第五章 工业用钢
第五章铁碳合金相图及碳素钢
H J
B δ+γ
19
工业纯铁的结晶过程
20
从铁素体中析出的渗碳体称三次渗碳体， 从铁素体中析出的渗碳体称三次渗碳体，用Fe3CⅢ表 以不连续网状或片状分布于晶界。 示。Fe3CⅢ以不连续网状或片状分布于晶界。 随温度下降， 随温度下降， Fe3CⅢ量不断 增加，合金的 增加， 室温下组织为 F+ Fe3CⅢ。 室 温 下 Fe3CⅢ 最大量为: 最大量为:
8
9
Fe二 Fe-Fe3C相图分析 14个 点：14个 两条磁性转变线；三条等温转变线； 线：两条磁性转变线；三条等温转变线；其余三条 线：GS,ES,PQ 相区： 个单相区， 个两相区， 个三相区。 相区：5个单相区，7个两相区，3个三相区。 相图标注：相组成物标注的相图; 相图标注：相组成物标注的相图; 组织图标注:组织组成物标注的相图。 组织图标注:组织组成物标注的相图。
24
室温下， 室温下，珠光体中两 相的相对重量百分比 是多少？ 是多少？
1 2
4L Qα = QL 6.69 − 0.77 = = 88.5% 6.69 − 0.0008 QFe3C = 100%− 88.5% = 11.5%
Q
3
4
9
25
3 亚共析钢 0.09～0.53%C亚共析钢冷却时发生包晶反应. 0.09～0.53%C亚共析钢冷却时发生包晶反应. 亚共析钢冷却时发生包晶反应 0.45%C的钢为例 以0.45%C的钢为例 合金在4点以前通过匀晶 包晶 匀晶反应全部转变为γ 包晶—匀晶反应全部转变为 合金在4点以前通过匀晶—包晶 匀晶反应全部转变为γ。 到4点，由γ 中析出α 。到5点, γ 成分沿GS线变到S点， 中析出α 成分沿GS线变到S GS线变到 γ 发生共析反应转变为珠光体。温度继续下降，α 中析 发生共析反应转变为珠光体。温度继续下降， CⅢ，由于与共析Fe 结合, 量少, 忽略不计. 出Fe3CⅢ，由于与共析Fe3C结合, 量少, 忽略不计.
工业用钢
T8 錾子
T10 锯条
T12 锉刀
我们在制造锉刀、 锯条、錾子等工具 时若选材不当会出 现哪些情况？
思考题
三、合金钢
为了改善钢的某些性能，特意加入一种或几种合金 元素所炼成的钢。
化学成分： C＜0.2%，∑合金元素＜5%， 常加合金元素：Mn、Si、V、Nb、Ti、Re、Cu、N等。
▪ 镇静钢的符号Z、TZ可不标注。
用途
这类钢材虽然含有有害杂质较多，但冶炼方 法简单、工艺性好，价格低廉，性能上能满 足一般工程结构和普通零件的要求，工业上 应用十分广泛。其中Q235是最常用的碳素 结构钢。
常用来制作桥梁、建筑等框架结构，化工容 器外壳，各种车辆，不重要的轴类、螺栓螺 母和垫圈，锻件、冲压件、焊接件等。
也常用作渗碳用钢。经渗碳、淬火及低温回火后制作表面 要求耐磨并承受一定冲击载荷的机械零件，如凸轮，齿轮 等。
10～25#钢的应用
法兰盘 垫圈
销子 螺钉
30、35、40、45、50 、 55钢属中碳钢，经调质处 理（淬火+高温回火）后，可获得良好的综合力学性 能，即具有较高的强度和较高的塑性、韧性。
主要用于制造齿轮、轴类等零件。例如40、45钢常 用于制造汽车、拖拉机的曲轴、连杆、一般机床齿轮 和其它受力不大的轴类零件。
其中由于45钢的强度和塑性配合得好，因此成为机械 制造业中应用最广泛的钢种。
30～55#钢的应用
连杆
曲轴
齿轮
联轴器
60、65、70、75、80钢属高碳钢，经热处理（淬火+中 温回火）后具有高的弹性极限。
235 Z
375～460
≤0.035 TZ
用于结构件、钢板、
螺纹钢筋、型钢、螺
常见工业用钢的性能及用途
常见工业用钢的性能及用途一、结构钢结构钢按用途分为工程构件用钢和机器零件用钢两大类。
1．工程构件用钢工程构件用钢是应用较广泛的钢种之一，用于国防、化工、石油、电站、车辆、造船、桥梁、建筑等国民经济部门，制造各种重要构件。
此类钢的发展历程大体经历如下几个阶段：①．最初，钢构件以铆接为主，设计依据是抗拉强度，很少考虑屈服强度、韧性和可焊性。
一般含碳量较高，约为0.3%。
②．当焊接技术普遍应用后，要求钢的可焊性好，同时要保证一定的强度，故钢的含碳量降低，含锰量增加。
③．针对焊接件出现脆性断裂，在钢中加入晶粒细化剂（如AlN），使钢的性能得到改善，屈服应力由225MPa提高到300 MPa，脆性转化温度降至0℃以下，从而提高了焊接件抗脆性断裂的能力。
