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3
二、研究思路
使用条件→性能要求→组织结构→化学成分 ↑
生产工艺
4
三、金属材料的性能 1、使用性能：金属材料在使用时抵抗外界作 用的能力。 主要包括：力学性能、化学性能、物理性能。 2、工艺性能：金属材料适应实际生产工艺要 求的能力。
主要包括：铸造性；锻造性；深冲性；冷弯 性；切削性；淬透性；焊接性等。
正火、加热及冷却时的组织转变） 四、合金钢及低合金钢编号方法
第一章 钢中的合金元素
B CN Al Si P S Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Y Zr Nb Mo La Ta W
27
§1－1 铁基固溶体 铁基固溶体：铁素体（F）；奥氏体（A）。 一、合金元素对铁基固溶体的影响 1、奥氏体形成元素
2、铸铁：含碳量大于2.11%的铁碳合金，其 杂质含量比钢高
7
3、高温合金：不以碳作为主要在强化元素， 通常也不以铁作为基体。
4、合金元素：为了提高钢的某些性能，有目 的地在钢中加入的、含量在一定范围内的 元素。
8
5、杂质元素：由于冶炼工艺、原料等原因， 不可避免地存在于钢中的元素，含量要求 低于某一标准值。
12
五、合金钢分类 1、按质量等级分类 (1)优质钢：
结构钢：S≤0.045%，P≤0.040%。 工具钢：S≤0.030%，P≤0.035%。 (2)高级优质钢：S≤0.020%，P≤0.030%。 注：非合金钢，低合金钢中还含普通质量钢。
13
2、按金相组织分类 (1)按退火组织 亚共析钢，共析钢，过共析钢，莱氏体钢
(1)常存元素：Si，Mn，S，P，N，H，O (2)残余元素：Cr,Ni,Mo,W，Cu，V，Ti
9
6、非合金钢： 不含合金元素的钢。主要包括“碳素钢”，
还包括电工用纯铁（C<0.02%称纯铁）、原料 纯铁等。 7、低合金钢
Mn，Cr，Cu，Mo，Ni，Si，Ti，V，W 等元素含量在非合金钢和合金钢含量之间。
金属材料学
1
考核 1.期末考试采用闭卷笔试。 2.成绩评定：期末考试占70％，
平时成绩占30％。 3.平时成绩由考勤、作业、笔记、回答问题 等部分组成。
2
绪论 一、本课程主要内容 1、钢铁材料 (1)合金化原理
①合金元素在钢中与Fe，C的相互作用。 ②合金元素在相变中的作用。 (2)各种钢铁材料 2、有色金属材料
(2)按正火组织分类 珠光体钢，贝氏体钢，马氏体钢，奥氏体钢
14
(3)按加热及冷却有无相变及室温组织分类 铁素体钢：加热及冷却始终为铁素体组织。 奥氏体钢：加热及冷却始终为奥氏体组织。 半铁素体钢：加热时只部分发生奥氏体相变，
其余部分始终为铁素体组织。 半奥氏体钢：冷却时只部分发生相变，其余部
分始终为奥氏体组织。
使A3温度下降，A4温度上升，扩大γ相 区。
28
(1) 开启γ相区： Mn，Co，Ni：与γ－Fe可以无限固溶。 Ni含量高时，可使γ稳定到室温。
(2) 扩大γ相区： C，N，Cu：与γ－Fe有限固溶。
18
1、合金元素种类和数量： 种类：用化学符号表示 数量：<1.5%，不表示 1.5～2.5%，用2表示 2.5～3.5%，用3表示 （以下类推）
2、质量：高级优质钢加A，其余不表示。
19
3、碳含量：不同钢种有不同表示方法 （区分不同钢种的主要标志）
(1)低合金钢和合金结构钢 ①含C量以0.01%为单位，用两位数字表示。 如：40Cr，42CrMo，09CuPTi，
5
使用性能是保证能不能使用，而工艺性能是 保证能不能生产和制造的问题。 如建造九江长江大桥15MnVN钢的焊接性。
两者既有联系又有不同，有时是一致的，有时 互相矛盾。
如含铜时效钢06MnNiCuNb。
6
四.钢铁材料的分类 非合金钢; 低合金钢; 合 金 钢 高温合金; 铸 钢; 铸 铁
1、钢：以铁为主要元素，含碳量一般在2% 以下，并含有其它元素的金属材料。
不变。 如：GCr15，GCr15SiMn，GCr9。
22
(3) 不锈、耐蚀和耐热钢 ①含碳量以0.1%为单位。 如：1Cr13，2Cr13。 ②含碳量很低时，用0，00表示。 0：≤0.08%； 00：≤0.03%。 如：0Cr18Ni9，00Cr18Ni10。
23
(4) 工具钢 ①含碳量以0.1%为单位，用1位数字表示。 当≥1%时不表示。 如：9CrSi，CrWMn。 ②含Cr量低于1%的铬合金工具钢，Cr含量 以0.1%为单位，并在前面加一个“0”字表 示。 如：Cr06, Cr, Cr2。
15MnVN，15MnVB。
20
②有时两个钢种，其中一个主要合金元素含 量不同，但都小于1.5%，其余成分相同， 此时含量较高的在元素后面标“1”来加以 区别。
如:12CrMoV，Cr：0.4～0.6% 12Cr1MoV，Cr：0.9～1.2%
21
(2) 轴承钢 ①前面标以G，表示滚动轴承钢。 ②含C量≥1%，故不表示。 ③含Cr量以0.1%为单位，其余合金元素方法
