《工业用钢》PPT课件.ppt

l l工业用钢工业用钢工业用钢工业用钢按化学成分分为碳素钢和合金钢两大类。按化学成分分为碳素钢和合金钢两大类。按化学成分分为碳素钢和合金钢两大类。按化学成分分为碳素钢和合金钢两大类。l l碳素钢碳素钢碳素钢碳素钢是指含碳量在是指含碳量在是指含碳量在是指含碳量在0.0218%2.11%0.0218%2.11%的铁碳合金。的铁碳合金。的铁碳合金。的铁碳合金。l l合金钢合金钢合金钢合金钢是指为了提高钢的是指为了提高钢的是指为了提高钢的是指为了提高钢的 性能，在碳钢基础上有意性能，在碳钢基础上有意性能，在碳钢基础上有意性能，在碳钢基础上有意 加入一定量合金元素所获加入一定量合金元素所获加入一定量合金元素所获加入一定量合金元素所获 得的铁基合金。得的铁基合金。得的铁基合金。得的铁基合金。第七章 工业用钢1 1、按用途分类、按用途分类、按用途分类、按用途分类 工程用钢工程用钢 建筑、桥梁、船舶、车辆建筑、桥梁、船舶、车辆渗渗 碳碳 钢调钢调 质质 钢弹钢弹 簧簧 钢滚动轴承钢滚动轴承钢耐钢耐 磨磨 钢钢机器用钢机器用钢结结 构构 钢钢刃具钢刃具钢模具钢模具钢量具钢量具钢工工 具具 钢钢不锈钢不锈钢耐热钢耐热钢特特 殊殊 性性能能 钢钢挤压模具挤压模具一、钢的分类一、钢的分类第一节第一节 钢的分类及编号钢的分类及编号2 2、按化学成分分类按化学成分分类按化学成分分类按化学成分分类 中碳钢中碳钢 0.250.6%C高碳钢高碳钢 0.6%C低碳钢低碳钢 0.25%C低合金钢低合金钢 合金元素总量合金元素总量 5%中合金钢中合金钢 合金元素总量合金元素总量 510%高合金钢高合金钢 合金元素总量合金元素总量 10%碳素钢碳素钢合金钢合金钢钢钢钢钢 类类类类碳碳碳碳 素素素素 钢钢钢钢合合合合 金金金金 钢钢钢钢P PS SP PS S普通质量钢普通质量钢普通质量钢普通质量钢0.0450.0450.0450.0450.0450.0450.0450.045优优优优 质质质质 钢钢钢钢0.0350.0350.0350.0350.0350.0350.0350.035高级优质钢高级优质钢高级优质钢高级优质钢0.0300.0300.0300.0300.0250.0250.0250.025特级优质钢特级优质钢特级优质钢特级优质钢0.0250.0250.0200.0200.0250.0250.0150.0153 3、按质量分类、按质量分类、按质量分类、按质量分类l l钢的质量是以磷、硫的含量来划分的。钢的质量是以磷、硫的含量来划分的。钢的质量是以磷、硫的含量来划分的。钢的质量是以磷、硫的含量来划分的。l l分为分为分为分为普通质量钢普通质量钢普通质量钢普通质量钢、优质钢优质钢优质钢优质钢、高级优质钢高级优质钢高级优质钢高级优质钢和和和和特级优质钢特级优质钢特级优质钢特级优质钢.l l根据现行标准，各质量等级钢的磷、硫含量如下：根据现行标准，各质量等级钢的磷、硫含量如下：根据现行标准，各质量等级钢的磷、硫含量如下：根据现行标准，各质量等级钢的磷、硫含量如下：4 4、按冶炼方法分类、按冶炼方法分类、按冶炼方法分类、按冶炼方法分类平炉炼钢平炉炼钢平炉钢平炉钢转炉钢转炉钢电炉钢电炉钢 按按 炉炉 别别 分分珠光体钢珠光体钢贝氏体钢贝氏体钢马氏体钢马氏体钢铁素体钢铁素体钢奥氏体钢奥氏体钢莱氏体钢莱氏体钢 按正火组织分按正火组织分亚共析钢亚共析钢共共 析析 钢过钢过共析钢共析钢 按退火组织分按退火组织分5 5、按金相组织分类、按金相组织分类、按金相组织分类、按金相组织分类齿齿齿齿轮轮轮轮刀刀刀刀具具具具二、钢的编号二、钢的编号l l我国钢材的编号是采用我国钢材的编号是采用我国钢材的编号是采用我国钢材的编号是采用汉汉汉汉 语拼音字母语拼音字母语拼音字母语拼音字母、化学元素符化学元素符化学元素符化学元素符号号号号和和和和阿拉伯数字阿拉伯数字阿拉伯数字阿拉伯数字相结合的相结合的相结合的相结合的方法。方法。方法。方法。l l采用汉语拼音字母表示钢采用汉语拼音字母表示钢采用汉语拼音字母表示钢采用汉语拼音字母表示钢 产品的名称、用途、特性产品的名称、用途、特性产品的名称、用途、特性产品的名称、用途、特性和工艺方法时，一般从代和工艺方法时，一般从代和工艺方法时，一般从代和工艺方法时，一般从代表钢产品名称的汉字的汉表钢产品名称的汉字的汉表钢产品名称的汉字的汉表钢产品名称的汉字的汉语拼音中选取第一个字母语拼音中选取第一个字母语拼音中选取第一个字母语拼音中选取第一个字母.