06 工业用钢PPT课件
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南京长江大 桥
Q390钢含V、Ti、Nb，强度
高，用于中等压力的容器。
Q460钢含Mo、B，正火组织 压力容
器
为B，强度高，用于石化中温 高压容器。
34
二.碳素渗碳钢及合金渗碳钢
1.对渗碳钢的性能要求: 表硬里韧 2.对渗碳钢的含碳量的要求: 低碳
3.渗碳钢的热处理特点:
渗碳 淬火 + 低温回火(180～200℃)
T 12 A
高级优质 Wc = 12%0
碳素工具钢
29
4.铸造碳钢
ZG 200 - 400
σb ≥ 400MPa σs≥ 200MPa
铸钢
30
第二部分 合金结构钢
• 普通低合金钢 • 合金渗碳钢 • 合金调质钢 • 弹簧钢 • 滚动轴承钢 • 易切削钢
31
一.普通低合金钢 ( common low – alloyed steel )
26
三、碳素钢的编号及用途
1.碳素结构钢:
Q 235 — A · F
沸腾钢 A等级 235 MPa
屈服强度
27
2.优质碳素结构钢
* 45 --- Wc = 45%00 * 较高锰质量分数的优质碳素结构钢
45Mn --- Wc = 45%00 ; WMn = 0.7%～1.0%
28
3.碳素工具钢
12
1.扩大奥氏体区的合金元素
Mn、Ni、Co等元素。 作用:
使A1、A3线温度下降, A4线温度上升。
若合金元素含量足够高，可在常 温下保持稳定的单相奥氏体组织。
13
Mn 元素对奥氏体区的影响
14
2.缩小奥氏体区的合金元素 Cr、Mo、W、V、Ti、Si 等元素。
作用:
使A1、A3线温度上升, A4线温度下降。
19
1.合金元素对加热时奥氏体形成的影响
➢除Mn 元素外,所有合金元素的加 入,均使奥氏体的形成速度减慢。
➢强碳化物形成元素能强烈的阻止奥 氏体晶粒长大( Ti、V、Zr、Nb 等)。
➢非碳化物形成元素能轻微的阻止奥 氏体晶粒长大( Si、Ni、Cu、Co 等)。
20
2.合金元素对过冷奥氏体转变的影响
20 Mn2 Ti A
第 六 章 工业用钢
教学目标：
1、掌握工业用钢的分类方法和牌号的命名方法，为学 习后续章节奠定基础；
2、了解工业用钢的化学成分与组织和性能之间的定性 关系，为分析和确定材料的性能和加工工艺建立分析 思路；
3、初步了解部分工业用钢在典型零件生产中的应用， 为以后零件的选材、制定加工工艺建立感性认识。
1
❖ 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。
21
3.合金元素对回火转变的影响 ➢回火抗力的增加 ➢二次硬化的产生 ➢产生回火脆性
22
W、Mo、V 等碳化物在550℃时,使钢 达到最高硬度, 产生二次硬化。
1.化学成分: 碳素结构钢 + 合金元素 主加合金元素: Mn 1.8 %以内。 辅加合金元素:V、Ti、Nb、B。
32
一.普通低合金钢
2.牌号: Q 345 C
质量等级 345 MPa 屈服强度
33
一.普通低合金钢
Q345钢(16Mn)综合性能好， 用于船舶、桥梁、车辆等大 万吨远洋轮 型钢结构。
但P、S能提高钢的切削加工性能。
6
二)合金元素与铁和碳的作用 1.溶于基体中形成合金 F 。 2.与碳作用形成合金碳化物(Fe,Cr)3C。 3.单独形成特殊碳化物 TiC、VC 。
7
1.溶于基体中形成合金F
8
1.溶于基体中形成合金F
9
2.与碳作用形成合金碳化物
Fe、Mn、Cr、Mo、W、V、Ti、Nb、Zr
弱
强
❖ 弱碳化物元素: Fe、Mn。
❖ 中强碳化物元素: Cr、Mo、W。
❖ 强碳化物元素: V、Ti、Nb、Zr。
10
3.单独形成特殊碳化物
➢ 熔点、硬度、耐磨性最高。 ➢ 稳定性最高，难溶于奥氏体，不易聚集长大。
TiC、NbC、VC。
11
三)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
23
Cr-Ni 钢的回火脆性示意图
24
防止第二类回火脆性的产生的方法:
❖在500～600 ℃快速冷却。 ❖加入合金元素W、Mo。
