第六章工业用钢14697共42页文档
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工程材料 第6章 工业用钢PPT课件
31
一、刃具钢——常用刃具钢
2.常用刃具钢
1）碳素工具钢（表6-13）
成分特点： 高碳 0.65~1.35%C
加工工艺路线： 下料—锻造—正火—球化退火—机加工—淬火+低温回火—磨削加工
硬度：
60HRC ~ 62HRC
200℃时硬度降低。
典型钢种：T10、T12
32
一、刃具钢——常用刃具钢
2）低合金工具钢（表6-14）
第6章 工业用钢
1
整体概述
概况一
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概况二
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概况三
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2
6.1 钢的分类与编号
钢的分类 钢的编号
3
一、钢的分类
1.按化学成分——碳钢：低碳钢、中碳钢、高碳钢； 合金钢：低、中、高合金钢；
2.按质量——普通钢、优质钢、高级优质钢、特级优质钢；
3.按冶炼方法——沸腾钢、镇静钢、半镇静钢…；
4.按金相组织——亚共析钢、共析钢、过共析钢、珠光体钢、 贝氏体钢、马氏体钢、奥氏体钢….；
5.按用途——结构钢、工具钢、特殊性能钢……。
4
二、钢的编号
1.钢铁产品牌号表示方法（p103） GB/T221-2000
20、45、65为典型钢种。
22
三、低合金高强度结构钢
表6-6 1.性能特点：强度高、塑韧性好、耐蚀性强等 2.成分特点：低碳 ≤0.2%；低合金。 3.热处理特点：大多数不热处理。 4.典型钢种及用途——16Mn（Q345）
23
四、渗碳钢——经渗碳后使用的钢种
1.性能特点：表硬里韧 具有良好的热处理工艺性能
一、刃具钢——常用刃具钢
2.常用刃具钢
1）碳素工具钢（表6-13）
成分特点： 高碳 0.65~1.35%C
加工工艺路线： 下料—锻造—正火—球化退火—机加工—淬火+低温回火—磨削加工
硬度：
60HRC ~ 62HRC
200℃时硬度降低。
典型钢种：T10、T12
32
一、刃具钢——常用刃具钢
2）低合金工具钢（表6-14）
第6章 工业用钢
1
整体概述
概况一
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概况二
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概况三
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2
6.1 钢的分类与编号
钢的分类 钢的编号
3
一、钢的分类
1.按化学成分——碳钢：低碳钢、中碳钢、高碳钢； 合金钢：低、中、高合金钢；
2.按质量——普通钢、优质钢、高级优质钢、特级优质钢；
3.按冶炼方法——沸腾钢、镇静钢、半镇静钢…；
4.按金相组织——亚共析钢、共析钢、过共析钢、珠光体钢、 贝氏体钢、马氏体钢、奥氏体钢….；
5.按用途——结构钢、工具钢、特殊性能钢……。
4
二、钢的编号
1.钢铁产品牌号表示方法（p103） GB/T221-2000
20、45、65为典型钢种。
22
三、低合金高强度结构钢
表6-6 1.性能特点：强度高、塑韧性好、耐蚀性强等 2.成分特点：低碳 ≤0.2%；低合金。 3.热处理特点：大多数不热处理。 4.典型钢种及用途——16Mn（Q345）
23
四、渗碳钢——经渗碳后使用的钢种
1.性能特点：表硬里韧 具有良好的热处理工艺性能
工业分析第六章 钢铁分析
）。
3．铁合金 主元素名称符号，主元素含量（以1％为单位）或顺序号（铬铁、
锰铁）。
第六章 钢铁分析
第二节 钢铁试样的采取、制备和分解
一、钢铁试样的采取 1．术语
熔炼分析
成品分析
成品化学成 分允许偏差
2．取样规则
熔炼分析和成品 分析试样，都必须在 钢液或钢材具有代表 性的部位采取。
第六章 钢铁分析
第一节 概 述
一、钢铁的分类
