碳素钢和合金钢分类.ppt

几个基本概念（1）,合金元素：特别添加到钢中为了保证获得所要求的组织结构、物理、化学和机械性能的化学元素。杂质：冶炼时由原材料以及冶炼方法、工艺操作而带入的化学元素。碳钢：含碳量在0.0218-2.11%范围内的铁碳合金。合金钢：在碳钢基础上加入一定量合金元素的钢。,低合金钢：一般指合金元素总含量小于或等于5%的钢。中合金钢：一般指合金元素总含量在510%范围内的钢。高合金钢：一般指合金元素总含量超过10%的钢。微合金钢：合金元素(如V,Nb,Ti,Zr,B)含量小于或等于0.1%，而能显著影响组织和性能的钢。,几个基本概念（2）,碳钢的分类,1按钢中的碳含量,（1）按Fe-Fe3C相图分类亚共析钢：0.0218%wc0.77%共析钢：wc=0.77%过共析钢：0.77%wc2.11%,（2）按钢中碳含量的多少分类低碳钢：wc0.25%中碳钢：0.25%wc0.6%高碳钢：wc0.6%,2按钢的质量（品质），碳钢可分为（1）普通碳素钢：wS0.05%，wP0.045%。（2）优质碳素钢：wS0.035%，wP0.035%。（3）高级优质碳素钢：wS0.02%，wP0.03%。（4）特级优质碳素钢：wS0.015%，wP0.025%。,碳钢的分类,3按钢的用途分类，碳钢可分为（1）碳素结构钢：主要用于各种工程构件，如桥梁、船舶、建筑构件等。也可用于不太重要的机件。（2）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。（3）碳素工具钢：主要用于制造各种工具，如刃具、模具、量具等。（4）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。,碳钢的分类,4按钢冶炼时的脱氧程度分类，可分为（1）沸腾钢：指脱氧不彻底的钢，代号为F。（2）镇静钢：指脱氧彻底的钢，代号为Z。（3）半镇静钢：指脱氧程度介于沸腾钢和镇静钢之间，代号为b。（4）特殊镇静钢：指进行特殊脱氧的钢，代号为TZ。,碳钢的分类,1-普通碳素结构钢（1）主要用于一般工程结构和普通零件，它通常轧制成钢板、钢带、钢管、盘条、型钢、棒钢或各种型材（圆钢、方钢、工字钢、钢筋等），可供焊接、铆接、栓接等结构件使用。应用量很大（钢总产量的70%以上）。（2）热轧后空冷是这类钢通常的供货状态。用户一般不需要再进行热处理而是直接使用。wC=0.06%0.38%，当质量等级为“A”、“B”时，在保证力学性能的要求下，化学成分可根据需方要求作适当调整。,碳钢的用途（1-普通碳素结构钢）,（3）普通碳素结构钢的牌号表示方法由代表屈服点的字母（Q）、屈服点数值、质量等级符号（A、B、C、D）及脱氧方法符号（F、b、Z、TZ）等四个部分按顺序组成。屈服点数值共分195、215、235、255、275五个强度等级；,碳钢的用途（1-普通碳素结构钢）,等级符号是指这类钢所独用的质量等级符号，也按S、P杂质多少来分，以A、B、C、D四个符号代表四个等级，其中：A级wS0.05%,wP0.045%，B级wS0.045%,wP0.045%，C级wS0.04%,wP0.04%，D级wS0.035%,wP0.035%。其中质量等级最高的是D级，达到了碳素结构钢的优质级，A、B、C三个等级均属于普通级范围。脱氧方法符号在镇静钢和特殊镇静钢的牌号中可省略。,碳钢的用途（1-普通碳素结构钢）,碳钢的用途（1-普通碳素结构钢）,（4）典型牌号、性能与用途Q195、Q215：含碳量很低，强度不高，但具有良好的塑性、韧性和焊接性能，常用作铁钉、铁丝、钢窗及各种薄板等强度要求不高的工件。Q235A、Q255A：用于农机具中的拉杆、小轴、链等。