6第七章 工业用钢PPT课件
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工业用钢
T8 錾子
T10 锯条
T12 锉刀
我们在制造锉刀、 锯条、錾子等工具 时若选材不当会出 现哪些情况？
思考题
三、合金钢
为了改善钢的某些性能，特意加入一种或几种合金 元素所炼成的钢。
化学成分： C＜0.2%，∑合金元素＜5%， 常加合金元素：Mn、Si、V、Nb、Ti、Re、Cu、N等。
▪ 镇静钢的符号Z、TZ可不标注。
用途
这类钢材虽然含有有害杂质较多，但冶炼方 法简单、工艺性好，价格低廉，性能上能满 足一般工程结构和普通零件的要求，工业上 应用十分广泛。其中Q235是最常用的碳素 结构钢。
常用来制作桥梁、建筑等框架结构，化工容 器外壳，各种车辆，不重要的轴类、螺栓螺 母和垫圈，锻件、冲压件、焊接件等。
也常用作渗碳用钢。经渗碳、淬火及低温回火后制作表面 要求耐磨并承受一定冲击载荷的机械零件，如凸轮，齿轮 等。
10～25#钢的应用
法兰盘 垫圈
销子 螺钉
30、35、40、45、50 、 55钢属中碳钢，经调质处 理（淬火+高温回火）后，可获得良好的综合力学性 能，即具有较高的强度和较高的塑性、韧性。
主要用于制造齿轮、轴类等零件。例如40、45钢常 用于制造汽车、拖拉机的曲轴、连杆、一般机床齿轮 和其它受力不大的轴类零件。
其中由于45钢的强度和塑性配合得好，因此成为机械 制造业中应用最广泛的钢种。
30～55#钢的应用
连杆
曲轴
齿轮
联轴器
60、65、70、75、80钢属高碳钢，经热处理（淬火+中 温回火）后具有高的弹性极限。
235 Z
375～460
≤0.035 TZ
用于结构件、钢板、
螺纹钢筋、型钢、螺
钢结构基础知识ppt课件
造方便，连接刚度大，密封性能好，在一定条件下易于 采用自动化作业，生产效率高。
缺点：焊缝附近钢材因焊接高温作用形成的热影响
区可能是某些部位材质变脆；焊接过程中钢材受到分布 不均匀的高温和冷却，使结构产生焊接残余应力和残余 变形，对结构的承载力、刚度和使用性能有一定影响； 焊接结构由于刚度大，局部裂纹一经发生很容易扩展到 整体，尤其是在低温下易发生脆断；焊缝连接的塑性和 韧性较差，施焊时可能产生缺陷，使疲劳强度降低。
《钢结构基础与识图》
钢结构的主要连接形式
钢结构的连接方法
钢结构的连接方法有焊缝连接、螺栓连接和铆钉连接三种。
焊缝连接
螺栓连接
铆钉连接
中新房华构住工
《钢结构基础与识图》
§4-1 焊缝连接
焊缝连接是通过电弧产生的热量使焊条和焊件局部 熔化，经冷却凝结成焊缝，从而将焊件连接成为一体。
优点：不削弱构件截面，节约钢材，构造简单，制
（a）
（b）
角焊缝截面形式 （a）普通式；（b）平坡式；（c）深熔式
（c）
中新房华构住工
《钢结构基础与识图》
（2）角焊缝的构造要求
1）最小焊脚尺寸 角焊缝的焊脚尺寸与焊件的厚度有关，当焊件较厚而焊 脚尺寸又过小时，焊缝内部将因冷却过快而产生淬硬组织，降低塑性，容易 形成裂纹。因此，角焊缝的最小焊脚尺寸应满足hf min1.5 tmax,tmax为较厚焊件 厚度（单位mm）。对自动焊因热量集中，熔深较大，可减小1mm；T形连接 的单面焊缝的性能较差，应增加1mm；当焊件厚度等于或小于4mm时，应与 焊件厚度相同。
中新房华构住工
《钢结构基础与识图》
§2-2 钢结构的主要结构类型
钢结构依其结构布置及受力特点的不同，主要分为以 下几类：
缺点：焊缝附近钢材因焊接高温作用形成的热影响
区可能是某些部位材质变脆；焊接过程中钢材受到分布 不均匀的高温和冷却，使结构产生焊接残余应力和残余 变形，对结构的承载力、刚度和使用性能有一定影响； 焊接结构由于刚度大，局部裂纹一经发生很容易扩展到 整体，尤其是在低温下易发生脆断；焊缝连接的塑性和 韧性较差，施焊时可能产生缺陷，使疲劳强度降低。