1234．生铁铸钢铁合金 铁 白 与矿口合生石铁金、 在 是 类焦 炼 指 似炭 钢 含 ，及 炉 有 铸石 中 炼 铁灰 经 钢 中石 进 时 含按一所碳一步需量定冶的也比炼各较例，种高混使合，合碳金是，含元一经量素种高降的含温低特碳锻至种量烧生高0.，铁于05则，2%%~铁可的1.矿 用铁7%石 作碳，被 炼合硅焦 钢金、炭 时，锰还 的是、原 脱用硫， 氧铸和生 剂造磷
第六章 钢铁分析
高等教育出版社
第六章 钢铁分析
知识目标 第一节 概 述
第二节 钢铁试样的采取、制备和分解
第三节 碳的测定
第六章 钢铁分析
第四节 硫的测定 第五节 锰的测定 第六节 磷的测定 第七节 硅的测定
第六章 钢铁分析
知识目标
了解钢铁的分类和钢铁牌号的表示方法。 了解钢铁中五大元素在钢铁中的存在形式及其对钢铁性能的影响。 掌握钢铁试样的采取和分解方法。 能选择合适设备并应用正确方法采取和制备钢铁试样。 能根据分析方法和钢样性质选择分解试剂并能分解不同类型的钢铁试 样。 能熟练使用管式高温炉，采用燃烧-气体容量法或燃烧-非水酸碱滴定 法准确测定钢铁中碳含量。 能用正确的方法准确测定钢铁中硫、锰、磷、硅含量。
2CuS+3O2→2CuO+2SO2↑ 4FeS2+11O2 →2Fe2O3+8SO2↑
3．铁合金 主元素名称符号，主元素含量（以1％为单位）或顺序号（铬铁、
锰铁）。
第六章 钢铁分析
第二节 钢铁试样的采取、制备和分解
一、钢铁试样的采取 1．术语
熔炼分析
成品分析
成品化学成 分允许偏差
2．取样规则
熔炼分析和成品 分析试样，都必须在 钢液或钢材具有代表 性的部位采取。
第六章 钢铁分析
第一节 概 述
一、钢铁的分类
1234．生铁铸钢铁合金 铁 白 与矿口合生石铁金、 在 是 类焦 炼 指 似炭 钢 含 ，及 炉 有 铸石 中 炼 铁灰 经 钢 中石 进 时 含按一所碳一步需量定冶的也比炼各较例，种高混使合，合碳金是，含元一经量素种高降的含温低特碳锻至种量烧生高0.，铁于05则，2%%~铁可的1.矿 用铁7%石 作碳，被 炼合硅焦 钢金、炭 时，锰还 的是、原 脱用硫， 氧铸和生 剂造磷
第六章 钢铁分析
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第六章 钢铁分析
知识目标 第一节 概 述
第二节 钢铁试样的采取、制备和分解
第三节 碳的测定
第六章 钢铁分析
第四节 硫的测定 第五节 锰的测定 第六节 磷的测定 第七节 硅的测定
第六章 钢铁分析
知识目标
了解钢铁的分类和钢铁牌号的表示方法。 了解钢铁中五大元素在钢铁中的存在形式及其对钢铁性能的影响。 掌握钢铁试样的采取和分解方法。 能选择合适设备并应用正确方法采取和制备钢铁试样。 能根据分析方法和钢样性质选择分解试剂并能分解不同类型的钢铁试 样。 能熟练使用管式高温炉，采用燃烧-气体容量法或燃烧-非水酸碱滴定 法准确测定钢铁中碳含量。 能用正确的方法准确测定钢铁中硫、锰、磷、硅含量。
2CuS+3O2→2CuO+2SO2↑ 4FeS2+11O2 →2Fe2O3+8SO2↑
第六章工业用钢共70页
用途： 冲头、凿子、钻头、锉刀、量规等 热处理：淬火 + 低温回火 组织：回火M＋ 粒状Fe3C + A'
螺纹量规
§6.1 碳素钢
01.06.2020
13
碳素钢牌号
§6.1 碳素钢
1. 碳素结构钢 Q235-A，F；Q255
T8Mn 0.80-0.90 0.40-0.60 0.65 0.060 0.065 187
T9 0.85-0.94 0.40
0.65 0.060 0.065 192
T10Mn 0.95-1.04 0.40-0.60 0.65 0.060 0.065
19
T10 0.95-1.04 0.40
0.65 0.060 0.065 207
01.06.2020
9
§6.1 碳素钢
应用：较重要机械零件，如轴、齿轮、弹簧等
汽车曲轴
需要进行一定的热处理， 如淬火、回火，渗碳等
01.06.2020
10
§6.1 碳素钢
3. 碳素工具钢 成分： 含碳量较高； S和P的含量严格控制。 牌号：如 T8（0.8%）， T12（1.2%） 如在数字后出现A，表示高级优质钢，如T12A
Si
S
s ，MPa
P
≥
