金属材料及热处理课件zlp

机器结构（零件）用钢
调质钢 弹簧钢
滚动轴承钢
工模具用钢
刃具用钢 模具用钢
碳素工具钢 低合金工具钢 高速钢
冷变形模具钢 热变形模具钢
特殊用途用钢
塑料模具钢
抗氧化钢，热强钢 不锈钢
耐酸钢
易切削用钢等
按金相组织分类
退火状态
正火状态
按加热冷却时 有无相变和 室温组织分
a.亚共析钢（铁素体+珠光体） b.共析钢 （珠光体） c.过共析钢（珠光体+渗碳体） a.珠光体钢 b.贝氏体钢 c.马氏体钢 d.奥氏体钢。
按用途分类（GB/T 13304.2-2008 ）
结构钢、工具钢和特殊性能钢
结构钢又分为：
工程构件用钢和机器零件用
工具钢分为：
刃具钢、量具钢、模具钢
特殊性能钢分为：
不锈钢、耐热钢等
小结：按用途分类
工程结构用钢
（建筑，车辆，造船，桥梁）
普通碳素钢 低合金高强度钢 微合金化低合金高强度钢
渗碳钢、氮化钢
——
耐候
NAI HOU
——
高耐候
GAO NAI HOU
——
梁
LIANG
——
高建
GAO JIAN
——
低焊接裂纹敏感性
——
Crack Free
淬透性
——
Hardenabilit y
矿
KUANG
——
采用国际符号
采用字母
R G DR Q NH
GNH
L GJ CF
H
K
位置
牌号尾 牌号尾 牌号尾 牌号尾 牌号尾
牌号尾
牌号尾 牌号尾 牌号尾
牌号尾
牌号尾
牌号举例 45：表示含碳量为0.45％的碳素结构钢。 10，20，35，10F，50MnE，20R等均为优质碳素结构钢， 65Mn为优质碳素弹簧钢
碳素工具钢牌号
碳素工具钢都是高级优质钢或特级优质钢 1. 编号方法
用“T”（碳）＋表示含碳量千分之几的数值表示。 锰含量高的加Mn元素符号
铬钢
钼钢 锰钢
按合金元素总量
低合金钢 ＜5％
中合金钢 5～10％ 高合金钢 ＞10％
按冶金质量分类
按钢中所含有害杂质硫、磷的多少，可分为： 普通钢（S%≤0.055%，P%≤0.045%） 优质钢（S%、P%≤0.040%） 高级优质钢（S%≤0.030%，P%≤0.035%） 按冶炼时脱氧程度，可将钢分为： 沸腾钢（脱氧不完全）、镇静钢（脱氧较完全） 和半镇静钢三类。
1. 牌号的编号：由四部分组成 （1）代表屈服点的屈字汉语拼音字母字头：Q （2）屈服点的屈服强度数值：阿拉伯数字 （3）质量等级符号：A，B，C，D，E，F （4）脱氧方法符号： F－沸腾钢 b－半镇静钢 Z－镇静钢 TZ－特殊镇静钢
2. 牌号的编号举例 Q235A.F 表示碳素结构钢，屈服强度≥235MPa， 质量等级为A的沸腾钢 Q345C 表示低合金高强度钢，屈服强度≥345MPa， 质量等级为C
2. 举例
T8－表示含碳量为0.8％的碳素工具钢。
类似钢号：
T7，T9，T10，T9A，T10A，T8MnA A－表示高级优质钢
合金钢的牌号
合金元素采用国际化学符号（或元素中文名称）表示，合金元素及其 含量、碳元素及其含量表示方法如下：
1. 含碳量
1) 合金结构钢： 一般以平均含碳量的万分之几表示，如40Cr，40CrNiMo等。
• 工作特点： 不作相对运动，承受静载荷。有一定的使用温度(高温、低温、大
气)。
• 要求：