《钢结构基础与识图》
钢结构的主要连接形式
钢结构的连接方法
钢结构的连接方法有焊缝连接、螺栓连接和铆钉连接三种。
焊缝连接
螺栓连接
铆钉连接
中新房华构住工
《钢结构基础与识图》
§4-1 焊缝连接
焊缝连接是通过电弧产生的热量使焊条和焊件局部 熔化，经冷却凝结成焊缝，从而将焊件连接成为一体。
优点：不削弱构件截面，节约钢材，构造简单，制
（a）
（b）
角焊缝截面形式 （a）普通式；（b）平坡式；（c）深熔式
（c）
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《钢结构基础与识图》
（2）角焊缝的构造要求
1）最小焊脚尺寸 角焊缝的焊脚尺寸与焊件的厚度有关，当焊件较厚而焊 脚尺寸又过小时，焊缝内部将因冷却过快而产生淬硬组织，降低塑性，容易 形成裂纹。因此，角焊缝的最小焊脚尺寸应满足hf min1.5 tmax,tmax为较厚焊件 厚度（单位mm）。对自动焊因热量集中，熔深较大，可减小1mm；T形连接 的单面焊缝的性能较差，应增加1mm；当焊件厚度等于或小于4mm时，应与 焊件厚度相同。
中新房华构住工
《钢结构基础与识图》
§2-2 钢结构的主要结构类型
钢结构依其结构布置及受力特点的不同，主要分为以 下几类：
工 业 用 钢PPT课件
② 对钢冷却时过冷奥氏体转变过程的影响
➢ 对C曲线和淬透性的影响
除Co外，凡溶入奥氏体 的合金均使C曲线右移
钢的临界冷 却速度下降
淬透性提高
减少零件的淬火 变形和开裂倾向
淬火冷却速度降低
➢ 对Ms和Mf的影响
除Co、Al外，凡溶入奥氏 体的合金都使Ms和Mf下降
钢在淬火后的残余奥氏体量增加
③ 对淬火钢回火转变过程的影响
千分之几
例：Cr12MoV、W6Mo5Cr4V2
➢ 轴承钢 “G”+ Cr + 数字
平均含碳
➢ 不锈钢和量耐之的热几千钢分
含合金元 素的百分
之几
数字 + 合金元素符号 + 数字
例：11Cr17 ➢铸钢
最低屈服 强度
最低抗拉 强度
“ZG” + 数字 + 数字
钢铁生产加工过程概略图
冶炼厂
焦
炭
铁 矿
高 炉
大多数合金元素（除镍、 钴以外）都减缓钢的奥氏 体化过程
合金钢在热处理时要相应地提高 加热温度或延长加热时间，才能 保证奥氏体化过程的充分进行
➢ 对奥氏体晶粒长大倾向的影响
合金元素与碳和 氮的亲和力越大
阻碍奥氏体晶粒长 大的作用越强烈
使得合金钢多为 本质细晶粒钢
Mn、P对奥氏体晶粒的长大起着促进作用，因而 含锰钢加热时应严格控制加热温度和保温时间
但使钢脆化，产生冷脆性
二、合金元素在钢中的作用铁 体素 是体 碳和 钢渗 中碳 的
两个与基碳本亲相和力弱的非 碳化物形成元素，
1.合金元素对钢中基本相的影响如镍、硅、铝、钴
等
① 溶于铁与素碳亲体和，力起强的固碳溶化强化的作用
《建筑材料(第4版)》教学课件-第7章 建筑钢材
HRB400、HRB500、HRB600级钢筋的强度较高、塑性较好， 可用作普通钢筋混凝土结构的受力筋 和预应力钢筋混凝土的预应力筋。
钢筋牌号中带“E”的钢筋表示抗震性较好， 用于抗震一、二、三级的钢筋混凝土框架和斜撑构件。
§7.4 常用建筑钢材
二、冷轧带肋钢筋
1.定义：在热轧Ⅰ级盘卷钢筋的表面轧制出三面或两面横肋而形成的钢筋。 2.特点：强度高、与混凝土的粘结锚固力大。
4.技术性能：
尺寸偏差 质量偏差 力学性能 工艺性能
各项性能的质量标准， 详见《预应力混凝土用钢绞线》
（GB/T5224-2014）
§7.5 钢材的取样送检
一、按照相关标准和规范的规定进行进场验收 二、取样的组批规则、检测项目、样品数量、取样方法、
执行标准或规范如下表所示：
§7.5 钢材的取样送检
冷加工意义：提高钢材的屈服强度，节约钢材。
§7.3 钢材的冷加工
二、加工方式：
冷拉、冷拔、冷轧、冷冲、冷压、刻痕等。
§7.3 钢材的冷加工
二、加工方式：
1.
