第四章 非合金钢
4.2 碳素钢(非合金钢)
《金属材料与热处理》导学案 主备人：栾义 审核人：栾义 编号：010爱让每一名学生都做得更好！1 §4.2 碳素钢（非合金钢）【使用说明】1、依据学习目标，全体同学积极主动的根据教材内容认真预习并完成导学案，小组长做好监督与检查，确保每位同学都能认真及时的预习相关知识。
2、结合导学案中的问题提示，认真研读教材，回答相关问题。
3、要求每位同学认真预习、研读课本，找出不明白的问题，用红笔做好标记。
【学习目标】1、知识与技能：掌握碳素钢的组成、分类，并熟知碳素钢的牌号及用途。
2、学习与方法：通过研读课本，积极讨论，踊跃展示，牢记碳素钢的牌号。
3、情感态度价值观：激情投入，大胆质疑，快乐学习。
【重点难点】碳素钢的分类碳素钢的牌号【自主学习】常存杂质元素对碳素钢性能影响 重要级别：★★★★碳素钢的分类 重要级别：★★★牌号及用途—普通碳素结构钢 重要级别：★★★★★牌号及用途—优质碳素结构钢 重要级别：★★★★★牌号及用途—碳素工具钢、铸造用钢 重要级别：★★★★★【合作探究】一、碳素钢概述。
1、碳素钢的定义：2、碳素钢的特点：3、碳素钢的用途：二、钢中的常存元素及其对性能的影响。
班级： 姓名： 使用时间： 年 月 日爱让每一名学生都做得更好！ 2 三、碳素钢的分类。
1、按照钢的含碳量分类2、按照钢的质量分类3、按照钢的用途分类4、按照冶炼时候的脱氧程度的不同分类四、请大家将准备的各种不同的碳素钢进行分类。
（课上完成）五、碳素钢的牌号。
1、普通碳素结构钢2、优质碳素结构钢3、碳素工具钢4、铸造碳钢【当堂测验】1、固定教室暖气管卡子的螺杆、螺母与切削加工用工装中的螺杆、螺母可以用同一种碳素钢制作吗？为什么？正确的应该用什么材料？【课后作业】(自己默写，组长监督)1、理解掌握本导学案内容，并完成习题册第四章第二节相关题目。
【学后反思】。
非 合金钢
≤0.025 ≤0.025
≤0.025 ≤0.015
4.3 常用非合金钢
4.3.1 我国钢铁产品牌号表示方法
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。
采用汉语拼音字母表示钢产品的名称、用途、 特性和工艺方法时，一般从代表钢产品名称 的汉字的汉语拼音中选取第一个字母.
（4）造影病人均应于术前纠正脱水状态，保证充 足的液体入量。
第二节
胆系、泌尿系、子宫输卵管、胃肠道造影剂
硫酸钡【典】【基】【医保（甲）】 常用胃肠X线造影剂。
碘番酸【典】【医保（甲）】
常用胆囊及胆管造影剂。
第三节 脊髓及其他体腔的造影剂
碘苯酯【典】【医保（甲）】
主要脊髓蛛网膜下腔 造影剂。
常用钢产品的名称、用途、特性和工艺方法 表示符号（GB/T 221—2000）
名称
符号 位置
名称
符号 位置
碳素结构钢
Q 头 桥梁用钢
q
尾
低合金高强度钢 Q 头 锅炉用钢
g
尾
易切削钢
Y
头 焊接气瓶用钢 HP
尾
碳素工具钢
T
头 车辆车轴用钢 LZ
头
(滚珠)轴承钢
G
头 机车车轴用钢 JZ
头
焊接用钢
H 头 沸腾钢
预防
（1）有碘过敏史或碘试验阳性者，禁用常规碘造 影剂。
（2）碘过敏但反应较轻者，必须实行造影检查时， 可采用非离子型造影剂，使用前，先给地塞米松 5～10mg，并做好抢救准备。
（3）高危病人难以耐受离子型造影剂的副反应， 可选用非离子型造影剂，但仍不能放松对非离子 型造影剂发生毒副反应的警惕性。
来 源 炼钢原料和燃料。
非合金钢(碳钢)
T7、T8、
承受振动、 冲击的工 具，如冲 头、大锤、 木工工具。
用于需要较高 耐磨性和一定 韧性的工具， 如手工锯条、 剪金属用剪刀。
六、铸造碳钢：
ZG+两组数字（分别表示最小 屈服点和最小抗拉强度）。 例： ZG310-570 —— 表示最小屈服 点为310MPa、最小抗拉强度为 570MPa的铸造碳钢。
成
分 含碳量较低，Wc<0.30%
热 处 理 正火，使用时不进行热处理。 性