08F 0.05-0.11 0.25-0.50 0.06 <0.065 <0.065 175 10 0.07-0.16 0.65-0.65 0.17-0.67 <0.065 <0.065 205 20 0.17-0.26 0.65-0.65 0.17-0.67 <0.065 <0.065 245 65 0.62-0.69 0.50-0.80 0.17-0.67 <0.065 <0.065 615 40 0.67-0.44 0.50-0.80 0.17-0.67 <0.065 <0.065 665 45 0.42-0.50 0.50-0.80 0.17-0.67 <0.065 <0.065 655 50 0.47-0.55 0.50-0.80 0.17-0.67 <0.065 <0.065 675 60 0.57-0.65 0.50-0.80 0.17-0.67 <0.065 <0.065 400 65 0.62-0.70 0.50-0.80 0.17-0.67 <0.065 <0.065 420
第六章工业用钢
合金元素对钢的热处理的影响
3. 合 金元 素对 C曲 曲 线的 影响
合金元素对钢的热处理的影响
4. 对 过冷 奥氏 体Ms、 、 A残的 影响
合金元素对Ms点的影响 合金元素对 点的影响 对残余奥氏体的影响
合金元素对钢的热处理的影响
5 对 回 火 转 变 的 影 响
钢的 Cr Mo W V Nb Si Mo W V Ti 500~600
点的含碳量降低（ 使S、E点的含碳量降低（共析温度、成分） 、 点的含碳量降低 共析温度、成分）
第6章 工业用钢 章
四、合金元素对热处理的影响
1、对奥氏体化和晶粒的影响 奥氏体化和晶粒的影响
炭化物阻碍碳原子迁移导致的， （1）、减缓奥氏体形成：炭化物阻碍碳原子迁移导致的，使得形成奥氏体化温度 ）、 更高，保温时间更长。 更高，保温时间更长。
）、合金元素对 合金元素对S、 的影响 （二）、合金元素对 、E的影响
1、使得S、E点向左移动，使共析钢的含碳量和奥氏体对碳的最大溶解度下降 、使得 、 点向左移动 点向左移动， 2、当含碳量在 的铸态组织中就有莱氏体。 、当含碳量在0.7-0.8的铸态组织中就有莱氏体。即产生莱氏体钢 的铸态组织中就有莱氏体
如:W18Cr4V, W6Mo5Cr4V2 W18Cr4V,
第6章 工业用钢 章
一、合金结构钢
1、普通低合金结构钢
低碳，合金含量小于3%。主加元素为Mn其强化了铁素体， 低碳，合金含量小于3%。主加元素为Mn其强化了铁素体， 3% Mn其强化了铁素体 提高了强度； Ti等元素使晶粒细化 使韧性提高。 等元素使晶粒细化， 提高了强度；V，Ti等元素使晶粒细化，使韧性提高。 建筑、桥梁、车辆、船舶中应用广泛 中应用广泛。 16Mn为最广 为最广。 在建筑、桥梁、车辆、船舶中应用广泛。以16Mn为最广。 船舶 桥梁
ch6工业用钢
合金工具钢——各种刀具、工具和模具
特殊性能钢——特殊物理、化学或力学性能要求
按金相组织分 珠光体钢 马氏体钢 贝氏体钢
奥氏体钢
第六章 工业用钢
轮机机械基础
2、合金钢的编号方法 数字 + 合金元素 + 数字（+…… ）
含碳量
合金含量
结构钢：万倍 其他：千倍
＞1.0%—不标 ≤0.03%—“00” ≤0.08%—“0”
二、合金钢的性能特点
具有较高的淬透性
具有较高的强度和屈强比
具有较高的高温强度和回火抗力
具有特殊的物理、化学性能
第六章 工业用钢
轮机机械基础
二、合金钢的分类及编号
1、合金钢的分类 按合金元素含量分 按用途分
低合金钢（<5%） 中合金钢（5%～10%） 高合金钢（>10%）
合金结构钢——建筑、工程结构和各种机械零件
高碳：0.75%～1.5% 加入Cr、Mn、Si、W、V等合金元素
用途及牌号
广泛制作薄刃具，如板牙、丝锥、铣刀等。 典型——9SiCr、CrWMn
热处理
球化退火 + 组织：M′+
淬火 + 碳化物
低温回火 + 少量A′
（热硬性——250～300℃）
第六章 工业用钢
2、高速钢
成分特点
（2）钨钛钴类： “YT”表示：如YT5（含TiC5%，（WC+Co）95%）； 主要加工钢材的刀具。
（3）通用类： “YW”表示：如YW1； 既可加工铸铁、有色金属，也可加工钢材和耐热钢不锈钢 等高合金钢。
第六章 工业用钢
轮机机械基础
五、特殊性能钢
工业用钢ppt课件
编辑课件
25
5、硅 (Si)对钢能的影响
硅是钢中最基本的脱氧剂。普通钢中含硅在 0.17%-0.37%。
生 产 沸 腾 钢 时 ， [Si] 为 0.03%-0.07% ， [Mn]为0.25%-0.70%。
硅能提高钢的机械性能，增加了钢的电阻和 导磁性。
编辑课件
26
6、铝(Al)对钢能的影响