④．在保持低碳、高锰、细晶的条件下，利用析出强化相进一步提高钢的屈服强度，通常加入Nb、V、Ti等合金元素。
⑤．利用微合金化技术，对钢进行控制轧制，降低终轧温度，可使钢的屈服强度达到450~500MPa，脆性转化温度下降到‐80℃。
工程构件用钢的成分要求为：在含碳量小于0.25%的碳钢中，加入微量的V、Ti、Nb、Zr、Ca、RE等元素。
其性能要求为：高的弹性极限、刚度、可焊性和冷变形性，好的耐大气、水腐蚀性，低的屈强比бs/бb以防脆断。
工程构件用钢包括普通碳素构件用钢和普通低合金构件用钢。
（1）普通碳素工程构件用钢普通碳素工程构件用钢简称普碳钢，产量约占钢总产量的70%，其中大部分用作机器零件。
由于普碳钢易于冶炼、价格低廉，性能也基本满足了一般工程构件的要求，所以在工程上用量很大。
为了满足工艺性能和使用性能的要求，含碳量一般均较低。
普碳钢通常以热轧状态供应，一般不经热处理强化，只保证机械性能及工艺性能便可。
其中的Q195、Q215有较高的延伸率，易于加工，常用做螺钉、炉体部件、农业机械等。
Q235～Q275具有较高的强度和硬度，延伸率也较大，大量用做建筑结构，轧制成工字钢、槽钢、角钢、钢板、钢管及其它各种型材。
5.1工程材料牌号
7.铸 钢 cast steels
碳素铸钢—carbon cast steels
ZG200-400
最低抗拉强度400MPa 最低屈服强度200MPa
焊接用 合金铸钢---alloy cast steels ZG+ Wc的万分数+合金元素符号+合金含量的百 分数。 例：ZG20Cr13
ZG230-450H
Decrease in physical properties 物理性能降低: 电、磁、热性能。
electric, magnetic and heat properties
3. 失效的原因 Cause of failure
Unreasonable design(设计不合理): 工作条件和 过载估计不足； Unreasonable material selection(选材不合理): 选材错误或材质低劣； Unsuitable processing(加工工艺不当): 切削、 冷压，铸、锻、焊、热处理工艺不当； Unsuitable installation(安装使用不当): 装配不 良、过载使用、操作失误、维护不善。
4. 按金相组织(by metallographic structure)
亚共析钢(hypoeutectoid steel) 按退火组织 共析钢(eutectoid steel) (by annealing 过共析钢(hypereutectoid steel)
structure)
按正火组织（by normalizing structure） P钢、B钢、M钢、F钢、 A钢、Ld钢等
工程结构用钢
结构钢 机械结构用钢 刃具钢 工具钢 模具钢 工业用钢 量具钢 耐热钢 特殊钢 耐蚀钢 耐磨钢
工业分析《冶金工业分析》PPT
1.球形管 2.吸收杯 3.滴定管 （3）测定步骤
将炉温升至1200～1350C，检查装置是否正常， 于定硫吸收杯中加入淀粉吸收液（硫小于0.01%用 低硫吸收杯，加20mL吸收液；硫大于0.01%用高硫 吸收杯，加60mL吸收液），以600～1500mL/min的 流速通氧，用碘酸钾标准滴定溶液滴定至浅蓝色不 褪，作为终点色泽，关闭氧气。
第五章 冶金工业分析
§5.1 钢铁分析 §5.2 金属矿石分析 §5.3 有色金属及合金分析 §5.4 稀土元素分析
§5.1 钢铁分析
一、概述
钢铁是铁和碳的合金，其化学成分中大多数元素是铁，还 含有碳、硅、锰、磷、硫等元素。
1、钢的生产过程
铁矿石
碳素钢
石灰石
配比
辅助材料
生铁
C控制在一定限度
高温燃烧
3、燃烧库仑法
试样在高频炉或电阻炉中通O2燃烧，生成的气体经过固定 pH值的 高氯酸钡溶液中。
Ba(ClO4)2 + CO2+H2O = BaCO3 ↓+ 2HClO4 由于以上反应，使溶液的pH值降低。将以上溶液电解，使 pH值回到原来的固定值。
2H++ 2e = H2↑(阴极反应） H2O- 2e = 2H++ 1/2O2(阳极反应）
（2） 工作曲线的绘制 准确称取0.1g纯铁（磷含量<0.0005%)6份，溶解后分别加入