较高的强度，良好的塑性与 能 韧性；并具有良好的焊接性。
典型牌号
Q235
应
用
如表2-4（P40）
Q195、Q215、Q235、Q255、275
一般桥梁、建筑结 可用于受力较 大的机械零件， 构，普通机械零件， 如链轮、拉杆 如螺钉、螺母等。
钢中的常存杂质元素
来
源
炼钢时加入的脱氧剂。
良影响，少量能溶入F中 起固溶强化作用，提高钢 的强度、硬度及弹性。
有益作用 能消除FeO夹杂对钢的不
有益元素
有害影响 过多会造成塑性下降，冲
击性能变差。
来
源
炼钢时加入的脱氧剂。
轻S的有害影响；少量能溶 入F 中起固溶强化作用。
有益作用 能与S化合形成MnS，减
分 Wc=0.05-0.85%，多数为 低中碳成分，少数高碳。 热 处 理 一般使用时必须进行热处理。 成
性
较高强度，较好塑性与韧性。 能 性能变化范围较大。
典型牌号
45
应
用 如表2-5（P40） 08F、 20、
冷冲压件、 焊接件和 标准件、 渗碳件等 零件。
45、
调质件：机 床齿轮、机 床主轴、曲 轴、连杆等 重要零件。
非合金钢、碳钢、合金钢、铸铁、焊接工艺解析
非合金钢，碳钢，合金钢，铸铁，焊接工艺解析Fe-Fe3C相图第一章：非合金钢（碳钢）铁碳合金：是以铁和碳为基本组元组成的合金，是钢和铸铁的统称一、非合金钢:含碳量小于2.11%，并含有少量的锰、硅、磷、硫、等杂志元素的铁碳合金。
碳钢的分类：1、按含碳量分类：2、1）、低碳钢（W c<0.25%）2）、中碳钢（W c =0.25~0.60%）3）、高碳钢（W c >0.60%）2、按质量分类1）普通质量碳钢（W s≥0.045%、W p≥0.045%）2）优质碳钢3）特殊质量碳钢（W s≤0.020%、W p≤0.020%）3、按用途分类1）碳素结构钢2）优质碳素结构钢3）碳素工具钢4）碳素碳钢按脱氧方式不同：●沸腾钢（F）脱氧不完全的钢●镇静钢（Z）完全脱氧的钢●半镇静钢（b）●特殊镇静钢（TZ）通常Z和TZ可省略，如：Q235-A·F表示≥235MPa，质量等级为A级。
脱氧方法为沸腾钢的碳素结构钢。
3普通碳素结构钢的牌号、主要成分、力学性能(摘自GB/T700-1988)●如45钢，表示其平均含碳量（万分数）为0.45%。
●优质碳素结构钢分为普通含锰量（W Mn≤0.7%）和较高含锰=0.7%~1.2%）两类。
含锰量较高的优质碳素结构钢量（WMn在两数字后面加Mn字，脱氧方法表示法同碳素结构钢。
碳素工具钢碳素工具钢含碳量比较高（W C =0.65%~1.35%）,硫、磷杂志含量较少，一般经淬火，低温回火后硬度比较高，耐磨性好，但塑性较低。
主要用于要求不很高的刃具，量具和模具。
碳素工具钢的牌号用<碳>的汉语拼音首字母<T>后加数字组成。
数字表示钢中的平均含碳量的千分数，如T9钢，表示钢种平均含碳量为0.9%的优质碳素工具钢，查表可知，随着钢号的增大，含碳量的增大，钢的硬度和耐磨性也增加，但韧性却降低。
碳素铸钢铸钢的含碳量一般在0.15%~0.6%范围。
非合金钢
第二节 非合金钢
(三)特殊质量非合金钢 三 特殊质量非合金钢 特殊质量非合金钢中的碳素工具钢是用于制造刀具、模 特殊质量非合金钢中的碳素工具钢是用于制造刀具、 具和量具的钢。由于大多数工具都要求高硬度和耐磨性好， 具和量具的钢。由于大多数工具都要求高硬度和耐磨性好， 故碳素工具钢碳的质量分数都在0.7％以上， 故碳素工具钢碳的质量分数都在 ％以上，而且此类钢都 是优质钢和高级优质钢，有害杂质元素(S硫 含量较少， 是优质钢和高级优质钢，有害杂质元素 硫、P磷)含量较少， 磷 含量较少 质量较高。 质量较高。 碳素工具钢的牌号以“ 的汉语拼音字首)开头 碳素工具钢的牌号以“T”(“碳"的汉语拼音字首 开头， 碳 的汉语拼音字首 开头， 其后的数字表示平均碳的质量分数的千分数。例如T8表示 其后的数字表示平均碳的质量分数的千分数。例如 表示 平均碳的质量分数为0.80％的碳素工具钢。若为高级优质碳 平均碳的质量分数为 ％的碳素工具钢。若为高级优质碳 素工具钢则在牌号后面标以字母A， 素工具钢则在牌号后面标以字母 ，如Tl2A表示平均碳的质 表示平均碳的质 量分数为1.20％的高级优质碳素工具钢。碳素工具钢的牌号、 量分数为 ％的高级优质碳素工具钢。碳素工具钢的牌号、 化学成分、硬度和用途见表2—3。 化学成分、硬度和用途见表 。