冷拉：采用一定的拉力将钢材拉伸到一定程度后，
缓缓卸去荷载。
§7.3 钢材的冷加工
二、加工方式： 2. 冷拔：将直径较大的钢筋通过直径较小的拔丝模孔，
§7.4 常用建筑钢材
一、热轧钢筋
3.钢筋标识： 钢筋牌号、生产许可证编号后3位(或厂家商标) 、规格直径三部分内容。
标识中带字母“E”表示是抗震性较好的钢筋。
§7.4 常用建筑钢材
一、热轧钢筋
3.热轧钢筋的应用： HPB300级钢筋的强度低、塑性好， 宜用作普通钢筋混凝土结构的受力筋和箍筋。
②尺寸偏差
《金属材料弯曲试验》 GB/T232-2010
钢筋牌号中带“E”的钢筋表示抗震性较好， 用于抗震一、二、三级的钢筋混凝土框架和斜撑构件。
§7.4 常用建筑钢材
二、冷轧带肋钢筋
1.定义：在热轧Ⅰ级盘卷钢筋的表面轧制出三面或两面横肋而形成的钢筋。 2.特点：强度高、与混凝土的粘结锚固力大。
4.技术性能：
尺寸偏差 质量偏差 力学性能 工艺性能
各项性能的质量标准， 详见《预应力混凝土用钢绞线》
（GB/T5224-2014）
§7.5 钢材的取样送检
一、按照相关标准和规范的规定进行进场验收 二、取样的组批规则、检测项目、样品数量、取样方法、
执行标准或规范如下表所示：
§7.5 钢材的取样送检
冷加工意义：提高钢材的屈服强度，节约钢材。
§7.3 钢材的冷加工
二、加工方式：
冷拉、冷拔、冷轧、冷冲、冷压、刻痕等。
§7.3 钢材的冷加工
二、加工方式：
1.
冷拉：采用一定的拉力将钢材拉伸到一定程度后，
缓缓卸去荷载。
§7.3 钢材的冷加工
二、加工方式： 2. 冷拔：将直径较大的钢筋通过直径较小的拔丝模孔，
§7.4 常用建筑钢材
一、热轧钢筋
3.钢筋标识： 钢筋牌号、生产许可证编号后3位(或厂家商标) 、规格直径三部分内容。
标识中带字母“E”表示是抗震性较好的钢筋。
§7.4 常用建筑钢材
一、热轧钢筋
3.热轧钢筋的应用： HPB300级钢筋的强度低、塑性好， 宜用作普通钢筋混凝土结构的受力筋和箍筋。
②尺寸偏差
《金属材料弯曲试验》 GB/T232-2010
工业用钢PPT课件
4、球墨铸铁
牌号：
字母QT+ 数字— 数字
表示球墨铸铁
表示最低抗拉强度σb （Mpa）
表示最低伸长率δ （%）
第25页/共39页
如：QT400—18(表示最低抗拉强度为 σb=400MPa， δ=18%的球墨铸铁）；
成分： ωC=3.8∼4.0%, 有一定含量的Si、 Mn、Mg及杂质。在浇注前加 入球化剂，在钢的基体上产生球 状石墨（碳）组织。
（表达特殊） ωC<1.0%具等ωw。=18% ωCr=4% ωV<1.5%
第13页/共39页
（三）特殊性能钢
1、不锈钢（主要合金元素为Cr和Ni）
牌号：
数字 + 元素符号 + 数字
表示碳的平均千分含量， <0.08%时用0表示
表示所含合金 的名称
元素平均百分 含量
如：1Cr13（表示ωc≈0.1% ,ωCr≈13%的不锈钢)；
第4页/共39页
2、优质碳素结构钢
牌号：
由两位数字组成