浓度为10μg/mL的磷标液0、0.50、1.00、1.50、2.00、2.50mL， 按以上步骤测定各溶液的吸光度，绘制工作曲线。
称取适量试样，置于瓷舟中，加入适量助熔剂，将瓷舟推至 高温处，预热0.5～1.5min，通氧，控制氧速为1500～ 2000mL/min，燃烧后的混合气体导入吸收杯中，使淀粉吸收液 蓝色开始消褪，立即用碘酸钾标准溶液滴定并使液面保持蓝色， 当吸收液褪色缓慢时，滴定速度也相应减馒，直至吸收液的色 泽与原来的终点色泽相同即为终点。
工程材料与热加工习题
⼯程材料与热加⼯习题机械⼯程材料与热成型技术习题册班级：姓名：第⼀章⾦属的⼒学性能1.什么是⾦属的⼒学性能，列表总结。
第⼆章⾦属的晶体结构与结晶1.解释下列名词合⾦，固溶体，固溶强度，弥散强度，相，组织，铁素体，奥⽒体，渗碳体，珠光体，莱⽒体2.实际⾦属晶体中存在哪⼏种缺陷？这些缺陷对⾦属性能有何影响？3.铸锭组织有何特点？4.晶粒⼤⼩对⾦属⼒学性能有何影响？细化晶粒的⽅法有哪⼏种？5.何谓共晶转变和共析转变？要求写出相应反应式。
6.如图所⽰，随着钢中含碳量的增加，钢的⼒学性能如何变化？为什么？（P30图2-34）实验：填写下表，归纳铁素体，奥⽒体，渗透体，珠光体和低温莱⽒体的特点。
第三章⾦属的塑性变形与再结晶1.塑性变形⽅式有哪些？2.为什么细晶粒⾦属不仅强度⾼，⽽且塑性，韧性也好？3.什么是冷变形强化现象，试⽤⽣产实例来说明冷变形强化现象的利弊。
4.什么是回复？什么是再结晶？5.何谓热变形，冷变形？6.⾦属经热塑性变形后，其组织和性能有何变化？第四章钢的热处理1.什么叫热处理？常⽤热处理⽅法有哪些？2.什么是淬⽕临界冷却速度？它对钢的淬⽕有何重要意义？3.论述完全退⽕和去应⼒退⽕的种类，作⽤和应⽤范围。
4.退⽕与正⽕的主要区别是什么？⽣产中如何选⽤退⽕和正⽕？5.试论述常⽤淬⽕介质的种类，特点和应⽤？6.为什么⼯件经淬⽕后会产⽣变形，甚⾄开裂？减少淬⽕变形和防⽌开裂有哪些措施？7.淬⽕的⽬的是什么？淬⽕加热温度应如何确定？为什么？8.为什么淬⽕后的钢⼀般都要进⾏回⽕？按回⽕的温度不同，回⽕分为哪⼏种？指出各种温度回⽕后得到的组织，性能及应⽤范围。
9.现有低碳钢和中碳钢齿轮各⼀个，为使齿⾯有⾼硬度和耐磨性，试问各应进⾏何种热处理？并⽐较他们经热处理后在组织和性能上有何不同？10.甲，⼄两⼚同时⽣产⼀批45钢零件，硬度要求为220~250HBW。
甲⼚采⽤调质，⼄⼚采⽤正⽕，均可以达到要求，试分析甲，⼄两⼚产品的组织和性能差异。
钢的热处理(含答案)
第五章钢的热处理〔含答案〕一、填空题〔在空白处填上正确的内容〕1、将钢加热到，保温肯定时间，随后在中冷却下来的热处理工艺叫正火。
答案：Ac 或Ac 以上50℃、空气3 cm2、钢的热处理是通过钢在固态下、和的操作来转变其内部，从而获得所需性能的一种工艺。
答案：加热、保温、冷却、组织3、钢淬火时获得淬硬层深度的力量叫，钢淬火时获得淬硬层硬度的力量叫。
答案：淬透性、淬硬性4、将后的钢加热到以下某一温度，保温肯定时间，然后冷却到室温，这种热处理方法叫回火。
答案：淬火、Ac15、钢在肯定条件下淬火时形成的力量称为钢的淬透性。
淬透层深度通常以工件到的距离来表示。
淬透层越深，表示钢的越好。
答案：马氏体〔M〕、外表、半马氏体区、淬透性6、热处理之所以能使钢的性能发生变化，其根本缘由是由于铁具有转变，从而使钢在加热和冷却过程中，其内部发生变化的结果。
答案：同素异构、组织7、将钢加热到，保温肯定时间，随后在中冷却下来的热处理工艺叫正火。
答案：Ac 或Ac 以上30℃～50℃、空气3 cm8、钢的渗碳是将零件置于介质中加热和保温，使活性渗入钢的外表，以提高钢的外表的化学热处理工艺。
答案：渗碳、碳原子、碳含量9、共析钢加热到Ac 以上时，珠光体开头向转变，通常产生于铁素体和1渗碳体的。
答案：奥氏体〔A〕、奥氏体晶核、相界面处10、将工件放在肯定的活性介质中，使某些元素渗入工件外表，以转变化学成分和，从而改善外表性能的热处理工艺叫化学热处理。
答案：加热和保温、组织11、退火是将组织偏离平衡状态的钢加热到适当温度，保温肯定时间，然后冷却，以获得接近组织的热处理工艺。
答案：缓慢〔随炉〕、平衡状态12、将钢加热到温度，保温肯定时间，然后冷却到室温，这一热处理工艺叫退火。