铝是终脱氧剂，生产镇静钢时，[Al]多在0.005%-0.05%， 通常为0.01%-0.03%。钢中铝的加入量因氧量而异，对高碳 钢应少加些，而低碳钢则应多加，加入量一般为:0.3-1.0kg/t 钢。
• (1)生产制造方法。碳素钢的冶炼通常在转炉、平炉中进
行。转炉一般冶炼普通碳素钢，而 平炉可以冶炼各种优 质钢。近年来氧气顶吹转炉炼钢技术发展很快，有趋势可 代替平炉炼钢。将炼好的钢液注入钢锭模，就得到各种钢 锭。钢锭经过锻压或轧制后便加工成各种形状的钢材和锻 件。钢锭经过压力加工后，能够改善钢的内部组织和夹杂 物分布，所以同样成分的钢材要比钢锭的性能优越一些。
中仍含有大量的氧，是有害的杂质，
使钢塑性变坏，轧制时易产生裂纹。
故炼钢的最后阶段必须加入脱氧剂(例 如锰铁、硅铁和铝等)，以除去钢液中 多余的氧
编辑课件
23
3、氧对钢性能的影响
• 在炼钢过程中，向熔池供入了大量的氧气，到吹炼
终点时，钢水中含有过量的氧。
• 如不脱氧，在出钢、浇铸中，温度降低，氧溶解度
编辑课件
19
• 锰与硫作用生成MnS，纯MnS的熔点为
1610℃，它们能有效的防止钢热加工过 程的“热脆”。
编辑课件
20
冶 炼 一 般 钢 种 时 要 求 将 [Mn] 控 制 在 0.4%0.8%。在实际生产中还将[Mn]/[S]比作为一个指 标进行控制，[Mn]/[S]对钢的热塑性影响很大。
第六章 工业用钢(含答案) 教学文稿
第六章工业用钢(含答案)第六章金属材料一、填空题（在空白处填上正确的内容）1、合金工具钢的牌号与合金结构钢的区别仅在于用一位数字来表示钢中平均含碳量的________，当含碳量________时，则不予标出。
答案：千分之几、大于或等于1.0%2、影响铸铁石墨化的主要因素是铸铁的________和________。
答案：化学成分、冷却速度3、黄铜是________合金。
答案：铜锌4、调质钢的碳含量为0.25～0.5％，主加元素通常为Cr、________、Si、________，辅加元素的作用分别为：Mo、W、V、Ti、B，热处理原则为________。
答案：Ni、Mn、淬火＋高温回火5、在机械制造中常用的特殊性能钢有________钢、耐热钢和________钢。
答案：不锈、耐磨6、铝合金按其成分和工艺特点分为形变铝合金和________。
答案：铸造铝合金7、碳钢的________可以满足一般机械和工具的要求，故在机械制造中应用广泛。
答案：力学性能8、影响铸铁石墨化主要因素是铸铁的________和________。
答案：化学成分、冷却速度9、合金调质钢的含碳量在________之间，合金调质钢的典型热处理工艺是________，处理后获得________组织，使零件具有优良的综合力学性能。
答案：0.25%～0.5%、调质处理（淬火+高温回火）、回火索氏体（S回）10、磷在常温下能溶入铁素体，使钢的强度、硬度增加，但塑形和韧性显著下降，尤其在低温更为严重。
这种在低温时使钢严重变脆的现象叫________。
答案：冷脆11、从不锈钢合金化原理来看，要提高金属的抗蚀能力，一方面要尽量使合金________，另一方面是________。
答案：呈单一的均匀的组织、提高合金的电极电位12、铝合金按其成分和工艺特点分为形变铝合金和________。
答案：铸造铝合金13、铸铁中的碳和硅是________（促进或阻碍）石墨化的元素，锰是________（促进或阻碍）石墨化的元素。
第六章工业用钢
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39
2.合金元素对 过冷奥氏体转变的影响
❖ 除 Co 元素外, 所有的合金元素均使 钢的 TTT 曲线向右移。
❖ 除 Co、Al 元素外, 所有的合金元素 都使马氏体转变温度下降。
❖ 提高钢的淬透性, 常用的元素有: Cr、Mn、Mo、Si、Ni、B等。
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Mn、Ni、Co等元素。 作用:
使A3线温度下降, A4线温度上升。
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31
Mn 元素对奥氏体区的影响
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32
2.缩小奥氏体区的合金元素
