工业用钢概述
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
?本章学习方法提示：工业用钢的种类繁多，如何识记就成为学习的关键。
应采用“以点带面”的学习方法，即每类钢应熟练地掌握2~3个用途最为广泛的典 型钢号为例，明确其类别（按主要用途分类）-主要用途-性能要求-常见的失效形 式-化学成分特点（碳及合金元素的含量范围、合金元素的主要作用）-常用热处理 工艺特点（特别是最终热处理）-使用态组织-典型用途举例。合金元素的作用是本 章学习的另一关键。应结合每一大类钢首先记住其在该类钢中的主要作用，掌握其 一般规律；特殊功用再采用特殊记法。例如对于Cr元素在机械结构钢中的主要作 用就是提高淬透性，强化基体组织。但在专用滚动轴承钢中，它还有其特殊性，即 提高耐磨性的作用。
[主要问题提示]
?1.您熟悉工业用钢的分类与牌号表示方法吗？
?2.何谓机械零件的失效？试说明失效类型、原因及失效分析的 基本思路是什么？
?3. 工程结构用钢的常用类别，典型钢号、工作条件、性能特 点、化学成分特点、主要失效形式、热加工工艺特点、使用态 组织、用途举例是什么？
?4. 你熟悉常用机械结构用钢的类别，典型牌号，工作条件， 性能特点，化学成分，主要失效形式，热加工（包括热处理） 工艺特点与相应组织，及典型用途吗？
合金 元素
Pb Se Si Te Ti W V Zr La 系 其它
合金元素规定质量分数界限值/%
非合金钢
低合金钢
<0.40
---
<0.10
---
<0.50
0.50～<0.90
<0.10
---
<0.05
0.05～<0.13
<0.10
---
<0.04
0.04～<0.12
<0.05
0.05～<0.12
<0.02
优质非合金钢； 特殊质量的非合金 钢。
普通质量低合金钢； 优质低合金钢； 特殊质量低合金钢 。
规定最高强度（或硬度）为主要特性（如冷成型钢）； 规定最低强度为主要特性（如压力容器用钢） 限制碳含量为主要特性（如调质钢）； 非合金易切削钢；非合金工具钢；具有特定电磁性能
的非合金钢（如电工纯铁）；其它非合金钢。
【内容梗概】
Abstract
常用金属材料 包括工业用钢、铸铁与有色金属合金等，而工业用钢 又可分为碳钢与合金钢。 常用金属材料在现代工业特别是机械行业中占 有及其重要的地位，而 工业用钢又是现代工业生产中用量最大、最为重 要的一类金属材料。因此，本章的学习重点应为工业用钢 。 ? 工业用非合金钢，由于价格低廉、便于冶炼、容易加工，且通过碳 含量的增减和不同热处理可使其性能得到改善，能满足许多工业生产上 的需求，因而获得广泛应用。 ? 随着现代工业和科学技术的迅速发展，机械设备普遍向重载、高速、 高(低)温、高压、多功能、精密、可靠等方向发展，这就要求钢材具有 较高的强度、良好的塑、韧性以及耐高压、耐高 (低)温、耐腐蚀等特殊 物理、化学性能，因而低合金钢及合金钢则可满足这些要求。
【本章学习要求】
Requirement for Studying
（１） 熟悉常用金属材料（包括工业用钢、铸铁与有色金属 合金）的分类和编号方法 ，要做到从其牌号即可判断其种类、 大致化学成分、主要加工工艺特点及相应组织、主要用途与 主要性能特点等； （２）熟练地掌握常用工业用钢（重点是合金钢）的类别 （按用途分类）、典型牌号、碳与合金元素的含量及主要作 用、主要性能特点、常用热处理工艺选择、使用态组织以及 典型用途等； （3）深入理解铸铁的石墨化过程 与影响因素， 铝合金的强化 途径与方法，以及滑动轴承合金的性能特点与组织要求等。
1. 钢的分类 2. 从不同角度进行分类
? 5.1.2 钢号表示方法
1. 钢铁产品牌号表示方法 2. 钢铁及合金统一数字代号体系
? 5.1.3 金属材料的失效分析
1. 有关失效的概念 2. 失效分析方法
5.1.1 钢的分类பைடு நூலகம்
? 1. 钢的分类
?钢的分类分为两部分：
?（1）第一部分按化学成分分类
可将钢分为非合金钢、低合金钢及合金钢三大类， 如表5-1所示。