答案：适当、缓慢〔随炉〕13、V 是获得的最小冷却速度，影响临界冷却速度的主要因素是。
临答案：全部马氏体〔全部M〕、钢的化学成分14、钢的热处理是将钢在肯定介质中、和，使它的整体或外表发生变化，从而获得所需性能的一种工艺。
机械工程材料 第五、六章 工业用钢和铸铁
相当于是在Q235的基础上多添加了0.6～0.8%的 Mn。 3应用 桥梁钢构、船用钢板、车用钢板等。
5-3
南京长江大桥中的钢结构
上海卢浦大桥
5-3
5-3
“利丰南海”—2005年温州地区造 船企业在本土建造的第一艘万吨级 （11000T）国际航线集装箱船
温州船舶建造企业制造—2.3万吨散货 船瑞盛10号，2007年12月25日上午在乐清市 七里港顺利下水
5-1
合金工具钢
用“数字＋元素符号＋数字”表示
例：
9 Mn 2
表示该钢含有钒元素，平均wV小于 1.5% 表示该钢含有锰元素，平均wMn为2%
V
表示wC的千分之几
滚动轴承钢
用“G＋数字”表示
例： G
Cr 1 5
表示该钢含有铬元素，平均wCr为1.5%
“滚动轴承钢”的汉语拼音字头
5-1
不锈钢
第五章 工业用钢
钢的分类、编号、杂质元素 结构钢、工具钢、特殊性能钢
5-1
钢 ：以铁为主要元素，碳一般在2.11%以下并含有其他元素的材料
工业用钢中的元素： 主要元素：碳； 常存元素：锰、硅、硫、磷； 偶存元素：铜、钛、钒、稀土元素； 隐存元素：氧、氢； 合金元素：铬、镍、钨、钼、钒、钛、锰、硅、铜、磷 等。 （Si、Mn、Cr、Ni、W、Mo、V、Ti、Al、Cu、Co、 N、B、RE；）
wMn对区的影响
wCr对区的影响
5-2
3、合金元素对钢的热处理的影响
①对奥氏体化的影响 除Ni、Co外，大多数合金元素都延缓钢的奥氏体化过程。 它们阻碍C、Fe的扩散，因此合金钢的A化温度较高、时间较长。 ②对奥氏体晶粒度的影响 除Mn外，几乎所有合金元素都细化晶粒。 以碳化物的细化晶粒效果最显著，阻碍晶界的迁移，从而阻止晶粒长大。 ③对钢的淬透性的影响 除Co外，大多数合金元素，都提高淬透性。 ④对钢的回火稳定性的影响
51钢铁PPT-常见轧制钢材
的区别：工字钢翼缘是变戴面靠腹板部厚,外部薄; 而H型钢的
翼缘是等截面。
机械工程材料
常见型钢的种类及规格表示方法,如表5-2所示。 表5-2 常见型钢的种类及规格表示方法
机械工程材料
三、冷弯型钢
冷弯型钢指用钢板或带钢在冷状态下弯曲成的各种断面
形状的成品钢材。冷弯型钢是一种经济的截面轻型薄壁钢
材，也称为钢制冷弯型材或冷弯型材。
第五章 常见轧制钢材
教学目标：
1、掌握工业型钢和线材的分类、规格表示法及用途。 2、了解钢板和钢管的分类、规格表示法及用途。
机械工程材料
专题一 轧制钢材
轧制钢材是指除了板材、管材和金属制品以外，具有各种不 同断面的钢材。它被广泛用于制造各种机械零件和建筑结构件。
一、轧制钢材的分类
(1)大型型钢
1、按现行金属产品目录又分类
机械工程材料
三、钢管
指两端开口并具有中空断面，其长度与周边之比较大的钢材。
1、钢管的分类 （1）按生产方法分类
1 ) 无缝钢管 2 ) 焊接钢管
（2）按断面形状分类
1 ) 简单断面钢管 2 ) 复杂断面钢管
（3）按 壁 厚 分 类
1 ) 薄壁钢管 2 ) 厚壁钢管
机械工程材料
1 ) 管道用钢管 2 ) 热工设备用钢管 3 ) 机械工业用钢管
种窄而长的钢板称带钢，又称钢带，是宽度尺寸在1300mm以内， 长度根据卷材直径不同而异。带钢一般成卷供应，具有尺寸精 度高、表面质量好、便于加工等优点。
2、钢板 是轧制而成的，可以是厚钢板、薄钢板、钢带和 硅钢片等，其中钢带可直接轧制或由宽钢带剪切而成。
3、钢板的分类 (1)电镀锡板与热镀锌板
(2)沸腾钢板与镇静钢板
ch5工业用钢
钢的分类和牌号
（一）钢的分类
含碳量 低碳钢 含碳量≤ 0.3% 中碳钢 含碳量在0.3~0.6% 高碳钢 含碳量> 0.6% 普通碳素钢(WS ≤ 0.045%, Wp ≤ 0.05%) 按钢的质量 优质碳素钢 (WS, Wp ≤ 0.035%) 高级优质碳素钢(WS, Wp ≤ 0.025%) 钢 材 的 分 类 按用途分 碳素结构钢 碳素工具钢
Q195-A、F
屈服点强度不小于195MPa的A级沸腾钢
