金工5非合金钢.ppt
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（WS ≤0.030％； WP ≤ 0.035％）
5
三 按用途分类
碳素结构钢——用于制造各种机械零件和工程结构件。 碳素工具钢——由于制造工具、如，刃具、量具、模具等。
四 其他分类方法
1 冶炼 平炉钢
转炉钢
电弧炉钢
2 按脱氧方法
沸腾钢
半镇静钢
特殊镇静钢
3 按专门用途 锅炉用钢、桥梁用钢、矿用钢等
（4）弹簧钢
• 弹簧钢经热处理后可获得较高的弹性极限； • 主要用于制造尺寸较小的弹簧、弹性零件及耐磨零件，如机车车辆及汽车 上的螺旋弹簧、板弹簧、气门弹簧、弹簧发条等。 • 常用的钢种有60、65、70、75、80、85钢等。
三 其他专用优质非合金钢 在优质碳素结构钢的基础上发展的一些专门用途的钢。 牌号：在牌号的首部或尾部表明专用钢的用途符号。
的含量越高，热脆性越严重 WS<0.050％ 四. 磷的影响（P）
有害元素冷脆常温下使钢的塑性和韧性急剧下降，脆性转变温度升高， 在低温时，这种现象更加严重 WP<0.045％
3Baidu Nhomakorabea
五．非金属夹杂物的影响
在炼钢过程中，由于少量炉渣、耐火材料及冶炼中的反应物进入钢液中，从而 在钢材中形成非金属夹杂物，如氧化物、硫化物、硅酸盐、氮化物等。这些非金属 夹杂物都会降低钢的力学性能，特别是降低塑性、韧性及疲劳强度。严重时还会使 钢材在热加工与热处理过程中产生裂纹，或使用时造成钢材突然脆断。非金属夹杂 物也促使钢材形成热加工纤维组织与带状组织，使钢材具有各向异性。
45Mn Wc = 0.45％ 左右、 W Mn =0.70～1.00％左右 2 化学成分
常用 Wc ＜0.7％ 低、中碳钢 3 力学性能和用途
教材44页，表5－3
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（1）冷冲压钢
• 碳的质量分数低，塑性好，强度低，焊接性能好， • 主要用于制作薄板，用于制造冷冲压零件和焊接件， • 常用的钢种有08钢和10
二 按主要质量等级分类 普通质量非合金钢 —— 指对生产过程中控制质量无特殊规定的一般用途的
非合金钢。（ WS ≤0.050％； WP ≤0.045％） 优质非合金钢 —— 指除普通质量非合金钢和特殊质量非合金钢以外的非合
金钢。（WS ≤0.040％； WP ≤0.040％） 特殊质量非合金钢 —— 指在生产过程中需要特别严格控制质量和性能。
—教材45页，表5-5
17
2 锅炉用钢 【牌号】 两位数字 + g 例，20g， 22 g，16gMn 【特点】 要求化学成分与力学性能均匀，经过冷态变形后在长期存放和使用过 程中，仍能保证足够高的韧性。
3 工程中铸造碳钢 （Wc = 0.20％～ 0.60％）
第五章 非合金钢
第一节 杂质元素对钢性能的影响 第二节 非合金钢的分类 第三节 非合金钢的牌号及应用
1
钢材按化学成分可分为非合金钢、低合金钢和合金钢三大类。 非合金钢是指以铁为主要元素，碳的质量分数一般在2%以下并含有少 量其他元素的金属材料。 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、锰、 硫、磷、氢等元素。硅和锰是钢材在冶炼过程中由于加入脱氧剂时，残余 下来的，而硫、磷、氢等则是从炼钢原料或大气中带入的。这些元素的存 在对于钢材的组织和性能都有一定的影响，他们通称为杂质元素。
钢材在整个冶炼过程中，与空气接触，钢液中会吸收一些气体，如氮、氧、氢 等。这些气体对钢材的质量会产生不良的影响。尤其是氢对钢材的危害很大，它使 钢材变脆（称氢脆），也可使钢材产生微裂纹（称白点），严重影响钢材的力学性 能，使钢材容易产生脆断。
4
§5-2 非合金钢的分类
一 按碳的质量分数分类 低碳钢： Wc < 0.25％ 中碳钢： 0.25％≤ Wc < 0.60% 高碳钢： 0.60％< Wc ≤ 1.4％
6
§5-3 非合金钢的牌号及应用
一 普通质量非结构钢
1 牌号
Q + 屈服极限值 - 质量等级 · 脱氧方法
例 Q235A（F、b、TZ ） σs≥235MPa， A级。 A、B、C、D 质量依次提高。 F、b、TZ 脱氧方法， Z 可省略。
2 常用牌号、化学成分、力学性能和应用 —— 教材43页，表5－1、表5－2
