第六章工业用钢(教案)

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1、第六章工业用钢（一）教学内容合金元素对铁素体机械性能的影响。合金元素与碳牛成的合金碳化物对钢的机械性能的影响。合金元素对铁碳合金状态图的影响。合金元素对钢加热时组织转变的影响、冷却时组织转变的影响和回火转变的影响。合金结构钢牌号标注规定，普通低合金钢、合金调质钢、合金渗碳钢、合金弹簧钢、滚动轴承钢的常用钢种举例分析。常用合金刃具钢、高速钢、热模具钢及冷模具钢典型钢种的举例分析。（-）教学目的与要求：木章阐述了合金元素在钢中与铁、碳等元素的作用，合金元素对铁碳合金状态图和钢的热处理的影响，合金结构钢

2、和合金工具钢的分类、牌号、热处理工艺、性能及用途举例。要求基木掌握合金元素在钢中的作用及合金元素时钢的热处理影响。掌握普通低合金钢、合金调质钢、合金渗碳钢、合金弹簧钢、滚动轴承钢的常用钢种的牌号、成分、热处理工艺、性能和应用。基木掌握常用低合金刃具钢、高速钢、热模具钢及冷模具钢的牌号、成分、热处理工艺、性能和应用。了解合金量具钢、不锈钢、耐热钢、耐磨钢、软磁钢的牌号、成分、性能及应用。（三）重点、难点着重以16Mn>20Cr、20CrMnTi、400、5CrNiMo>65Mn、60Si2Mn、GC

3、rl5、9SiCr、"12、W18Cr4V等钢号为例，分述各钢号中合金元素的作用、成分特点、热处理工艺特点、使用状态的组织、性能和用途举例，达到能合理选用材料的教学目的。（四）考核知识点与考核要求1•钢的分类（领会钢的分类）2•钢中常存元素对性能的影响（识记猛、硅、硫、磷的影响）3.合金元素在钢中的作用（识记）4.碳钢（简单应用，掌握钢的牌号、性能、热处理特点及其使用范围，并能根据工件的性能要求进行选材及热处理）5.合金钢（简单应用，掌握合金钢的牌号、性能、热处理特点及其使用范围，并能根据工件的性

4、能要求进行选材及热处理）钢铁材料又称黑色金属材料，是以铁和碳元素为主要化学成分的—•系列金屈材料一钢、生铁、铸铁和铸钢的总称。各行各业都用钢，为了保证钢的质量，国家及有关部门对齐种钢作了规格和标准。GB■国家规定的标准；YB—冶金部规定的标准。一、钢的分类根据合金元素含量可分为：1、非合金钢：普通质量非合金钢优质非合金钢特殊质量非合金钢2、低合金钢：普通质量低合金钢优质低合金钢特殊质量低合金钢3、合金钢：优质合金钢特殊质量合金钢二、杂质元素和合金元素在钢钟的影响钢中基本元素为：Fe、C；杂质元素主

5、要有：Si、Mn、S、Po1.Si、Mn在碳钢中ssiWO.37%comn=0.25%-0.8%对力学性能影响不大。但作为合金元素，可捉高钢的力学性能。2.S、PS:Fe在固态时几乎不溶，液态时溶解大量的S,凝固时FeS析出（熔点1190°C）当钢加热到1000°C-1200°C进行塑性成型加工时，FeS-熔化一导致钢沿晶界开裂一这种现象叫钢的“热脆”。P：Fe在固态、液态时都能溶解P,固态时P全部溶入铁素体小，P能使铁素体的Of,但5II.akIIo当（叩=0.3%时钢室温卜•的ak~0这种现象

6、叫钢的“冷脆”。S-热脆P-冷脆，是冇害元素越少越好，因此衡量钢的质量的主耍指标为含S、P量。3.气体与非金属夹杂物1）氢.脆：氧分了—大的气压—口点—氢脆2）氮的时效：来不及逸出的氮，放置一段时间后，以氮化物的形式析出，使钢变脆。3）氧以氧化物的形式存在于钢屮，形成非金屈夹朵物，如Si02、MnO、AI2O3等，降低钢的塑性、冲击韧性和疲劳强度等。4.合金元素在钢中的作用为了捉高钢的性能，在炼钢时冇意识地向钢中加入一些合金元素，这样获得的钢称为合金钢。钢屮常加合金元素有：Mn、Si、Cr、Ni、

7、Mo、V、Ti、Nb、Zr、Co、B、Re等。1)对钢的基木相及其性能的影响(1)渗入铁素体,总的趋势：随着合金元素的增加，强度硬度上升，塑性韧性下降。(2)渗入渗碳体(a)形成合金渗碳体，女HMn、Cr、Mo、W等。(b)形成复杂碳化物，如Mn、Cr、Mo、W等。(c)形成简单碳化物，如Ti、Zr、Nb、V等。以上三类碳化物比渗碳体稳定性高，熔点和硬度也更高。如经热处理，使碳化物呈颗粒状，强度硬度上升，而冲击韧性不下降。3)对热处理的影响(1)加热温度、加热速度、保温时间及晶粒度的影响。(2)淬

8、透性捉高。(3)提高回火稳定性，产生二次硬化及回火脆性。钢在回火时的组织转变主要是马氏体分解及碳化物形成、析出和聚集的过程，这个过程是依靠元素的扩散來完成的。(a)弥散硕化或沉淀硕化(b)A残向马氏体转变产生的硬化。(c)回火脆性：当温度在250~350°C和500~650°C回火时，钢的冲击韧性不但不升高反而下降的现象。第一类回火脆性(250~350°C)一旦形成，无法消除。办法就是避开该温度。第二类回火脆性(500~650°C)消除办法：将工件重新加热至600°C以上，然后快速