（四）应用 Q195——轧制薄板：铁桶、开关箱、防护罩等容器； 盘条：捆绑钢丝网，铆钉等 Q215——焊接钢管、地脚螺钉、螺栓、木螺钉等小五金零件 Q235——型钢 ：工字钢、槽钢、角钢等； 钢板、钢筋及车辆、锅炉上性能要 求不太高的机械零件 Q255——铆焊件、栓接结构
d) 高级优质钢号后加注“A”，特级优质合金钢加注“E”. 50CrV A 30CrMoSi E
2. 牌号举例
40 Cr
铬，平均含量<1.5%，只标出元素符号，不标明含量
平均碳含量为0.40%，用万分之四十的数字表示
38 CrMoAl A
表示高级优质钢
铬钼铝，平均含量<1.5%，只标出元素符号，不标明含量 平均碳含量为0.38%，用万分之38数字表示
三、特殊性能钢 不锈钢、耐热钢、耐磨钢
§2 铸
铁
铸铁是碳质量分数大于2.11％的铁碳合金。主要有铁、 碳、硅、锰、硫、磷以及其他微量元素组成，具有优 良的铸造性、切削加工性、减摩性、吸震性和低的缺 口敏感性，加之熔炼铸造工艺简单，价格低廉，所以 是机械制造业中最重要的材料之一。
一、铸铁的分类
1.灰铸铁（HT） 2.白口铁 （BT） 3.球墨铸铁（QT） 4.可锻铸铁（KT） 5.合金铸铁
机械制造基础-第5章 工业用钢
合金元素的平均含量的百分数， 小于1.5％时，不标数字。
钢的平均含碳量的万分数
2021年4月8日12时23分
7
（7）合金工具钢的牌号 数字+元素符号+数字
合金元素的平均含量的百分数， 小于1.5％时，不标数字。
用一位数字表示平均含碳量的千 分数，超过1.0％时不标。
例 9Cr2—平均含碳量为0.9％ CrWMn--平均含碳量大于1.0％
第5章 工业用钢
5.1 钢的综述 5.1.1 钢的分类、编号和成分特点 1.钢的分类 ❖ 按化学成分分：碳素钢、合金钢两大类。 ❖ 按用途分：结构钢、工具钢和特殊性能钢三
类。 ❖ 按质量分：普通钢、优质钢、高级优质钢和
特级优质钢四类。
2021年4月8日12时23分
1
2021年4月8日12时23分
2
YT5、 YT15、 YT30(数字 表示TiC含 量的百分数)
其耐热性，耐磨性均优
于YG类，但韧性较差。 TiC含量愈多，则耐热 性、耐磨性愈高，韧性
适用加工一般 钢件
愈小。
类 冶金制品
【由 WC、 TiC、
TaC （N bC） 202和1年4月8日12时23分 Co
YW1、 YW2
兼有YG、YT类的大部 分优良性能，被称为通 用合金，但价高
1）合金元素与铁作用形成固溶体
合金元素可以溶入α-Fe或γ-Fe中，形成含合金元素的铁 素体或奥氏体。合金元素的溶入，将导致铁素体或奥氏体 的晶格畸变，产生固溶强化。硅、锰、铬、镍等元素对铁 素体的强化效果显著。
2）合金元素与碳作用形成合金碳化物
大多数合金元素能与碳作用形成合金碳化物，熔点高、 硬度高、不易分解，呈颗粒状分布在晶界上，可细化晶 粒，提高钢的强度和硬度。
工业用钢 钢的分类和牌号
去应力退火、淬火+中温回火
60Si2Mn
4滚动轴承钢0.95% ~1.15%
球化退火、淬火+低温回火
GCr9 GCr15 GCr15SiMn
合金工具钢和高速工具钢
1量具刃具钢0.9% ~1.5%
淬火+Βιβλιοθήκη 温回火9SiCr CrWMn T10A3Cr13
2耐冲击工具钢中碳范围
3耐磨钢1.0% ~1.3%
水韧处理
ZGMn13
4超高强度钢屈服点在1176MPa、抗拉强度在1372MPa以上
40CrNiMo 4Cr5MoVSi
【金属工艺学】课程工业用钢钢的分类和牌号
名称
含碳量ω（C）
硫和磷含量
热处理状况
钢牌号表示举例
普通碳素结构钢
0.06% ~ 0.38%
较高
不需热处理
Q235-B.b Q235CQ235D
优质碳素结构钢
0.05% ~ 0.75%
杂质较少
需经热处理
08F45 15Mn 65Mn45A
其它专用碳素
结构钢
1易切削钢
汉字易
Y12 Y20 Y30 Y35 Y40Mn
特殊
性能
钢
1不锈钢
铬不锈钢
淬火+低温回火、淬火+回火
1Cr13 2Cr13 3Cr13Mo 7Cr17
铬镍不锈钢
1Cr18Ni9 Cr13 0Cr18Ni11Nb
2耐热钢
抗氧化钢
3Cr18Mn12Si2N 2Cr20Mn9Ni2Si2N
热强钢
15CrMo 1Cr11MoV 1Cr12WMoV
汽阀钢
第五章 钢铁分析
公式
