(2.34)--课件4-工业用钢金属工艺学.ppt

第四章 工业用钢第四章 工业用钢n钢：用生铁（炼钢生铁）或生铁加一部分废钢炼成的。钢中含碳量低于2.11%，并使其杂质（主要指S、P）含量降低到规定标准。n钢的分类钢的种类很多，按照钢的化学成分、品质、冶炼方法和用途等的不同，可对钢进行多种的分类。GB/T13304-2008钢分类非合金钢（碳素钢）、低合金钢、合金钢按冶炼方法分类转炉钢：是把空气或氧气吹入铁水中，使铁水中的C、Mn、Si、P、S等迅速氧化、靠氧化时放出的热量来升温，而不靠燃料供热的炼钢方法。转炉钢由于节省燃料，是目前主要炼钢设备。电炉钢：利用电能作为热源的炼钢方法。电炉钢主要生产高质量和高合金钢。按工艺方法（脱氧程度）分类沸腾钢：只用Mn铁（价格低、脱氧效果差）脱氧，所以钢中含氧较多，浇注时，钢中氧与碳发生作用析出大量CO。因此钢水在钢模内呈沸腾现象，称沸腾钢。沸腾钢成材率高，成本低。但化学成份不均匀、偏析、杂质多。沸腾钢钢号最后用“F”表示。镇静钢：除用Mn铁，还用Si铁（有时用Al)脱氧，钢中氧已很少，浇注时没有沸腾现象。镇静钢化学成分均匀，力学性能较好，但有缩孔，成本高。镇静钢钢号后加“Z”。半镇静钢：脱氧程度在镇静钢与沸腾之间，性能也介于之间，钢号后加“b”。半镇静钢应用较少。按钢的品质分普通钢：钢中含杂质元素较多，含硫量ws一般0.05，含磷量wP0.045，如碳素结构钢、低合金结构钢等；优质钢：钢中含杂质元素较少，含硫及磷量ws、wp，一般均0.035，如优质碳素结构钢、合金结构钢、碳素工具钢和合金工具钢、弹簧钢、轴承钢等；高级优质钢：钢中含杂质元素极少，含硫量ws一般O.03，含磷量wP0.03，如合金结构钢和工具钢等。高级优质钢在钢号后面，通常加符号“A”或汉字“高”，以便识别 按钢的用途分结构钢：包括建筑及工程用结构钢和机械制造用结构钢；工具钢：一般用于制造各种工具，如碳素工具钢、合金工具钢、高速工具钢等。如按用途又可分为刃具钢、模具钢、量具钢；特殊钢：具有特殊性能的钢，如不锈耐酸钢、耐热不起皮钢、高电阻合金、耐磨钢、磁钢等；专业用钢：指各个工业部门专业用途的钢，如汽车用钢、农机用钢、航空用钢、化工机械用钢、锅炉用钢、电工用钢、焊条用钢等。第1节 碳 素 钢1化学成分对碳钢性能的影响C1.5%，含有Si、Mn、P、S等杂质n含C量对碳素钢组织性能影响亚共析钢随含碳量增加，P量增加，钢的强度、硬度升高，塑性、韧性下降。0.77%C时，组织为100%P,钢的性能即P的性能。0.9%C，Fe3C为晶界连续网状，强度下降,但硬度仍上升。n有益元素Si 有很强的固溶强化作用，能脱氧。Mn 脱氧、去硫，提高钢的强度和硬度。n有害元素P 有很强的固溶强化作用,低温韧性差(冷脆)。S 能引起钢在热加工时或高温工作下开裂(热脆)。2碳素钢的牌号和用途碳素结构钢成分：wC0.38，P、S含量高，不进行热处理牌号：用途：Q195轧制薄板：铁桶、开关箱、防护罩等容器；捆绑钢丝网，铆钉等；A、B普通级别，普通级别，C、D优等级别优等级别Q215焊接钢管、地脚螺钉、螺栓、木螺钉等小五金零件；Q235型钢：工字钢、槽钢、角钢等；钢板、钢筋及车辆、锅炉上性能要 求不太高的机械零件；Q255铆焊件、栓接结构；Q275轴类、农业机具、耐磨零件优质碳素结构钢特点与普通碳素结构钢相比，对钢中S、P等杂质限制较严。