(1.3)--101工程材料学-碳钢概述工程材料学.ppt

钢的合金化基础碳钢概述改善钢塑韧性的基本途径钢的强化钢的合金化基础*工程材料与工程材料学钢的合金化基础章节目标l了解碳钢、合金钢的分类，掌握钢的合金化理论和强韧化原理。l理解合金元素与Fe、C交互作用及合金元素对相图、热处理的影响，掌握合金钢的设计思路。l感受合金元素在钢中作用的辨证与强度与塑韧性转化的矛盾等思想，激发学习兴趣。知识目标能力目标情感态度碳钢的牌号与用途碳钢分类碳钢化学成分钢材制造与生产1.1 碳钢概述本节目标l了解碳钢的分类，掌握碳钢的化学成分、牌号及用途。l能够根据使用要求，选用合适的材料，并制定热处理制度，理解成分、结构、性能和应用的关系。l感受碳钢成分变化、热处理制度的复杂性、多样性，激发学习热情。知识目标能力目标情感态度1.1.1 钢材制造与生产1.1.2 碳钢的化学成分v碳素钢是指含碳量低于2.11%的铁碳合金。v除铁、碳之外，还含有少量Mn、Si、S、P、H、O、N等非特意加入的杂质元素。vMn，Si：炼钢过程中随脱氧剂或者由生铁残存而进入钢中的lMn：在碳钢中的含量一般小于0.8%。可固溶，也可形成高熔点MnS（1600）夹杂物。lSi：在钢中的含量通常小于0.5%。可固溶，也可形成SiO2夹杂物。l是有益杂质，但夹杂物MnS、SiO2将使钢的疲劳强度和塑、韧性下降。vS，P：lP：S：在固态铁中的溶解度极小，易于形成低熔点共晶，发生热脆(裂)。l可固溶于-Fe，剧烈降低钢的韧性，特别是低温韧性，称为冷脆。vN、H、OlN：在-Fe中可溶解，含过饱和N的钢经受冷变形后析出氮化物机械时效或应变时效。与钒、钛、铌等形成稳定氮化物，细化晶粒和沉淀强化。lH：在钢中和应力的联合作用将引起金属材料产生氢脆。lO：形成硅酸盐2MnOSiO2、MnOSiO2或复合氧化物MgOAl2O3等。vS、P、N、H、O是有害杂质。1.1.3 碳钢的分类v按钢中碳含量的多少分类v相图中碳钢0.250.6%C高碳钢 0.6%C低碳钢 0.25%C亚共析钢共析钢过共析钢钢类元素含量PS普通质量钢0.0450.045优质钢0.0350.035高级优质钢0.0300.030特级优质钢0.0250.020v质量分v碳素结构钢l主要用于各种工程构件，如桥梁、船舶、建筑等。也用于不太重要的机件v优质碳素结构钢主要用于制造各种机器零件，如轴、齿轮、弹簧、连杆等v碳素工具钢主要用于制造各种工具，如刃具、模具、量具等。v一般工程用铸造碳素钢主要用于制造形状复杂且需一定强度、塑性和韧性零件。1.1.4 碳钢的牌号及用途v碳素结构钢Q+最低屈服强度值+质量等级符号+脱氧方法符号：Q235AF、Q235BZ 用途vQ195，Q215、Q235A、Q235Bv桥梁、建筑物等构件，也可用做普通螺钉、螺帽、铆钉等vQ235C、Q235D：重要的焊接件vQ255、Q275：轧制成型钢、钢板作构件用。v使用：v热轧状态使用，不进行热处理。优质碳素结构钢（GB/T699-2015）v用于较为重要的机件，可以通过各种热处理调整零件的力学性能v牌号用两位数字表示：钢平均含碳量的万分之几，如45钢用途与使用v08：冷冲压零件；v10、20钢：冷冲压性与焊接性能良好，可用作冲压件及焊接件，经过热处理（如渗碳）也可以制造轴、销等零件；v35、40、45、50钢：热处理后，获得综合机械性能，可制造齿轮、轴类、套筒等零件；v60、65钢：弹簧v优质碳素结构钢使用前一般都要经热处理。碳素工具钢v碳素工具钢用来制造各种刃具、量具、模具等。vC：0.651.35%vT+数字v数字表示平均含碳量的千分之几.用途及使用vT7、T8硬度较高、韧性较高，可制造冲头、凿子、锤子等工具vT9、T10、T11硬度高，韧性适中，可制造钻头、刨刀、丝锥、手锯条等刃具及冷作模具等vT12、T13硬度高，韧性低，可制作锉刀、刮刀等刃具及量规、样套等量具。v碳素工具钢使用前都要进行热处理。锉锉刀刀丝丝锥锥一般工程用碳素铸钢（GB/T 11352-2009）v主要用于铸铁保证不了塑性，且形状复杂，不便于锻压制成的毛坯零件，其碳含量一般小于0.65%。v牌号用符号“ZG”加上最低屈服点值-最低抗拉强度值表示。如ZG340-640。Thanks for Thanks for your your attention!attention!