常用钢产品的名称、用途、特性和工艺方法常用钢产品的名称、用途、特性和工艺方法表示符号表示符号（GB/T 2212000）名称名称名称名称符号符号符号符号位置位置位置位置名称名称名称名称符号符号符号符号位置位置位置位置碳素结构钢碳素结构钢碳素结构钢碳素结构钢QQ头头头头桥梁用钢桥梁用钢桥梁用钢桥梁用钢q q尾尾尾尾低合金高强度钢低合金高强度钢低合金高强度钢低合金高强度钢QQ头头头头锅炉用钢锅炉用钢锅炉用钢锅炉用钢g g尾尾尾尾易切削钢易切削钢易切削钢易切削钢Y Y头头头头焊接气瓶用钢焊接气瓶用钢焊接气瓶用钢焊接气瓶用钢HPHP尾尾尾尾碳素工具钢碳素工具钢碳素工具钢碳素工具钢T T头头头头车辆车轴用钢车辆车轴用钢车辆车轴用钢车辆车轴用钢LZLZ头头头头(滚珠滚珠滚珠滚珠)轴承钢轴承钢轴承钢轴承钢GG头头头头机车车轴用钢机车车轴用钢机车车轴用钢机车车轴用钢JZJZ头头头头焊接用钢焊接用钢焊接用钢焊接用钢H H头头头头沸腾钢沸腾钢沸腾钢沸腾钢F F尾尾尾尾铆螺钢铆螺钢铆螺钢铆螺钢MLML头头头头半镇静钢半镇静钢半镇静钢半镇静钢b b尾尾尾尾船用钢船用钢船用钢船用钢国际符号国际符号国际符号国际符号镇静钢镇静钢镇静钢镇静钢Z Z尾尾尾尾汽车大梁用钢汽车大梁用钢汽车大梁用钢汽车大梁用钢L L尾尾尾尾特殊镇静钢特殊镇静钢特殊镇静钢特殊镇静钢TZTZ尾尾尾尾压力容器用钢压力容器用钢压力容器用钢压力容器用钢R R尾尾尾尾质量等级质量等级质量等级质量等级A.B.C.D.EA.B.C.D.E尾尾尾尾1 1、碳素结构钢和低合金高强度钢、碳素结构钢和低合金高强度钢、碳素结构钢和低合金高强度钢、碳素结构钢和低合金高强度钢l lQ+Q+最低屈服强度值最低屈服强度值最低屈服强度值最低屈服强度值+质量等级符号质量等级符号质量等级符号质量等级符号+脱氧方法符号脱氧方法符号脱氧方法符号脱氧方法符号l lQQ表示表示表示表示“屈服强度屈服强度屈服强度屈服强度”；屈服强度值单位是；屈服强度值单位是；屈服强度值单位是；屈服强度值单位是MPaMPa；l l质量等级符号为质量等级符号为质量等级符号为质量等级符号为A A、B B、C C、D D、E E。由。由。由。由A A到到到到E E，其，其，其，其P P、S S含量依次下降，质量提高。含量依次下降，质量提高。含量依次下降，质量提高。含量依次下降，质量提高。l脱氧方法符号脱氧方法符号:沸腾钢沸腾钢F；镇静钢镇静钢Z；半镇静钢半镇静钢b；特；特殊镇静钢殊镇静钢TZ。l如碳素结构钢牌号表示为如碳素结构钢牌号表示为Q235AF、Q235BZ。钢钢钢钢板板板板l l低合金高强度结构钢低合金高强度结构钢低合金高强度结构钢低合金高强度结构钢都是镇静钢或特殊镇静钢，都是镇静钢或特殊镇静钢，都是镇静钢或特殊镇静钢，都是镇静钢或特殊镇静钢，其其其其牌号中没有表示脱氧方法的符号。如牌号中没有表示脱氧方法的符号。如牌号中没有表示脱氧方法的符号。如牌号中没有表示脱氧方法的符号。如Q345CQ345C。l l根据需要，低合金高强度结构钢的牌号也可以采用根据需要，低合金高强度结构钢的牌号也可以采用根据需要，低合金高强度结构钢的牌号也可以采用根据需要，低合金高强度结构钢的牌号也可以采用两位阿拉伯数字（表示平均含碳量的万分之几）和化两位阿拉伯数字（表示平均含碳量的万分之几）和化两位阿拉伯数字（表示平均含碳量的万分之几）和化两位阿拉伯数字（表示平均含碳量的万分之几）和化学元素符号，按顺序表示，如学元素符号，按顺序表示，如学元素符号，按顺序表示，如学元素符号，按顺序表示，如16Mn16Mn。l*说明：说明：通常情况下，通常情况下，屈服强度值小屈服强度值小300MPa时时为碳素结构钢，大于为碳素结构钢，大于300MPa时为低合金高强时为低合金高强度钢。度钢。热连轧钢板热连轧钢板热连轧钢板热连轧钢板齿齿轮轮加加工工方钢方钢2 2、优质碳素结构钢、优质碳素结构钢、优质碳素结构钢、优质碳素结构钢l l牌号用两位数字表示牌号用两位数字表示牌号用两位数字表示牌号用两位数字表示。l l这两位数字表示钢平均含碳量的万分之几。这两位数字表示钢平均含碳量的万分之几。这两位数字表示钢平均含碳量的万分之几。这两位数字表示钢平均含碳量的万分之几。l l如如如如4545钢钢钢钢平均含碳量为万分之四十五（即平均含碳量为万分之四十五（即平均含碳量为万分之四十五（即平均含碳量为万分之四十五（即0.45%0.45%）的优质碳素结构钢。