表示碳的平均万分含量（常用： 08∼85）
当ωMn=0.7∼1.2%时，在数 字后加Mn
如45（表示ωC≤0.45%的优质碳素结构钢） 如65 Mn（表示ωc=0.65% ,ωMn=0.7∼1.2%的 优质碳钢）。
第5页/共39页
成份： ωC=0.08∼0.85%, S、P含量较低，通常经热处 理后使用，以发挥其性能潜力。
沸腾钢（不脱氧F） 镇静钢（脱氧完全Z） 半镇静钢（脱氧不完全b）
第2页/共39页
介绍钢的成份、使用特点及应用、牌号： （一）结构钢 1、普通碳素结构钢
牌号：
字母Q + 屈服点数值(Mpa) + 质量等级。
机械工程材料教学课件第7章常用金属材料
（1）形成合金铁素体，合金铁素体对钢具有固溶强化的作用。
7.3 合金钢
（2）形成合金碳化物
合金元素按其与钢中碳的亲和力的大小，可分为碳化物形成元 素和非碳化物形成元素两大类。
碳化物形成元素：常见碳化物形成元素有Mn、Cr、W、V、 Nb、Zr、Ti等（按形成的碳化物的稳定性程度由弱到强的次序排 列），它们在钢中一部分固溶于基体相中，一部分形成合金渗碳体， 含量高时可形成新的合金碳化物。
7.4.1低合金高强度结构钢
1. 化学成分及性能特点 低合金高强度结构钢的含碳量较低，一般不超过0.2%，合金
元素的含量不超过3%，因含碳量较低，所以其塑性、韧性和焊接 性能较好，此类钢中常加入的元素有Mn、Si、V、Nb、Ti、Al、 Mo和N等，其中以Mn最为常用。
C：在钢中形成珠光体或弥散析出的合金碳化物，使钢得到强 化。在合金钢中为来形成一定量的碳－氮化物，碳的含量只需要 0.01~0.02％，所以降碳是这类钢发展的必然趋势，从而可大大改善 钢的韧性和焊接性能。
7.1.4 P对钢性能的影响
磷由炼钢时由矿石带入到钢中，它能够增加钢的强度和硬度， 但对塑性变形、冲击韧性的负面作用更加明显，[但对塑性变形、 冲击韧性的负面作用更加明显，]特别是在低温时，它使钢材显著 变脆，这种现象称为"冷脆"。冷脆使钢材的冷加工及焊接性能变 坏，含磷越高，冷脆性越大，故钢中对含磷量控制较严，所以一般 说磷也是有害元素。
Mn：Mn/C比值越高，越有助于提高钢的屈服强度和冲击韧性。 锰降低了γ→α 转变温度，有利于针状铁素体的形核；另外，在加 热过程中可增大碳-氮化物形成元素在γ-Fe中的溶解度，从而增加 铁素体中碳化物的弥散析出量。高锰还可以导致钢的应力-应变特 性的变化，可以抵消晶格效应的强度损失。
7.3 合金钢
（2）形成合金碳化物
合金元素按其与钢中碳的亲和力的大小，可分为碳化物形成元 素和非碳化物形成元素两大类。
碳化物形成元素：常见碳化物形成元素有Mn、Cr、W、V、 Nb、Zr、Ti等（按形成的碳化物的稳定性程度由弱到强的次序排 列），它们在钢中一部分固溶于基体相中，一部分形成合金渗碳体， 含量高时可形成新的合金碳化物。
7.4.1低合金高强度结构钢
1. 化学成分及性能特点 低合金高强度结构钢的含碳量较低，一般不超过0.2%，合金