?5. 常用工具钢、特殊性能钢的类别，典型牌号，工作条件， 性能与化学成分特点，主要失效类型，热处理工艺特点与相应 组织，典型用途又是什么？
[ 学习重点与方法提示]
?本章学习重点：工业用钢，它是本课程学习的第三个重点。在工业用钢中，
按主要用途可分为结构钢、工具钢和特殊性能钢三大类，其中以用途最为广泛的结 构钢为教学与学习的重点，其次为工具钢与特殊性能的钢。
可焊接的低合金高强度结构钢； 低合金耐侯钢；低合金钢筋钢；
铁道用低合金钢；矿用低合金钢；其它低合金钢。
优质合金钢； 特殊质量合金钢。
工程结构用合金钢； 机械结构用合金钢；
学习本章同样应牢牢把握
贯穿本课程的“纲”
5 常用金属材料
Common Metallic Materials
? 5.1 工业用钢概述 ? 5.2 工程结构用钢 ? 5.3 机械结构用钢 ? 5.4 工具钢 ? 5.5 特殊性能钢 ? 5.6 铸铁与有色金属合金
5.1 工业用钢概述
? 5.1.1 钢的分类
?（2）第二部分按主要质量等级、主要性能及 使用特性分类
如表5-2所示。
表5-1 各类钢中Me规定质量分数的界限值
合金 元素
Al B Bi Cr Co Cu Mn Mo Ni Nb
合金元素规定质量分数界限值/%
非合金钢
低合金钢
< 0.10
---
< 0.0005
---
< 0.10
---
< 0.30
0.30～<0.50
0.02～<0.05
<0.05
---
合金钢 ≥ 0.40 ≥ 0.10 ≥ 0.90 ≥0.10 ≥0.13 ≥0.10 ≥0.12 ≥0.12 ≥0.05 ≥0.05
表5.2 工业用钢主要分类
按质量、性能 按使用特性
化学成分 …
非合金钢 低合金钢
合金钢
主要质量等级
主要性能及使用特性
普通质量的非合金 钢；
< 0.10
---
< 0.10
0.10～<0.50
< 1.00
1.00～<1.40
< 0.05
0.05～<0.10
< 0.30
0.30～<0.50
< 0.02
0.02～<0.06
合金钢 ≥ 0.10 ≥0.0005 ≥ 0.10 ≥ 0.50 ≥ 0.10 ≥ 0.50 ≥ 1.40 ≥ 0.10 ≥ 0.50 ≥ 0.06
应采用“以点带面”的学习方法，即每类钢应熟练地掌握2~3个用途最为广泛的典 型钢号为例，明确其类别（按主要用途分类）-主要用途-性能要求-常见的失效形 式-化学成分特点（碳及合金元素的含量范围、合金元素的主要作用）-常用热处理 工艺特点（特别是最终热处理）-使用态组织-典型用途举例。合金元素的作用是本 章学习的另一关键。应结合每一大类钢首先记住其在该类钢中的主要作用，掌握其 一般规律；特殊功用再采用特殊记法。例如对于Cr元素在机械结构钢中的主要作 用就是提高淬透性，强化基体组织。但在专用滚动轴承钢中，它还有其特殊性，即 提高耐磨性的作用。
[主要问题提示]
?1.您熟悉工业用钢的分类与牌号表示方法吗？
?2.何谓机械零件的失效？试说明失效类型、原因及失效分析的 基本思路是什么？
?3. 工程结构用钢的常用类别，典型钢号、工作条件、性能特 点、化学成分特点、主要失效形式、热加工工艺特点、使用态 组织、用途举例是什么？
?4. 你熟悉常用机械结构用钢的类别，典型牌号，工作条件， 性能特点，化学成分，主要失效形式，热加工（包括热处理） 工艺特点与相应组织，及典型用途吗？
合金 元素
Pb Se Si Te Ti W V Zr La 系 其它
合金元素规定质量分数界限值/%
非合金钢
低合金钢
<0.40
---
<0.10
---
<0.50
0.50～<0.90
<0.10
---
<0.05
0.05～<0.13
<0.10
---
<0.04
0.04～<0.12
<0.05
0.05～<0.12
<0.02
优质非合金钢； 特殊质量的非合金 钢。
普通质量低合金钢； 优质低合金钢； 特殊质量低合金钢 。
规定最高强度（或硬度）为主要特性（如冷成型钢）； 规定最低强度为主要特性（如压力容器用钢） 限制碳含量为主要特性（如调质钢）； 非合金易切削钢；非合金工具钢；具有特定电磁性能
的非合金钢（如电工纯铁）；其它非合金钢。
【内容梗概】