2
§5-1 杂质元素对钢性能的影响
一. 硅的影响（Si） 有益元素脱氧剂提高钢的强度 WSi < 0.5％ 。
二. 锰的影响（Mn） 有益元素脱氧剂提高钢的强度和硬度，特别是降低钢的的脆性 WMn= 0.25～0.8％
三. 硫的影响（S） 有害元素热脆（红脆性）（FeS＋Fe）为共晶体， 985℃为液体。硫
（2）渗碳钢
• 渗碳钢强度较低，塑性和韧性较高，冷冲压性能和焊接性能很好； • 可以制造各种受力不大但要求高韧性零件，如焊接容器与焊接件、螺钉、杆
件、轴套、冷冲压件等。 • 常用的钢种有15、20、25钢等。
（3）调质钢
• 调质钢经过热处理后具有良好的综合力学性能。 • 主要用于制作要求强度、塑性、韧性都较高的零件件，如齿轮、套筒、轴 类零件等。 • 常用的钢种有30、35、40、45、50、55钢等。
7
二 优质非合金钢
1 牌号 两位数字 ——表示钢中碳含量的万分之几
普通含锰量钢： W Mn= 0.25～0.8％ 较高含锰量钢： W Mn = 0.70～1.20％，须标注“Mn”在两位数字之后。 对于沸腾钢和半镇静钢,需标注 F 或 b 示例 45 Wc = 0.45％ 左右、 W Mn =0.50～0.80％左右
16
1 易切削钢
易切削结构钢是钢中加入一种或几种元素，利用其本身或与其他元素形 成一种对切削加工有利的夹杂物，来改善钢材的切削加工性。目前在易切 削结构钢中常用加入的元素是：硫（S）、磷（P）、铅（Pb）、钙 （Ca）、硒（Se）、碲（Te）等。
【牌号】 Y+两位数字 → Y12、Y40Mn
【用途】 主要用于制造受力较小、不太重要且大批生产的标准件、如螺 钉、螺母、 垫片、垫圈、缝纫机、计算机和仪表零件等 。此外，还用于 制造炮弹的弹头、炸弹壳等，使之在爆炸时碎裂成更多的弹片来杀伤敌人。
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三 按用途分类
碳素结构钢——用于制造各种机械零件和工程结构件。 碳素工具钢——由于制造工具、如，刃具、量具、模具等。
四 其他分类方法
1 冶炼 平炉钢
转炉钢
电弧炉钢
2 按脱氧方法
沸腾钢
半镇静钢
特殊镇静钢
3 按专门用途 锅炉用钢、桥梁用钢、矿用钢等
（4）弹簧钢
• 弹簧钢经热处理后可获得较高的弹性极限； • 主要用于制造尺寸较小的弹簧、弹性零件及耐磨零件，如机车车辆及汽车 上的螺旋弹簧、板弹簧、气门弹簧、弹簧发条等。 • 常用的钢种有60、65、70、75、80、85钢等。
三 其他专用优质非合金钢 在优质碳素结构钢的基础上发展的一些专门用途的钢。 牌号：在牌号的首部或尾部表明专用钢的用途符号。
的含量越高，热脆性越严重 WS<0.050％ 四. 磷的影响（P）
有害元素冷脆常温下使钢的塑性和韧性急剧下降，脆性转变温度升高， 在低温时，这种现象更加严重 WP<0.045％
3Baidu Nhomakorabea
五．非金属夹杂物的影响
在炼钢过程中，由于少量炉渣、耐火材料及冶炼中的反应物进入钢液中，从而 在钢材中形成非金属夹杂物，如氧化物、硫化物、硅酸盐、氮化物等。这些非金属 夹杂物都会降低钢的力学性能，特别是降低塑性、韧性及疲劳强度。严重时还会使 钢材在热加工与热处理过程中产生裂纹，或使用时造成钢材突然脆断。非金属夹杂 物也促使钢材形成热加工纤维组织与带状组织，使钢材具有各向异性。
45Mn Wc = 0.45％ 左右、 W Mn =0.70～1.00％左右 2 化学成分
常用 Wc ＜0.7％ 低、中碳钢 3 力学性能和用途
教材44页，表5－3
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（1）冷冲压钢
• 碳的质量分数低，塑性好，强度低，焊接性能好， • 主要用于制作薄板，用于制造冷冲压零件和焊接件， • 常用的钢种有08钢和10
二 按主要质量等级分类 普通质量非合金钢 —— 指对生产过程中控制质量无特殊规定的一般用途的
非合金钢。（ WS ≤0.050％； WP ≤0.045％） 优质非合金钢 —— 指除普通质量非合金钢和特殊质量非合金钢以外的非合
金钢。（WS ≤0.040％； WP ≤0.040％） 特殊质量非合金钢 —— 指在生产过程中需要特别严格控制质量和性能。
—教材45页，表5-5
