金属材料与热处理 教学课件 作者 李炜新第七章 碳素钢与合金钢.ppt

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1、第七章碳素钢与合金钢钢是以铁、碳为主要成分的合金，其碳的质量分数一般小于2.11%，按化学成分可以分为碳素钢（简称为碳钢）与合金钢两大类。第一节钢的分类与编号一、钢的分类1．按用途分类（1）结构钢包括建筑及工程用结构钢和机械制造用结构钢两类。建筑及工程用结构钢是指用于建筑、桥梁、船舶、锅炉或其它工程上制造金属结构的钢，如碳素结构钢、低合金高强度结构钢等；机械制造用结构钢是指用于制造机械设备中结构零件的钢，包括渗碳钢、调质钢、弹簧钢、滚动轴承钢等。（2）工具钢工具钢是指用于制造各种工具的钢，按工具用途不同，可分为刃具钢、模具钢和量具钢。（3）特殊性能钢特殊性能钢是指

2、用特殊方法生产、具有特殊物理、化学性能或力学性能的钢，如不锈钢、耐热钢、耐磨钢、磁钢、超高强度钢等。2．按化学成分分类（1）碳素钢碳素钢是指碳的质量分数小于2.11%，并含有少量锰、硅、硫、磷等杂质元素的铁碳合金。按碳的质量分数可分为低碳钢（wC＜0.25%）、中碳钢（wC=0.25%~0.6%）、高碳钢（wC＞0.6%）。（2）合金钢合金钢是指在碳钢的基础上，为了改善钢的性能，在冶炼时有目的地加入一些元素（称为合金元素）而获得的多元合金。按合金元素总的质量分数可分为低合金钢（wMe＜5%）、中合金钢（wMe=5%~10%）、高合金钢（wMe＞10%）。另外，根据

3、钢中主要合金元素种类不同，还可将合金钢分为锰钢、铬钢、铬镍钢、铬锰钛钢等。3．按质量分类根据钢中有害杂质硫、磷的质量分数多少可分为普通质量钢（wS=0.035%~0.050%，wP=0.035%~0.045%）、优质钢（wS≤0.035%，wP≤0.035%）、高级优质钢（wS=0.020%~0.030%，wP=0.025%~0.030%）、特级优质钢（wS≤0.015%，wP≤0.025%）。4．按冶炼时脱氧程度和浇注制度分类（1）沸腾钢沸腾钢是指脱氧不完全的钢，浇注时在钢锭模里产生沸腾现象，因而得名。其特点是材料利用率高，成本低，组织不致密，力学性能较低。（2

4、）镇静钢镇静钢是指脱氧完全的钢，浇注时钢液镇静，没有沸腾现象，故称为镇静钢。其特点是组织致密，力学性能较高，质量均匀，但成本较高，材料利用率较低。（3）半镇静钢它是脱氧程度介于沸腾钢和镇静钢之间的钢，浇注时沸腾现象较沸腾钢弱。其质量、成本、材料利用率均介于沸腾钢与镇静钢之间，生产过程较难控制，故使用量不大。（4）特殊镇静钢特殊镇静钢是指采用特殊脱氧工艺冶炼的脱氧完全的钢，其脱氧程度、质量及性能比镇静钢高。二、钢的编号1．碳素结构钢碳素结构钢的牌号由“屈”字汉语拼音的字首Q、屈服点数值、质量等级符号（A、B、C、D）和脱氧方法符号（F、b、Z、TZ）四个部分按顺序组

5、成。例如，Q235-A·F表示屈服点为235MPa、A级质量的沸腾钢。F、b、Z、TZ依次表示沸腾钢、半镇静钢、镇静钢、特殊镇静钢，一般Z和TZ在牌号表示中可省略。2．优质碳素结构钢优质碳素结构钢的牌号用两位数字表示，两位数字表示钢中平均碳的质量分数的万分之几。例如，45表示平均碳的质量分数为0.45%的优质碳素结构钢。优质碳素结构钢按锰的质量分数不同，分为普通锰（wMn=0.25%~0.80%）和较高锰（wMn=0.70%~1.20%）两组，较高锰的优质碳素结构钢在两位数字后面再加符号Mn，如65Mn。如果是沸腾钢则在两位数字后面加符号F，如08F。专用优质碳素

6、结构钢在牌号尾部加用途符号，如锅炉用钢表示为20g。3．碳素工具钢碳素工具钢的牌号由“碳”字汉语拼音的字首T与数字组成，数字表示钢中平均碳的质量分数的千分之几。例如，T8表示平均碳的质量分数为0.8%的优质碳素工具钢。如果是高级优质钢则在数字后面加符号A，如T8A。较高锰（wMn=0.40%~0.60%）的碳素工具钢则在数字后面加符号Mn，如T8Mn、T8MnA。4．铸造碳钢铸造碳钢的牌号由“铸”、“钢”二字汉语拼音的字首ZG与两组数字组成，第一组数字表示屈服点的数值（单位为MPa），第二组数字表示抗拉强度（单位为MPa）。例如，ZG200-400表示最低屈服点为

7、200MPa，最低抗拉强度为400MPa的铸造碳钢。5．低合金高强度结构钢低合金高强度结构钢的牌号由“屈”字汉语拼音的字首Q、屈服点数值、质量等级符号（A、B、C、D、E）和脱氧方法符号（F、b、Z、TZ）四个部分按顺序组成。例如，Q390A表示屈服点为390MPa、A级质量的低合金高强度结构钢。一般Z和TZ在牌号表示中可省略。6．合金结构钢与合金弹簧钢合金结构钢与合金弹簧钢的牌号由两位数字、元素符号与数字组成，前面两位数字表示钢中平均碳的质量分数的万分之几，元素符号表示钢中所含合金元素，元素符号后面的数字则表示该元素平均质量分数的百分之几。合金元素的平均质量分数

8、＜1.5%