碳素钢与合金钢 PPT

高级优质
Wc = 12%0
碳素工具钢
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4.铸造碳钢
ZG 200 - 400 σb ≥ 400MPa σs≥ 200MPa
铸钢
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平炉炼钢
转炉炼钢
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电弧炉炼钢
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三、钢锭的组织、质量及缺陷
一)杂质元素对钢的质量和性能的影响
1.有益元素 ➢ Si — 有很强的固溶强化作用,能脱
氧。 ➢ Mn — 脱氧、去硫,提高钢的强度
1.2 常用金属和非金属材料
金属材料分为黑色金属（铁碳合金） 和有色金属两类。
铁碳合金中碳的质量分数大于2%的 称为铸铁，不大于2%的称为钢。
含碳量越高，则铁碳合金的强度和 硬度越高，塑性和韧性越低。
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Байду номын сангаас
1.2.1.碳素钢的分类、编号及用途
一、碳素钢的分类
1. 按碳的质量分数分类: * 低碳钢: Wc ≤ 0.25% * 中碳钢: 0.25% ≤ Wc ≤ 0.6% * 高碳钢: Wc > 0.6%
活塞销( 20Cr ) 柴油机凸轮轴
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➢高淬透性合金渗碳钢 钢含合金元素总量在
4 %～ 6 %。18Cr2NiWA、 20Cr2Ni4A等。用于大载荷 的耐磨件，如柴油机曲轴。
柴油机曲轴
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2.典型合金调质钢
➢ 低淬透性调质钢
钢含合金元素总量＜3 %。
40Cr、40MnB等。
圆 锥
A等级
235 MPa 屈服强度
屈服强度越高，则碳素结构钢的
塑性越低，焊接性和压延性越低。
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2.优质碳素结构钢
* 45 --- Wc = 45%00
* 较高锰质量分数的优质碳素结构钢 45Mn --- Wc = 45%00 ; WMn = 0.7%～1.0%
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3.碳素工具钢
T 12 A
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2.按钢的质量分类:
* 碳素钢: Wp = (0.035% ～ 0.045%) Ws = (0.035% ～ 0.050%)
* 优质碳素钢: Wp = 0.035% Ws = (0.030% ～ 0.035%)
* 高级优质碳素钢: Wp ≤ 0.030% Ws = ( 0.020%～0.025% )
2.性能要求: 降低切削力和切削热,减少 刀具磨损,延长刀具寿命,改 排屑性能,提高切削速度。
3.化学成分特点: S:Ws = 0.08～0.3% Pb:WPb=0.15～0.25% Ca:微量
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三. 合金工具钢 ( Alloy tool steel )
合金刃具钢 ( alloy cutting steel ) 合金模具钢 ( alloy die steel ) 合金量具钢( alloy measuring steel )
➢ 中淬透性调质钢
齿 轮
钢含合金元素总量在4 % 左右。
38 CrSi、35 CrMo 等。 常用于制造较小的齿轮、 轴、螺栓等零件。
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柴油机凸轮轴
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➢ 高淬透性调质钢
钢含合金元素总量在4 %～ 10 %。
制造大截面重载荷零件，如 曲轴等用高淬透性的零件等 。 38 Cr Mo Al A、40 Cr Mn Mo、 25 Cr2 Ni4 W A等。
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3.按钢的用途分类:
•碳素结构钢 ( carbon structural steel ) 用于制造各种机械零件、工程构
件。一般为低、中碳钢。
•碳素工具钢 ( carbon tool steel ) 用于制造各种工具。一般为高碳钢。
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二、碳素钢的编号及用途
1.碳素结构钢: Q 235 — A ·F 沸腾钢
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3. 典型合金弹簧钢
65 65 Mn 60 Si 2 Mn 50 Cr V A 50 Cr Mn A 55 Si Mn Mo V Nb
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汽车板簧
热卷大弹簧
大型热卷弹簧
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弹簧丝
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4. 滚动轴承钢
G Cr9 Si Mn
含Mn量WMn≤1.5 % 含Si量WSi≤1.5 % 含Cr量WCr ≈ 0.9 % 滚动轴承钢
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1.典型合金渗碳钢
➢ 低淬透性合金渗碳钢 钢含合金元素总量＜3 % 15Cr、20Cr、20Mn2。用 于受力小的耐磨件，如柴 油机的活塞销、凸轮轴等。
➢中淬透性合金渗碳钢 钢含合金元素总量在4 %左 右。20 CrMn、20CrMnTi、 20Mn2TiB。用于中等载荷 的耐磨件，如变速箱齿轮。
和硬度。
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2.有害元素:
➢ P — 有很强的固溶强化作用,低温 韧性差 ( 冷脆 )。
➢ S — 能引起钢在热加工时或高温工 作下开裂 ( 热裂 )。
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二) 不同脱氧程度的钢种
1.镇静钢 ( killed steel )
钢液在浇注前用锰铁、硅铁和铅 进行了充分脱氧 ,Wo = 0.01%左右, 成 分较均匀、组织较致密。主要用于机 械性能要求较高的零件。
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性能要求:
滚珠轴承
❖高的硬度强度和耐磨性; ❖高的接触疲劳强度; ❖足够的韧性和耐蚀性; ❖高的纯净度;
滚针轴承
滚柱轴承
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5. 易切削钢的牌号
Y 40 Mn
含锰量WMn ≤ 1.5 % 含碳量WC 0.4 %
易切削钢
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1.用途: 适用于高速切削和在自动加工机 床上加工的材料。
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1.2.2.合金钢的分类、编号及用途 ( Alloyed Steel )
加入合金元素会对钢的组织和性能产 生影响。
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一. 低合金高强度结构钢
牌号: Q 345 C
质量等级 345 MPa 屈服强度
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Q345钢(16Mn)综合性能好， 用于船舶、桥梁、车辆等大
型钢结构。
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2.沸腾钢 ( boiling steel )
钢液在浇注仅前进行轻度假脱氧, Wo = 0.03%～0.07%,成分偏析较严重、 组织不致密。机械性能不均匀, 冲击韧 性差, 常用于要求不高的零件。
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3.半镇静钢 ( balanced steel )
半镇静钢是脱氧过程介于镇静钢 和沸腾钢之间的钢,是用锰铁和硅铁进 行脱氧。其质量也介于二者之间,可代 替部分镇静钢,一般不适于做重要零件。
万吨远洋轮
Q390钢含V、Ti、Nb，强度 南京长江大桥 高，用于中等压力的容器。
Q460钢含Mo、B，正火组织 压力容器 为B，强度高，用于石化中温 高压容器。
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二. 合金结构钢
20 Mn2 Ti A （合金渗碳钢）
等级:高级优质 含钛量WTi≤1.5 % 含锰量WMn 2 % 含碳量WC 20 %00