构件稳定，有较高的刚度；较高的屈服和抗拉强度，塑韧性较好， 较小冷脆性和好的耐蚀性。良好的工艺性能（冷变形性和可焊性很 重要）。
• 成分特点：
低碳钢(0.25%)，少量的合金元素，不热处理，而是在热轧空冷 态使用，有时也正火或回火态使用。组织为铁素体加少量的珠光体
优质碳素结构钢和优质碳素弹簧钢牌号
产品名称 锅炉和压力容器用钢
锅炉用钢（管） 低温压力容器用钢
桥梁用钢 耐候钢
高耐候钢
汽车大梁用钢 高性能建筑结构用钢 低焊接裂纹敏感性钢
保证淬透性钢
矿用钢 船用管
采用的汉字及汉语拼音或英文单词
汉字
汉语拼音
英文单词
容
RONG
——
锅
GUO
——
低容
DI RONG
——
桥
QIAO
2）合金工具钢： 含碳量小于1％时用千分之几表示，如 9SiCr，9Mn2V等。 含碳量大于1％时不标碳含量，如 Cr12MoV，CrWMn等。
• 小结
• C%—结构钢，万分之几；
•
工具钢，千分之几；
• Me%—一般为百分之几；
•
含Cr低的合金工具钢
•
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和轴承钢，用千分之几。
工程用钢
• 概述： 用于制造大型结构-桥梁,船舶,屋架,容器-工程用钢。
a.铁素体钢 b.马氏体钢 c.奥氏体钢 d.双相钢
钢的牌号——GB/T 221-2008
通常采用大写汉语拼音字母、化学元素符号和阿拉伯数字相结合的牌 号。产品名称、用途、特性和工艺方法等，一般用汉语拼音字母字头表 示。牌号中的主要化学元素含量(％)为质量分数，采用阿拉伯数字表示。
碳素结构钢及低合金结构钢牌号
钢的分类
按化学成分分类（GB/T 13304.1-2008 ） 可分为碳素钢和合金钢
碳素钢（含碳量）：
低碳钢、中碳钢和高碳钢
合金钢（按合金元素）：
合金钢 、中合金钢和高合金钢 锰钢、铬钢、硼钢、铬镍钢、硅锰钢等
碳钢 合金钢
普通碳钢 优质碳钢
按合金元素分
低碳钢（≤0.25%） 中碳钢（0.25~0.6%） 高碳钢（＞0.6%）
金属材料及热处理
主要内容
➢ 常用金属材料分类、牌号及用途； ➢ 工程用钢； ➢ 热处理原理、工艺及作用
最常用的金属材料——钢 steel
经济建设中使用最广泛、用量最大的金属材料。
以Fe为主要元素、含碳量一般在2%以下，并含 有其他元素的材料。(GB/T 13304.1-2008 )
注：在铬钢中含碳量可能大于2%，但2%通常是钢和铸 铁的分界线。
工程用钢的力学性能特点
（一）屈服现象 （二）应变实效和淬火实效 （三）冷脆倾向性
合金元素对工程用钢的影响
• 镍：增加强韧性、耐蚀性、耐磨性、弹性细述和低温冲击抵抗性 • 铬：增加耐磨性、耐蚀性及高温强度 • 钨：增加耐磨性及高温强度、硬度 • 硅：增加耐热性、耐蚀性；低合金钢之强度增加，增加电磁气性质 • 锰：高温之抗拉强度、硬度增加，防止因硫而产生的脆性 • 钼：作用与钨相同，但效果大两倍 • 钴：增加硬度与磁性 • 钒：增加韧性、耐磨性、淬火性 • 钛：增加耐高温强度及对海水的耐蚀性 • 铜：增加在空气中之抗氧化性及抗蚀性 • 铝：增加流动性 • 磷：增加耐蚀性，但超过0.1％时会有热脆性 • 硫：增加钢的切削性及热脆性，但一般含量要少