也用于建筑钢筋、钢板、型钢等；Q235B、Q255B：用作建筑工程中质量要求较高的焊接结构件，机械中一般的转动轴、吊钩、自行车架等；Q235C、Q235D：质量较好，可作一些重要的焊接结构件及机件。Q255、Q275：强度较高，其中Q275属于中碳钢，可用作制造摩擦离合器、刹车钢带等。,2-优质碳素结构钢（1）用于较为重要的机械零件，可以通过各种热处理调整零件的力学性能。（2）供货状态可以是热轧后空冷，也可以是退火、正火等状态，一般随用户需要而定。（3）牌号一般用两位数字表示。这两位数字表示钢中平均碳的质量分数的万倍，如20钢、45钢。,碳钢的用途（2-优质碳素结构钢）,碳钢的用途（2-优质碳素结构钢）,优质碳素结构钢中有三个钢号是沸腾钢，它们是08F、10F、15F。半镇静钢标“b”，镇静钢一般不标符号。高级优质碳素结构钢在牌号后加符号“A”，特级碳素结构钢加符号“E”。专用优质碳素结构钢还要在牌号的头部（或尾部）加上代表产品用途的符号，例如平均碳含量为0.2%的锅炉用钢，其牌号表示为“20g”等。,优质碳素结构钢按含锰量的不同，分为普通含锰量和较高含锰量两组。含锰量较高的一组在其数字的尾部加“Mn”，如15Mn、45Mn等。注意：这类钢仍属于优质碳素结构钢，不要和低合金高强度结构钢混淆。,碳钢的用途（2-优质碳素结构钢）,（4）优质碳素结构钢典型牌号、性能与用途。08F钢：碳的质量分数低、塑性好，强度较低。可用于各种冷变形加工成型件。1025等钢：焊接和冷冲压性很好，可用来制造标准件、轴套、容器等。也可以经热处理制造表面硬度高、心部有较高的强度和韧性的耐磨损、耐冲击的零件。如齿轮、凸轮、销轴、摩擦片、水泥钉等。,碳钢的用途（2-优质碳素结构钢）,碳钢的用途（2-优质碳素结构钢）,45等中碳钢：通过适当热处理可获得良好的综合力学性能。可用于如传动轴、发动机连杆、机床齿轮等机械零件。高碳碳素结构钢：经适当热处理后可获得高的弹性极限和屈强比以及足够的韧性和耐磨性。可制造小线径的弹簧、重钢轨、轧辊、铁锹、钢丝绳等。,3-碳素工具钢（1）主要用于制作各种小型工具。可进行淬火、低温回火处理获得高的硬度和高耐磨性。可分为优质碳素工具钢和高级优质碳素工具钢两类。（2）牌号一般用标志性符号“T”（碳字的汉语拼音字头）加上碳的质量分数的千倍表示。如T10，T12等。一般优质碳素工具钢不加质量等级符号，而高级优质碳素工具钢则在其数字后面再加上“A”字，如T8A，T12A等。,碳钢的用途（3-碳素工具钢）,碳钢的用途（3-碳素工具钢）,（3）含锰碳素工具钢中锰的质量分数可扩大到0.6%，这时，在牌号的尾部标以Mn，如T8Mn，T8MnA。（4）典型的碳素工具钢T7、T8：适合于制造承受一定冲击而要求韧性较高的刃具，如木工用斧、钳工用凿子等，淬火、低温回火后的硬度为4854HRC（工作部分）；,T9、T10、T11钢：用于制造冲击较小而要求高硬度与耐磨的刃具，如小钻头、丝锥、手锯条等，淬火、低温回火后的硬度为6062HRC，T10A钢还可用于制造一些形状简单、工作负荷不大的冷作模具、量具；T12、T13钢：硬度及耐磨性最高，但韧性最差，用于制造不承受冲击的刃具，如锉刀、铲刮刀等，淬火、低温回火后的硬度为6265HRC。T12A也可用于制造量具。T7T12、T7AT12A还可用于形状简单的塑料模具。,碳钢的用途（3-碳素工具钢）,4一般工程用铸造碳素钢（1）主要用于铸铁保证不了其塑性，且形状复杂，不便于用锻压制成的毛坯零件。其碳含量一般小于0.65%。（2）牌号用符号“ZG”（铸钢这两个字的汉语拼音字头）加上最低屈服点值-最低抗拉强度值表示。如ZG340-640表示其屈服强度不小于340MPa，抗拉强度不低于640MPa的铸钢。