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1、第四章工业用钢与铸铁工程材料工艺学-钢铁1教学基本要求1.熟练掌握工业用钢的分类与编号表示方法;2.熟悉钢铁中合金元素的含量与作用与相应组织。3.了解铸铁的石墨化过程特点与影响;4.熟悉铸铁的分类、牌号、性能特点并基本会选。5.了解工程材料新发展简介工程材料工艺学-钢铁2§1工业用钢简介一、钢:以铁为主元素,含C%<2%以下,并含有其它元素的材料。可形变加工的铁碳合金。1.工业用钢(按成分)包括非合金钢、低合金钢、合金钢三类。(必须掌握的内容-考试啊!)⑴按碳质量分数高低划分为低碳钢(wc<0.25%)中碳钢(wc在0.25%~0.60%间)高碳钢(wc>0.60%)等均为非合金钢。工
2、程材料工艺学-钢铁3非合金钢加入少量合金元素形成低合金钢。⑵按质量分按钢的质量等级分,分为普通质量钢、优质钢、高级优质钢、特殊优质钢,其中的磷和硫质量分数如表4-1所示。⑶按钢的主要性能及使用特性分分工程结构用钢,机械结构用钢,工具钢,不锈钢,耐蚀,耐热钢,轴承钢,特殊物理性能等钢。工程材料工艺学-钢铁42.钢铁产品牌号表示方法钢材牌号采用“数字加字母”表示。力学性能和元素含量用数字表示,化学元素采用国际化学元素符号表示。产品名称、用途、冶炼和浇注方法等用汉语拼音字母表示。表4-2(p57)不同类型钢及牌号表示方法。工程材料工艺学-钢铁53.钢铁及合金统一数字代号体系GB/T17616-
3、1998对钢铁及合金产品牌号规定了统一数字代号,与现行的GB/T221-2000钢铁产品牌号表示方法等同时并用。统一数字代号有利于现代化数据处理设备进行存储和检索,便于生产和使用。数字代号由固定6位符号组成,左边第1位大写拉丁字母作前缀(“I”和“0”除外),后接5位阿数字。工程材料工艺学-钢铁6每个统一数字只适用于一个产品牌号。例如:U20202,表示20(非合金钢)优质碳结构钢;A73402表示合金调质钢中的40MnVB。非合金钢,(俗说:碳素结构钢)简称:碳钢由于价格低廉、易于获取,通过碳含量的控制和热处理可使其性能得到改善,能满足生产的基本需求,因而应用广泛。二、常存元素对碳钢性
4、能的影响(了解)工程材料工艺学-钢铁71.碳(C)作用碳对碳钢的组织和性能影响很大。如图示总趋势是:状态图中自左向右,含碳量增加,Fe3C增加,硬度直线上升,塑韧性急速下降,强度先升后降。2.锰(Mn)作用脱氧,FeO还原Fe;与S作用→MnS降低热脆性;提高强度、硬度。属有益元素。3.硅(Si)作用工程材料工艺学-钢铁8与钢液中FeO生成炉渣,提高钢质量;溶于F中,固溶强化。有益元素。4.硫S作用:形成FeS(熔点1190℃),在晶界处,在1100℃—1200℃时,压力加工,产生脆裂,“热脆”。有害元素。5.磷P作用:全部溶于F中,固溶强化;Rm、HB↑↑,在低温下引起脆断—“冷脆”。
5、有害元素。工程材料工艺学-钢铁9三、非合金钢(碳)钢分类1.碳素结构钢GB700-1988牌号由代表屈服点的字母Q、屈服点数值、质量等级符号、脱氧方法四部分组成。其中质量等级分别用A、B、C、D表示。A的S、P量高,D的S、P量最低,且质量最好。如:Q235-A.FQ-“屈”字汉语拼音字首,读“屈”。工程材料工艺学-钢铁10235-Rm(σb)≥235MPaA-质量等级A级F-脱氧方法,指“沸腾钢”,一般不标。牌号:Q195;Q215;Q235;Q255;Q275五类.用途:用于制作螺钉、螺栓、螺母、角钢、垫圈、焊接钢管等,详见参考书P63表4-4。2.优质碳素结构钢S、P含量较低,用于
6、重要零件工程材料工艺学-钢铁11GB:牌号用两位数字表示,表示含碳量万分之几(十)。如:08F、10、15、20、25,为低碳钢,塑性好,耐冲、好焊;30、35、40、45、50、55,中碳钢含P多,强硬适中,多做重要件;60、65、70、75,高碳钢。多需淬火+回火,制作弹性耐磨件。20Mn、65Mn等称含锰量较高的优质碳素结构钢。(详见教参P68表4-13)工程材料工艺学-钢铁123.碳素工具钢。牌号用“碳”字汉语拼音字首“T”+数字表示Wc的千分之几。如:T7、T8、T9、T10、T10A、T12等。如T10钢WC=1%;T10A中的“A”表示为高级优质碳素工具钢(适用各类高级优质
7、钢)。其中:T7钢(WC=0.7%)主要用于制造手钳、剪刀、凿子、手锤等;工程材料工艺学-钢铁13T10钢(WC=1%)用于制作手用钢锯条、简单冷作模具、(手工钻头)等;T12钢用于制作铰刀、锉刀、量具等。(详见教参P83表4-25)四、合金钢为提高钢的力学,工艺,物理,化学性能、淬透性等,在碳钢的基础上加入某些合金元素,称为合金钢。按用途分合金结构钢、合金工具钢和特殊性能钢。工程材料工艺学-钢铁141.合金结构钢钢号:数字+元素符