第五章 非合金钢

四、磷的影响
• 1.来源：矿石 • 2.作用：①冷脆；②在易切削钢中，改善 切削加工性；③提高钢材的耐腐蚀性。④ 在炮弹炸弹中可增加杀伤力。 • 3.结论：有害元素
第二节 非合金钢的分类
一、按碳的质量分数 （1）低碳钢 （2）中碳钢 （3）高碳钢 二、按主要质量等级分类 1.普通质量非合金钢 定义：控制质量无特殊规定的一般用途的非合金 钢。 • 2.条件：不规定热处理；特性值按技术要求；未规 定其他要求 • • • • • • • •
第五章 非合金钢
引言
• 非合金钢：以铁为主要元素，碳的质量分 数小于2％并含有其他少量元素的铁碳合金。 • 特点：价格低，工艺性能好，能满足一般 使用要求。
第一节 杂质元素对钢性能的影响
• • • • • • 一、硅的影响 1.来源：脱氧剂 2.作用：强化铁素体 3.要求：小于0.5％， 4.结论：有益元素
1.碳素结构钢 定义：主要用于制造各种机械零件和工程 构件；C%小于0.70％。 用途：制造齿轮、弹簧、螺母、轴等机械 零件，用于船舶、桥梁、建筑等工程构件。 2.碳素工具钢 定义：制造工具 ，如：模具、刃具、量具。 C%大于0.70％。
第三节 非合金钢的牌号及用途
• 一、普通质量非合金钢 • 1.牌号：屈服点字母＋屈服点数值＋质量 等级符号＋脱氧方法 • 例：Q235-A、F
• 包括：一般用途碳素结构钢 A、B级；碳素 钢筋钢；铁道用一般碳素钢。 • 2.优质非合金钢 • 定义：除普通质量非合金钢和特殊质量非 合金钢以外的非合金钢。 • 要求：需要特别控制质量，（晶粒度、硫 磷含量、表面质量或增加工艺控制）。 • 包括：优质碳素结构钢；工程结构用碳素 钢；
3.特殊质量非合金钢
二、锰的影响
• 1.来源：脱氧剂 • 2.作用：①脱氧；②形成MnS，以减轻硫 的有害作用；③使铁素体强化。 • 3.要求：0.25％～0.80％，1.2％ • 4.结论：有益元素
三、硫的影响
• 1.来源：矿石和燃料 • 2.作用：①热脆；②易切削钢中改善切削 加工性；③对钢的焊接性产生热裂，产生 气孔和疏松。 • 3.要求：①一般小于0.050％；②在易切削 钢中适当提高含量； • 4.结论：有害元素
二、优质非合金钢
• 1.牌号：两位数字（钢的平均碳的质量分 数的万分之几） • 例：45钢 • 2.分类： • 08、10制作薄板；冷冲压件和焊接件，称 冷冲压钢。 • 15、20、25渗碳钢。制造受力不大但要求 高韧性的零件；冷冲压件和焊接件。
• 30、35、40、45、50、55属于调质钢。用 于制作要求强度、塑性、韧性都较高的机 件，如：齿轮、套筒、轴类零件。 • 60、65、70、75、80、85钢属于弹簧钢。 主要用于制作较小的弹簧、弹性零件及.用途：制造刀具、模具和量具的钢。 • 2.成分：C％≥0.70％ • 3.质量：都是优质和高级优质钢S、P含量 较少。 • 4.牌号：T+数字+A • 例：T8 T12 A • 5.性能：随着碳的质量分数的增加，硬度 和耐磨性提高、韧性下降。
思考题
1.同样形状的两块铁碳合金，其中一块是低碳钢， 一块是白口铸铁，有什么简单的方法可迅速区分 它们？ 2.解释下列现象 （1）在室温下，ωc=0.8%的碳钢比ωc=0.4%碳 钢硬度高，比ωc=1.2%的碳钢强度高。 （2）钢铆钉一般用低碳钢制造。 （3）绑扎物件一般用铁丝（镀锌低碳钢丝）而 起重机吊重物时都用钢丝蝇（用60钢、65钢等制 成）。
• （4）钳工锯削T8、T10、T12等退火钢料 比锯削10、20钢费力，且锯条易磨钝。 • （5）适宜压力加工成形，而铸铁适宜铸造 成形。 • （6）一般钢管都用低中碳钢制成，而不用 高碳钢。
1.易切削钢
定义：适合在自动机床上进行高速切削制 作机械零件的钢材。 成分：硫（0.18-0.30％），锰（0.6-1.55％） 提高磷的质量分数。 作用：MnS可断屑，润滑，磷可使铁素体 脆化。 牌号：Y+数字 例：Y12 用途：制造受力较小、不太重要且大批生 产的标准件，如螺钉、螺母等。此外，炮 弹弹头、炸弹壳等。
定义：特别严格控制质量和性能的非合金 钢。 条件：经热处理并至少具有下列特殊要求 的非合金钢：淬火或回火状态下的冲击性 能；淬硬层深度或表面硬度；限制表面缺 陷；限制钢中非金属夹杂物含量和要求内 部材质均匀性；限制硫磷含量；限制残余 元素的最高含量。S≤0.025%,P ≤0.025% 包括：
三、按用途分类
2.钢炉用钢
• 定义：专门用于制作锅炉构件的钢种，如 20g、22g、16Mn等。 • 要求：化学成分与力学性能均匀，冷态变 形后保证足够的韧性。
3.工程用铸造碳钢
• 用途：形状复杂、锻压难于成形、铸铁难 以保证力学性能要求，用铸造碳钢。 • 如：轧钢机架、水压机横梁、锻锤砧座等。 • 成分：碳的质量分数在0.20～0.60％ • 牌号：ZG+数字+数字 • 例： ZG200-400