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1、工业用钢铁材料6.1碳钢6.2合金钢6.3常用铸铁材料6.1碳钢一、碳钢中的杂质1．锰——有益；0.25--0.80%a.脱氧剂： 降低FeO→↓脆性，b.脱硫剂：Mn+S→MnS(降低S的有害作用)↑热加工性能c.固溶强化，使性能更优。2．Si——有益a.脱氧→↓脆性b.固溶强化3．磷——有害Fe3P 室温下<100℃，脆性大→冷脆4．硫——有害5．O、N、HO——↓机械性能，强度、塑性降低，有害元素N——产生兰脆，有害元素若钢中存在Al、V、Ti↑→兰脆消失→强度，硬度提高H——氢脆、白点，有害元素985℃时，产生的共晶体（Fe+FeS）→加入Mn→MnS（除硫）热脆二、碳钢的
2、分类1．碳含量：低碳钢C%<0.25% 、中碳钢0.250.6%2．质量（S、P杂质含量）： 普碳钢、优质碳素钢、高级优质碳素钢3．按用途：碳素结构钢、碳素工具钢、铸钢三、碳钢的牌号及作用1．普通碳素结构钢碳素结构钢分为五类20种，其牌号主要依据钢材的厚度（或直径）不大于16mm的钢的屈服强度数值进行划分，然后以钢的质量等级和脱氧方法进行细分。其牌号中符号的意义如下：Q——代表钢的屈服点字母。A、B、C、D——反映碳素结构钢中有害元素（S、P）含量多少的质量等级符号，按字母顺序，等级高含S、P量下降。F、b、Z、TZ——表示脱氧方法的符号。其中F——沸腾钢、b——半
3、镇静钢、Z——镇静钢、TZ——特殊镇静钢。例如Q235A﹒F表示屈服强度为235MPa的质量等级为A级的沸腾钢。2．优质碳素结构钢钢号用平均碳含量的万分数的数字表示。如：08F（F表沸腾钢），20A（后有“A”表高级优质钢），45，15Mn（表含Mn量高）。制作各种机器零件，一般进行热处理。08F 塑性好，冷冲压件10，20 冷冲压件，焊接件，渗碳处理。35，45，40，50 齿轮、轴类60，65 弹簧3．碳素工具钢0.65------1.35C%，用以制作刃具、量具、模具钢号用平均碳含量的千分数的数字和T一起表示。如：T10A（1.0%C，A表示高级优质碳素工具钢）,T9（0.9%C）,
4、 T12（1.2%C,）T7，T8，强度，韧性较高，可制作冲头、凿子、榔头T9、T10、T11，强度，韧性适中，可制作钻头、刨刀、丝锥、手锯及冷作模具。T12，T13，硬度很高，韧性低，可制作锉刀、刮刀、量规。4．铸钢“ZG”加平均碳含量万分数表示，如：ZG25（0.25%C），ZG45（0.45%C）形状复杂，需要一定强度、塑性和韧性的零件。6.2合金钢(AlloyedSteel)一、合金钢的编号1．合金结构钢碳含量用万分数（两位）C％ 如40Cr，C%=0.4%（1）、合金含量用（百分数）表示,如20Cr3MoWVA,其中C%=0.2%,（2）、Cr%=3%,Mo,W,V<1.5%.（
5、3）、合金含量小于1.5%不标（4）、A：表示高级优质注2．合金工具钢，特殊性能钢（1）、碳含量大于1.0%时，不标注其含量。（2）、碳含量小于1.0%时，用千分数表示，如5CrMnMo，C％=0.5%注二、合金元素对钢的组织和性能的影响合金元素与铁和碳的作用。合金元素对Fe-Fe3C相图的影响。合金元素对钢的热处理的影响。1.溶于基体中形成合金F或合金A。2.与碳作用形成合金碳化物(Fe,Cr)3C。溶于渗碳体！3.单独形成特殊碳化物Me在钢中的存在方式一)合金元素与铁和碳的作用A、扩大γ区并与γ-Fe无限互溶的Fe-Me相图（Me=Mn、Ni、Co)室温下形成单相AB、部分扩大γ区的Fe-
6、Me相图（Me=C、N、Cu)（a）扩大γ相区元素（奥氏体稳定化元素）A4，A3Mn,Ni,Co作用最强，使α相消失，γ相扩大至室温。Co,C,N,Cu作用次之。二)合金元素对Fe-Fe3C相图的影响（1）影响A和F存在的范围Notes:除Mn外均为非碳化合物形成元素，而Mn的碳化物稳定性也是最差的！主要还是以固溶形式存在！Mn元素对奥氏体区的影响（b）缩小γ相区元素（F稳定化元素）A3 ，A4Cr,Mo,W,V,Ti,Al,Si作用强，可使γ相区完全封闭。B,Nb,Zr作用次之。Me对铁碳相图的影响D、缩小并封闭γ区，与a-Fe无限互溶的Fe-Me相图与a-Fe无限互溶C、缩小并封闭γ区，与
7、a-Fe有限互溶的Fe-Me相图与a-Fe有限互溶Notes:除Al、Si外均为强碳化合物形成元素！Cr元素对奥氏体区的影响（2）使S、E点大大左移Me对铁碳相图的影响合金元素对S点成分的影响合金元素对A1线的影响Why:3Cr2W8V热模具钢 0.3%C却属过共析钢？W18Cr4V高速钢 铸态下（<1.0%C）出现莱氏体组织？三、合金元素对热处理的影响1、对加热转变Ａ的影响（1）影响A形成速度（