25
二.合金元素在钢中的作用
1.主加元素: 对提高钢的性能起主要作 用（提高淬透性、弹性极限、 硬度和耐磨性等）。 Si、Mn、Cr、Ni、B。
2.辅加元素: 配合主加元素进一步提高 钢的性能,弥补主加元素的 不足与缺陷（提高回火稳定性、 形成碳化物阻止晶粒长大） 。 W、Mo、V、Ti、Nb。
➢ 杂质及合金元素与铁和碳的作用。 ➢ 合金元素对Fe-Fe3C相图的影响。 ➢ 合金元素对钢的热处理的影响。
4
一）杂质和气体的影响
1.有益元素
➢ Si — 有很强的固溶强化作用,能脱氧。 ➢ Mn — 脱氧、去硫,提高钢的强度和硬度。
5
2.有害元素:
➢ P — 有很强的固溶强化作用,低温 韧性差 ( 冷脆 )。 ➢ S — 能引起钢在热加工时或高温工作下开裂 ( 热裂 )。
整体概况
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概况2
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概况3
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第 六 章 工业用钢
• 钢的基础知识 • 结构钢 • 工具钢 • 特殊性能钢
3
第一部分 钢的基础知识
一.合金元素对钢的组织和性能的影响
使钢在高温与常温均保持铁素体组织。
15
Cr 元素对奥氏体区的影响
16
3.改变共晶点和共析点参数的元素 ❖几乎所有的合金元素。 ❖作用: 使S点和E点的成分向左移。
17
合金元素对 S 点成分的影响
18
四)合金元素对钢Байду номын сангаас热处理的影响
• 加热时对奥氏体形成的影响 • 对过冷奥氏体转变的影响 • 对回火转变的影响
35
碳素渗碳钢
化
学
Wc ≤ 0.25 %
成
分
热
处 理
表层:M回+Fe3C+A残
后
的 组
心部:F+P
织
合金渗碳钢
Wc = 0.15～0.25 %
合金元素:Cr、Mn、Ni、B （提高淬透性） V、W、Mo、Ti等。 （形成碳化物，细化
晶粒，提高硬度）
表层:M回+Cm+A残
心部:低碳M回 +F
4.合金渗碳钢的牌号
Q390钢含V、Ti、Nb，强度
高，用于中等压力的容器。
Q460钢含Mo、B，正火组织 压力容
器
为B，强度高，用于石化中温 高压容器。
34
二.碳素渗碳钢及合金渗碳钢
1.对渗碳钢的性能要求: 表硬里韧 2.对渗碳钢的含碳量的要求: 低碳
3.渗碳钢的热处理特点:
渗碳 淬火 + 低温回火(180～200℃)
T 12 A
高级优质 Wc = 12%0
碳素工具钢
29
4.铸造碳钢
ZG 200 - 400
σb ≥ 400MPa σs≥ 200MPa
铸钢
30
第二部分 合金结构钢
• 普通低合金钢 • 合金渗碳钢 • 合金调质钢 • 弹簧钢 • 滚动轴承钢 • 易切削钢
31
一.普通低合金钢 ( common low – alloyed steel )
26
三、碳素钢的编号及用途
1.碳素结构钢:
Q 235 — A · F
沸腾钢 A等级 235 MPa
屈服强度
27
2.优质碳素结构钢
* 45 --- Wc = 45%00 * 较高锰质量分数的优质碳素结构钢
45Mn --- Wc = 45%00 ; WMn = 0.7%～1.0%
28
3.碳素工具钢
12
1.扩大奥氏体区的合金元素
Mn、Ni、Co等元素。 作用:
使A1、A3线温度下降, A4线温度上升。
若合金元素含量足够高，可在常 温下保持稳定的单相奥氏体组织。
13
Mn 元素对奥氏体区的影响
14
2.缩小奥氏体区的合金元素 Cr、Mo、W、V、Ti、Si 等元素。
作用:
使A1、A3线温度上升, A4线温度下降。
19
1.合金元素对加热时奥氏体形成的影响
➢除Mn 元素外,所有合金元素的加 入,均使奥氏体的形成速度减慢。
➢强碳化物形成元素能强烈的阻止奥 氏体晶粒长大( Ti、V、Zr、Nb 等)。
➢非碳化物形成元素能轻微的阻止奥 氏体晶粒长大( Si、Ni、Cu、Co 等)。
20
2.合金元素对过冷奥氏体转变的影响