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2 锅炉用钢 【牌号】 两位数字 + g 例，20g， 22 g，16gMn 【特点】 要求化学成分与力学性能均匀，经过冷态变形后在长期存放和使用过 程中，仍能保证足够高的韧性。
3 工程中铸造碳钢 （Wc = 0.20％～ 0.60％）
第五章 非合金钢
第一节 杂质元素对钢性能的影响 第二节 非合金钢的分类 第三节 非合金钢的牌号及应用
1
钢材按化学成分可分为非合金钢、低合金钢和合金钢三大类。 非合金钢是指以铁为主要元素，碳的质量分数一般在2%以下并含有少 量其他元素的金属材料。 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、锰、 硫、磷、氢等元素。硅和锰是钢材在冶炼过程中由于加入脱氧剂时，残余 下来的，而硫、磷、氢等则是从炼钢原料或大气中带入的。这些元素的存 在对于钢材的组织和性能都有一定的影响，他们通称为杂质元素。
钢材在整个冶炼过程中，与空气接触，钢液中会吸收一些气体，如氮、氧、氢 等。这些气体对钢材的质量会产生不良的影响。尤其是氢对钢材的危害很大，它使 钢材变脆（称氢脆），也可使钢材产生微裂纹（称白点），严重影响钢材的力学性 能，使钢材容易产生脆断。
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§5-2 非合金钢的分类
一 按碳的质量分数分类 低碳钢： Wc < 0.25％ 中碳钢： 0.25％≤ Wc < 0.60% 高碳钢： 0.60％< Wc ≤ 1.4％
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§5-3 非合金钢的牌号及应用
一 普通质量非结构钢
1 牌号
Q + 屈服极限值 - 质量等级 · 脱氧方法
例 Q235A（F、b、TZ ） σs≥235MPa， A级。 A、B、C、D 质量依次提高。 F、b、TZ 脱氧方法， Z 可省略。
2 常用牌号、化学成分、力学性能和应用 —— 教材43页，表5－1、表5－2
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§5-1 杂质元素对钢性能的影响
一. 硅的影响（Si） 有益元素脱氧剂提高钢的强度 WSi < 0.5％ 。
二. 锰的影响（Mn） 有益元素脱氧剂提高钢的强度和硬度，特别是降低钢的的脆性 WMn= 0.25～0.8％
三. 硫的影响（S） 有害元素热脆（红脆性）（FeS＋Fe）为共晶体， 985℃为液体。硫
（2）渗碳钢
• 渗碳钢强度较低，塑性和韧性较高，冷冲压性能和焊接性能很好； • 可以制造各种受力不大但要求高韧性零件，如焊接容器与焊接件、螺钉、杆
件、轴套、冷冲压件等。 • 常用的钢种有15、20、25钢等。
（3）调质钢
• 调质钢经过热处理后具有良好的综合力学性能。 • 主要用于制作要求强度、塑性、韧性都较高的零件件，如齿轮、套筒、轴 类零件等。 • 常用的钢种有30、35、40、45、50、55钢等。
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二 优质非合金钢
1 牌号 两位数字 ——表示钢中碳含量的万分之几
普通含锰量钢： W Mn= 0.25～0.8％ 较高含锰量钢： W Mn = 0.70～1.20％，须标注“Mn”在两位数字之后。 对于沸腾钢和半镇静钢,需标注 F 或 b 示例 45 Wc = 0.45％ 左右、 W Mn =0.50～0.80％左右
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1 易切削钢
易切削结构钢是钢中加入一种或几种元素，利用其本身或与其他元素形 成一种对切削加工有利的夹杂物，来改善钢材的切削加工性。目前在易切 削结构钢中常用加入的元素是：硫（S）、磷（P）、铅（Pb）、钙 （Ca）、硒（Se）、碲（Te）等。
【牌号】 Y+两位数字 → Y12、Y40Mn
【用途】 主要用于制造受力较小、不太重要且大批生产的标准件、如螺 钉、螺母、 垫片、垫圈、缝纫机、计算机和仪表零件等 。此外，还用于 制造炮弹的弹头、炸弹壳等，使之在爆炸时碎裂成更多的弹片来杀伤敌人。