元素的含量不超过3%，因含碳量较低，所以其塑性、韧性和焊接 性能较好，此类钢中常加入的元素有Mn、Si、V、Nb、Ti、Al、 Mo和N等，其中以Mn最为常用。
C：在钢中形成珠光体或弥散析出的合金碳化物，使钢得到强 化。在合金钢中为来形成一定量的碳－氮化物，碳的含量只需要 0.01~0.02％，所以降碳是这类钢发展的必然趋势，从而可大大改善 钢的韧性和焊接性能。
7.1.4 P对钢性能的影响
磷由炼钢时由矿石带入到钢中，它能够增加钢的强度和硬度， 但对塑性变形、冲击韧性的负面作用更加明显，[但对塑性变形、 冲击韧性的负面作用更加明显，]特别是在低温时，它使钢材显著 变脆，这种现象称为"冷脆"。冷脆使钢材的冷加工及焊接性能变 坏，含磷越高，冷脆性越大，故钢中对含磷量控制较严，所以一般 说磷也是有害元素。
Mn：Mn/C比值越高，越有助于提高钢的屈服强度和冲击韧性。 锰降低了γ→α 转变温度，有利于针状铁素体的形核；另外，在加 热过程中可增大碳-氮化物形成元素在γ-Fe中的溶解度，从而增加 铁素体中碳化物的弥散析出量。高锰还可以导致钢的应力-应变特 性的变化，可以抵消晶格效应的强度损失。
常见工业用钢的性能及用途培训课件
★高淬透性渗碳钢：
WMe≤7.5%，D油＞100，如18Cr2Ni4WA,用 于制造高载荷、高摩擦的飞机、坦克的主轴和 主动齿轮；
c.渗碳钢的热处理 渗碳+淬火+低温（180~200℃）回火
20CrMnTi钢制造齿轮的热处理工艺分析
制造工 下料→锻造→正火→加工齿形→渗碳
艺路线
→预冷淬火＋低回→磨齿
热处理工艺曲线
1) 正火： 使组织均匀化、细化、改善切削加工性能；
2) 渗碳： 提高齿轮表面的含碳量，为淬火作准备；
在930℃渗碳7小时，渗层厚δ＝1.2～1.6mm； 3) 预冷至870℃，油淬＋低回：
预冷的目的在于减少淬火变形，滲层中可以析 出20C二r次M滲nT碳i钢体经，上减述少处残理余后A可量获。得经高淬耐火磨和性低滲温 回层，火心后部获得有较高高齿的面硬强度度和、良耐磨好的性和韧疲性劳，强适度宜，制 并造承保受持高心部速中的载强度并和且抗韧冲性；击和耐磨损的零件。 如表汽层车：、高拖M拉回机＋的A后′＋桥碳和化变物速；箱58齿～轮64、H离RC合; 器 轴心、部伞：齿F轮＋和低一M回些；重3要5～的4轴5H类R零C件; 。
压力容器
万吨远洋 轮
南京长江大桥
16Mn最具有代表性。16Mn是二十世纪三 十年代发展起来的世界上第一种低合金高强 度钢，它属于350 MPa级别，它是目前我国 用量最多，产量最大的一种低合金高强度钢。
热处理： 一般工件—热轧状态下使用(或正火)，F＋P；
高压容器—调质处理；S回；
发展趋势： 1）微合金化与轧制合理结合，达到更高的强度； 2）通过合金化改变基体组织； 3）超低碳化。
2.机器零件用钢
指用于制造各种机器零件、如轴类、齿轮、 弹簧和轴承等所用的钢种。 ★机械性能要求——具有高的强度、塑性和韧
WMe≤7.5%，D油＞100，如18Cr2Ni4WA,用 于制造高载荷、高摩擦的飞机、坦克的主轴和 主动齿轮；