退火正火淬火回火?退火是将工件加热到适当温度根据材料和工件尺寸采用不同的保温时间然后进行缓慢冷却不同的保温时间然后进行缓慢冷却目的是使金属内部组织达到或接近平衡状态获得良好的工艺性能和使用性能或者为进一步淬火作组织准备
第二节 非合金钢
钢的分类： 钢的分类： 钢按化学成分可分为非合金钢 非合金钢、 钢按化学成分可分为非合金钢、低合金钢和合 金钢三大类 三大类。 金钢三大类。 非合金钢（碳钢）： 非合金钢（碳钢）： 以铁为主要元素 碳的质量分数小于2％ 要元素， 指以铁为主要元素，碳的质量分数小于 ％并 含有其他少量元素的铁碳合金 铁碳合金。 含有其他少量元素的铁碳合金。实际生产中使用的 非合金钢除含有碳元素之外，还含有少量的硅 非合金钢除含有碳元素之外，还含有少量的硅、锰、 等元素，这些元素通称为杂质元素，其中硅 硫、磷等元素，这些元素通称为杂质元素，其中硅、 锰是有益元素， 磷是有害元素。 锰是有益元素，硫、磷是有害元素。 ．
(完整word版)非合金钢(碳钢)教案
金属工艺学电子教案（9）【课题编号】9—4.1【课题名称】非合金钢（碳钢）【教材版本】郁兆昌主编．中等职业教育国家规划教材—金属工艺学（工程技术类）．第2版．北京：高等教育出版社，2006【教学目标与要求】一、知识目标了解常存杂质元素对碳钢性能的影响，熟悉碳钢的分类、牌号、性能及用途。
二、能力目标根据碳钢的牌号，能分析它的成分、性能特点和大致用途。
三、素质目标熟悉碳钢的分类，能根据碳钢的牌号，知道它的性能和用途。
四、教学要求熟练掌握碳钢的分类，常用碳钢的牌号、性能和应用，并具有一定的分析和运用能力。
【教学重点】常用碳钢的牌号、性能和应用。
【难点分析】根据碳钢的牌号能分析它的成分、性能特点和大致应用范围。
【分析学生】1．具有学习本章内容的知识基础。
2．具有学习本章内容的能力基础。
3．碳钢是工业生产中用途最广、用量最大的工程材料，本章应用性很强，在学习方法上要引导学生联系实际应用，把握好碳钢牌号—化学成分—组织—性能—应用之间关系。
做到根据碳钢牌号，知道它的大致应用；根据应用、性能，正确选用碳钢牌号。
【教学设计思路】教学方法：讲练法、演示法、讨论法、归纳法。
【教学资源】1．郁兆昌，潘展，高楷模研编制作．金属工艺学网络课程．北京：高等教育出版社，20052．郁兆昌主编．金属工艺学教学参考书（附助学光盘）．北京：高等教育出版社，2005 【教学安排】2学时（90分钟）教学步骤：讲授与演示交叉进行、讲授中穿插练习与设问，穿插讨论，最后进行归纳。
【教学过程】一、复习旧课（15分钟）1．简述含碳量增加对碳钢组织和力学性能的影响；2．讲评实验报告批改情况；3．提问：题3-8。
二、导入新课碳钢是指Wc≤2.11%，并含有少量硅、锰、硫、磷等杂质元素的铁碳合金。
碳钢成分简单，冶炼容易，价格低廉，有较好的力学性能和工艺性能，在钢材总产量中占绝大部分，是工业生产中用途最广、用量最大的工程材料。
三、新课教学（70分钟）1．常存杂质元素对碳钢性能的影响（15分钟）教师讲授常存杂质元素硅、锰、硫、磷对碳性钢性能的影响，演示网络课程chapter4内容说明。
金属材料与热处理(第七版)习题册 答案
金属材料与热处理（第七版）习题册参考答案绪论一、填空题1. 石器青铜器铁器水泥钢铁硅新材料2.材料能源信息3. 40 5% 金属材料4.金属材料的基本知识金属的性能金属学基础知识热处理的基本知识金属材料及其应用5.成分热处理用途二、选择题1.A2.B3.C三、思考与练习1.答：为了能够正确地认识和使用金属材料，合理地确定不同金属材料的加工方法，充分发挥它们的潜力，就必须熟悉金属材料的牌号，了解它们的性能和变化规律。