的优质碳素结构钢。的优质碳素结构钢。的优质碳素结构钢。钢钢带带l l*说明：说明：说明：说明：l l 含含含含MnMn量为量为量为量为0.71.0%0.71.0%时，在两位数字后加元素时，在两位数字后加元素时，在两位数字后加元素时，在两位数字后加元素符号符号符号符号“MnMn”，如，如，如，如40Mn40Mn。l 对于沸腾钢和半镇对于沸腾钢和半镇静钢静钢,在钢号后分别在钢号后分别加字母加字母F和和b，如如08F、10b。l 高级优质钢在钢号高级优质钢在钢号后加字母后加字母A，如如20A。钢管钢管l l3 3、合金结构钢、合金结构钢、合金结构钢、合金结构钢l l两位数字（表示平均含碳量的万分之几）两位数字（表示平均含碳量的万分之几）两位数字（表示平均含碳量的万分之几）两位数字（表示平均含碳量的万分之几）+合金元合金元合金元合金元素符号素符号素符号素符号+该元素百分含量数字该元素百分含量数字该元素百分含量数字该元素百分含量数字+l l当合金元素的平均含量小于当合金元素的平均含量小于当合金元素的平均含量小于当合金元素的平均含量小于1.50%1.50%时，只标元素符时，只标元素符时，只标元素符时，只标元素符号，不标含量；号，不标含量；号，不标含量；号，不标含量；l l当合金元素的平均含量为当合金元素的平均含量为当合金元素的平均含量为当合金元素的平均含量为1.502.49%1.502.49%、2.50 3.49%2.50 3.49%、3.504.49%3.504.49%、4.505.49%4.505.49%、时，在相应的合金元时，在相应的合金元时，在相应的合金元时，在相应的合金元素符号后标素符号后标素符号后标素符号后标2 2、3 3、4 4、5 5 等数字。等数字。等数字。等数字。如如如如20CrNi320CrNi3。l l高级优质钢高级优质钢高级优质钢高级优质钢在牌号后加字母在牌号后加字母在牌号后加字母在牌号后加字母A A，如，如，如，如60Si2MnA60Si2MnA。l l特级优质钢特级优质钢特级优质钢特级优质钢在牌号后加字母在牌号后加字母在牌号后加字母在牌号后加字母E E，如，如，如，如30CrMnSiE30CrMnSiE。不锈钢制管板式换热器不锈钢制管板式换热器所有合所有合金钢的金钢的合金元合金元素量标素量标法相同法相同l l4 4、工具钢、工具钢、工具钢、工具钢l l 碳素工具钢碳素工具钢碳素工具钢碳素工具钢l lT+T+数字数字数字数字l lT T表示表示表示表示“碳素工具钢碳素工具钢碳素工具钢碳素工具钢”；l l数字表示平均含碳量的千分之几数字表示平均含碳量的千分之几数字表示平均含碳量的千分之几数字表示平均含碳量的千分之几.l l如如如如T8T8其平均含碳量为千分之八其平均含碳量为千分之八其平均含碳量为千分之八其平均含碳量为千分之八(0.8%C)(0.8%C)。l l*说明：说明：说明：说明：碳素工具钢都是优质以上碳素工具钢都是优质以上碳素工具钢都是优质以上碳素工具钢都是优质以上质量的。高级优质钢在钢号后加质量的。高级优质钢在钢号后加质量的。高级优质钢在钢号后加质量的。高级优质钢在钢号后加“A A”，如，如，如，如T8AT8A。丝丝锥锥锉刀锉刀l l 合金工具钢合金工具钢合金工具钢合金工具钢l l含碳量含碳量含碳量含碳量+合金元素符号合金元素符号合金元素符号合金元素符号+该元素百分含量该元素百分含量该元素百分含量该元素百分含量+l l当含碳量小于当含碳量小于当含碳量小于当含碳量小于1.00%1.00%时，时，时，时，含碳量用一位数字标明，含碳量用一位数字标明，含碳量用一位数字标明，含碳量用一位数字标明，这一位数字表示平均含碳量的千分之几，如这一位数字表示平均含碳量的千分之几，如这一位数字表示平均含碳量的千分之几，如这一位数字表示平均含碳量的千分之几，如8MnSi8MnSi.l l当含碳量大于当含碳量大于当含碳量大于当含碳量大于1.00%1.00%时，时，时，时，不标含碳量。不标含碳量。不标含碳量。不标含碳量。*高速钢高速钢不标含碳量，如不标含碳量，如W6Mo5Cr4V2(含含0.85%C).*含铬量小于含铬量小于1%时，在含铬时，在含铬量量(以千分之一为单位以千分之一为单位)前加前加数字数字“0”，如，如Cr06。铣刀铣刀铣刀铣刀l l5、轴承钢、轴承钢l lG+Cr+铬含量铬含量(不标含碳量不标含碳量)l l“G”表示表示“滚滚动轴承动轴承”。