c.渗碳钢的热处理 渗碳+淬火+低温（180~200℃）回火
20CrMnTi钢制造齿轮的热处理工艺分析
制造工 下料→锻造→正火→加工齿形→渗碳
艺路线
→预冷淬火＋低回→磨齿
热处理工艺曲线
1) 正火： 使组织均匀化、细化、改善切削加工性能；
2) 渗碳： 提高齿轮表面的含碳量，为淬火作准备；
在930℃渗碳7小时，渗层厚δ＝1.2～1.6mm； 3) 预冷至870℃，油淬＋低回：
预冷的目的在于减少淬火变形，滲层中可以析 出20C二r次M滲nT碳i钢体经，上减述少处残理余后A可量获。得经高淬耐火磨和性低滲温 回层，火心后部获得有较高高齿的面硬强度度和、良耐磨好的性和韧疲性劳，强适度宜，制 并造承保受持高心部速中的载强度并和且抗韧冲性；击和耐磨损的零件。 如表汽层车：、高拖M拉回机＋的A后′＋桥碳和化变物速；箱58齿～轮64、H离RC合; 器 轴心、部伞：齿F轮＋和低一M回些；重3要5～的4轴5H类R零C件; 。
压力容器
万吨远洋 轮
南京长江大桥
16Mn最具有代表性。16Mn是二十世纪三 十年代发展起来的世界上第一种低合金高强 度钢，它属于350 MPa级别，它是目前我国 用量最多，产量最大的一种低合金高强度钢。
热处理： 一般工件—热轧状态下使用(或正火)，F＋P；
高压容器—调质处理；S回；
发展趋势： 1）微合金化与轧制合理结合，达到更高的强度； 2）通过合金化改变基体组织； 3）超低碳化。
2.机器零件用钢
指用于制造各种机器零件、如轴类、齿轮、 弹簧和轴承等所用的钢种。 ★机械性能要求——具有高的强度、塑性和韧
第七章工业用钢PPT课件
渗碳轴承钢牌号的表示方法
与合金结构钢相同，仅在牌
号头部加字母“G”，如
“G20CrNiMo”。
-
17
6、不锈钢和耐热钢
含碳量+合金元素符号+该元素百分含量+……
含碳量以千分之一为单位。
含碳量的表示方 法为：
①当平均含碳量 ≥1.00%时，用两 位数字表示，如 11Cr17(平均含碳 量为1.10%)；
⑤ 当含碳量上限≤0. 01%时
(极低碳)，以“01”表示，
如01Cr19Ni11（含碳量上
限为0.01%）。
汽轮机叶片
-
19
* 珠光体耐热钢含碳量的标注同结构钢。如15CrMo
注：旧标准含碳量表示方法为： 当含碳量≤0.08%时，以“0”表示，如0Cr18. 当含碳量≤0.03%时，以“00”表示，如00Cr18Ni10.
-
涡 轮 叶 片
18
② 当1.0%>平均含碳量≥0.1%时，用一位数字表示, 如2Cr13（平均含碳量为0.20%）
③ 当0.1%>含碳量上限> 0.03%时，以“0”表示，如 0Cr18Ni9（含碳量上限为0.08%）
④ 当0.03%≥含碳量上限>0.01%时（超低碳），以 “03”表示，如03Cr19Ni10(含碳量上限为0.03%）
不 锈 钢
不 锈 钢
法
型
兰
材-
20
.
7、铸钢 ZG + 两位数字
ZG表示“铸钢”；
两位数字表示平均含碳 量的万分之几, 如ZG25.
