课题五--熟悉并正确选用碳素钢.ppt

本项课题主要内容： 任务1 掌握碳素钢的分类方法 任务2 认识并能正确选用碳素结构钢 任务3 认识并会选用碳素工具钢 任务4 了解其他专用优质碳素钢的牌号和应用,课题五 熟悉并正确选用碳素钢,学习目标 知识目标：熟悉钢中常存元素对其性能的影响及钢的分类 能力目标：能区分各类碳素钢,任务一 掌握碳素钢的分类方法,碳素钢是以铁为主要元素，碳的质量分数在0.02182.11之间，并含有少量其他元素的铁碳合金。 根据国家新标准GB/T13304-2008钢分类，钢按化学成分可分为碳素钢、低合金钢和合金钢。,学习目标 知识目标：熟悉钢中常存元素对其性能的影响及钢的分类 能力目标：能区分各类碳素钢,碳素钢是以铁为主要元素，碳的质量分数在0.02182.11之间，并含有少量其他元素的铁碳合金。 根据国家新标准GB/T13304-2008钢分类，钢按化学成分可分为碳素钢、低合金钢和合金钢。,1. 熟悉钢中常存元素对其性能的影响,锰有益元素，有很好的脱氧能力，还原FeO中的铁；还可与硫形成MnS，消除了硫的有害作用；溶于铁素体产生固溶强化，提高钢的强度和硬度。钢中含量WMn=0.250.8 硅有益元素，脱氧能力比锰强，还原FeO中的铁；溶于铁素体产生固溶强化，提高钢的强度及质量，硅作为杂质含量在WSi0.10.4%。 硫有害元素，常以FeS形式存在，易使钢材变脆（热脆性）。 磷有害元素，它使钢在低温时变脆（冷脆性）。 氢有害元素，能造成氢脆、白点等缺陷。,2. 掌握碳素钢的分类方法,低碳钢（含碳量0.25） 中碳钢（含碳量0.250.60） 高碳钢（含碳量060）,碳素钢按含碳量分：,碳素钢简称碳钢，是最基本的铁碳合金。在冶炼时没有特意加入合金元素，且 0.0218% Wc 2.11% 的铁碳合金。,2. 掌握碳素钢的分类方法,按钢的质量（S、P含量）分：,普通钢：WS0.050，WP0.045 优质钢：WS 0.035， WP0.030 高级优质钢：WS 0.030， WP 0.030,碳素结构钢：用于制造机械零件和工程结构件， 含碳量一般小于0.70%（常用Q表示） 碳素工具钢：用于制造刀具、模具、量具的钢， 含碳量一般大于0.7,按钢的用途分：,说出下列产品用什么材料制造？,按钢冶炼时脱氧程度分：,镇静钢（Z）：脱氧程度不完全的钢。浇注时钢液镇静不沸腾 沸腾钢（F）：脱氧程度完全的钢。浇注时钢液在钢锭模内产生沸腾现象（气体逸出） 半镇静钢（b）：为脱氧较完全的钢。脱氧程度介于沸腾钢和镇静钢之间，浇注时有沸腾现象，但较沸腾钢弱。,学习目标 知识目标：掌握碳素钢牌号、成分、性能和用途 能力目标：在工程应用上能熟练选用碳素钢,任务二 认识并能正确选用碳素结构钢,碳素结构钢用于制造机械零件和工程结构件，分为普通碳素结构钢和优质碳素结构钢。 机械零件采用优质或高级优质的碳素结构钢，以适应机械零件承受动载荷的要求。一般需热处理，以发挥材料的潜力。 工程结构如屋架、桥梁、高压电线塔、钻井架、车辆构架、起重机械构架等采用普通碳素结构钢。,1. 掌握常用的普通碳素结构钢的牌号与选用,碳素结构钢：用于制造机械零件和工程结构件，可分为普通碳素结构钢和优质碳素结构钢。 机械零件用钢:优质或高级优质的结构钢，以适应机械零件承受动载荷的要求。一般需热处理，以发挥材料的潜力。 工程结构钢：屋架、桥梁、高压电线塔、钻井架、车辆构架、起重机械构架等的钢，是普通质量的结构钢。,1.掌握普通碳素结构钢的与牌号、成分、性能和用途,（1）普通碳素结构钢碳的命名 普通碳素结构钢0.06Wc0.38%，轧制成钢板或各种型材，如圆钢、方钢、工字钢、钢筋等 命名：,前缀符号：Q（钢屈服强度“屈”，汉语拼音字首）+屈服强度值（单位MPa）。 质量等级符号：A、B、C、D级，从A到D依次提高。,（必要时）脱氧方法符号：F沸腾钢、b半镇静钢、Z镇静钢、TZ特殊镇静钢，Z与TZ符号在钢号组成表示方法中予以省略。 （必要时）在牌号尾加产品用途、特性和工艺方法表示符号。如压力容器用钢R、锅炉用钢G、桥梁用钢Q 等。 常用普通碳素结构钢Q195、Q215、Q235、Q255、Q275、Q295，成分与性能见表4-3,说出“Q275”钢的含义及应用？,（2）普通碳素结构钢碳的成分和性能 常用普通碳素结构钢Q195、Q215、Q235、Q255、Q275、Q295等 普通碳素结构钢价格低廉，应用广泛。主要用于厂房、桥梁、船舶等建筑结构和一些受力不大的机械零件。 Q235钢（相当于A3钢）强度较高，用于制作钢筋、钢板、农业机械用型钢和不重要的机械零件，也可制作重要的焊接结构件，如武汉长江大桥钢结构。,普通碳素结构钢碳的成分和性能,（3）普通碳素结构钢的应用 普通碳素结构钢价格低廉易得，应用广泛。