*铬含量以千分之一为单位铬含量以千分之一为单位.l l如如“GCr15”的平均含铬的平均含铬量为量为1.5%。l l6 6、不锈钢和耐热钢、不锈钢和耐热钢、不锈钢和耐热钢、不锈钢和耐热钢l l含碳量含碳量含碳量含碳量+合金元素符号合金元素符号合金元素符号合金元素符号+该元素百分含量该元素百分含量该元素百分含量该元素百分含量+l l含碳量以千分之一为单位。含碳量以千分之一为单位。含碳量以千分之一为单位。含碳量以千分之一为单位。l含碳量的表示方含碳量的表示方法为：法为：l当平均含碳量当平均含碳量1.00%时，时，用两用两位数字表示位数字表示，如，如11Cr17(平均含碳平均含碳量为量为1.10%)；涡涡轮轮叶叶片片l l 当当当当1.0%1.0%平均含碳量平均含碳量平均含碳量平均含碳量0.1%0.1%时，时，时，时，用一位数字表示用一位数字表示用一位数字表示用一位数字表示,如如如如2Cr132Cr13（平均含碳量为（平均含碳量为（平均含碳量为（平均含碳量为0.20%0.20%）l l 当当当当0.1%0.1%含碳量上限含碳量上限含碳量上限含碳量上限 0.03%0.03%时，时，时，时，以以以以“0”“0”表示表示表示表示，如如如如0Cr18Ni90Cr18Ni9（含碳量上限为（含碳量上限为（含碳量上限为（含碳量上限为0.1%0.1%）l l 当当当当0.03%0.03%含碳量上限含碳量上限含碳量上限含碳量上限0.01%0.01%时时时时（超低碳超低碳超低碳超低碳），），），），以以以以“03”“03”表示表示表示表示，如，如，如，如03Cr19Ni10(03Cr19Ni10(含碳量上限为含碳量上限为含碳量上限为含碳量上限为0.03%0.03%）l 当含碳量上限当含碳量上限0.01%时时(极低碳极低碳)，以以“01”表示表示，如如01Cr19Ni11（含碳量上含碳量上限为限为0.01%）。）。汽轮机叶片汽轮机叶片*珠光体耐热钢含碳量的标注同结构钢。如珠光体耐热钢含碳量的标注同结构钢。如珠光体耐热钢含碳量的标注同结构钢。如珠光体耐热钢含碳量的标注同结构钢。如15CrMo15CrMol l注：注：注：注：旧标准含碳量表示方法为：旧标准含碳量表示方法为：旧标准含碳量表示方法为：旧标准含碳量表示方法为：l l当含碳量当含碳量当含碳量当含碳量0.08%0.08%时，以时，以时，以时，以“0”“0”表示，如表示，如表示，如表示，如0Cr18.0Cr18.l l当含碳量当含碳量当含碳量当含碳量0.03%0.03%时，以时，以时，以时，以“00”“00”表示，如表示，如表示，如表示，如00Cr18Ni10.00Cr18Ni10.不不锈锈钢钢法法兰兰不不锈锈钢钢型型材材l l7 7、铸钢、铸钢、铸钢、铸钢l lZG+ZG+两位数字两位数字两位数字两位数字l lZGZG表示表示表示表示“铸钢铸钢铸钢铸钢”；l l两位数字表示平均含碳两位数字表示平均含碳两位数字表示平均含碳两位数字表示平均含碳量的万分之几量的万分之几量的万分之几量的万分之几,如如如如ZG25ZG25.铸钢件铸钢件2.5吨吨大大齿齿轮轮铸铸件件第二节第二节钢中的杂质及合金元素钢中的杂质及合金元素l l1 1、Mn:Mn:0.8%0.8%时为杂质时为杂质时为杂质时为杂质,是有益元素。作用为：是有益元素。作用为：是有益元素。作用为：是有益元素。作用为：l l 强化铁素体；强化铁素体；强化铁素体；强化铁素体；l l 消除硫的有害作用。消除硫的有害作用。消除硫的有害作用。消除硫的有害作用。一、杂质元素对性能的影响一、杂质元素对性能的影响l钢中的杂质一般是指钢中的杂质一般是指Mn、Si、P、S。是由原料带入是由原料带入或脱氧残留的元素。或脱氧残留的元素。l l 强化铁素体；强化铁素体；强化铁素体；强化铁素体；l l 增加钢液流动性。增加钢液流动性。增加钢液流动性。增加钢液流动性。l l3 3、S S：是有害元素：是有害元素：是有害元素：是有害元素。l l常以常以常以常以FeSFeS形式存在。易与形式存在。易与形式存在。易与形式存在。易与FeFe在晶在晶在晶在晶界上形成低熔点共晶界上形成低熔点共晶界上形成低熔点共晶界上形成低熔点共晶(985985)，热加工时热加工时热加工时热加工时(1150120011501200)，由于，由于，由于，由于其熔化而导致开裂，称其熔化而导致开裂，称其熔化而导致开裂，称其熔化而导致开裂，称热脆性热脆性热脆性热脆性.l l钢中的硫应控制在钢中的硫应控制在钢中的硫应控制在钢中的硫应控制在0.045%0.045%以下以下以下以下.l2、Si：0.5%时为杂质，是有益元素。