为此，需要比较深入地去学习和了解有关金属材料的知识。
2.答：3. 答：要弄清楚重要的概念和基本理论，按照材料的成分和热处理决定其性能，性能又决定其用途这一内在关系进行学习和记忆；注意理论联系实际，认真完成作业和试验等教学环节，是完全可以学好这门课程的。
第一章金属的结构与结晶§1—1 金属的晶体结构1.非晶体晶体晶体2.体心立方面心立方密排六方体心立方面心立方密排六方3.晶体缺陷点缺陷线缺陷面缺陷二、判断题1．√ 2．√ 3．×4．×三、选择题1．A 2．C 3．C四、名词解释1．答：晶格是假想的反映原子排列规律的空间格架；晶胞是能够完整地反映晶体晶格特征的最小几何单元。
2．答：只由一个晶粒组成的晶体称为单晶体；由很多大小、外形和晶格排列方向均不相同的晶粒所组成的晶体称为多晶体。
五、思考与练习答：三种常见的金属晶格的晶胞名称分别为：（体心立方晶格）（面心立方晶格）（密排六方晶格）§1—2 纯金属的结晶一、填空题1.液体状态固体状态2.过冷度3.冷却速度冷却速度低4.形核长大5.强度硬度塑性二、判断题1．×2．×3．×4．√ 5．√6．√1．CBA 2．B 3．A 4．A四、名词解释1．答：结晶指金属从高温液体状态冷却凝固为原子有序排列的固体状态的过程。
在结晶的过程中放出的热量称为结晶潜热。
2．答：在固态下，金属随温度的改变由一种晶格转变为另一种晶格的现象称为金属的同素异构转变。
非合金钢碳钢课件.ppt
非合金钢（碳钢）
第三节 碳钢的牌号、性能及用途 一、碳素结构钢 碳素结构钢牌号、性能特点及用途见下表
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非合金钢（碳钢）
第三节 碳钢的牌号、性能及用途 二、优质碳素结构钢
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非合金钢（碳钢）
第三节 碳钢的牌号、性能及用途 二、优质碳素结构钢 牌号表示法： 用两位数字表示钢平均含碳量的万分数，如40钢。 含锰量较高（WMn=0.7％～1.2％）的钢，在两位数字后面 写“Mn”，如 60Mn钢。 脱氧方法表示法同碳素结构钢。 高级优质钢，在牌号后面加“A”；特级优质钢，在牌号后 面加“E”。
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非合金钢（碳钢）
第三节 碳钢的牌号、性能及用途 二、优质碳素结构钢 优质碳素结构钢牌号、性能特点及用途见表（每种牌号的 具体数值可查资料，这里仅按性能、用途类似的归纳作介绍）
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非合金钢（碳钢）
第三节 碳钢的牌号、性能及用途 三、碳素工具钢 牌号表示法：用“碳”的汉语拼音字首“T’加数字（表示 钢的平均Wc的千分数）表示，例如，T8A。 这类钢Wc＝0.65％～1.35％，一般均需热处理后使用，主 要制作低速切削刃具,以及对热处理变形要求低的一般模具、低 精度量具等。
3．硫：使钢变脆（热脆）；易引起焊缝热裂；是钢中有害 元素，应严格控制硫含量。
4．磷：使钢低温时脆性严重（冷脆）；是钢中有害元素， 应严格控制磷含量。
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非合金钢（碳钢）
第二节 碳钢的分类
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非合金钢（碳钢）
第三节 碳钢的牌号、性能及用途 一、碳素结构钢 牌号表示方法：由代表屈服点的字母Q、屈服点数值、质量 等级符号、脱氧方法符号四部分顺序组成。 质量等级有：A、B、C、D 脱氧方法有：F（沸腾钢）、b（半镇静钢）、Z（镇静钢）、 TZ（特殊镇静钢）。通常Z和TZ可省略。 例如：Q235－AF
非合金钢(碳钢)自测及答案