2 5 吨 大 齿 轮 铸 件
-
铸钢件
21
第二节、合金元素在钢中的作用
工业用钢ppt课件
编辑课件
25
5、硅 (Si)对钢能的影响
硅是钢中最基本的脱氧剂。普通钢中含硅在 0.17%-0.37%。
生 产 沸 腾 钢 时 ， [Si] 为 0.03%-0.07% ， [Mn]为0.25%-0.70%。
硅能提高钢的机械性能，增加了钢的电阻和 导磁性。
编辑课件
26
6、铝(Al)对钢能的影响
铝是终脱氧剂，生产镇静钢时，[Al]多在0.005%-0.05%， 通常为0.01%-0.03%。钢中铝的加入量因氧量而异，对高碳 钢应少加些，而低碳钢则应多加，加入量一般为:0.3-1.0kg/t 钢。
• (1)生产制造方法。碳素钢的冶炼通常在转炉、平炉中进
行。转炉一般冶炼普通碳素钢，而 平炉可以冶炼各种优 质钢。近年来氧气顶吹转炉炼钢技术发展很快，有趋势可 代替平炉炼钢。将炼好的钢液注入钢锭模，就得到各种钢 锭。钢锭经过锻压或轧制后便加工成各种形状的钢材和锻 件。钢锭经过压力加工后，能够改善钢的内部组织和夹杂 物分布，所以同样成分的钢材要比钢锭的性能优越一些。
中仍含有大量的氧，是有害的杂质，
使钢塑性变坏，轧制时易产生裂纹。
故炼钢的最后阶段必须加入脱氧剂(例 如锰铁、硅铁和铝等)，以除去钢液中 多余的氧
编辑课件
23
3、氧对钢性能的影响
• 在炼钢过程中，向熔池供入了大量的氧气，到吹炼
终点时，钢水中含有过量的氧。
• 如不脱氧，在出钢、浇铸中，温度降低，氧溶解度
编辑课件
19
• 锰与硫作用生成MnS，纯MnS的熔点为
1610℃，它们能有效的防止钢热加工过 程的“热脆”。
编辑课件
20
冶 炼 一 般 钢 种 时 要 求 将 [Mn] 控 制 在 0.4%0.8%。在实际生产中还将[Mn]/[S]比作为一个指 标进行控制，[Mn]/[S]对钢的热塑性影响很大。
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环节二： 新课讲授：（65分钟）
主 要 教 学 内 容
本节重点：1．锰、硅、硫、磷等常存杂质元素对钢性能的 影响；2．钢的分类、牌号、性能和用途；3．合金元素对 铁碳合金状态图、钢加热和冷却时组织转变、回火转变的 影响；
本节难点：合金结构钢牌号标注规定。 授课方法及教学目标：本节采用讲授法，配以多媒体进行
生铁 WC>2.11%
1、按化学。
合金钢是指为了提高钢的 性能，在碳钢基础上有意 加入一定量合金元素所获 得的铁基合金。
钢
碳素钢 （碳钢）
合金钢
低碳钢 中碳钢 高碳钢 低合金钢 中合金钢 高合金钢
含碳量 ＜0.25% 合金总量
0.25%~0.6%
课程地位
机械类专业基础课，为后续学习机电、模具等专业课提供知识准备。
课程用途
使学生在了解机械工程中各零部件的热处理、加工方法的基础上，培养学生解 决实际问题的能力及动手能力。
一 知识目标
教
学 目
掌握材料的牌号、性能、用途
标
二、 能力目标
教
学
能够识别金属材料的牌
目
号，了解材料性能
标
理论知识的实际应用
第一部分
整体概述
THE FIRST PART OF THE OVERALL OVERVIEW, PLEASE SUMMARIZE THE CONTENT
《金属工艺学》 说课 第二第章七金章属工材业料用的钢性能
教材分析 教学方法 学习方法 教学过程 教学效果
教 材分析
（一）课程的地位
热处理的重要性
质量万分比。 例如：08钢，表示平均含碳量0.08%；
20钢，表示平均含碳量0.20%； 45钢，表示平均含碳量0.45%。 优质碳素结构钢按含锰量的不同分为普通含锰量（ 0.35%~0.8%）和较高含锰量（0.7%~1.2%）两组。 对较高含锰量的一组，其牌号数字后面应附加 “Mn”以示与普通含锰量的区别，如15 Mn，20 Mn 等。
金属的结 构与结晶
合金相结 构与相图
铁碳合金
理论
钢的热处理
选材：工业用钢的选定 铸造
Click to add Ti锻tle压 Click to add Ti焊tle接 Click to add Ti车tle削
实践