作用为：时为杂质，是有益元素。作用为：合金晶界的低熔点硫化物共晶合金晶界的低熔点硫化物共晶l lMnMn可消除硫的有害作用可消除硫的有害作用可消除硫的有害作用可消除硫的有害作用,l lFeS+Mn Fe+MnSFeS+Mn Fe+MnS，l lMnSMnS熔点高熔点高熔点高熔点高(16001600)。l l4 4、P P：也是有害元素：也是有害元素：也是有害元素：也是有害元素。l l能全部溶入铁素体中，使能全部溶入铁素体中，使能全部溶入铁素体中，使能全部溶入铁素体中，使钢在常温下硬度提高，钢在常温下硬度提高，钢在常温下硬度提高，钢在常温下硬度提高，塑塑塑塑性、韧性急剧下降性、韧性急剧下降性、韧性急剧下降性、韧性急剧下降，称，称，称，称冷冷冷冷脆性脆性脆性脆性。l lP P一般控制在一般控制在一般控制在一般控制在0.045%0.045%以下以下以下以下.钢中的钢中的MnS夹杂夹杂比利时阿尔伯特运河钢桥因磷高产生比利时阿尔伯特运河钢桥因磷高产生冷脆性于冷脆性于1938年冬发生断裂坠入河中年冬发生断裂坠入河中 l l5 5、气体元素气体元素气体元素气体元素l l N N：室温下室温下室温下室温下N N在铁素体中溶在铁素体中溶在铁素体中溶在铁素体中溶解度很低，钢中过饱和解度很低，钢中过饱和解度很低，钢中过饱和解度很低，钢中过饱和N N在常在常在常在常温放置过程中以温放置过程中以温放置过程中以温放置过程中以FeNFeN、FeFe4 4N N形形形形式析出使钢变脆式析出使钢变脆式析出使钢变脆式析出使钢变脆,称称称称时效脆化时效脆化时效脆化时效脆化.l l加加加加TiTi、V V、AlAl等元素可使等元素可使等元素可使等元素可使N N固定，固定，固定，固定，消除时效倾向。消除时效倾向。消除时效倾向。消除时效倾向。l l O O：氧在钢中以氧化物的形氧在钢中以氧化物的形氧在钢中以氧化物的形氧在钢中以氧化物的形式存在，其与基体结合力弱，式存在，其与基体结合力弱，式存在，其与基体结合力弱，式存在，其与基体结合力弱，不易变形，易成为疲劳裂纹源不易变形，易成为疲劳裂纹源不易变形，易成为疲劳裂纹源不易变形，易成为疲劳裂纹源.钢中钢中TiN夹杂夹杂钢中氧化物夹杂钢中氧化物夹杂l l H H：常温下氢在钢中的溶解度也很低。当氢在钢常温下氢在钢中的溶解度也很低。当氢在钢常温下氢在钢中的溶解度也很低。当氢在钢常温下氢在钢中的溶解度也很低。当氢在钢中以原子态溶解时，降低韧性，引起中以原子态溶解时，降低韧性，引起中以原子态溶解时，降低韧性，引起中以原子态溶解时，降低韧性，引起氢脆氢脆氢脆氢脆。l l当氢在缺陷处以分子态析出时，会产生很高内压，当氢在缺陷处以分子态析出时，会产生很高内压，当氢在缺陷处以分子态析出时，会产生很高内压，当氢在缺陷处以分子态析出时，会产生很高内压，形成微裂纹，其内壁为白色，称形成微裂纹，其内壁为白色，称形成微裂纹，其内壁为白色，称形成微裂纹，其内壁为白色，称白点白点白点白点或或或或发裂发裂发裂发裂。钢中白点钢中白点钢中白点钢中白点钢的氢脆断口钢的氢脆断口钢的氢脆断口钢的氢脆断口l l 对钢中基本相的影响对钢中基本相的影响对钢中基本相的影响对钢中基本相的影响l l1 1、溶于铁素体、溶于铁素体、溶于铁素体、溶于铁素体,起固溶强起固溶强起固溶强起固溶强化作用化作用化作用化作用l l非碳化物形成元素及过剩非碳化物形成元素及过剩非碳化物形成元素及过剩非碳化物形成元素及过剩的碳化物形成元素都溶于的碳化物形成元素都溶于的碳化物形成元素都溶于的碳化物形成元素都溶于铁素体，形成合金铁素体铁素体，形成合金铁素体铁素体，形成合金铁素体铁素体，形成合金铁素体.l lSiSi、MnMn对强度、硬度提高对强度、硬度提高对强度、硬度提高对强度、硬度提高显著。显著。显著。显著。CrCr、NiNi在适当范围在适当范围在适当范围在适当范围内提高韧性。内提高韧性。内提高韧性。内提高韧性。二、合金元素在钢中的作用二、合金元素在钢中的作用对铁素体冲击韧性影响对铁素体冲击韧性影响合金元素对铁素体硬度的影响合金元素对铁素体硬度的影响（退火态）（退火态）l l2 2、形成碳化物，起强化相作用、形成碳化物，起强化相作用、形成碳化物，起强化相作用、形成碳化物，起强化相作用l l合金元素与碳的亲和力从大到小的顺序为：合金元素与碳的亲和力从大到小的顺序为：合金元素与碳的亲和力从大到小的顺序为：合金元素与碳的亲和力从大到小的顺序为：TiTi、ZrZr、NbNb、V V、WW、MoMo、CrCr、MnMn、FeFe。