Cr、Mo、W、V、Ti、Si 等元素。
作用: 使A3线温度上升, A4线温度下降。
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Cr 元素对奥氏体区的影响
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28
3.单独形成特殊碳化物
➢ 熔点、硬度、耐磨性最高。 ➢ 稳定性最高。
TiC、NbC、VC。
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二)合金元素对Fe-Fe3C相图的影响
扩大奥氏体区 缩小奥氏体区 改变共晶点和共析点的参数
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1.扩大奥氏体区的合金元素
柴油机曲轴
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20 CrMnTi 钢制造齿轮的 热处理工艺曲线
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55
三.碳素调质钢及合金调质钢 ( carbon hardened – tempered steel and alloy hardened – tempered steel )
1.对调质钢的性能要求: 既强又韧 2.对调质钢的含碳量的要求: 中碳 3.调质钢的热处理特点:
《材料成型技术与基础》全套PPT电子教案-第06章 工业用钢的概念幻灯片PPT
第六章 金属材料
回火脆性
钢的韧性与回火温度的关系
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第六章 金属材料
6·3结构钢
6·3·1普通结构钢 碳素结构钢（如Q235） 低合金高强钢（如Q345）
成分特点、性能特点、热处理特点、应用
6·3·2优质结构钢 渗碳钢（如15、20Cr） 调质钢（如45、40Cr） 弹簧钢（如75、60Si2Mn） 滚动轴承钢（如GCr15）
Mn与S能形成熔点为1620℃的MnS,它在高温时塑性好. 是有害元素.
由矿石残留在钢中,溶入铁素体后,会产生冷脆现象.是有
害元素.
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第六章 金属材料
6.1.2 钢的分类与编号
1.钢的分类
碳 低碳钢(WC≤0.25%)
素 中碳钢 (WC=0.3%~0.6%)
按 钢 高碳钢(WC＞0.6%)
化
编号方法
Hale Waihona Puke 说明举例Q×××--字母·字母
Q235—A·F
数字×××表示σS ××，或××Mn
45，40Mn
数字××表示含碳量的万分 之几，Mn表示含Mn量较高
T×，或T×A
T8，T10A
数字表示含碳量的千分之几
A表示高级优质
ZG×××--××× 数字分别精表品文示档 σS和σb
ZG200--400
分类 低合金高强 度结构钢
第六章 金属材料
6.1 工业用钢概述 6.2 合金元素在钢中的作用 6.3 结构钢 6.4 工具钢 6.5 特殊性能钢 6.6 铸铁 6.7 铝及其合金 6.8 铜及其合金 6.9 轴承合金 6.10 新型金属材料 本章小结
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第六章 金属材料
6.1工业用钢概述 6·1·1钢中杂质 6·1·2钢的分类与编号
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（1）、使奥氏体相区扩大，在常温下保持稳定的奥氏体。 （2）、形成奥氏体钢
2、铬、钼、钛、硅等对奥氏体相区影响
（1）、奥氏体相区缩小 （2）、使钢在高温下与常温下保持铁素体组织这类钢称铁素体钢
（二）、合金元素对S、E的影响
1、使得S、E点向左移动，使共析钢的含碳量和奥氏体对碳的最大溶解度下降 2、当含碳量在0.7-0.8的铸态组织中就有莱氏体。即产生莱氏体钢
对 回
➢产生二次硬化：Mo W V Ti在500~600℃
火
回火时硬度升高
转
变 ➢回火脆性:
的 影
第一类： 250~400℃ 不可逆
响
第二类： 500~600℃可逆(Cr Mn Ni)
合金元素对钢的热处理的影响
.