第四章非合金钢（碳钢）
一、判断题
1．碳钢按碳含量不同分为低碳钢、中碳钢和高碳钢三类，低碳钢是Wc≤0.25%的钢。
（）
2．牌号Q235-A·F表示：σb≥235 MPa，质量等级为A级，脱氧方法为沸腾钢的碳素结构钢。
（）
3．牌号40钢表示Wc=0.40%、质量等级优质、脱氧方法为镇静钢（Z可省略）的优质碳素结构钢。
（）
4．牌号ZC200~400，表示σS≥200 MPa、σb≥400 MPa的铸钢。
（）
5．某工厂用65钢制造一批弹簧，做最后几个弹簧时，发现65钢用完了，就用45钢代替，是否可以。
（）
二、选择题
1．碳素工具钢的牌号用“碳”的汉语拼音字首“T”加数字表示，数字表示钢的平均Wc的。
a．百分数； b．千分数； c．万分数
2．在下列材料中，制造冷冲压件宜选钢制造。
a．05F； b．45； c．65Mn； d．T12A
3．在下列材料中，锉刀宜选钢制造。
a．T8； b．T10A； c．T12； d．Q235
4．用于制造刀具、量具和模具的钢，一般选用碳钢。
a．低碳钢； b．中碳钢； c．高碳钢
5．制造机床变速齿轮，常用下列材料中的制造。
a．Q235B； b．10钢； c．45钢； d．T7钢
答案
一、判断题
1．×； 2．×； 3．√； 4．√； 5．×
二、选择题
1．b 2．a 3．c 4．c 5．c。
第四章：商品归类第15类(二)(2013年新版)
第四章：商品归类第15类（二）(2013年新版)1、合金生铁(呈锭状)2、按重量计含钨8％，含硅85％，铁6％，碳1％的合金块(无实用可锻性)。
3、无实用可锻性，含硅为85％，铜为15％的团粒状合金，用作铜冶炼时的除氧剂、除硫剂4、无实用可锻性，含磷为20％，铜为80％的合金5、厚度为2毫米的镀银精炼铜板，规格为100×100毫米6、镀锡冷轧非合金钢板，宽为750毫米，厚为5毫米7、经压花纹的热轧非合金钢板，宽为500毫米，厚为5毫米8、截面为矩形的平板高速钢材，宽为250毫米，厚为5毫米，长为2米9、截面为矩形的高速钢材，宽为50毫米，厚为5毫米，热轧成型不规则盘卷状报验10、热挤压成型非合金角钢，截面高度60毫米11、铝制的螺钉12、“爱仕达”牌不粘锅（用铜制成，主要用于炒菜等家用烹饪）13、用于家具的铜制折叶14、装有底版，可放置在桌面、地板上的水果榨汁机（手工操作，重量5公斤）15、奔驰轿车用的中央控制门锁16、石油钻探用非合金钢无缝钻管，外径150毫米17、铜制的汽车用弹簧18、锡箔纸（以纸衬背），锡箔的厚度为0.1毫米19、金属陶瓷制的碗20、零售包装的成套工具（内有锤子、螺丝刀、玻璃刀）21、不锈钢软管22、手动理发推剪23、钢铁制的挂锁24、带有黄铜头的钢铁钉（黄铜部分按重量计约占10%）25、牙膏皮(铝制)26、铝制的汽车号码牌27、镀银的不锈钢餐匙答案：1、合金生铁(呈锭状)显示答案标准答案：7201.5000答案解析：暂无2、按重量计含钨8％，含硅85％，铁6％，碳1％的合金块(无实用可锻性)。
显示答案标准答案：7202.2100答案解析：依据第72章章注一(三)，本题商品的铁含量占4%及以上，其他元素硅的含量最大，因此应按硅铁合金归入此编码。
3、无实用可锻性，含硅为85％，铜为15％的团粒状合金，用作铜冶炼时的除氧剂、除硫剂显示答案标准答案：7405.0000答案解析：依据第74章章注三的规定，铜的含量占10%以上，并符合其他条件，则按铜母合金归类，归入此编码。
非合金钢【碳素钢】
含杂质和非金属夹 杂物较少,(多为优 质钢和高级优质钢
如：T8 T12A T8Mn
主要用途 表4-3 表4-4
谢
The end
谢 大
家
牌号方法
“T”开头，后面的数字代表 钢中平均含碳的千分数，若 后面的大写字母为A代表等 级为高级优质
热处理
必须经淬火回火处理。
碳素工具钢牌号：
T表示“碳素工具钢”
例：T8T8 —— 表示平均碳含量 为0.8%的碳素工具钢。
*说明： A