S、P含量均不大于0.035%；钢的组织均匀致密，偏析程度小，质量好；供货应同时保证钢材的化学成分和力学性能符合标准的规定。主要用于机器零件。牌号标准(GB/T699-1999)根据含碳量的大小。用平均含碳量的万分数来表示(两位阿拉伯数字表示平均碳含量)。如：平均含碳量为0.25%优质碳素结构钢牌号表示为“25”；沸腾钢和半镇静钢，在牌号后尾部分别加“F”和“b”。如平均碳含量为0.08%的沸腾钢牌号表示为08F，平均碳含量为0.10%的半镇静钢牌号表示为10b；含锰量较高的优质钢，在阿拉伯数字后面加锰元素符号“Mn”。如：平均碳含量为0.50%、锰含量为0.701.0%较高锰含量的优质碳素结构钢牌号表示为“50Mn”。用途 低碳钢（08、10、15、20等）性能：塑性优良；应用：拉拔、冲压、挤压、锻造和焊接；典型钢号：20，用途最广，制造螺钉、螺母、垫圈、小轴，焊接件，有时也用于渗碳件。中碳钢（40、45等）性能：强度、硬度有所提高，淬火后的硬度提高尤为明显；典型钢号：45，综合性能优良，制造主轴、丝杠、齿轮、连杆、涡轮、套筒、键和重要螺钉等。高碳钢（60、65等）性能：强度、硬度显著提高，且弹性优良；应用：小弹簧、发条、钢丝绳、轧辊、凸轮等。碳素工具钢成分：C：0.651.35%；都是优质钢或高级优质钢。牌号：T7、T8、T8Mn等。用途：T7、T8：用于韧性要求稍高的工具，如冲头、简单模具、木工工具。T9、T10、T11：用于中等韧性，高硬度的工具。如手锯条、丝锥、板牙等。T12、T13：高硬度及耐磨性，但韧性低。用于制作量具、锉刀、钻头、刮刀。n低合金钢：合金总含量小于3%，含碳量也比较低，在退火或正火状态下使用。n分类可焊接低合金高强钢；低合金耐候钢；铁道用低合金钢；矿用低合金钢 第2节 低合金钢n可焊接低合金高强钢低合金高强度结构钢含碳量小于0.2%，以锰为主要合金元素，都是镇静钢或特殊镇静钢，其牌号中没有表示脱氧方法的符号。如Q345C。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）和化学元素符号，按顺序表示，如16Mn。说明：通常情况下，屈服强度值小295MPa时为碳素结构钢，大于295MPa时为低合金高强度钢。1合金结构钢（优质碳素结构钢+合金元素）n牌号平均含碳量的万分数+化学元素符号+合金元素平均含量的百分数，如20Mn2：平均含碳量为0.2%，含Mn平均2%；合金平均含量1.5%时，元素符号后不表明数字；高级优质钢号后加注“A”，特级优质合金钢加注“E”。50CrVA、30CrMoSiE。第3节 合金钢2合金工具钢n牌号平均碳含量的千分数+化学元素符号+合金元素平均含量的百分数，5CrMnMo；碳平均含量大于1%时，碳质量分数不标出。高速钢一般不标出，CrWMn；n用途合金刃具钢：9SiCr、W18Cr4V；合金模具钢：Cr12、5CrMnMo、5CrNiMo；合金量具钢：CrMn、CrWMn。3特殊性能钢3不锈钢、耐热钢、耐磨钢能够抵御空气、蒸汽、及腐蚀性介质腐蚀的钢 1Cr13、1Cr17高温下具有高的化学稳定性和热强性的钢1Cr19Ni9很高的耐磨性和韧性 ZGMn13