6
对
回
火
转
变
的
影
响
合金钢回火
脆性示意图
第6章 工业用钢
第三节非合金钢
一、碳素结构钢
1、主要特点：价格低、工艺性能优良 2、用途：制造一般工程结构及普通的机械零件。 3、常见的钢：Q195、Q215、Q235、Q275（见书P76）
二、优质碳素结构钢
1、主要特点：价格适中、工艺性较好。 2、用途：用于制造重要结构零件，经过热处理后表现出良好的性能 （1）08F用于冷冲压件、如汽车外客、仪表外客 （2）、10-25号钢用于焊接容器、小轴、法兰盘、螺母、螺栓等。 （3）、30-55号钢用于受力较大的机械零件曲轴、连杆、齿轮等。 （4）、60号以上的钢用于各种弹簧、高强度钢丝、耐磨件等。 （见书
第6章 工业用钢
二、合金元素对钢性能的影响
2、使钢具有某些特殊性能 铬、锰等合金元素的加入使钢具有了耐高
温、耐热、耐磨、不生锈等特殊性能。 3、提高了钢的淬透性
铬、硅、镍、锰、硼等合金元素的加入提 高钢的淬透性。
第6章 工业用钢
三、合金元素对相图的影响
（一）、合金元素对奥氏体的影响
1、镍、锰对奥氏体相区的影响
合金元素对Fe-C合金相图的影响 （点、线、区）
0.77％
缩小γ区 727℃
扩大γ区
使S、E点的含碳量降低（共析温度、成分）
第6章 工业用钢
四、合金元素对热处理的影响
1、对奥氏体化和晶粒的影响
（1）、减缓奥氏体形成：炭化物阻碍碳原子迁移导致的，使得形成奥氏体化温度
更高，保温时间更长。
（2）、 合金炭化物阻碍晶粒的长大，所以热处理是不容易。过热
（1）、强化铁素体：大部分合金溶于铁素体引起晶格基变，产生固溶体强化
（2）、钛、钒等合金元素的加入提高了钢的强度和硬度，细化了晶
粒，也提高了塑性与韧性。
（3）、形成炭化物：如：WC、VC、等炭化物，提高了钢的强度、硬度， 但塑性下降。
合金元素对钢的力学性能的影响
合金元素对铁素体性能的影响(退火状态)
➢对A晶粒度的影响 P、Mn促进 Ti、Nb、V强烈阻碍(AlN) W、Mo、Cr有一定阻碍作用 Si、Ni、Co、Cu影响不大
合金元素对钢的热处理的影响
2. 对 过冷 奥氏 体分 解过 程的 影响
等温转变C曲线的位置与形状：
➢非(弱)碳化物形成元素： Ni、 Si、 Mn 、 Cu溶入奥氏体、增大稳定性，使C曲线右 移、Ms点降低
第6章 工业用钢
高炉
第6章 工业用钢
电弧炉
第6章 工业用钢
第一节 钢的分类与编号
一、钢的分类
低碳钢 0.0218 % <C< 0.25% 1、按含碳量分 中碳钢 0.25 % <C< 0.6%
一、碳素钢
高碳钢 0.6% <C<2.11% 碳素结构钢
优质碳素结构钢
钢
2、按质量和用途分 碳素工具钢
易切削结构钢
2、对过冷奥氏体转变的影响
（1）、除钴外，大多数合金使C曲线向右移动，对热处理有利 （2）、产生马氏体钢 （3）、使马氏体点下降，并增加残余奥氏体量
3、对回火的影响：
（1）、使得耐回火性提高了 （2）、产生二次硬化
合金元素对钢的热处理的影响
1
.
对
的 影 响
加 热 时 奥
氏
体
化
➢对形成A速度的影响(由C来控制) Co、Ni加速扩散 Mo、W、V、Ti阻碍扩散
合金元素对Fe-C合金相图的影响 （点、线、区）
扩大奥氏体区： C、N、Co、 Ni、Mn、Cu
奥氏体形成元素Mn 对相图的影响：
低温、低碳
合金元素对Fe-C合金相图的影响 （点、线、区）
缩小奥氏体区： Cr、Mo、W、 V、Ti、Si、Al
铁素体形成元素Cr 对铁碳合金相图的影 响:高温、低碳
➢碳化物形成元素：V、W、Mo、 Cr、Ti不仅使C曲线右移，而且分离成两 个“鼻子”
合金元素对钢的热处理的影响
3. 合 金元 素对 C曲 线的 影响
合金元素对钢的热处理的影响
4. 对 过冷 奥氏 体Ms、 A残的 影响
合金元素对Ms点的影响
对残余奥氏体的影响
合金元素对钢的热处理的影响
.