例：T1T21A2A —— 表示平均碳含量 为1.20%的高级优质碳素工具钢。
非 合 金 钢
非合金钢也称碳素钢或碳钢
1、碳素钢通常指含C小于2.1%的铁碳 合金。
实际使用的碳素钢含碳量一般不超过 1.4%。
2、碳素钢冶炼方便、加工容易、价格便 宜，性能可以满足一般工程使用要求， 所以成为汽车工业用材的主体，占汽车 用材总量的70%左右。
按钢的含碳量分类
C≤0.25%
热处理
一般只做正火处理,以起到 细化晶粒均匀组织,提高机 械性能的目的。
普通碳素结构钢的牌号(Q×××AF)
Q:屈服强度 XXX:最低屈服强度的数值，MPa
A、质量等级，除此还有B C D 级,D级质量最高 F:脱氧方法符号.F为沸腾钢,除此还有B ,Z ,TZ
如:Q235DTZ,表示屈服强度为235MPa质量等级为D级 的特殊镇静钢
在汽车上的应用：油底壳、驾驶室、气门弹簧等。
【表4-3】
08～25#钢的应用
法兰盘 垫圈
销子 螺钉
轮
联轴器
60#以上钢的应用
弹簧 弹簧垫圈
板簧
3.碳素工具钢
成分
非合金钢
5.按专门用途分类
锅炉用钢 g
桥梁用钢 q 矿用钢 K -------
三、常用非合金钢的种类、牌号及应用
1.碳素结构钢（GB/T 700-1988、2006） 牌号：Q235AF
沸腾钢 质量等级为A级 屈服点σs≥235MPa “屈”字汉语拼音首字母
用途：广泛用作一般工作条件的化工容器，也可用来
制作受力不大的机械零件
储气罐
吸收塔
减速器中的轴和齿轮
反应釜中的轴
三、常用非合金钢的种类、牌号及应用
3.工程用铸造碳钢（GB/T 11352-2009) 牌号：ZG200-400
三、常用非合金钢的种类、牌号及应用
4.碳素工具钢(GB/T 1298-2008)
T12A
高级优质 平均碳的碳的质量的千分数
碳的汉语拼音首字母
常用工程材料
--非合金钢
工程材料的分类
黑色金属（钢铁）
钢铸铁非合金钢（碳 Nhomakorabea） 低合金钢 合金钢
工 程 材 料
金属材料 非金属材料
有色金属
复合材料
铁矿石
还原反应 生 铁
去除杂质
焦炭 脱碳 钢 坯 加Si、Mn、 Al脱氧 炼钢
一、杂质元素对钢性能是影响
硅（Si）：提高强度和硬度
锰（Mn）：提高强度和硬度 硫（S）：引起“热脆” 磷（P）：引起“冷脆”
三、常用非合金钢的种类、牌号及应用
2.优质碳素结构钢（GB/T 699-1999、 2008) 牌号：20、45
平均碳的质量分数的万分之几： 如45表示wc=0.45%的优质碳素结构钢 成分范围包含了低碳钢、中碳钢、高碳钢
08、10：用于制作冷冲压件和焊接件 15、20、25：可用于制作容器、管道等焊 接件，也可制作轴、齿轮等机械零件（需 经渗碳、淬火+低温回火后使用） 30、35、40、45、50、55：用作轴、齿 轮、连杆等机械零件（一般经调质或正火 后使用） 60、65、70、75、80、85：用于制作弹 簧、钢丝绳及耐磨件
非合金钢(碳素钢)
非合金钢（碳素钢）第一节钢铁生产钢和铁都是主要由铁和碳两种元素组成的合金，其区别只在于碳质量分数的多少，理论上将WC<2.11%的合金称为钢，WC>2.11%的称为铸铁。
生铁由铁矿石经高炉冶炼而得，它是炼钢和铸造的原材料。
现代的炼钢方法是以生铁为主要原料，装入高温的炼钢炉中，通过氧化作用降低生铁中的含碳量而炼成钢水，铸成钢锭后，再经轧制成钢材供应,少数钢锭经锻造成锻件后供应。
一、炼铁现代钢铁工业生产生铁的主要方法是高炉炼铁。
高炉炼铁的炉料主要是铁矿石、燃料和熔剂（CaCO3）。
高炉熔铁过程示如图5—1所示。
生铁中还含有Si、Mn、P、S等元素。
Si来源于炉料中带入的SiO2；铁矿石中含有少量的MnO2 ，MnO2被还原成金属锰进入生铁；铁矿石和生石灰石中都含有少量磷酸盐，几乎全部被还原进入生铁。
炉料中还含有少量的硫和硫化物，尤其焦炭中含硫最多，是生铁中硫的主要来源。
二、炼钢现代炼钢方法是以生铁为主要原料，首先把生铁熔化成液体，将它倾入高温的炼钢炉中，利用氧化作用将碳及其它元素去除到规定范围之内，就得到了钢。
