5材料基础知识

系
氧化期和还原期，在炉内不仅能造成氧化气氛，
类
还能造成还原气氛，因此脱磷、脱硫的效率很
培
高。
训
山 东 特 种 设 备 系 类 培 训
山
东
5.1 钢材生产基本知识
特
种 5.1.1 炼钢炉
设
备 5.1.2 炉外精炼
系 5.1.3 脱氧技术
类 5.1.4 几个基本术语
培
训 5.1.5 钢材分类
5.1.6 钢材的热处理
备
系 热处理特点：热处理区别于其他加工工艺如铸造、压
类
力加工等的特点是只通过改变工件的组织来改变性能，
培
而不改变其形状。
训 热处理适用范围：只适用于固态下发生相变的材料，
不发生固态相变的材料不能用热处理强化。
山 东 特 种 设 备 系 类
培 热处理
训
5.1.6 钢材的热处理
普通热处理 表面热处理 其他热处理
山
东
5.1.1 炼钢炉
特
种
设
备
系
类
培
训
山
5.1.2 炉外精炼
东
特
种
设
备
系
类
培
训
山
5.1.3 脱氧技术
东
特
种
设
备
系
类
培
训
山
东
5.1.4 几个基本术语
特
种 钢锭：将熔融的钢水注入模型内，带钢水凝固脱 设 模后所得到的具有一定形状的铸钢件。
备
系 毛坯：用于制作某种钢件的坯料
类 钢坯：用于轧（压）制钢材的坯料。
≤0.025 ≤0.025
≤0.025 ≤0.015
山
东
按冶炼方法
特
种 炉别：氧气转炉钢、电炉钢
设
备 脱氧程度：镇静钢、半镇静钢、沸腾钢
系 浇注制度：连铸钢、模铸钢
类
培
训
山
东
按金相组织
特
种
亚共析钢
设
按退火组织分 共 析 钢过
备
共析钢
系
类
珠光体钢
培
贝氏体钢
训
马氏体钢
按正火组织分 铁素体钢
奥氏体钢
山
东
转炉炼钢
特
种 转炉炼钢（converter steelmaking）是以铁水、废钢、铁
设 合金为主要原料，不借助外加能源，靠铁液本身的物理热和
备 铁液组分间化学反应产生热量而在转炉中完成炼钢过程。
系 转炉按耐火材料分为酸性和碱性，
类 按气体吹入炉内的部位有顶吹、底吹和侧吹；
培 按气体种类为分空气转炉和氧气转炉。
莱氏体钢
山
按用途分类
东
特
种
工程用钢 建筑、桥梁、船舶、车辆
设
备 结构钢
渗 碳 钢调 质 钢弹 簧
系
机器用钢 钢滚动轴承
类
钢耐 磨 钢
培
训
刃具钢
工 具 钢 模具钢
量具钢
特殊性能钢
不锈钢 耐热钢
山
东
5.1.6 钢材的热处理
特
种 热处理：是指将钢在固态下加热、保温和冷却，以改
设
变钢的组织结构，获得所需要性能的一种工艺。
训 ➢ 按用途分类
山
东 按化学成分分类：碳素钢和合金钢
特
种
设
低碳钢 0.25%C
备
碳素钢 中碳钢 0.25~0.6%C
系
高碳钢 0.6%C
类
培
低合金钢 合金元素总量 5%
训
合金钢 中合金钢 合金元素总量 5~10%
高合金钢 合金元素总量 10%
山
东 按品质分类
特
种 钢的质量是以磷、硫的含量来划分的。
类
化学成分。
培
训 批号：钢厂按有关规定，将同一钢号的钢材组成一个
供货批次的编号。通常应为同一钢号、同一炉号、同
一轧制和热处理制度的钢板为一批。
山
东
5.1.5 钢材分类
特
种 我国常用的钢材分类方法有5种： 设 ➢ 按化学成分分类
备
系 ➢ 按品质分类(质量等级) 类 ➢ 按冶炼方法
培 ➢ 按金相组织分类