（3）典型的碳素铸钢,碳钢的用途（4一般工程用铸造碳素钢）,合金钢的分类与编号,合金钢的分类,1按化学成分分类（1）按钢中所含合金元素的种类分，可分为：锰钢、铬钢、硅钢、硅锰钢、铬锰钛钢等。（2）按钢中合金元素总质量分数分，可分为：低合金钢、中合金钢和高合金钢。,2按钢的用途分类（1）合金结构钢：工程构件用钢（低合金高强度结构钢）和机械制造用钢（合金渗碳钢、合金调质钢、合金弹簧钢、滚动轴承钢和超高强度钢）。（2）合金工具钢：刃具钢（低合金刃具钢和高速钢）、量具钢和模具钢（冷作模具钢和热作模具钢）。（3）特殊性能钢：抗氧化钢、不锈钢、耐热钢、耐磨钢和易削钢等。,3按金相组织分类（1）按退火后的组织分：亚共析钢、共析钢、过共析钢、莱氏体钢。（2）按正火后的组织分：铁素体钢、珠光体钢、贝氏体钢、马氏体钢和奥氏体钢。4按冶金质量分类（1）普通低合金钢（2）优质低合金钢（3）高级优质合金钢（4）特高级优质合金钢,1合金结构钢（1）工程构件用钢（低合金高强度结构钢）由代表屈服点的汉语拼音字母（Q）、屈服点数值、质量等级符号（A、B、C、D、E）等三个部分按顺序排列组成。如Q390A。专用工程构件结构钢：在牌号的头部（或尾部）标注出代表产品用途的符号，例如表示压力容器用钢牌号表示为“Q345R”；焊接气瓶用钢牌号表示为“Q295HP”；锅炉用钢牌号表示为“Q390g”；桥梁用钢表示为“Q420q”等等。,合金钢的牌号,（2）机器零件制造用钢由三部分组成，即由“二位数字+元素符号+数字”组成。前面的两位数字表示钢的碳的质量分数的万倍，元素符号表示所含合金元素，后面的数字表示合金元素含量的百倍。凡合金元素质量分数小于1.5%时，编号中只标明元素符号，一般不标含量。如果合金元素平均质量分数等于或大于1.5%、2.5%、3.5%，则在元素符号后相应标出2、3、4。合金结构钢中的Nb、Ti、B等元素，虽然含量很低，但属有意加入，故在钢的牌号中仍应表示出来。如40B，其平均碳的质量分数为0.4%，硼的质量分数仅为0.0005%0.0035%。,合金结构钢都是优质钢、高级优质钢（牌号后加“A”字）或特级优质钢（牌号后加“E”字）。高碳铬轴承钢的牌号在头部加符号“G”，但不标碳含量。铬含量以千分之几计，其他合金元素按合金结构钢的合金含量表示。例如：平均含铬量为1.50%的轴承钢，其牌号表示为“GCr15”。其它专用机器零件制造用钢也要在牌号的头部（或尾部）加上代表产品用途的符号，例如铆螺钢“ML30CrMnSi。,2合金工具钢表示方法与机器零件制造用结构钢相似，但当其平均碳的质量分数大于1%时，含碳量不标出；当其平均碳的质量分数小于1%时，则牌号前的数字表示平均碳的质量分数的千倍。合金元素的表示方法与合金结构钢相同。由于合金工具钢都属于高级优质钢，故不再在牌号后标出“A”字。如9SiCr表示平均碳的质量分数为0.9%左右，铬、硅各为1%左右。,高速工具钢不论碳的平均质量分数为多少均不予标出。如W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2、CW6Mo5Cr4V2等，但当合金成分不相同时，对高碳者牌号前冠以“C”字。低铬（平均铬含量小于1%）的合金工具钢，在铬含量前加数字“0”。例如：平均含铬量为0.60%的合金工具钢，其牌号表示为“Cr06”。塑料模具钢在牌号头部加“SM”，牌号表示方法与优质碳素结构钢和合金工具钢相同。例如：SM45、SM3Cr2Mo。,3特殊性能钢不锈钢及耐热钢牌号前的数字表示平均碳的质量分数的千倍，合金元素的表示方法与其它合金钢相同。当碳的质量分数小于或等于0.03%时，在牌号前冠以00”；当碳的质量