20 Mn2 Ti A
第 六 章 工业用钢
教学目标：
1、掌握工业用钢的分类方法和牌号的命名方法，为学 习后续章节奠定基础；
2、了解工业用钢的化学成分与组织和性能之间的定性 关系，为分析和确定材料的性能和加工工艺建立分析 思路；
3、初步了解部分工业用钢在典型零件生产中的应用， 为以后零件的选材、制定加工工艺建立感性认识。
1
❖ 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。
21
3.合金元素对回火转变的影响 ➢回火抗力的增加 ➢二次硬化的产生 ➢产生回火脆性
22
W、Mo、V 等碳化物在550℃时,使钢 达到最高硬度, 产生二次硬化。
1.化学成分: 碳素结构钢 + 合金元素 主加合金元素: Mn 1.8 %以内。 辅加合金元素:V、Ti、Nb、B。
32
一.普通低合金钢
2.牌号: Q 345 C
质量等级 345 MPa 屈服强度
33
一.普通低合金钢
Q345钢(16Mn)综合性能好， 用于船舶、桥梁、车辆等大 万吨远洋轮 型钢结构。
但P、S能提高钢的切削加工性能。
6
二)合金元素与铁和碳的作用 1.溶于基体中形成合金 F 。 2.与碳作用形成合金碳化物(Fe,Cr)3C。 3.单独形成特殊碳化物 TiC、VC 。
7
1.溶于基体中形成合金F
8
1.溶于基体中形成合金F
9
2.与碳作用形成合金碳化物
Fe、Mn、Cr、Mo、W、V、Ti、Nb、Zr
弱
强
❖ 弱碳化物元素: Fe、Mn。
❖ 中强碳化物元素: Cr、Mo、W。
❖ 强碳化物元素: V、Ti、Nb、Zr。
10
3.单独形成特殊碳化物
➢ 熔点、硬度、耐磨性最高。 ➢ 稳定性最高，难溶于奥氏体，不易聚集长大。
TiC、NbC、VC。
11
三)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
23
Cr-Ni 钢的回火脆性示意图
24
防止第二类回火脆性的产生的方法:
❖在500～600 ℃快速冷却。 ❖加入合金元素W、Mo。
25
二.合金元素在钢中的作用
1.主加元素: 对提高钢的性能起主要作 用（提高淬透性、弹性极限、 硬度和耐磨性等）。 Si、Mn、Cr、Ni、B。
2.辅加元素: 配合主加元素进一步提高 钢的性能,弥补主加元素的 不足与缺陷（提高回火稳定性、 形成碳化物阻止晶粒长大） 。 W、Mo、V、Ti、Nb。
➢ 杂质及合金元素与铁和碳的作用。 ➢ 合金元素对Fe-Fe3C相图的影响。 ➢ 合金元素对钢的热处理的影响。
4
一）杂质和气体的影响
1.有益元素
➢ Si — 有很强的固溶强化作用,能脱氧。 ➢ Mn — 脱氧、去硫,提高钢的强度和硬度。
5
2.有害元素:
➢ P — 有很强的固溶强化作用,低温 韧性差 ( 冷脆 )。 ➢ S — 能引起钢在热加工时或高温工作下开裂 ( 热裂 )。
整体概况
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概况3
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第 六 章 工业用钢
• 钢的基础知识 • 结构钢 • 工具钢 • 特殊性能钢
3
第一部分 钢的基础知识
一.合金元素对钢的组织和性能的影响
使钢在高温与常温均保持铁素体组织。
15
Cr 元素对奥氏体区的影响
16
3.改变共晶点和共析点参数的元素 ❖几乎所有的合金元素。 ❖作用: 使S点和E点的成分向左移。
17
合金元素对 S 点成分的影响
18
四)合金元素对钢Байду номын сангаас热处理的影响
• 加热时对奥氏体形成的影响 • 对过冷奥氏体转变的影响 • 对回火转变的影响
35
碳素渗碳钢
化
学
Wc ≤ 0.25 %
成
分
热
处 理
表层:M回+Fe3C+A残
后
的 组
心部:F+P
织
合金渗碳钢
Wc = 0.15～0.25 %
合金元素:Cr、Mn、Ni、B （提高淬透性） V、W、Mo、Ti等。 （形成碳化物，细化
晶粒，提高硬度）
表层:M回+Cm+A残
心部:低碳M回 +F
4.合金渗碳钢的牌号