W（C）=A×x×20×f／ m×100%
总碳的其他测定方法
• 燃烧库仑法： 在氧气炉中将试样燃烧（高频炉或电阻炉），将生成
的二氧化碳混合气体导入已调好固定PH的（A态）高氯酸 钡吸收液中，由于二氧化碳的反应，使溶液PH改变（A 态）。然后用电解的办法电解生成的H+，使溶液PH回复 到A态。根据法拉第电解定律，通过电路设计，使每个电 解脉冲具有恒定电量，相当于0.5×10-6g碳，从而实现了 数显浓度直接、自动定碳的目的。
钢铁试样主要采用酸分解法，常用的有盐酸、硫酸和 硝酸。三种酸可单独或混合使用，分解钢铁样品时，若 单独使用时一种酸，往往分解不够彻底，混合使用时， 可以取长补短，且能产生新的溶解能力。
此外可用来分解钢铁样品的还有的测定
概述
燃烧-气体 容量法
一、概述
1、钢铁中的C来源 碳是钢铁的主要成分之一，它直接影响着钢铁
工作中，均应燃烧标准样品，判定 工作过程中仪器的准 确性。
13、吸收前后观察刻度的时间应一致。吸收后观 察刻度时， 量气管及水准瓶内液面与视线应处在同一水平线上。
14、吸收器中氢氧化钾溶液使用久后也应进行更换。
分析结果的计算
当标尺刻度单位是毫升时 公式 W（C）=A×V×f／m×100%
当标尺刻度是碳含量时
四、成品分析取样
成品分析用的试样样屑，应按下列方法之一采取。不能
按下列方法采取时，由供需双方协议。
大断面钢材
（1）大断面的初轧坯、方坯、扁坯、圆钢、方钢、锻钢件 等，样屑应从钢材的整个横断面或半个横断面上刨取； 或从钢材横断面中心至边缘的中间部位（或对角线 1/4处）平行于轴线钻取；或从钢材侧面垂直于轴中 心线钻取，此时钻孔深度应达钢材或钢坯轴心处。
工程材料与热加工习题48学时答案
第一章金属材料的力学性能1.1由拉伸试验可以得出哪些力学性能指标？答案：1.强度指标：弹性极限，弹性模量；屈服强度（条件屈服强度）；抗拉强度。
2.塑性指标：（1）断后伸长率；（2）断面收缩率1.2 常用的硬度测试方法有哪些？机械制造常用的硬度测试方法是什么？答案：1.常用硬度测试方法：压力法、划痕法、弹跳法。
2.机械制造常用硬度测试方法：压力法中的布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。
1.3常见的工艺性能有哪些？答案：常见的工艺性能：1.热加工：铸造性能（流动性、收缩性）；锻压性能（可锻性、变形抗力）；焊接性能（可焊性）；热处理性能（淬透性、淬硬性）。
2.冷加工：机械加工（切削加工）性能。
1.4 材料的综合性能通常是指什么？答案：强度、硬度、塑性和韧性都较好，也称为强韧性好。
第二章金属与合金的结构与结晶2.1 什么是过冷度？过冷度与冷速有何关系？过冷度与金属结晶后的晶粒大小有何关系？答案：理论结晶温度与实际结晶温度的差值；冷速越大，过冷度越大；过冷度越大，晶粒越小。
2.2 晶粒大小对金属的力学性能有何关系？简述在凝固过程阶段晶粒细化的途径。
答案：晶粒细小（细晶强化），强度、硬度高的同时，塑性、韧性也好；细化晶粒的途径：（1）提高冷速，增加过冷度；（2）变质处理（孕育处理），引入外来晶核；（3）搅拌、震动（物理方式、机械方式）。
2.3 什么是固溶体？什么是固溶强化？答案：溶质溶入溶剂，保持溶剂晶格类型的固态合金相；固溶强化：溶质溶入溶剂，产生晶格畸变，强度硬度升高。
2.4 什么是金属化合物？什么是弥散强化？答案：溶质溶入溶剂，形成不同于溶质和溶剂晶格的新的晶格类型的固态合金相；弥散强化：金属化合物颗粒（圆、小、均）规整、尺寸小，均匀分布在合金的基体上，强度、硬度升高。
2.5 金属材料常用的强化方法是什么？答案：细晶强化、固溶强化、弥散强化、时效强化、加工硬化（冷变形强化）。
2.6 金属晶体的缺陷有几类？分别是什么？位错与硬度和强度有何关系？一般机械零件强化是提高位错密度还是降低位错密度？为什么？答案：1.三类；2.点缺陷（间隙、空位和置换原子）、线缺陷（位错：刃型位错和螺型位错）和面缺陷（晶界和亚晶界）；3.位错密度有一临界值，小于此临界值，位错密度越小硬度和强度越高；大于此临界值，位错密度越大硬度和强度越高；4.提高位错密度；通常条件下，提高位错密度实现容易，成本低。
钢铁是怎样炼成的第二部分第五章读书笔记
钢铁是怎样炼成的第二部分第五章读书笔记在《钢铁是怎样炼成的》这本书的第二部分第五章中，作者尤利·特里费诺夫斯基继续展示了苏联工业化时期钢铁生产的艰辛历程。