10
非合金钢 低合金钢 合金钢 Mn <1% 1~1.4% ≥1.4% Mo <0.05% 0.05~0.1% ≥0.10%
11
我国低合金钢从50年代开始研制，生产。 目前标准牌号约100个，以Mn为主，重点牌 号为16Mn，有些加入微量元素Mo，V，Nb， Cu，N，Re等。如按照国际标准划类，16Mn 等这类钢只能划为“非合金钢”，与我国历史、 现状和发展前途不适应。
15
3、按合金元素总量分类 低合金：总量<5% 中合金：总量5～10% 高合金：总量>10%
16
4、按用途分类 (1)结构钢
工程结构用合金钢 机械制造用合金钢 (2)工具钢 (3)不锈钢、耐热钢
17
六、合金钢和低合金钢编号方法 编号方法： 碳含量＋合金元素种类和数量＋质量
碳含量：区分不同钢种的主要标志。
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③高速钢含碳量小于1％时，通常也不标注含 碳量 。
如：W18Cr4V： 含碳量 0.7-0.8% W6Mo5Cr4V2： 含碳量 0.8-0.9%
合金元素相同，含碳量不同的要标注含碳量， 如9W18Cr4V。
25百度文库
(复习) 《绪论》
重点内容： 一、研究思路 二、合金元素与杂质元素 三、合金钢分类：1、质量。2、组织（退火、
二、研究思路
使用条件→性能要求→组织结构→化学成分 ↑
生产工艺
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三、金属材料的性能 1、使用性能：金属材料在使用时抵抗外界作 用的能力。 主要包括：力学性能、化学性能、物理性能。 2、工艺性能：金属材料适应实际生产工艺要 求的能力。
主要包括：铸造性；锻造性；深冲性；冷弯 性；切削性；淬透性；焊接性等。
正火、加热及冷却时的组织转变） 四、合金钢及低合金钢编号方法
第一章 钢中的合金元素
B CN Al Si P S Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Y Zr Nb Mo La Ta W
27
§1－1 铁基固溶体 铁基固溶体：铁素体（F）；奥氏体（A）。 一、合金元素对铁基固溶体的影响 1、奥氏体形成元素
2、铸铁：含碳量大于2.11%的铁碳合金，其 杂质含量比钢高
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3、高温合金：不以碳作为主要在强化元素， 通常也不以铁作为基体。
4、合金元素：为了提高钢的某些性能，有目 的地在钢中加入的、含量在一定范围内的 元素。
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5、杂质元素：由于冶炼工艺、原料等原因， 不可避免地存在于钢中的元素，含量要求 低于某一标准值。
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五、合金钢分类 1、按质量等级分类 (1)优质钢：
结构钢：S≤0.045%，P≤0.040%。 工具钢：S≤0.030%，P≤0.035%。 (2)高级优质钢：S≤0.020%，P≤0.030%。 注：非合金钢，低合金钢中还含普通质量钢。
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2、按金相组织分类 (1)按退火组织 亚共析钢，共析钢，过共析钢，莱氏体钢
(1)常存元素：Si，Mn，S，P，N，H，O (2)残余元素：Cr,Ni,Mo,W，Cu，V，Ti
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6、非合金钢： 不含合金元素的钢。主要包括“碳素钢”，
还包括电工用纯铁（C<0.02%称纯铁）、原料 纯铁等。 7、低合金钢
Mn，Cr，Cu，Mo，Ni，Si，Ti，V，W 等元素含量在非合金钢和合金钢含量之间。
金属材料学
1
考核 1.期末考试采用闭卷笔试。 2.成绩评定：期末考试占70％，
平时成绩占30％。 3.平时成绩由考勤、作业、笔记、回答问题 等部分组成。
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绪论 一、本课程主要内容 1、钢铁材料 (1)合金化原理
①合金元素在钢中与Fe，C的相互作用。 ②合金元素在相变中的作用。 (2)各种钢铁材料 2、有色金属材料
(2)按正火组织分类 珠光体钢，贝氏体钢，马氏体钢，奥氏体钢
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(3)按加热及冷却有无相变及室温组织分类 铁素体钢：加热及冷却始终为铁素体组织。 奥氏体钢：加热及冷却始终为奥氏体组织。 半铁素体钢：加热时只部分发生奥氏体相变，
其余部分始终为铁素体组织。 半奥氏体钢：冷却时只部分发生相变，其余部
