项目三任务一钢铁材料的应用06-08

1)合金渗碳钢 在机械制造中有许多零件是在高速、重载、较
强烈的冲击和受磨损条件下工作的，如汽车、拖 拉机的变速齿轮、十字轴以及内燃机凸轮轴等， 要求零件的表面具有高硬度、高耐磨性，而心部 有足够的韧性，为了满足这样的性能要求，可采 用合金渗碳钢。所谓合金渗碳钢，就是用于制造 渗碳零件的合金钢。合金渗碳钢的碳含量一般在 0.1%～0.25%之间，加入的主要合金元素是铬、 镍、锰、硼等，还加入少量的钒、钛等元素。经 过渗碳处理后，再进行淬火和低温回火处理，达 到表面高硬度、高耐磨性和心部高强度并有足够 韧性。20CrMnTi是应用最广泛的合金渗碳钢。
3)合金弹簧钢 合金弹簧钢是用于制造各种弹簧的专用合金结
构钢。弹簧是各种机构和仪表的重要零件。它是利 用在工作时产生弹性变形，在各种机械中起缓和冲 击和吸收振动的作用，并可利用其储存能量，使机 件完成规定动作。弹簧一般是在动载荷下工作，要 求合金弹簧钢具有高的弹性极限、高疲劳强度、足 够的塑性和韧性、良好的表面质量。因此，合金弹 簧钢具有合理的化学成分，并进行适当的热处理。 合金弹簧钢碳含量一般在0.45%～0.75%之间，加入 主要元素有锰、硅、铬等，有些弹簧钢还加入钼、 钨、钒等元素。合金弹簧钢经淬火后进行中温回火 处理。
三、合作讨论、共同探究
合金钢
1、低合金钢的分类 合金钢的分类方法很多，按主要用途一般分为： 合金结构钢：主要用于制造重要的机械零件和工 程结构。 合金工具钢：主要用于制造重要的刃具、量具和 模具。 特殊性能钢：具有特殊的物理、化学性能的钢。
合金结构钢：合金结构钢主要用来制造各种重要的 机械零件，一般分为建筑及工程用结构钢、机械制 造用结构钢。
机械制造用合金结构钢牌号表示方法 合金结构钢的牌号采用两位数字加化学元素符号加 数字表示。前面的两位数字表示钢的平均碳含量的 万分数，元素符号表示钢中所含的合金元素，而后 面数字表示该元素平均含量的质量分数。当合金元 素含量小于1.5%时，牌号中只标明元素符号，而不 标明含量，如果含量大于1.5%、2.5%、3.5%等， 则相应地在元素符号后面标出2、3、4等。例如 60Si2Mn，表示平均碳含量为0.6%；含硅量约为2%， 含锰量小于1.5%。
4）、滚动轴承钢 滚珠轴承钢是制造各种滚动轴承的滚动体和
内、外套圈的专用钢。滚动轴承在工作时，承受 着高而集中的交变应力，还有强烈的摩擦，因此 滚动轴承钢必须具有高而均匀的硬度和耐磨性， 高的疲劳强度，足够的韧性和淬透性，以及一定 的耐蚀性等。目前应用最广的是高碳铬钢，其碳 含量在0.95%～1.15%之间，铬含量在0.6%～ 1.65%之间，其中GCr15和GCr15SiMn应用最多。
2)合金调质钢 合金调质钢一般指经过调质处理（淬火后高温
回火）后使用的合金结构钢。这种钢经调质处理 后具有高强度和高韧性相结合的良好的综合力学 性能。为了获得综合力学性能，必须具有合理的 化学成分。合金调质钢的碳含量在0.25%～0.50% 之间，主加合金元素为锰、铬、硅、镍、硼等， 还加入少量的钼、钨、钒、钛等元素。合金调质 钢主要用于那些在重载荷、受冲击条件下工作的 零件，如机床主轴、汽车后桥半轴、连杆等。 40Cr钢是合金调质钢中最常用的一种，其强度比 40钢高20%，并有良好的韧性。
机械制造用钢 机械制造用结构钢主要用于制造各种 机械零件。它是在优质或高级优质碳素钢 结构钢的基础上加入合金元素制成的合金 结构钢。这类钢一般都要经过热处理才能 发挥其性能。因此，这类钢的性能与使用 都与热处理相关。机械制造用合金结构钢 按用途和热处理特点，可以分为合金渗碳 钢、合金调质钢、合金弹簧钢等。
Q460D等。与碳素结构钢比主要优点是：
①强度高；②良好的塑性、韧性、焊接性和耐 磨性；③使用寿命长；④比较经济。 广泛用于桥梁、船舶、锅炉及重要建筑结构中
建筑及工程用结构钢
建筑及工程结构用钢主要用于制造各种工程结构，如桥 梁、建筑、船舶、车辆、高压容器等。这类钢是在普通 碳素结构钢的基础上加入少量合金元素制成的钢，故名 普通低合金结构钢（简称普低钢）。由于合金元素的作 用，普低钢比相同含量的普通碳素结构钢强度高得多， 而且还具有良好的塑性、韧性、焊接性和较好的耐磨性。 因此，采用普低钢代替普通碳素结构钢可减轻结构重量， 保证使用可靠，节约钢材。如用普低钢16Mn代替Q235 钢，一般可节约钢材25%～30%以上。 普低钢大多数是在热轧状态下使用。加工过程中经常采 用冷弯、冷卷和焊接成构件后不再进行热处理。主加元 素为锰（0.8%～1.8%），为了某些需要，还加入钒、钛、 铌、铜或铬、钼、硼等元素，合金元素总量一般不超过 3%。
由于滚动轴承钢中常用它制造刃具、 冷冲模具、量具以及性能要求与滚动轴承相似的 零件。
建筑及工程用结构钢
这类钢是在碳的质量分数≦0.2%的碳素结构钢 的基础上，加入少量的合金元素发展起来的， 强度高于碳素结构钢，其牌号含义与普通碳素 结构钢相同，如Q345A、Q390B、Q420C、
钢铁材料的应用
一、导入新课、展示目标
1、了解合金元素对钢组织和性能的影响 2、合金钢的分类和牌号 3、合金结构钢的牌号、分类及应用 4、合金工具钢的牌号、分类及应用 5、特殊性能钢的分类及应用 6、铸钢的牌号和含义 7、能举出生活中常见的这些钢的例子能解 决生活中的问题
二、设置疑问，自主学习
1、请同学们回忆一下，在初中化学课本中我 们学到的化学元素有哪些，他们的化学元素 符号是什么，而我们本节课所要讲的有关合 金钢的合金元素都有哪些，他们对钢有什么 影响？
2、你在生活中所看到的合金钢都有哪些，请 举出例子？
3、合金钢是如何分类的，他们的牌号怎样表 示，分别代表什么含义？
三、合作讨论、共同探究
合金钢
合金钢就是在碳钢的基础上加入其他元素的 钢，加入的其他元素就叫做合金元素。常用的合 金元素有硅（Ｓｉ）、锰（Ｍｎ）、铬（Ｃｒ）、 镍（Ｎｉ）、钨（W）、钼（Ｍｏ）、钒（V）、 钛（Ｔｉ）、铝（Ａｌ）、硼（B）及稀土元素 （Ｒｅ）等。合金元素在钢中的作用，是通过与 钢中的铁和碳发生作用、合金元素之间的相互作 用提高了钢的力学性能，改善钢的热处理工艺性 能。