5 ➢提高钢的回火稳定性：Cr Mo W V Nb Si
• 常用合金元素：Mn、Si、Cr、Mo、W、V、 Ti、Nb、Zr、Ni、RE(稀土)
• 合金元素分类（根据与碳亲和力的大小）：
– 强碳化物形成元素：Mo、W、Fe、 V、Ti、Nb、Zr
– 弱碳化物形成元素： Mn、Cr
– 非碳化物形成元素： Si、Cu、Co、 Ni、Al、N、B
❖合金元素对钢的相变、组织和性能的影响 都取决于它们与钢中的Fe或C的相互作用
第6章 工业用钢
3、碳素工具钢 牌号：用“T”加数字表示，该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。 4、易切削用钢：主要用在自动机床上加工大批量的零件，如
螺钉，螺母等。其牌号如：Y20,表示易切削结构钢，其平 均含碳量为0.2%。 5、铸钢：用于浇注成铸件的钢。其强度高于各类铸铁，同时 具有良好的塑性和韧性，适于制造形状复杂、强度和韧性 要求高的零件，如火车轮、大齿轮等。其牌号如：ZG230450。
铸钢
二、合金钢
第6章 工业用钢
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 275等。 用途：薄板，铁丝，钉，小轴，螺栓等。
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等。
用途：用作各种较重要的机器零件 如：齿轮、主轴等。
第6章 工业用钢
第二节 杂质元素和合金元素对钢作用
一主要常用元பைடு நூலகம்在合金中的应用
1、硅和锰的影响：
有益元素。不但可以溶于F中，产生强化作用，使 钢的强度和硬度提高；而且Mn能消除硫对钢的危害。
2、磷的影响：
有害元素，使钢产生冷脆性。
3、硫的影响：
有害元素，使钢产生热脆性。
第6章 工业用钢
二、合金元素对钢性能的影响 1、提高了钢的力学性能
2、铬、钼、钛、硅等对奥氏体相区影响
（1）、奥氏体相区缩小 （2）、使钢在高温下与常温下保持铁素体组织这类钢称铁素体钢
（二）、合金元素对S、E的影响
1、使得S、E点向左移动，使共析钢的含碳量和奥氏体对碳的最大溶解度下降 2、当含碳量在0.7-0.8的铸态组织中就有莱氏体。即产生莱氏体钢
对 回
➢产生二次硬化：Mo W V Ti在500~600℃
火
回火时硬度升高
转
变 ➢回火脆性:
的 影
第一类： 250~400℃ 不可逆
响
第二类： 500~600℃可逆(Cr Mn Ni)
合金元素对钢的热处理的影响
.
6
对
回
火
转
变
的
影
响
合金钢回火
脆性示意图
第6章 工业用钢
第三节非合金钢
一、碳素结构钢
1、主要特点：价格低、工艺性能优良 2、用途：制造一般工程结构及普通的机械零件。 3、常见的钢：Q195、Q215、Q235、Q275（见书P76）
二、优质碳素结构钢
1、主要特点：价格适中、工艺性较好。 2、用途：用于制造重要结构零件，经过热处理后表现出良好的性能 （1）08F用于冷冲压件、如汽车外客、仪表外客 （2）、10-25号钢用于焊接容器、小轴、法兰盘、螺母、螺栓等。 （3）、30-55号钢用于受力较大的机械零件曲轴、连杆、齿轮等。 （4）、60号以上的钢用于各种弹簧、高强度钢丝、耐磨件等。 （见书
第6章 工业用钢
二、合金元素对钢性能的影响
2、使钢具有某些特殊性能 铬、锰等合金元素的加入使钢具有了耐高
温、耐热、耐磨、不生锈等特殊性能。 3、提高了钢的淬透性
铬、硅、镍、锰、硼等合金元素的加入提 高钢的淬透性。
第6章 工业用钢
三、合金元素对相图的影响
（一）、合金元素对奥氏体的影响
1、镍、锰对奥氏体相区的影响
合金元素对Fe-C合金相图的影响 （点、线、区）
0.77％
缩小γ区 727℃
扩大γ区
使S、E点的含碳量降低（共析温度、成分）
第6章 工业用钢
四、合金元素对热处理的影响
1、对奥氏体化和晶粒的影响
（1）、减缓奥氏体形成：炭化物阻碍碳原子迁移导致的，使得形成奥氏体化温度
更高，保温时间更长。
（2）、 合金炭化物阻碍晶粒的长大，所以热处理是不容易。过热
（1）、强化铁素体：大部分合金溶于铁素体引起晶格基变，产生固溶体强化