主要用于厂房、桥梁、船舶等建筑结构和一些受力不大的机械零件,虎门大桥,番禺大桥,3,4,2. 掌握常用的优质碳素结构钢的牌号与选用,（1）优质碳素结构钢的命名和分类 该类钢有害杂质元素磷、硫受到严格限制，非金属夹杂物含量较少，塑性和韧性较好，主要制作较重要的机械零件。 按冶金质量等级分为优质碳素结构钢、高级优质碳素结构钢（A）、特级优质碳素结构钢（E）； 按使用加工方法分为压力加工用钢（UP）和切削加工用钢（UC），压力加工用钢包括热压力加工用钢（UHP）、顶锻用钢（UF）、冷拔坯料用钢（UCD）。,优质碳素结构钢牌号用两位数字表示。两位数字表示钢中平均含碳量的万分数。如45钢，表示平均含碳量为0.45；08钢表示钢中平均含碳量0.08。 若为高级优质钢在牌号尾加A、如40A 特级优质钢时，在牌号尾加E，如45E 优质碳素结构钢按含锰量不同分为: (1)普通含锰量（0.250.8） (2)较高含锰量（0.71.2%）, 牌号数字后加“Mn”字。高级优质钢在数字后面加“A”；特级优质钢在数字后面加“E”；沸腾钢在数字后面加“F”；半镇静钢数字后面加“b”。优质碳素结构钢的牌号、成分、力学性能见表4 5,说出“50A”钢的含义及应用？,（2）优质碳素结构钢的成分和性能 优质碳素结构钢中有害杂质元素磷、硫受到严格限制，非金属夹杂物含量较少，强度、塑性和韧性较好，主要制作较重要的机械结构零件。钢的强度随碳含量的增加而提高、包括的强度范围较大（屈服强度最小值从175MPa至980MPa），加工性能优良，但是淬透性较低、热稳定性较差、时效敏感性较大，尤其是低碳钢。,表5 8 优质碳素结构钢的牌号、成分、力学性能和用途,学习目标 知识目标：掌握碳素工具钢牌号、成分、性能和用途。 能力目标：在工程应用上能熟练选用碳素钢。,任务三 认识并会选用碳素工具钢,1. 掌握碳素工具钢命名与牌号 碳素工具钢碳的质量分数在0.65%1.35之间，牌号用“T”（“碳” 汉语拼音字首）和数字组成，数字表示钢的平均含碳量的千分数，如T8钢，表示碳的质量分数为Wc0.8的碳素工具钢。牌号末尾加“A”为高级优质碳素工具钢（硫、磷含量比较少）。如T10A钢为平均含碳量为1.0的高级优质碳素工具钢。 常见牌号T7、T8、T9、T10、T11、T12、T13。,说出“T10”钢的含义及应用？,2. 熟悉碳素工具钢的成分、性能和用途 碳素工具钢的硬度和耐磨性随着含碳量的增加，逐渐增大，韧性逐渐下降。该类钢需经热处理淬火低温回火后使用，具有较高的硬度和耐磨性，用于制作低速切削刃具，以及对热处理变形要求低的一般模具、低精度量具等. 碳素工具钢的硬度和耐磨性随着含碳量的增加，逐渐增大，韧性逐渐下降。 T7和T8用于制造受冲击，需要高硬度和高耐磨性的工具（工作部分4860HRC），如铁锤、冲头、錾子、螺钉旋具、简单的模具、木工工具等。,T9、T10和T11钢用于制造受中等冲击的工具和耐磨件（工作部分6062 HRC），如手工锯条、丝锥板牙、冷冲模等。 T12和T13钢用于制造不受冲击、硬度极高的工具和耐磨件（工作部分6265HRC），如锉刀、刮刀、刀片等。,常见碳素工具钢的牌号、成分和热处理见表59,学习目标 知识目标：了解其他专用优质碳素钢的牌号和应用。 能力目标：在工程上能初步选用其他专用优质碳素钢。,任务四 了解其他专用优质碳素钢的牌号和应用,在优质碳素结构钢基础上发展了一些专门用途的钢，如易切削钢、锅炉用钢、焊接用钢、铸造用钢（图示铸钢大齿轮）、矿用钢、钢轨钢、桥梁钢等。专门用途钢的牌号表示方法是在钢号的首部或尾部用符号标明其用途，25MnK即表示在25Mn钢的基础上发展起来的矿用钢，钢中平均碳的质量分数Wc0.25，锰的质量分数WMn1。,铸造碳钢的牌号、成分、性能和用途,铸钢的含碳量0.150.6。用来制作形状复杂、难以进行锻造或切削加工，且要求较高强度和韧性的零件。 工程用铸钢牌号首位冠以“ZG”（“铸钢”汉语拼音字首）。GBT5613-1995规定，铸钢牌号表示方法用力学性能、化学成分两种。 1) 用力学性能表示（按GBT11352-2009规定） 在“ZG”后面有两组数字，第一组数字表示钢的屈服强度最低值，第二组数字表示其抗拉强度的最低值。例如ZG34-640钢，表示s340 MPa，b640 MPa的工程用铸钢。,说出“ZG230450”钢的含义及应用？,用化学成分表示时，在“ZG”后面的一组数字表示铸钢平均含碳量的万分数（平均含碳量大于1时不标，平均含碳量小于0.1时，第一位数字为0）。含碳量后面标主要合金元素符号，元素符号后用整数标出其含量的百分数，小于1时只标元素符号，不标数值。 例如：ZG08C