04第四讲:工业用钢ppt课件

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工业用钢

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

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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


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

① 溶于铁与素碳亲体和,力起强的固碳溶化强化的作用

《工业用钢》PPT课件

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( 极 低 碳 ) , 以 “ 01〞 表 示 ,
如01Cr19Ni11〔含碳量上限
为0.01%〕。
不锈钢剪刀
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、 Nhomakorabea铸钢件
第二节 构造钢
对构造钢的性能要求为: 使用性能以强韧性为主。 工艺性能以可焊性、淬透性为主。
一、碳素构造钢
1、成分:<0.4%C, P、S量及非金属夹杂较多.
2、性能:可焊性、塑性好。
3、热处理:不进展专门热处理,热轧空冷态下使用。
4、使用状态下组织:F+P
5、用途
常以热轧板、带、棒及型钢使用,用量约占钢材总量的 70%。
用于建筑构造,适合焊接、铆接、栓接等。
螺纹钢
热轧钢板
奥氏体钢、莱氏体钢
5、按用途分类
工程用钢 建筑、桥梁、船舶、车辆
结构钢
机器用钢
渗碳钢 调质钢 弹簧钢 滚动轴承钢 耐磨钢
刃具钢
工 具 钢 模具钢 量具钢
特 殊 性 不锈钢 能 钢 耐热钢
二、钢的编号 我国钢材的编号是采用汉语拼音字母、化学元素符
号和阿拉伯数字相结合的方法。 1、碳素构造钢 Q+最低屈服强度值+质量等级符号+脱氧方法符号 Q表示“屈服强度〞;屈服强度值单位是MPa; 脱氧方法符号: 沸腾钢—F;镇静钢—Z;半镇静
中温高压容器.
船舶
桥梁

气罐
三、渗碳钢
1、性能要求 ⑴ 表硬里韧。 ⑵ 良好的热处理性能,如淬透性和渗碳能力。 2、成分特点 ⑴ 低碳:0.1-0.25%C ⑵ 合金元素作用: ① 提高淬透性:Cr、Mn、Ni、B ② 强化铁素体:Cr、Mn、Ni ③ 细化晶粒:W、Mo、Ti、V

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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。
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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
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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
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• 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”。
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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。

第7章工业用钢PPT课件

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调质钢
▪ 用途
– 齿轮、轴类件、连杆、高强度螺栓。
– 以及汽车、拖拉机、机床等上的一些重要零件。
▪ 性能要求
– 承受弯曲、扭转等多种复杂应力状态,要求综 合力学性能。
▪ 成分特点
– 中碳(0.25-0.50%);加入合金元素有Cr, Mn, Si, Ni, B等
– 加入Mo,W以消除回火脆性
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渗碳钢
▪ 热处理特点(以20CrMnTi制造汽车变速齿轮 为例)
– 工艺路线:下料锻造正火加工齿型渗碳 (930℃) 预冷淬火(830℃)低温回火(200℃)磨 齿
▪ 钢种及牌号
– 低淬透性渗碳钢 20Mn2、20MnV、20Cr – 中淬透性渗碳钢 20CrMnTi、20MnVB – 高淬透性渗碳钢 20Cr2Ni4、18Cr2Ni4WA
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弹簧钢
▪ 用途
– 弹簧和弹性元件
▪ 性能要求
– 减震、缓和冲击。应有高的弹性极限e、高的疲劳 极限r 、足够的塑性和韧性,以免冲击时发生脆断。
▪ 成分特点
– 中、高碳(合金钢0.45-0.70%及碳钢0.6-0.9%) – 加入以Si,Mn为主的提高淬透性元素
Si、Mn主要是提高淬透性,同时提高屈强比,而 以Si的作用最突出。但热处理时促进表面脱碳,Mn 易使钢过热。重要的弹簧钢还要加入Cr、V和W。
– 如:9Mn2V;CrWMn 滚动轴承钢
– 在钢号前冠以“滚”的汉语拼音字头“G”+Cr元 素的千分之一含量标注。
– 如:GCr15
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钢的编号
不锈钢及耐热钢
– 这两类钢钢号前面的数字表示其含碳量的千分之 一,但含碳量小于或等于0.01%、0.03%及0.08% 时,钢号前分别冠以“000”、“00”和“0”。
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如:2Cr13(表示ωc≈0.2% ,ωCr≈13%的不锈钢);
(表达特殊) ωC<1.0%具等ωw。=18% ωCr=4% ωV<1.5%
第四章 工业用钢
(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
表示所含合
元素平均
量,<0.08%时用0表
金的名称
百分含量