l Ti、Nb、V为强碳化物形成为强碳化物形成元素，碳化物的元素，碳化物的稳定性稳定性、熔点、熔点、硬度、耐磨性高，硬度、耐磨性高，如如TiC、VC等等。钢中碳化物钢中碳化物钢中碳化物钢中碳化物l l WW、MoMo、CrCr为中碳化物形成元素，碳化物的稳为中碳化物形成元素，碳化物的稳为中碳化物形成元素，碳化物的稳为中碳化物形成元素，碳化物的稳定性、熔点、硬度、耐磨性较高，如定性、熔点、硬度、耐磨性较高，如定性、熔点、硬度、耐磨性较高，如定性、熔点、硬度、耐磨性较高，如WW2 2C C等等等等。l l MnMn、FeFe为弱碳化物形成元素，碳化物的稳定性为弱碳化物形成元素，碳化物的稳定性为弱碳化物形成元素，碳化物的稳定性为弱碳化物形成元素，碳化物的稳定性、熔点、硬度、耐磨性较低，如熔点、硬度、耐磨性较低，如熔点、硬度、耐磨性较低，如熔点、硬度、耐磨性较低，如FeFe3 3C C等。等。等。等。l l 对对对对Fe-FeFe-Fe3 3C C相图相图相图相图的影响的影响的影响的影响l l1 1、对奥氏体相区的、对奥氏体相区的、对奥氏体相区的、对奥氏体相区的影响影响影响影响l l Ni Ni、MnMn、CoCo、C C、N N等是扩大奥氏体相等是扩大奥氏体相等是扩大奥氏体相等是扩大奥氏体相区的元素，使区的元素，使区的元素，使区的元素，使A A1 1、A A3 3点下降，点下降，点下降，点下降，A A4 4点上升。点上升。点上升。点上升。l当当Mn 13%或或Ni 9%时，时，S点降到点降到0以下，室温下以下，室温下为单相奥氏体组织，称奥氏体钢。为单相奥氏体组织，称奥氏体钢。锰对奥氏体相区的影响锰对奥氏体相区的影响l l Cr Cr、MoMo、SiSi、TiTi、WW、AlAl等是缩等是缩等是缩等是缩小奥氏体相区的元小奥氏体相区的元小奥氏体相区的元小奥氏体相区的元素，使素，使素，使素，使A A1 1、A A3 3点点点点上升，上升，上升，上升，A A4 4点下降。点下降。点下降。点下降。l l当当当当CrCr 13%13%时，奥时，奥时，奥时，奥氏体相区消失，室氏体相区消失，室氏体相区消失，室氏体相区消失，室温下为单相铁素体温下为单相铁素体温下为单相铁素体温下为单相铁素体组织，称铁素体钢组织，称铁素体钢组织，称铁素体钢组织，称铁素体钢.铬对奥氏体相区的影响铬对奥氏体相区的影响l l2 2、对、对、对、对E E点和点和点和点和S S点位置的影响点位置的影响点位置的影响点位置的影响l l所有合金元素均使所有合金元素均使所有合金元素均使所有合金元素均使E E点和点和点和点和S S点左移点左移点左移点左移，即这两点的含碳即这两点的含碳即这两点的含碳即这两点的含碳量下降，使碳含量比较低的钢出现过共析组织（如量下降，使碳含量比较低的钢出现过共析组织（如量下降，使碳含量比较低的钢出现过共析组织（如量下降，使碳含量比较低的钢出现过共析组织（如4Cr134Cr13）或共晶组织（如）或共晶组织（如）或共晶组织（如）或共晶组织（如W18Cr4VW18Cr4V）。）。）。）。l l 对钢中相变过程的对钢中相变过程的对钢中相变过程的对钢中相变过程的影响影响影响影响l l1 1、对奥氏体化的影响、对奥氏体化的影响、对奥氏体化的影响、对奥氏体化的影响l l 对奥氏体形成速度对奥氏体形成速度对奥氏体形成速度对奥氏体形成速度的影响：的影响：的影响：的影响：除除除除NiNi、CoCo外，外，外，外，都减缓奥氏体化过程。都减缓奥氏体化过程。都减缓奥氏体化过程。都减缓奥氏体化过程。l l 对奥氏体晶粒长大对奥氏体晶粒长大对奥氏体晶粒长大对奥氏体晶粒长大倾向的影响：倾向的影响：倾向的影响：倾向的影响：l碳、氮化物形成元素阻碍奥氏体晶粒长大。碳、氮化物形成元素阻碍奥氏体晶粒长大。lMn、P促进长大。促进长大。l l2 2、对过冷奥氏体转变的影响、对过冷奥氏体转变的影响、对过冷奥氏体转变的影响、对过冷奥氏体转变的影响l l对对对对C C曲线和淬透性的影响：曲线和淬透性的影响：曲线和淬透性的影响：曲线和淬透性的影响：除除除除CoCo外，凡溶入奥氏外，凡溶入奥氏外，凡溶入奥氏外，凡溶入奥氏体的合金元素均使体的合金元素均使体的合金元素均使体的合金元素均使C C曲线右移，淬透性提高。