钢铁材料及其用途精品PPT课件

4.1.2 合金钢
1、合金元素在钢中的作用
（４）提高淬透性
合金元素固溶于A中，增加A的稳 定性，减慢过冷A的分解速度，使C曲 线右移，降低钢淬火时的临界冷却速 度，提高淬透性。
4.1.2 合金钢
1、合金元素在钢中的作用
（５）提高回火稳定性
回火稳定性：淬火钢在回火过 程中抵抗硬度下降的能力。
合金元素固溶于M中减缓C的扩散 ，阻碍碳化物的析出，推迟M的分解 ，抵抗硬度下降。
(2)合金工具钢的牌号
其牌号表示方法与合金结构钢类似，但其平均 Wc>1% 时不标出；当Wc<1%前面数字表示含碳量的千倍。
如：9SiCr, Cr12,5CrMnMo等。Wc=0.9%
但高速钢不标含碳量，只写出合金元素符号及其含量。 如:W18Cr4V, W6Mo5Cr4V2
一、合金结构钢
1、普通低合金结构钢
4.1.1 碳钢
1、常存杂质对碳钢性能影响
（2）硅的影响
硅来自生铁和脱氧剂硅铁中，硅能 使钢液中的FeO变成炉渣脱离钢液．提高 钢的品质。
硅能溶于F，提高钢的强度、硬度， 降低钢的塑性和韧性。
硅能使Fe3C的稳定性下降．促进Fe3C 分解生成石墨。钢中出现石墨使钢的韧 性严重下降，产生 “黑脆”。
4.1.2 合金钢
1、合金元素在钢中的作用
（６）使钢获得特殊性能
*
形成稳定的单相组织：使A3线降至室
温，得到具备耐腐蚀、耐高温、抗磨损的
A钢。
** 形成致密氧化膜和金属化合物，提高 钢的耐腐蚀性和高温抗氧化性；金属化合 物阻碍位错在高温下运动，提高钢的蠕变 抗力，提高钢的高温强度。
4.1.2 合金钢
4.1.1 碳钢
1、常存杂质对碳钢性能影响
（3）硫的影响
杂质S几乎不溶于铁素体，而与
Fe形成FeS存在于钢中或与Fe形成共晶
体。FeS及其共晶体溶点均低于热形变
加工温度（1150～1250℃），使钢在
热形变加工中产生“热脆性”。Mn使
硫形成MnS，其熔点高达1620℃，从而
消除S引起的热脆性。
4.1.1 碳钢
电炉钢 沸腾钢F 镇静钢Z
半镇静钢b
4.1.1 碳钢
2、碳钢的分类
按钢中含 碳量分类
低碳钢 Wc≤0.25％ 中碳钢 Wc在0.25％～0.6％之间 高碳钢 Wc≥0.6％
4.1.1 碳钢
2、碳钢的分类
普通 Ws≤0.055Biblioteka Baidu 碳素钢 Wp≤0.045％
按钢的 质量分类
优质 碳素钢
Ws≤0.040％ Wp≤0.040％
4.1 碳钢与合金钢
4.1.2 合金钢
为了改善钢的组织与性能，有 意识地在钢中加入某些合金元素所 获得的钢种。
4.1.2 合金钢
碳钢的特点
（１）淬透性低，整个截面性 能分布不均；
（２）力学性能比合金钢低 。存在硬度、强度与塑性、韧性 之间的矛盾；
（３）不能具备耐高温、耐 腐蚀、高耐磨等特殊性能。
2、合金钢的分类
；
１）按合金元素的含量分 低合金钢：合金元素总的质量分数＜５％； 中合金钢：合金元素总的质量分数为５～１０％
高合金钢：合金元素总的质量分数＞１０％。
２）按用途分
工程合金结构钢 ：普通低合金结构钢
合金结构钢 机器合金结构钢 ：合金弹簧钢、合金渗碳钢
合金调质钢、合金轴承钢
合金钢
合金工具钢
1、常存杂质对碳钢性能影响
（4）磷的影响
P可以固溶到F中，提高钢在室
温时的强度。但P也易与Fe形成极脆
的化合物Fe3P使钢的塑性和韧性显 著下降。温度愈低脆性越大，故称
为“冷脆”。钢中要严格把P的含量
控制在0.045%以下。
4.1.1 碳钢
2、碳钢的分类
按冶炼 方法分类
平炉钢 转炉钢
按脱碳 方法分类
2、优质碳素结构钢： 牌号：用两位数字表示，该数字表示钢中平均含碳量的 万倍。 例如： 08F，20，45，60, 65Mn等。
用途：用作各种较重要的机器零件 如：齿轮、主轴等。
3、碳素工具钢 牌号：用“T”加数字表示，数字表示钢中平均含碳量的千倍
如：T8，T9等。T8：表示碳的平均含碳量为0.8%的碳素工具钢。 用途：用来制作各种刀具、量具和模具。
合金刃具钢：低 刃合 具金钢刃、具高钢速、钢高合金 合金模具钢 ：冷作模具钢、热作模具钢
合金量具钢：没有专用钢种.
特殊性能钢： 不锈钢 、耐热钢、耐磨钢
4.1.2 合金钢
3. 合金钢牌号的表示方法
字母+数字+元素符号+数字+字母
➢表示某些专门用途钢。如G为滚动
我
轴承钢，Y为易切削钢。
国
➢表示含碳量。合金结构钢为两位数
4.1
第4章 钢铁材料及其用途
碳钢与合金钢
4.1.1 碳钢
碳的质量分数在0.0218%～2.11%范围 内的铁碳合金。
1、常存杂质对碳钢性能影响
（1）锰的影响
Mn有较强的脱氧能力，消除FeO可改善 钢的品质，降低钢的脆性。锰与钢中的硫 形成MnS，降低S对钢的危害。碳素钢中把 锰控制在0.25％～0.80％范围内。
合
字，表示万分之一。合金工具钢为一
金
位数字表示千分之一，如含碳量大于
钢
1%可省略。
的
➢表示所含合金元素及其含量。数字
编
表示百分之一，小于1.5%可省略。
号
➢表示冶金质量。A为高级优质钢，E
为特级优质钢。
3、合金钢的牌号
(1)合金结构钢的牌号 两位数字+合金元素符号+数字
前两位数字表示平均含碳量的万倍，后面数字表示合金元素的 百倍。如60Si2Mn,40Cr等。Wc=0.60%
高级优质 Ws≤0.030％ 碳素钢 Wp≤0.035％
4.1.1 碳钢
2、碳钢的分类
按钢的 用途分类
碳素 制造各种构件 结构钢 和机器零件 碳素 制造各种刀具、 工具钢 量具、模具
二、 钢的牌号及其应用
1、碳素结构钢： 牌号：Q+屈服点数值。 例如： Q195， Q 235等。 用途：薄板，铁丝，钉，小轴，螺栓等。
低碳，合金含量小于3%。主加元素为Mn其强化了铁素体， 提高了强度；V，Ti等元素使晶粒细化，使韧性提高。
4.1.2 合金钢
1、合金元素在钢中的作用
（１）固溶强化 合金元素固溶于F、A、M中引 起晶格畸变，增加位错运动阻力， 产生固溶强化。
4.1.2 合金钢
1、合金元素在钢中的作用
（２）第二相强化 某些合金元素可以固溶于Fe3C中 ，形成合金Fe3C或特殊碳化物，提高 钢的强度和硬度。 （３）细晶强化 使A、F晶粒及M针条细化，增加位 错运动阻力，达到强化的目的。