（2）、钛、钒等合金元素的加入提高了钢的强度和硬度，细化了晶
粒，也提高了塑性与韧性。
（3）、形成炭化物：如：WC、VC、等炭化物，提高了钢的强度、硬度， 但塑性下降。
合金元素对钢的力学性能的影响
合金元素对铁素体性能的影响(退火状态)
➢对A晶粒度的影响 P、Mn促进 Ti、Nb、V强烈阻碍(AlN) W、Mo、Cr有一定阻碍作用 Si、Ni、Co、Cu影响不大
合金元素对钢的热处理的影响
2. 对 过冷 奥氏 体分 解过 程的 影响
等温转变C曲线的位置与形状：
➢非(弱)碳化物形成元素： Ni、 Si、 Mn 、 Cu溶入奥氏体、增大稳定性，使C曲线右 移、Ms点降低
第6章 工业用钢
高炉
第6章 工业用钢
电弧炉
第6章 工业用钢
第一节 钢的分类与编号
一、钢的分类
低碳钢 0.0218 % <C< 0.25% 1、按含碳量分 中碳钢 0.25 % <C< 0.6%
一、碳素钢
高碳钢 0.6% <C<2.11% 碳素结构钢
优质碳素结构钢
钢
2、按质量和用途分 碳素工具钢
易切削结构钢
2、对过冷奥氏体转变的影响
（1）、除钴外，大多数合金使C曲线向右移动，对热处理有利 （2）、产生马氏体钢 （3）、使马氏体点下降，并增加残余奥氏体量
3、对回火的影响：
（1）、使得耐回火性提高了 （2）、产生二次硬化
合金元素对钢的热处理的影响
1
.
对
的 影 响
加 热 时 奥
氏
体
化
➢对形成A速度的影响(由C来控制) Co、Ni加速扩散 Mo、W、V、Ti阻碍扩散
合金元素对Fe-C合金相图的影响 （点、线、区）
扩大奥氏体区： C、N、Co、 Ni、Mn、Cu
奥氏体形成元素Mn 对相图的影响：
低温、低碳
合金元素对Fe-C合金相图的影响 （点、线、区）
缩小奥氏体区： Cr、Mo、W、 V、Ti、Si、Al
铁素体形成元素Cr 对铁碳合金相图的影 响:高温、低碳
➢碳化物形成元素：V、W、Mo、 Cr、Ti不仅使C曲线右移，而且分离成两 个“鼻子”
合金元素对钢的热处理的影响
3. 合 金元 素对 C曲 线的 影响
合金元素对钢的热处理的影响
4. 对 过冷 奥氏 体Ms、 A残的 影响
合金元素对Ms点的影响
对残余奥氏体的影响
合金元素对钢的热处理的影响
.
5 ➢提高钢的回火稳定性：Cr Mo W V Nb Si
• 常用合金元素：Mn、Si、Cr、Mo、W、V、 Ti、Nb、Zr、Ni、RE(稀土)
• 合金元素分类（根据与碳亲和力的大小）：
– 强碳化物形成元素：Mo、W、Fe、 V、Ti、Nb、Zr
– 弱碳化物形成元素： Mn、Cr
– 非碳化物形成元素： Si、Cu、Co、 Ni、Al、N、B
❖合金元素对钢的相变、组织和性能的影响 都取决于它们与钢中的Fe或C的相互作用
第6章 工业用钢
3、碳素工具钢 牌号：用“T”加数字表示，该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。 4、易切削用钢：主要用在自动机床上加工大批量的零件，如
螺钉，螺母等。其牌号如：Y20,表示易切削结构钢，其平 均含碳量为0.2%。 5、铸钢：用于浇注成铸件的钢。其强度高于各类铸铁，同时 具有良好的塑性和韧性，适于制造形状复杂、强度和韧性 要求高的零件，如火车轮、大齿轮等。其牌号如：ZG230450。
铸钢
二、合金钢
第6章 工业用钢
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 275等。 用途：薄板，铁丝，钉，小轴，螺栓等。
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等。
用途：用作各种较重要的机器零件 如：齿轮、主轴等。
第6章 工业用钢
第二节 杂质元素和合金元素对钢作用
一主要常用元பைடு நூலகம்在合金中的应用
1、硅和锰的影响：
有益元素。不但可以溶于F中，产生强化作用，使 钢的强度和硬度提高；而且Mn能消除硫对钢的危害。
2、磷的影响：
有害元素，使钢产生冷脆性。
3、硫的影响：
有害元素，使钢产生热脆性。
第6章 工业用钢
二、合金元素对钢性能的影响 1、提高了钢的力学性能