曲线右移，淬透性提高。曲线右移，淬透性提高。曲线右移，淬透性提高。l l常用提高淬透性的元素为常用提高淬透性的元素为常用提高淬透性的元素为常用提高淬透性的元素为MnMn、SiSi、CrCr、NiNi、B B。l 对对Ms、Mf点的影响：点的影响：除除Co、Al外外,所有元素都所有元素都 使使Ms、Mf点点下降。下降。合金元素对钢合金元素对钢淬透性的影响淬透性的影响淬火碳钢淬火碳钢 回火回火 时的时的 硬度变化硬度变化l l3 3、对回火转变的影响、对回火转变的影响、对回火转变的影响、对回火转变的影响l l 提高回火稳定性：提高回火稳定性：提高回火稳定性：提高回火稳定性：淬火钢在回火过程中淬火钢在回火过程中淬火钢在回火过程中淬火钢在回火过程中抵抗硬度下降的能力抵抗硬度下降的能力抵抗硬度下降的能力抵抗硬度下降的能力称称称称回火稳定性。回火稳定性。回火稳定性。回火稳定性。l l合金元素能阻碍马氏合金元素能阻碍马氏合金元素能阻碍马氏合金元素能阻碍马氏体分解及碳化物的析体分解及碳化物的析体分解及碳化物的析体分解及碳化物的析出与聚集。出与聚集。出与聚集。出与聚集。l当回火硬度相同时，合金钢比同含碳量碳钢回火温当回火硬度相同时，合金钢比同含碳量碳钢回火温度高。如果同温度回火，合金钢硬度比碳钢高。度高。如果同温度回火，合金钢硬度比碳钢高。l l 产生二次硬化产生二次硬化产生二次硬化产生二次硬化l l含高含高含高含高WW、MoMo、CrCr、V V钢淬钢淬钢淬钢淬火后回火时，由于析出细火后回火时，由于析出细火后回火时，由于析出细火后回火时，由于析出细小弥散的特殊碳化物及回小弥散的特殊碳化物及回小弥散的特殊碳化物及回小弥散的特殊碳化物及回火冷却时火冷却时火冷却时火冷却时AA转变为转变为转变为转变为MM回回回回,使使使使硬度不仅不下降，反而升硬度不仅不下降，反而升硬度不仅不下降，反而升硬度不仅不下降，反而升高的现象称高的现象称高的现象称高的现象称二次硬化二次硬化二次硬化二次硬化。l l 防止第二类回火脆性防止第二类回火脆性防止第二类回火脆性防止第二类回火脆性l l加加加加WW、MoMo可防止第二类可防止第二类可防止第二类可防止第二类回火脆性。回火脆性。回火脆性。回火脆性。高速钢高速钢第三节第三节 结构钢结构钢l l对结构钢的性能要求为：对结构钢的性能要求为：对结构钢的性能要求为：对结构钢的性能要求为：l l使用性能使用性能使用性能使用性能以强韧性为主。以强韧性为主。以强韧性为主。以强韧性为主。l l工艺性能工艺性能工艺性能工艺性能以可焊性、淬透以可焊性、淬透以可焊性、淬透以可焊性、淬透性为主。性为主。性为主。性为主。l l合金结构钢除少量为中高合金结构钢除少量为中高合金结构钢除少量为中高合金结构钢除少量为中高合金钢外，都是低合金钢合金钢外，都是低合金钢合金钢外，都是低合金钢合金钢外，都是低合金钢.铜铜陵陵长长江江公公路路大大桥桥l l1 1、成分：、成分：、成分：、成分：0.4%C0.4%C,P P、S S量及非金属夹杂较多量及非金属夹杂较多量及非金属夹杂较多量及非金属夹杂较多.l l2 2、性能：、性能：、性能：、性能：可焊性、塑可焊性、塑可焊性、塑可焊性、塑性好。性好。性好。性好。l l3 3、热处理：、热处理：、热处理：、热处理：不进行专不进行专不进行专不进行专门热处理，热轧空冷态门热处理，热轧空冷态门热处理，热轧空冷态门热处理，热轧空冷态下使用。下使用。下使用。下使用。l l4 4、使用状态下组织：、使用状态下组织：、使用状态下组织：、使用状态下组织：F+SF+S一、碳素结构钢一、碳素结构钢螺纹钢螺纹钢螺纹钢螺纹钢圆钢圆钢圆钢圆钢l l5 5、用途、用途、用途、用途l l常以热轧板、带、棒及型常以热轧板、带、棒及型常以热轧板、带、棒及型常以热轧板、带、棒及型钢使用，用量约占钢材总钢使用，用量约占钢材总钢使用，用量约占钢材总钢使用，用量约占钢材总量的量的量的量的70%70%。l l用于建筑结构，适合焊接用于建筑结构，适合焊接用于建筑结构，适合焊接用于建筑结构，适合焊接、铆接、栓接等。铆接、栓接等。铆接、栓接等。铆接、栓接等。