1、炼钢过程现代工业炼钢方法是在1500—1700℃的高温下，把炉料熔化成液体，然后吹入空气、氧气或加入其他物质（如铁矿石）为氧化剂，氧化炉料中的杂质。
进入铁液中的氧首先与铁生成氧化亚铁（FeO），然后FeO再与其他元素反应，使它们氧化，从而使炉料变为成分合格的钢水。
其主要反应如下：（1）碳、硅、锰的氧化FeO+C= Fe+CO↑2FeO+Si= 2Fe+SiO2（渣）FeO+Mn= Fe+MnO（渣）（2）去磷、去硫2P+5FeO=5Fe+P2O5P2O5+4CaO=4CaO·P2O5 （渣）硫在铁中以FeS的形式存在FeS+CaO=FeO+CaS（渣）（3）钢的脱氧向铁液中供入的氧，使碳、硅、锰等杂质氧化的同时，铁也被氧化。
钢液中溶入了过多的氧，必须经过脱氧，才能获得合格的钢。
中职机械非合金钢(热处理)ppt课件
铸造碳钢：
牌号：ZG+数字—数字 第一组数字：屈服点 第二组数字：抗拉强度值 如：ZG270—500，
应用：制造形状复杂力学性能要 求较高的机械零件。
三、按钢的用途分类：
1、结构钢：主要用于制造各 种机械零件和工程构件。C＜ 0.7% 2、工具钢：主要用于制造各 种刀具、模具和量具。其含碳 量大于0.70%
三、非合金钢钢的牌号及用途
牌号：Q屈服பைடு நூலகம்数值，质量等 级符号和脱氧方法符号；
性能：一般； 应用：厂房、桥梁、船舶、铆
钉、螺钉、螺母等。 例如：Q235-A·F：表示屈服点为
第五单元
非合金钢
一、硅 1、来源：炼钢后期作脱氧剂带入； 2、对钢的性能影响：提高钢的强度、硬度； 3、是钢中的有益元素。 二、锰 1、来源：炼钢脱氧剂。 2、对钢的性能影响：提高钢的强度与硬度。 3、是钢中的有益元素
三、硫 1、来源：生铁带入； 2、对钢的性能影响：对钢造成热脆性； 3、是钢中的有害元素。 四、磷 1、来源：生铁带入； 2、对钢的性能影响，对钢造成冷脆性； 3、是钢中的有害元素。
用途：制作受力较大的机械零件。 如：连杆、 曲轴、齿轮等 3）、60钢以上 属于高碳钢。 性能：有较高的强度、硬度和弹性； 用途：制造较高强度、耐磨性和弹性的零件 如：气 门弹簧、弹簧垫圈等
碳素工具钢： 牌号：T+数字（平均含碳 量的千分数）
如：T12A：表示平均含碳 量为1.2%的高效优质碳素工具 钢。
二、非合金钢的分类
按钢的含碳量分类：
1、低碳钢：C≤0.25% 2、 中碳钢：0.25%＜C＜0.6% 3、高碳钢：C≥0.6%
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练习：T13
表示平均含碳量为1.3%的碳素工具钢。
三、碳钢的牌号、性能及用途
3、碳素工具钢： 性能：具有很高的硬度和耐磨性，但淬透性差。
用途：用于制作手动和低速切削的工具
和要求不高的量具和模具等，如木工工具， 钳工工具。
锉刀
丝 锥
三、碳钢的牌号、性能及用途
4、铸钢：
牌号： Z G + 数 字
铸
表示屈服点的
钢的质量是以磷、硫的含量来划分的。
二、碳 钢 的 分 类
3、按钢的用途分类：
碳素结构钢 主要用于建筑、桥梁等
工程结构和各种机械零件（如齿轮、轴、螺柱、
弹簧等）。一般是低、中碳钢。
碳素工具钢 主要用于各类刀具、
齿 轮
量具和模具，如丝锥、扳牙、刮刀、锯条、
冲模等。一般是高碳钢。
4、按钢冶炼时脱氧方法不同分类：
钢
最低值，Mpa
—— 数 字
表示抗拉强度的最 低值，Mpa
例：ZG230—450
表示屈服点最低值230Mpa,表示抗拉强度最低值450Mpa的铸钢。
用途：用于浇注成铸件的钢。其强度高于各类铸铁，同时 具有良好的塑性和韧性，适于制造形状复杂、强度和韧性 要求高的零件，如火车轮、大齿轮等
小结
杂质对碳钢性能的影响 碳钢的分类 碳钢的牌号、性能、用途
第四章 非合金钢 （碳素钢）
内容：