本章主要讲述了钢铁工人在恶劣环境下的努力和奉献精神。
作者首先提到了钢铁工人的生活条件。
他们居住在简陋的宿舍里，没有足够的卫生设施和舒适的生活环境。
他们经常需要长时间工作，没有休息的机会，甚至有时候需要在极端的温度下工作，这给他们的身体健康带来了很大的负担。
但是，尽管面临着这些困难，钢铁工人们仍然坚韧不拔地工作着。
他们认识到自己的工作对国家的发展至关重要，因此对工作充满了热情和责任感。
他们不畏辛苦，默默地用自己的双手创造出了一个个巨大的成就。
作者还描述了一些个人的故事，以展示钢铁工人的奋斗精神。
在这些故事中，我们可以看到一些勇敢无畏的工人在危险的工作环境中毫不退缩，他们共同努力完成了任务，实现了国家的钢铁产量目标。
除了工人们的辛勤工作，本章还重点强调了技术的重要性。
作者提到了一些新技术的引进和应用，以及技术改进对钢铁生产效率的提
升。
这些技术的应用不仅提高了生产效率，还改善了工人的工作环境，减少了劳动强度。
总的来说，第二部分第五章通过描绘钢铁工人的辛勤努力和奉献精神，展示了苏联工业化时期钢铁生产的艰辛历程。
这些故事和描述向读者展示了一个个无私奉献的英雄形象，他们为国家的发展做出了巨大的贡献。
同时，本章还强调了技术的重要性，以及技术创新对工业化进程的推动作用。
通过这些描写和描述，读者可以更加深入地了解苏联工业化时期的钢铁生产过程，并对其中的艰辛和挑战有更深刻的认识。
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第五章工业用钢
第一节钢的分类及编号
一、钢的分类
1、按化学成分分
1)低碳钢
2)中碳钢
3)高碳钢
2、按质量分
钢的质量是以磷、硫的含量来划分的。
分为普通质量钢、优质钢、高级优质钢和特级优质钢.
根据现行标准，各质量等级钢的磷、硫含量如下：
3、按冶炼方法分
沸腾钢、镇静钢、特殊镇静钢
4、按金相组织分
M、A、P、F
5、按用途分
结构钢、工具钢、特殊用途钢
二、钢的编号
我国钢材的编号是采用汉语拼音字母、化学元素符号和阿拉伯数字相结合的方法。
采用汉语拼音字母表示钢产品的名称、用途、特性和工艺方法时，
一般从代表钢产品名称的汉字的汉语拼音中选取第一个字母.
常用钢产品的名称、用途、特性和工艺方法表示符号（GB/T 221—2000）
1、碳素结构钢和低合金高强度钢
Q+最低屈服强度值+质量等级符号+脱氧方法符号
Q表示“屈服强度”；屈服强度值单位是MPa；
质量等级符号为A、B、C、D、E。
由A到E，其P、S含量依次下降，质量提高。
低合金高强度结构钢都是镇静钢或特殊镇静钢，其牌号中没有表示脱氧方法的符号。
如Q345C。
根据需要，低合金高强度结构钢的牌号也可以采用两位阿拉伯数字（表示平均含碳量的万分之几）和化学元素符号，按顺序表示，如16Mn。
2、优质碳素结构钢
牌号用两位数字表示。
这两位数字表示钢平均含碳量的万分之几。
如45钢—平均含碳量为万分之四十五（即0.45%）的优质碳素结构钢。
*说明：含Mn量为0.7~1.0%时，在两位数字后加元素符号“Mn”，如40Mn。
3、合金结构钢和合金弹簧钢
两位数字（表示平均含碳量的万分之几）+合金元素符号+该元素
百分含量数字+……
当合金元素的平均含量小于1.50%时，只标元素符号，不标含量；当合金元素的平均含量为1.50~2.49%、2.50~ 3.49%、3.50~4.49%、4.50~5.49%、……时，在相应的合金元素符号后标2、3、4、5 ……等数字。
如20CrNi3。
高级优质钢在牌号后加字母A，如60Si2MnA。
特级优质钢在牌号后加字母E，如30CrMnSiE。
4、工具钢
⑴碳素工具钢
T + 数字
T表示“碳素工具钢” ；
数字表示平均含碳量的千分之几.
如T8—其平均含碳量为千分之八(0.8%C)。
*说明：碳素工具钢都是优质以上质量的。
高级优质钢在钢号后加“A”，如T8A。
⑵合金工具钢
含碳量+合金元素符号+该元素百分含量+……
当含碳量小于1.00%时，含碳量用一位数字标明，这一位数字表示平均含碳量的千分之几，如8MnSi.
当含碳量大于1.00%时，不标含碳量。
5、轴承钢
G+Cr+铬含量(不标含碳量)
“G”表示“滚动轴承钢”。
* 铬含量以千分之一为单位.