热轧钢板热轧钢板热轧钢板热轧钢板螺纹钢螺纹钢黄河小浪底枢纽工程黄河小浪底枢纽工程碳素结构钢的牌号、成分、性能及应用（碳素结构钢的牌号、成分、性能及应用（GB 7001988）牌号牌号牌号牌号等等等等级级级级化学成份，化学成份，化学成份，化学成份，%脱氧脱氧脱氧脱氧方法方法方法方法力学性能力学性能力学性能力学性能应用举例应用举例应用举例应用举例C CS SP P s s MPaMPa b bMPaMPa 5 5%Q195Q1950.060.060.120.120.0500.0500.0450.045F F、b b、Z Z1951953153153903903333用于载荷不大的结构用于载荷不大的结构用于载荷不大的结构用于载荷不大的结构件、件、件、件、铆钉、垫圈、地铆钉、垫圈、地铆钉、垫圈、地铆钉、垫圈、地脚螺栓、开口销、拉脚螺栓、开口销、拉脚螺栓、开口销、拉脚螺栓、开口销、拉杆、螺纹钢筋、冲压杆、螺纹钢筋、冲压杆、螺纹钢筋、冲压杆、螺纹钢筋、冲压件和焊接件件和焊接件件和焊接件件和焊接件。Q215Q215A A0.090.090.150.150.0500.0500.0450.045F F、b b、Z Z2152153353354104103131B B0.0450.045Q235Q235A A0.140.140.220.220.0500.0500.0450.045F F、b b、Z Z2352353753754604602626用于结构件、用于结构件、用于结构件、用于结构件、钢板、钢板、钢板、钢板、螺纹钢筋、型钢、螺螺纹钢筋、型钢、螺螺纹钢筋、型钢、螺螺纹钢筋、型钢、螺栓、螺母、铆钉，拉栓、螺母、铆钉，拉栓、螺母、铆钉，拉栓、螺母、铆钉，拉杆、齿轮、轴、连杆杆、齿轮、轴、连杆杆、齿轮、轴、连杆杆、齿轮、轴、连杆Q235CQ235C、D D可用作重可用作重可用作重可用作重要要要要焊接结构焊接结构焊接结构焊接结构件。件。件。件。B B0.120.120.200.200.0450.045C C0.180.180.0400.0400.0400.040Z ZD D0.170.170.0350.0350.0350.035TZTZQ255Q255A A0.180.180.280.280.0500.0500.0450.045Z Z2552554104105105102424强度较高，用于承受强度较高，用于承受强度较高，用于承受强度较高，用于承受中等载荷的零件，如中等载荷的零件，如中等载荷的零件，如中等载荷的零件，如键、链、拉杆、转轴、键、链、拉杆、转轴、键、链、拉杆、转轴、键、链、拉杆、转轴、链轮、链环片、螺栓链轮、链环片、螺栓链轮、链环片、螺栓链轮、链环片、螺栓及螺纹钢筋及螺纹钢筋及螺纹钢筋及螺纹钢筋等。等。等。等。B B0.0450.045Q275Q2750.280.280.380.380.0500.0500.0450.045Z Z27527549049061061020201 1、对低合金高强度钢的性能要求、对低合金高强度钢的性能要求、对低合金高强度钢的性能要求、对低合金高强度钢的性能要求l l 高强度。一般高强度。一般高强度。一般高强度。一般 s s300MPa300MPal l 高韧性。高韧性。高韧性。高韧性。：15152020；a ak k：600J/m600J/m2 2800KJ/m800KJ/m2 2l l 良好的焊接性能和良好的焊接性能和良好的焊接性能和良好的焊接性能和 冷成型性能冷成型性能冷成型性能冷成型性能l l 一定的耐蚀性。一定的耐蚀性。一定的耐蚀性。一定的耐蚀性。2 2、化学成分特点、化学成分特点、化学成分特点、化学成分特点l l 低碳：低碳：低碳：低碳：0.2%C0.2%C.l l 合金元素：合金元素：合金元素：合金元素：主要是主要是主要是主要是MnMn，还有少量，还有少量，还有少量，还有少量V V、TiTi、NbNb等。等。等。等。二、低合金高强度钢二、低合金高强度钢3 3、热处理特点、热处理特点、热处理特点、热处理特点：大多大多大多大多数数数数热轧空冷后使用热轧空冷后使用热轧空冷后使用热轧空冷后使用。组织：组织：组织：组织：F+SF+Sl l4 4、钢种、牌号与用、钢种、牌号与用、钢种、牌号与用、钢种、牌号与用途途途途：低合金高强钢合金元素细化晶粒作用低合金高强钢合金元素细化晶粒作用l Mn的作用的作用是强化铁素体；增加珠光体的量。是强化铁素体；增加珠光体的量。l V、Ti、Nb等等起细化晶粒和弥散强化作用。起细化晶粒和弥散强化作用。l 另外加另外加Cu、P可提高耐蚀性；加可提高耐蚀性；加RE可提高韧性、可提高韧性、疲劳极限，降低冷脆转变温度。疲劳极限，降低冷脆转变温度。牌号牌号质质量量等等级级化化 学学 成成