教 材分析
课程教材
《金属工艺学》 主 编：卞洪元； 出版社：北京理工大学出版社； 版 本：2013年9月第2版。
特殊性能钢
除了要求力学性能 之外，还要求具有 其它一些特殊性能。 如不锈钢、耐热钢、 耐磨钢、低温用钢 等。
4、按金相组织分类
按平衡组织分
按正火组织分
亚共析钢 共析钢
珠光体钢 贝氏体钢 马氏体钢
按冷却时 是否发生相变
铁素体钢
过共析钢
奥氏体钢
奥氏体钢
5、按冶炼方法分类
按冶炼设备分
按脱氧程度分
平炉钢
第二部分XXX为钢的屈服强度值（单位MPa）,为最低值； 第三部分X是质量等级符号，分为A、B、C、D四级，B级质量 优于A级； 第四部分X是脱氧方法符号，有F、b、Z、TZ四种。其中F代表 沸腾钢，b代表半镇静钢，Z代表镇静钢，TZ代表特殊镇静钢。 （Z和TZ的符号可以省略不标。）
普通碳素结构钢的性能及用途：
二)目的: 消除应力;降低硬度;细化晶 粒;均匀成分;为最终热处理 作好组织准备。
三) 种类
完全退火
退火
扩散退火 球化退火
去应力退火
钢的正火
一)定义: 把零件加温到临界温度Accm或Ac3 以上 30～50℃,保温一段时间,然后在空气中冷却。
二)目的: 消除应力;调整硬度;细化晶粒;均匀成分 ;为最终热处理作好组织准备。
钢的淬火
一)定义: 把零件加温到Ac3或Ac1以上 30 ～ 50℃,保温一段时间,然 后快速冷却 ( 水冷 )。
二)目的: 为了获得马氏体组织,提高钢 的硬度和耐磨性。
钢的回火
一)定义: 把淬火后的零件重新加温到 A1线以下某个温度,保温一段 时间,然后冷却到窒温。
二)目的: 消除淬火应力,降低脆性;稳定 工件尺寸;调整淬火零件的力 学性能。
一.钢在热处理时的冷却方式
温 度
保温
临界温度
热 加
连续冷却
等温冷却
时间
热处理的分类
热处理
普通 热处理
表面 热处理
退火;正火; 淬火;回火;
感应加 热淬火
表面淬火
火焰加 热淬火
化 学 渗碳; 渗氮; 热处理 碳氮共渗;
钢的退火 一)定义: 把零件加温到临界温度以上
某一温度,保温一段时间,然后 随炉冷却。
> 0.6%
＜ 5%
5%-10% > 10%
2、按钢的质量（品质）等级分类
3、按钢的用途分类
钢
结构钢
主要用于制造各种 机械零件和工程结 构件，其碳的质量 分数一般都小于 0.7%。此类钢常用 于制造齿轮、轴、 螺母、弹簧等机械 零件，也用于制作 桥梁、船舶、建筑 等工程构件。
工具钢
主要用于制造各种 工具，如模具、刃 具、量具等，其碳 的质量分数一般都 大于0.7%。
这类钢冶炼容易、工艺性好、价廉，而 且在力学性能上也能满足一般工程结构及普 通机器零件的要求，所以应用很广。 一般情 况下，在热轧状态使用，不再进行热处理。
➢
制成薄板、钢筋、焊接钢管等，用于
桥梁、建筑等钢结构，也可制造普通的铆钉
、螺钉、螺母、垫圈、地脚螺栓、轴套、销
轴等等。
【优质碳素结构钢】 其牌号用两位数字表示。这两位数字是钢平均含碳
环节一： 导入新课：（问题导入10分钟）
在上一节中我们介绍了热处理中的退火、正火、退火、回火，知道了 两把火的定义、作用、地位等，我们生活、工业等方面用的钢材究竟是什 么组成，性能如何，让我们继续往下学习吧！
各种元素与钢材的 性能、用途等之间 存在着怎么样的关 系？
教学过程
复习：简要回顾上节内容。（10分钟左右）
转炉钢
电炉钢
沸腾钢
半镇静钢
镇静钢
脱氧不充分
脱氧充分
• 例如：Q235-AF 用Q+数字 表示牌号，表示屈服强 度最低值为235 MPa，质量等级为A级的沸腾钢。
（二）钢材的编号及命名
（1）碳素结构钢 方法一：GB700-88规定的表示方法为：QXXX-X X 其中第一部分Q是“屈服点”的汉语拼音第一个字母大写；
辅助教学。通过归纳、思考、应用知识的过程，使学生在 了解本节内容的基础上，为后面的学习、实践奠定基础。
一、钢的分类与编号
(一）钢的分类
工业纯铁 WC≤0.0218%
铁碳合金
钢
＜ 0.0218% WC≤2.11%
亚共析钢WC在0.0218%-0.77% 共析钢WC=0.77% 过共析钢WC在0.77%-2.11%