杂质对碳钢性能的影响 碳钢的分类 碳钢的牌号、性能、用途 目的： 掌握碳钢的分类 掌握碳钢的牌号、性能和用途 重点： 常用碳钢的牌号、性能和应用 难点： 根据碳钢的牌号分析它的成分、性能和 大致用途
一、钢中常存杂质元素对钢的性能的影响
钢中的杂质一般是指S 、P 、 Mn 、 Si 。 是由原料带入的元素。
三、碳钢的牌号、性能及用途
1、普通碳素结构钢：
例： Q235—A ·F
代表屈服点σS≥235MPa，质量为A级，脱氧方法为沸腾 钢，普通碳素结构钢。
性能：因为含碳量低，焊接性能好 用途：薄板，铁丝，钉，小轴，螺栓等。
常用牌号：Q215 Q235 Q255 Q275
三、碳钢的牌号、性能及用途
1、普通碳素结构钢：
例：40
表示钢中平均
①标Mn：表示钢中锰的含量较高，Mn 的含量为0.70%～1.2%
②标A：表示是高级优质钢
含碳量为0.40%。 标E：表示特级优质钢
60Mn
③标F:表示脱氧方法为沸腾钢
表示钢中平均含碳量为0.60%， Mn的含量为0.70%～1.00%的优质碳素结构钢。
三、碳钢的牌号、性能及用途
锰（Mn）——①是有益元素；
②能溶于F，使F强化； ③能溶于渗碳体，提高其硬度； ④可与S形成MnS，以消除硫的 有害作用。
二、碳 钢 的 分 类
1 、按碳的含量分类：
低碳钢 W c＜0.25% 中碳钢 W c =0.25 % ~0.6% 高碳钢 W c 0.6%
2、按钢的质量等级分类：
普通碳钢 钢中S≥0.045%，P ≥ 0.045% 优质碳钢 钢中S、P 低于普通碳钢 高级优质碳钢 S≤0.020%，P≤0.020%
沸腾钢、镇静钢、半镇静钢。 刀
具
三、碳钢的牌号、性能及用途
1、普通碳素结构钢：
牌号： Q + 数 字—— 符 号
屈
屈
质
服
服
量
点
点
等
数
级
值
· （ 符 号）
脱 氧 方 法
屈服点数值单位：Mpa
质量等级：用A、B、C、D表示硫磷含量不同，D含S、P最少。
脱氧方法： F（沸腾钢）、 B （半镇静钢）、 Z（镇静钢）、 TZ（特殊镇静钢）.
2、优质碳素结构钢：
性能：1) 低碳钢
化学成分：WC≤0.25% 性能：强度不高，而塑性、韧性好，焊接性好。 用途：08F、10F、15F 冷变形加工成型件，机壳、容器
10~25钢 各种标准件、轴套、容器等。 2) 中碳钢 化学成分：WC=0.30%～0.6% 性能：具有良好的综合力学性能，切削加工性好，
硫（S） —— ①是有害元素；
②形成FeS，使钢产生热脆。
磷（P）——①是有害元素；
②能溶于F形成固溶体，使钢在室温下 的塑性、韧性急剧下降，低温下脆性严重 （冷脆）。
一、钢中常存杂质元素对钢的性能的影响
硅（Si）—— ①是有益元素；
②能溶于F使之强化，从而使钢的强度、 硬度、弹性都得到提高；
③与钢中的FeO生成炉渣，消除FeO对 钢的不良影响。
如60、65、70、60Mn、65Mn等。
齿 方钢 轮 加 工
三、碳钢的牌号、性能及用途
3、碳素工具钢：
牌号：T + 两 位 数 字 + （ 符 号）
碳 素 工
表示钢中平均 含碳量的千分
注： ①标Mn：表示钢中锰的含量较高，
具Leabharlann 数钢Mn的含量为0.70%～1.2%
②标A：表示是含S、P较少。
例：
T8：表示平均含碳量为0.8%的碳素工具钢。
但焊接性一般。 用途：用于制作齿轮、主轴及连杆等重要的 机械零件。如30、35、45、50、55、40Mn等。
三、碳钢的牌号、性能及用途
2、优质碳素结构钢：
3) 高碳钢 化学成分：WC>0.60% 性能：在淬火+中温回火后，具有较高的强度和良好弹性 也叫弹簧钢。具有较好的耐磨性和中等硬度。 用途：主要用于制作弹簧和易磨损的零件。
练习：Q255—B ·B
代表屈服点σS≥255MPa，质量为B级， 脱氧方法为半镇静钢，普通碳素结构钢。
Q195—A 代表屈服点σS≥195MPa，质量为A级， 普通碳素结构钢。
三、碳钢的牌号、性能及用途
2、优质碳素结构钢：
牌号： 两 位 数 字 + （ 符 号）
表示钢中平均 注：
含碳量的万分 数