢、合金调质钢、合金弹簧钢、滚动轴承钢和超高强度钢）。（2）合金工具钢刃具钢（低合金刃具钢和高速钢）、量具钢和模具钢（冷作模具钢和热作模具钢）（3）特殊性能钢抗氧化钢、不锈钢、耐热钢、耐磨钢和易切削钢等。3.常用合金钢的牌号1）低合金高强度结构钢同于普通碳素结构钢，其屈服强度＞275MP2）机械结构用合金钢