如:1Cr13(表示ωc≈0.1% ,ωCr≈13%的不锈钢);
2)以化学成份分
(按合金成份)
碳素钢(以Fe、C成份为主) 合金钢(除Fe、C外,还有其它合
金元素)
第四章 工业用钢
普通钢(ωs≤0.05% ;ωp≤0.045%)
3)以钢的品质分
优质钢 (ωs≤0.04% ;ωp≤0.04%)
Hale Waihona Puke (按有害杂质S、P含量) 高级优质钢(ωs≤0.03%;ωp≤0.035%)
Q255、Q275钢:强度高,质量好制作建筑、 桥梁工程上质量要求较高的焊接件。
第四章 工业用钢
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)。
4)以钢的用途分
(按行业使用)
5)按冶炼时脱氧 程度分
结构钢(建筑、机械制造用) 工具钢(工具、刀具、模具等用) 特殊性能钢(防腐蚀、高温、导磁 等场合用)
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)
第四章 工业用钢
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。
第四章 工业用钢
特点与应用:
9CrSi、9Cr2:量具刃具钢(丝锥、钻头、铣刀、手 术刀、量规、冷冲模等); Cr12MoV、CrWMn:冷模具钢;
5CrNiMo、4Cr5W2VSi:热模具 钢*;高速工具钢(锋钢)是合金工具钢中的一类专
门用钢。 W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2:高热硬性,用于刀
第四章 工业用钢
*滚动轴承钢 是合金结构钢中的一类专门用钢。 牌号: 字母G+合金元素+数字
表示滚动 轴承用钢
表示所含主要合 只标出铬元素平均千 金元素的名称 分含量,其它不标记,
如:GCr9(表示ωCr=0.9% 的滚动轴承钢) 如:GCr15SiMn(表示ωCr=1.5% 的滚动轴承 钢成)份: ωC=1∼1.15%, 加入了Mn、Si等合金元素,热处 理后使用。
第四章 工业用钢
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。
特点与应用: 10—25钢:有较好的塑性、韧度、焊接性和冷成 型性,主要用于各种冲压件和焊接件。
30—55钢:强度较高,有一定的塑性和韧度,经 热处理后,用于齿轮、轴、螺栓等重要零件。
65—85钢:有较高的强度、硬度和弹性,塑性和 韧性较低,常用于弹簧和耐磨零件。
第四章 工业用钢
常用金属材料
金属材料主要包括三大类:
工业 用钢
铸铁
有色 金属
第四章 工业用钢
一、钢(含碳量小于2.11%的铁碳合金)
钢的分类:
低碳钢 ( ωc≤0.25%)
1)以含碳量分
中碳钢(0.25% ≤ ωc ≤ 0.6%)
(按碳的质量分数ωC%) 高碳钢(0.6% < ωc ≤ 2.11%)
第四章 工业用钢
2、合金结构钢
牌号:
数字 + 元素符号 + 数字
表示碳的平均 表示所含合金 元素平均百分含量:
万分含量
元素的名称
<1.5%不标记,
如:20Cr(表示ωc=0.2% ,ωCr<1.5%的合金结构 钢如):38CrMnAl(表示ωc=0.38% ,ωCr、 ωMn ωAl 的含量均 <1.5%的合金结构钢)
表示普碳 结构钢
共分195、215、235、 共有A,B,C,D四个
255、275五种。
级别,A级最差。
如:Q235A;Q215B;
第四章 工业用钢
成份: ωC=0.06∼0.38%,S、P含量较高,不需热处理。 特点与应用: Q195、Q215钢:塑性和韧度好,制造薄板、冲 压件和焊接件; Q235钢:强度较高,制造钢板、钢筋、农业机 械用钢和不重要的机械零件,拉杆、连杆和转轴。
第四章 工业用钢
(二)工具钢
1、碳素工具钢
牌号:
字母T + 数字+ 质量级别
表示工 具钢
表示碳的平均千 分含量(7∼13)
末尾标,表示 是高级优质
如T7(表示含碳量为ωC≈0.7%的碳素工具钢); 如T10(表示含碳量为ωC≈1.0%的碳素工具钢);
第四章 工业用钢
成份:
ωC=0.65∼1.35%, 有少量的Si和Mn,热处理后使用。
特点与应用:
T7——T13:有一定的硬度和耐磨性,但热硬性 和韧度较差,用于低速工具(如凿子、木工具、 剪刀、冲头、丝锥、锉刀、刮刀、冷冲模具等)。
2、合金工具钢
牌号: 数字 + 元素符号 + 数字
表示碳的平均千分 含量,>1%不标记
表示所含合 金的名称
元素平均百分 含量:<1.5%
不标记,
第四章 工业用钢
如:9CrSi(表示含碳量为ωC≈0.9% ,ωCr<1.5% 的ωSi<1.5%合金工具钢); 如:CrWMn(表示含碳量为ωC>1% ,ωW<1.5% 的ωMn<1.5%合金工具钢); 如:3Cr2W8V (表示含碳量为ωC≈0.3% , ωCr≈2%的ωW≈8%,ωV<1.5%合金工具钢); 成份: ωC=0.3∼1.7%, 加入了Cr、Mn、Si、Mn、W、 V等合金元素,热处理后使用。
如:60Si2Mn(表示ωc=0.6% ,ωSi=1.5∼2.49%, 的ωMn<1.5%的合金结构钢)
第四章 工业用钢
成份: ωC=0.1∼0.7%, 加入了Cr、Mn、Si、Ni、Ti、V等 合金元素,热处理后使用。
特点与应用:
20Cr、20MnTi、 20Cr2Ni4:有较高的韧度,经 热处理后表面硬而耐磨,用于受冲击载荷的重要零 件40。Cr、40CrMn、 38CrMnAl :有较高的综合 力学性能,用于受力复杂的重要零件。 55Si2Mn、 60Si2Mn:具有高屈强比,高疲劳 强度,高弹性极限和韧性,用于弹簧等零件。
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