钢铁材料及其用途.ppt

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1、第四章钢铁材料及其用途4.1碳钢与合金钢按化学成分：碳素钢主要成分为Fe、C。含碳量小于2.11%的铁碳合金。合金钢除Fe、C以外，为了某种需要，特意加入一定量的合金元素(Si,Mn,Cr,Ni,Mo,W,V,B)，使其具有一定的特殊性能。4.1.1碳钢1.碳素结构钢牌号：“Q+数字+字母+字母”用途：一般在钢厂供应状态下（即热轧状态）直接使用，出厂时保证机械性能工程结构（薄钢板，钢筋，钢管，各种型材）；要求不高的机器零件（螺钉，螺栓，手柄，小轴）；特点：塑韧性优良。碳素结构钢Q215-AFQ235-B2优质碳素结构钢牌号：采用两位数字表示钢中平均碳质量分数的万倍用途：出厂时保证成分，用来制

2、造较重要的机器零件，一般都经过热处理以提高力学性能。08～25：强度低，但塑性、韧性好，并具有良好的焊接性能。常做冲压件、焊接件、渗碳件。用来制造螺钉、螺母、垫圈等30～50：调质后有良好的综合机械性能。用作轴、连杆、丝杠、键。55～85：热处理后有良好的弹性。用作弹簧、轧辊、钢丝绳。优质碳素结构钢08,10,15……75,80,853.碳素工具钢都是高碳钢（0.7%~1.35%）。都是优质钢。牌号：“T+数字+字母”。T7，T7A用途：各种刀具、刃具、量具。T7,T8：中等硬度，高韧性工具。冲头、凿子、锻造工具、錾子、锤子。T9～T11：高硬度、中等韧性工具。钻头、车刀、丝锥、钢锯条、小冲模

3、。T12～T13：高硬度、耐磨性而韧性要求不高的工具。精车刀、量具、锉刀、刮刀。碳素工具钢：T7，T7A……T13,T13A4.1.2合金钢碳钢的缺点：淬透性低，回火抗力差，综合性能差；不能满足一些特殊的性能要求在合金钢中，经常加入的合金元素有Mn、Si、Cr、Ni、Mo、W、V、Ti、Nb、Zr等。1.合金元素在钢中的作用（1）可提高钢的力学性能（2）可改善钢的热处理性能（1）可提高钢的力学性能固溶强化铁素体（1）可提高钢的力学性能第二相强化－弥散强化合金钢中的碳化物有合金渗碳体：如(Fe，Mn)3C、(Fe，Cr)3C等合金碳化物：如Mn3C、Cr7C、Fe3W3C等特殊碳化物：如WC、M

4、oC、VC、TiC等随着这些碳化物数量的增多．能显著提高钢的强度、硬度、热硬性和耐磨性。（1）可提高钢的力学性能细晶强化几乎所有的合金元素(除锰以外)都阻止奥氏体晶粒长大、细化晶粒。尤其是强碳化物形成元素Ni、Ti、V；强氮化物形成元素Al等。这些微粒在加热时很难熔解，能强烈地阻碍奥氏体晶粒的长大，所以合金钢在热处理加热时不易过热，这既有利于热处理操作，又能提高钢的强度和韧性指标。（2）可改善钢的热处理性能能提高钢的淬透性碳素钢水淬可淬透的最大直径10～15mm；大多数合金元素(除Co以外)，使C曲线位置右移，临界冷却速度减小，从而提高钢的淬透性。提高钢的回火稳定性回火过程是马氏体分解，碳化物

5、形成、析出和聚集的过程。由于合金元素阻碍M分解和碳化物聚集长大过程，使回火的硬度降低过程变缓，从而提高钢的回火稳定性。使钢获得特殊的性能2.工程结构用合金结构钢——低合金高强度钢牌号：与普通碳素结构钢相同Q295、Q345、Q390、Q420、Q460。工程用钢主要是用于各种工程结构。这类钢冶炼简便、成本低，适用于工程用钢批量大的特点，这类钢使用时一般不进行热处理。多数是在热轧、正火状态下使用。合金结构钢——工程结构用3.合金结构钢编号:两位数字+元素符号+数字+……（+A）前两位数字表示平均碳质量分数的万倍（wC×10000）元素符号后面的数字为该元素平均质量分数的百倍（wE×100）若S、

6、P含量达到高级优质钢时，则在钢号后加“A”18Cr2Ni4W；38CrMoAlA易切削钢在钢号前加“Y”字（“易”字声母），如Y12、Y40Mn，Y40CrSCa滚动轴承钢的编号是在钢号前加“G”（“滚”字声母），其后数字为平均含Cr量，以千倍（wCr×1000）表示，平均碳的质量分数wC≥1.0%时不标出，如GCr15、GCr9等钢中含铬的质量分数wCr分别为1.5%和0.9%合金结构钢——机器零件用合金结构钢——机器零件用1）合金渗碳钢20CrMnTi指经渗碳淬火、低温回火后使用的合金钢。渗碳钢常用在受冲击和磨损条件下工作的一些机械零件，如齿轮、凸轮、活塞销等，要求表面硬、耐磨，而零件心部

7、则要求有较高的韧性和强度以承受冲击。WC=0.15%～0.25%2）合金调质钢40Cr,35CrMo,40CrNiMn合金调质钢指调质处理后使用的合金结构钢，其具有良好的综合力学性能。合金调质钢广泛用于制造一些重要零件，如机床的主轴、汽车底盘的半轴、柴油机连杆螺栓等。WC=0.3～0.6%碳的质量分数过低不易淬硬，回火后达不到所需要的强度；如果碳的质量分数过高，则零件韧性较差。3）合金弹簧钢65M