如“GCr15”的平均含铬量为1.5%。
渗碳轴承钢牌号的表示方法与合金结构钢相同，仅在牌号头部加字母“G”，如“G20CrNiMo”。
6、不锈钢和耐热钢
含碳量+合金元素符号+该元素百分含量+……
①含碳量以千分之一为单位。
②当1.0%>平均含碳量≥0.1%时，用一位数字表示,如2Cr13（平均含碳量为0.20%）
③当0.1%>含碳量上限> 0.03%时，以“0”表示，如0Cr18Ni9（含碳量上限为0.08%）
④当0.03%≥含碳量上限>0.01%时（超低碳），以“03”表示，如03Cr19Ni10(含碳量上限为0.03%）
* 珠光体耐热钢含碳量的标注同结构钢。
如15CrMo
注：旧标准含碳量表示方法为：
当含碳量≤0.08%时，以“0”表示，如0Cr18.
当含碳量≤0.03%时，以“00”表示，如00Cr18Ni10.
7、铸钢
ZG + 两位数字
ZG表示“铸钢”；
两位数字表示平均含碳量的万分之几, 如ZG25.
1)低碳钢
2)中碳钢
3)高碳钢
2、按质量分
钢的质量是以磷、硫的含量来划分的。
分为普通质量钢、优质钢、高级优质钢和特级优质钢.
根据现行标准，各质量等级钢的磷、硫含量如下：
3、按冶炼方法分
沸腾钢、镇静钢、特殊镇静钢
4、按金相组织分
M、A、P、F
5、按用途分
结构钢、工具钢、特殊用途钢
二、钢的编号
我国钢材的编号是采用汉语拼音字母、化学元素符号和阿拉伯数字相结合的方法。
采用汉语拼音字母表示钢产品的名称、用途、特性和工艺方法时，一般从代表钢产品名称的汉字的汉语拼音中选取第一个字母.
常用钢产品的名称、用途、特性和工艺方法表示符号（GB/T 221—2000）
1、碳素结构钢和低合金高强度钢
Q+最低屈服强度值+质量等级符号+脱氧方法符号
Q表示“屈服强度”；屈服强度值单位是MPa；
质量等级符号为A、B、C、D、E。
由A到E，其P、S含量依次下降，质量提高。
低合金高强度结构钢都是镇静钢或特殊镇静钢，其牌号中没有表示脱氧方法的符号。
如Q345C。
根据需要，低合金高强度结构钢的牌号也可以采用两位阿拉伯数字（表示平均含碳量的万分之几）和化学元素符号，按顺序表示，如16Mn。
2、优质碳素结构钢
牌号用两位数字表示。
这两位数字表示钢平均含碳量的万分之几。
如45钢—平均含碳量为万分之四十五（即0.45%）的优质碳素结构钢。
*说明：含Mn量为0.7~1.0%时，在两位数字后加元素符号“Mn”，如40Mn。
3、合金结构钢和合金弹簧钢
两位数字（表示平均含碳量的万分之几）+合金元素符号+该元素百分含量数字+……
当合金元素的平均含量小于1.50%时，只标元素符号，不标含量；当合金元素的平均含量为1.50~2.49%、2.50~ 3.49%、3.50~4.49%、4.50~5.49%、……时，在相应的合金元素符号后标2、3、4、5 ……
等数字。
如20CrNi3。
高级优质钢在牌号后加字母A，如60Si2MnA。
特级优质钢在牌号后加字母E，如30CrMnSiE。
4、工具钢
⑴碳素工具钢
T + 数字
T表示“碳素工具钢” ；
数字表示平均含碳量的千分之几.
如T8—其平均含碳量为千分之八(0.8%C)。
*说明：碳素工具钢都是优质以上质量的。
高级优质钢在钢号后加“A”，如T8A。
⑵合金工具钢
含碳量+合金元素符号+该元素百分含量+……
当含碳量小于1.00%时，含碳量用一位数字标明，这一位数字表示平均含碳量的千分之几，如8MnSi.
当含碳量大于1.00%时，不标含碳量。
5、轴承钢
G+Cr+铬含量(不标含碳量)
“G”表示“滚动轴承钢”。
* 铬含量以千分之一为单位.
如“GCr15”的平均含铬量为1.5%。
渗碳轴承钢牌号的表示方法与合金结构钢相同，仅在牌号头部加
字母“G”，如“G20CrNiMo”。
6、不锈钢和耐热钢
含碳量+合金元素符号+该元素百分含量+……
①含碳量以千分之一为单位。
②当1.0%>平均含碳量≥0.1%时，用一位数字表示,如2Cr13（平均含碳量为0.20%）
③当0.1%>含碳量上限> 0.03%时，以“0”表示，如0Cr18Ni9（含碳量上限为0.08%）
④当0.03%≥含碳量上限>0.01%时（超低碳），以“03”表示，如03Cr19Ni10(含碳量上限为0.03%）
* 珠光体耐热钢含碳量的标注同结构钢。
如15CrMo
注：旧标准含碳量表示方法为：
当含碳量≤0.08%时，以“0”表示，如0Cr18.
当含碳量≤0.03%时，以“00”表示，如00Cr18Ni10.
7、铸钢
ZG + 两位数字
ZG表示“铸钢”；
两位数字表示平均含碳量的万分之几, 如ZG25.。