分始终为奥氏体组织。
使A3温度下降，A4温度上升，扩大γ相 区。
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(1) 开启γ相区： Mn，Co，Ni：与γ－Fe可以无限固溶。 Ni含量高时，可使γ稳定到室温。
(2) 扩大γ相区： C，N，Cu：与γ－Fe有限固溶。
18
1、合金元素种类和数量： 种类：用化学符号表示 数量：<1.5%，不表示 1.5～2.5%，用2表示 2.5～3.5%，用3表示 （以下类推）
2、质量：高级优质钢加A，其余不表示。
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3、碳含量：不同钢种有不同表示方法 （区分不同钢种的主要标志）
(1)低合金钢和合金结构钢 ①含C量以0.01%为单位，用两位数字表示。 如：40Cr，42CrMo，09CuPTi，
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使用性能是保证能不能使用，而工艺性能是 保证能不能生产和制造的问题。 如建造九江长江大桥15MnVN钢的焊接性。
两者既有联系又有不同，有时是一致的，有时 互相矛盾。
如含铜时效钢06MnNiCuNb。
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四.钢铁材料的分类 非合金钢; 低合金钢; 合 金 钢 高温合金; 铸 钢; 铸 铁
1、钢：以铁为主要元素，含碳量一般在2% 以下，并含有其它元素的金属材料。
不变。 如：GCr15，GCr15SiMn，GCr9。
22
(3) 不锈、耐蚀和耐热钢 ①含碳量以0.1%为单位。 如：1Cr13，2Cr13。 ②含碳量很低时，用0，00表示。 0：≤0.08%； 00：≤0.03%。 如：0Cr18Ni9，00Cr18Ni10。
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(4) 工具钢 ①含碳量以0.1%为单位，用1位数字表示。 当≥1%时不表示。 如：9CrSi，CrWMn。 ②含Cr量低于1%的铬合金工具钢，Cr含量 以0.1%为单位，并在前面加一个“0”字表 示。 如：Cr06, Cr, Cr2。
15MnVN，15MnVB。
20
②有时两个钢种，其中一个主要合金元素含 量不同，但都小于1.5%，其余成分相同， 此时含量较高的在元素后面标“1”来加以 区别。
如:12CrMoV，Cr：0.4～0.6% 12Cr1MoV，Cr：0.9～1.2%
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(2) 轴承钢 ①前面标以G，表示滚动轴承钢。 ②含C量≥1%，故不表示。 ③含Cr量以0.1%为单位，其余合金元素方法
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非合金钢 低合金钢 合金钢 Mn <1% 1~1.4% ≥1.4% Mo <0.05% 0.05~0.1% ≥0.10%
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我国低合金钢从50年代开始研制，生产。 目前标准牌号约100个，以Mn为主，重点牌 号为16Mn，有些加入微量元素Mo，V，Nb， Cu，N，Re等。如按照国际标准划类，16Mn 等这类钢只能划为“非合金钢”，与我国历史、 现状和发展前途不适应。
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3、按合金元素总量分类 低合金：总量<5% 中合金：总量5～10% 高合金：总量>10%
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4、按用途分类 (1)结构钢
工程结构用合金钢 机械制造用合金钢 (2)工具钢 (3)不锈钢、耐热钢
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六、合金钢和低合金钢编号方法 编号方法： 碳含量＋合金元素种类和数量＋质量
碳含量：区分不同钢种的主要标志。
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③高速钢含碳量小于1％时，通常也不标注含 碳量 。
如：W18Cr4V： 含碳量 0.7-0.8% W6Mo5Cr4V2： 含碳量 0.8-0.9%
合金元素相同，含碳量不同的要标注含碳量， 如9W18Cr4V。
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(复习) 《绪论》
重点内容： 一、研究思路 二、合金元素与杂质元素 三、合金钢分类：1、质量。2、组织（退火、