Abstract
常用金属材料 包括工业用钢、铸铁与有色金属合金等，而工业用钢 又可分为碳钢与合金钢。 常用金属材料在现代工业特别是机械行业中占 有及其重要的地位，而 工业用钢又是现代工业生产中用量最大、最为重 要的一类金属材料。因此，本章的学习重点应为工业用钢 。 ? 工业用非合金钢，由于价格低廉、便于冶炼、容易加工，且通过碳 含量的增减和不同热处理可使其性能得到改善，能满足许多工业生产上 的需求，因而获得广泛应用。 ? 随着现代工业和科学技术的迅速发展，机械设备普遍向重载、高速、 高(低)温、高压、多功能、精密、可靠等方向发展，这就要求钢材具有 较高的强度、良好的塑、韧性以及耐高压、耐高 (低)温、耐腐蚀等特殊 物理、化学性能，因而低合金钢及合金钢则可满足这些要求。
【本章学习要求】
Requirement for Studying
（１） 熟悉常用金属材料（包括工业用钢、铸铁与有色金属 合金）的分类和编号方法 ，要做到从其牌号即可判断其种类、 大致化学成分、主要加工工艺特点及相应组织、主要用途与 主要性能特点等； （２）熟练地掌握常用工业用钢（重点是合金钢）的类别 （按用途分类）、典型牌号、碳与合金元素的含量及主要作 用、主要性能特点、常用热处理工艺选择、使用态组织以及 典型用途等； （3）深入理解铸铁的石墨化过程 与影响因素， 铝合金的强化 途径与方法，以及滑动轴承合金的性能特点与组织要求等。
1. 钢的分类 2. 从不同角度进行分类
? 5.1.2 钢号表示方法
1. 钢铁产品牌号表示方法 2. 钢铁及合金统一数字代号体系
? 5.1.3 金属材料的失效分析
1. 有关失效的概念 2. 失效分析方法
5.1.1 钢的分类பைடு நூலகம்
? 1. 钢的分类
?钢的分类分为两部分：
?（1）第一部分按化学成分分类
可将钢分为非合金钢、低合金钢及合金钢三大类， 如表5-1所示。
?5. 常用工具钢、特殊性能钢的类别，典型牌号，工作条件， 性能与化学成分特点，主要失效类型，热处理工艺特点与相应 组织，典型用途又是什么？
[ 学习重点与方法提示]
?本章学习重点：工业用钢，它是本课程学习的第三个重点。在工业用钢中，
按主要用途可分为结构钢、工具钢和特殊性能钢三大类，其中以用途最为广泛的结 构钢为教学与学习的重点，其次为工具钢与特殊性能的钢。
可焊接的低合金高强度结构钢； 低合金耐侯钢；低合金钢筋钢；
铁道用低合金钢；矿用低合金钢；其它低合金钢。
优质合金钢； 特殊质量合金钢。
工程结构用合金钢； 机械结构用合金钢；
学习本章同样应牢牢把握
贯穿本课程的“纲”
5 常用金属材料
Common Metallic Materials
? 5.1 工业用钢概述 ? 5.2 工程结构用钢 ? 5.3 机械结构用钢 ? 5.4 工具钢 ? 5.5 特殊性能钢 ? 5.6 铸铁与有色金属合金
5.1 工业用钢概述
? 5.1.1 钢的分类
?（2）第二部分按主要质量等级、主要性能及 使用特性分类
如表5-2所示。
表5-1 各类钢中Me规定质量分数的界限值
合金 元素
Al B Bi Cr Co Cu Mn Mo Ni Nb
合金元素规定质量分数界限值/%
非合金钢
低合金钢
< 0.10
---
< 0.0005
---
< 0.10
---
< 0.30
0.30～<0.50
0.02～<0.05
<0.05
---
合金钢 ≥ 0.40 ≥ 0.10 ≥ 0.90 ≥0.10 ≥0.13 ≥0.10 ≥0.12 ≥0.12 ≥0.05 ≥0.05
表5.2 工业用钢主要分类
按质量、性能 按使用特性
化学成分 …
非合金钢 低合金钢
合金钢
主要质量等级
主要性能及使用特性
普通质量的非合金 钢；
< 0.10
---
< 0.10
0.10～<0.50
< 1.00
1.00～<1.40
< 0.05
0.05～<0.10
< 0.30
0.30～<0.50
< 0.02
0.02～<0.06
合金钢 ≥ 0.10 ≥0.0005 ≥ 0.10 ≥ 0.50 ≥ 0.10 ≥ 0.50 ≥ 1.40 ≥ 0.10 ≥ 0.50 ≥ 0.06