工程材料第3章钢

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1、第3章金属材料合金碳素钢合金钢？主要由Fe、C两元素组成，含其它杂质元素，如Si、Mn、S、P、N等在碳素钢的基础上有目的地添加了其它合金元素，如Mn、Si、Ni、V等。杂质元素合金元素学习目标本章是工程材料课程的重点章。着重掌握各类合金钢的钢号、成份特点、热处理工艺、组织、性能以及它们的应用。熟悉铸铁、有色金属的牌号、成份、热处理工艺、组织及其应用。一般了解钛合金的牌号、性能特点和应用同为Si、M等非Fe、C元素，为何在碳素钢中称为杂质元素，而在合金钢中则称为合金元素？为何要在碳钢的基础上加上其它合金元素？为了改善钢的某种性能，有意加入的元素称为合金元素，而在炼钢过程中作

2、为脱氧剂或者由于其它某种原因残留在钢中的称为杂质元素！获得比碳素钢更好的性能—强硬度、塑韧性、耐腐蚀性、尺寸稳定性、耐摩擦性能、易切削性等。一.钢材的生产炼钢生铁转炉平炉电炉钢液铸铁锭生产铸铁件浇注钢锭钢材压力加工铁矿石生铁高炉1.钢材生产过程转炉炼钢平炉炼钢电弧炉炼钢炼铁的冶金反应特点:还原反应Fe2O3Fe3O4FeOFeCO气体高温炼钢的冶金反应特点:氧化反应炼钢生铁钢液氧化反应脱氧浇注钢锭钢锭的组织镇静钢沸腾钢半镇静钢1）镇静钢(killedsteel)钢液在浇注前用锰铁、硅铁和铅进行了充分脱氧,Wo=0.01%左右,成分较均匀、组织较致密。主要用于机械性能要求较高

3、的零件。2）沸腾钢(boilingsteel)钢液在浇注仅前进行轻度脱氧,Wo=0.03%～0.07%,成分偏析较严重、组织不致密。机械性能不均匀,冲击韧性差,常用于要求不高的零件。3）半镇静钢(balancedsteel)半镇静钢是脱氧过程介于镇静钢和沸腾钢之间的钢,是用锰铁和硅铁进行脱氧。其质量也介于二者之间,可代替部分镇静钢,一般不适于做重要零件。钢材的品种：型钢板材线材带材管材钢材二.钢的分类、编号一）钢的分类：1.按冶金方法分：1）按炉的种类分：平炉钢、转炉钢和电炉钢等。2）按脱氧的程度分：镇静钢、半镇静钢和沸腾钢等。2.按化学成分分：按化学成分分可分为碳钢和合金

4、钢。3.按质量等级分：按质量等级分可分为普通质量钢、优质钢、高级优质钢和特级优质钢等。碳素钢的分类按碳的质量分数分类:*低碳钢:Wc≤0.25%*中碳钢:0.25%0.6%合金钢的分类按合金的总含量分类:*低合金钢:W合金≤5%*中合金钢:5%≤W合金≤10%*高合金钢:W合金>10%按钢的质量分类*普通质量钢:Wp=(0.035%～0.045%)Ws=(0.035%～0.050%)*优质钢:Wp=0.035%Ws=(0.030%～0.035%)*高级优质钢：Wp≤0.030%Ws=(0.020%～0.025%)牌号后加“A”。*特级优质钢：

5、Wp≤0.025%Ws≤0.015%，牌号后加“E”。结构钢工具钢特殊性能钢钢工程构件用钢机械零件用钢刃具钢模具钢量具钢不锈钢耐热钢耐磨钢电工用钢4.按钢的用途分类:§3.1碳素钢§3.2合金钢§3.3铸钢与铸铁§3.4有色金属及合金本章主要内容第3章金属材料§3.1碳钢§3.1碳钢3.1.1成分和分类主要元素C：0.0218-2.11%有益常存元素Si、Mn：产生固溶强化有害常存元素P：冷脆S：热脆O、H、N：强度、塑性、韧性↓1.成分§3.1碳钢按含碳量分类2.分类低碳钢：0.0218-0.25%中碳钢：0.25-0.6%高碳钢：0.6-2.11%按质量（S、P含量）分

6、类普通碳素钢优质碳素钢高级优质碳素钢按用途分类碳素结构钢碳素工具钢§3.1碳钢3.1.2碳素钢的牌号及用途1.碳素结构钢成分：含碳量在0.06-0.38%之间；非金属夹杂物和有害元素含量较高。牌号：如Q235-A，F其中Q表示屈服强度，235为屈服强度最小值，A为质量等级，F脱氧方法碳素结构钢的牌号和化学成分(GB/T700-1988)牌号等级化学成分脱氧方法w(C)%w(Mn)%w(Si)%w(S)%w(P)%不大于Q195－0.06-0.120.25-0.500.600.0500.045F,b,ZQ215A/B0.09-0.150.25-0.550.600.050/0.

7、0450.045F,b,ZQ265A0.14-0.220.60-0.650.600.0500.045F,b,ZB0.12-0.200.60-0.700.600.0450.045F,b,ZC0.180.65-0.800.600.0400.040ZD0.170.65-0.800.600.0650.065TZQ255A/B0.18-0.280.40-0.700.600.050/0.0450.045ZQ275－0.28-0.380.50-0.800.650.0500.045Z§3.1碳钢应用：钢板、钢筋、型钢等，做桥梁