设 分为普通质量钢、优质钢、高级优质钢和特级优质钢。
备 根据现行标准，各质量等级钢的磷、硫含量如下：
系
类
钢类
培
碳素钢
P
S
合金钢
P
S
训
普通质量钢
≤0.045
≤0.045
≤0.045
≤0.045
优质钢
≤0.035
≤0.035
≤0.035
≤0.035
高级优质钢 特级优质钢
≤0.030 ≤0.025
≤0.030 ≤0.020
山
东
特 种
压力容器设计审批人员
设 备
考前辅导
系
列
培
训
山东科技大学机电学院
胡效东 2011.03
山
东
第五章 材料基础知识
特
种 5.1 钢材生产基本知识
设
备 5.2 钢材的常用合金元素及其主要作用
系 5.3 刚才的物理性能及其试验方法
类 5.4 力学性能及其试验方法
培
训 5.5 工艺性能及其试验方法
5.6 金相组织及其试验方法
退火 正火 淬火 回火
表面淬火—感应加热、火焰加热、 电接触加热等
化学热处理—渗碳、氮化、碳氮 共渗、渗其他元素等
控制气氛热处理 真空热处理形 变热处理激光 热处理
山
东
5.1.6 钢材的热处理
特
种
退火
设 备
正火
系
淬火
类
回火
培
调质
训
固溶
稳定化
山
东
退火
特
种
设 机械零件的一般加工工艺为：
5.7 金属材料的腐蚀类型及其试验方法
山
东
5.1 钢材生产基本知识
特
种 转炉炼钢的生产流程：
设 高炉炼铁 铁水预处理 氧气转炉炼钢 炉外精炼 连
备
铸（模铸） 钢坯热装热送（钢锭） 连轧（轧制）；
系
类 电炉炼钢的生产流程：
培 电炉炼钢 炉外炼钢 连铸（模铸） 钢坯热装热送
训
（钢锭） 连轧（轧制） 热处理
训
碱性氧气顶吹和顶底复吹转炉由于其生产速度快、产量大， 单炉产量高、成本低、投资少，为目前使用最普遍的炼钢设
备。
转炉主要用于生产碳钢、合金钢及铜和镍的冶炼。
山 东 特 种 设 备 系 类 培 训
山
东
电炉炼钢
特
种 电炉炼钢法主要利用电弧热，在电弧作用区，
设Hale Waihona Puke Baidu
备
温度高达4000℃。冶炼过程一般分为熔化期、
培 训
板坯：用于轧制钢板的坯料
原轧制钢板：由一块（个）钢坯或板坯（钢锭）
径轧制而形成的一张钢板。
山
东
5.1.4 几个基本术语
特
种 钢号：钢铁产品牌号。用汉语拼音、化学符号和阿拉
设
伯数字表示钢材产品名称、用途、冶炼和浇铸方法及
备
分类，强度等级，主要化学成分和含量等。
系 炉号：炼钢炉次的批号，同一炉号的钢材具有相同的
备 毛坯（铸、锻）→预备热处
系 理→机加工→最终热处理→ 类 精加工。
培
训 退火与正火工艺主要用于预 备热处理，只有当工件性能
要求不高时才作为最终热处
理。
山
东
热处理
特
种
设
温 度
A1
A
备
A→P
系 过冷
P
A
转变终了
类
线B
培
A→B
转变开始
训
MS 线
A→M
Mf
M 时间
山
东 退火
特
种 将钢加热至适当温度保温，然后缓慢冷却（炉冷）的热处理
设
工艺叫做退火。
备 1、退火目的
系
(1) 调整硬度，便于切削加工，适合加工的硬度为170-250HB。
类
(2) 改善或消除坯料在铸造、锻造和焊接时所产生的成分或组
培
织不均匀性
训
(3)消除内应力，稳定尺寸。
(4) 细化晶粒，改善钢中碳化物的形态和分布。（完全退火）
山
东
退火