工程材料金属学及热处理课件 .ppt

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1、一章工业用钢上一级结构钢工程结构用钢机器零件用钢节钢的分类和编号一、钢的分类（一）按用途分类工具钢特殊性能钢（二）按化学成分分类碳素钢低碳钢wc<0.25%中碳钢wc=0.25～0.6%高碳钢wc＞0.6%合金钢低合金钢wMe<5%中合金钢wMe=5～10%高合金钢wMe＞10%（三）按显微组织分类按平衡状态：亚共析钢、共析钢、过共析钢和莱氏体钢。按正火组织：珠光体、贝氏体、马氏体和奥氏体钢。按室温时的显微组织分类：铁素体钢、奥氏体钢和双相钢。（四）按品质分类普通质量钢优质碳素结构钢高级优质钢wp≤0.035～0.045%ws≤0.035～0.05%

2、wP，ws≤0.035%wP，ws≤0.03%wP，ws≤0.025%高级优质合金结构钢优质合金结构钢wP，ws≤0.035%二、钢的编号我国钢产品采用汉语拼音、化学符号和数字结合原则。(1)钢中化学元素采用元素符号，稀土元素用RE表示。（2）产品名称、用途、特性和工艺方法用拼音。（一）碳素结构钢和低合金高强度钢Q+屈服点数值（单位为MPa）+质量等级+脱氧方法等。如：Q235AF、Q235BZ低合金高强度钢牌号表示为：Q345C、Q345D等。（二）优质碳素结构钢用两位数字表示。如：45钢、08钢，含猛量高的钢，须将Mn标出。如：50Mn。WMn=

3、0.7~1.0%。用途标出：20g。（三）碳素工具钢T+数字（含量为千分之一）。如：T9、高级优质钢后面加A，含猛量高的钢，须将Mn标出。如：T8Mn。（四）合金结构钢数字（万分之一）+合金元素符号+数字（平均百分之一）如：35SiMnW<1.5%不标出符号。钢中V、Ti、Al、B、RE等合金元素含量低，但应在牌号中标出。（五）合金工具钢与合金结构钢大体相同，Wc≥1.0%时，不标出含碳量。Wc<1.0%时，以千分之一表示。如：CrMn，9Mn2V。只有平均含铬量Wcr<1.0%的合金工具钢，其含铬量以千分之几表示，在数字前加“0”。如”Cr06”高

4、速钢中，一般不标出含碳量。如：W18Cr4V。（六）滚动轴承钢GCr+数字（表示Cr含量为千分之几）如：GCr15（七）不锈钢与耐热钢数字（含碳量万分之一）+合金元素+数字（百分之一）。当Wc<0.08%时，以06表示；Wc<0.03%时，以022表示；Wc<0.01%时，以008表示。如008Cr30Mo2在钢中其重要作用的微量元素Ti、Nb、Zr、N等要标出。10-1常存元素和杂质对钢性能的影响一、Mn钢中有益元素，可作脱氧剂、脱硫剂，其中以MnO，MnS形式存在，过量的Mn溶解在α中形成固溶体，产生固溶强化，形成合金渗碳体（Fe，Mn）3C。上

5、一级杂质元素Si、Mn、S、P合金元素Cr、Ni、Mo、W、V、Si、Mn、B、Ti、RE三、P一般情况是有害元素，P能全部固溶于F中，有强烈的固溶强化作用。室温下使钢的强度，硬度增加，塑性，韧性显著降低，使钢产生冷脆现象。上一级二、Si钢中有益元素，主要用作脱氧剂，WSi<0.5%对钢的性能影响不显著，以硅铁加入，形成SiO2（MnO、FeO、Al2O3）。五、非金属夹杂物的影响氧化物、硫化物、硅酸盐、氧化物，会降低塑性、韧性及疲劳强度。对重要用途的钢检查非金属夹杂物的数量、形状、大小与分布情况。上一级四、S钢中有害元素。在固态下，硫在铁中的溶解度

6、极小，以FeS形式存在，FeS与Fe形成低熔点共晶体。在热加工过程中使钢材沿晶界开裂，使钢产生热脆。第二节合金元素在钢中的作用Me：主加元素：Si、Mn、W、Cr、Ni、Mo辅加元素：Ti、Zr、Nb、V、Al、B、RE通过合金元素与钢中Fe、C两个基本组元的作用，促使钢中晶体结构和显微组织发生有利的变化以提高和改善钢的性能。上一级一、合金元素在钢中的分布概括起来合金元素有四种形式存在。（1）溶入铁素体、奥氏体、马氏体，以固溶体的溶质形式存在。（2)形成强化相，如形成合金渗碳体、形成元素本身的碳化物、形成金属化合物。（3）形成非金属夹杂物。与O、S、

7、N形成化合物。（4）一游离状态存在。如Pt。以何种形式存在取决于合金元素的本质。二、合金元素与铁和碳的相互作用（一）合金元素与铁的相互作用合金元素对铁的同素异构转变有很大影响，主要通过合金元素在α-Fe和γ-Fe中的固溶度及其对γ相区的影响表现出来。体现为Me-Fe构成的二元相图。1.无限扩大γ相区元素这类元素有Mn、Ni、Co2.有限扩大γ相区元素这类元素有C、N、Cu、Zn3.封闭γ相区、无限扩大α相区型当合金元素含量达到某一含量时，A3与A4重合γ相区封闭。这类元素有Cr、Si、P、V、Al、Be等。4.封闭γ相区、有限扩大α相区型与α-Fe形

8、成有限固溶体。这类元素有：Mo、W、Ti等。5.缩小γ相区型这类元素有：B、Nb、Ta、Zr。由以上可知，可