碳素钢与合金钢ppt课件

1.2常用金属和非金属材料金属材料分为黑色金属（铁碳合金）和有色金属两类。铁碳合金中碳的质量分数大于2%的称为铸铁，不大于2%的称为钢。含碳量越高，则铁碳合金的强度和硬度越高，塑性和韧性越低。,1,1.2.1.碳素钢的分类、编号及用途一、碳素钢的分类,1.按碳的质量分数分类:*低碳钢:Wc0.25%*中碳钢:0.25%Wc0.6%*高碳钢:Wc0.6%,2,2.按钢的质量分类:,*碳素钢:Wp=(0.035%0.045%)Ws=(0.035%0.050%),*优质碳素钢:Wp=0.035%Ws=(0.030%0.035%),*高级优质碳素钢:Wp0.030%Ws=(0.020%0.025%),3,3.按钢的用途分类:,碳素结构钢(carbonstructuralsteel)用于制造各种机械零件、工程构件。一般为低、中碳钢。,碳素工具钢(carbontoolsteel)用于制造各种工具。一般为高碳钢。,4,二、碳素钢的编号及用途,1.碳素结构钢:Q235AF,屈服强度越高，则碳素结构钢的塑性越低，焊接性和压延性越低。,5,2.优质碳素结构钢,*45-Wc=45%00,*较高锰质量分数的优质碳素结构钢45Mn-Wc=45%00;WMn=0.7%1.0%,6,3.碳素工具钢,T12A,7,4.铸造碳钢,ZG200-400,8,转炉炼钢,平炉炼钢,电弧炉炼钢,9,三、钢锭的组织、质量及缺陷,一)杂质元素对钢的质量和性能的影响,Mn脱氧、去硫,提高钢的强度和硬度。,Si有很强的固溶强化作用,能脱氧。,1.有益元素,10,2.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(热裂)。,11,1.镇静钢(killedsteel),钢液在浇注前用锰铁、硅铁和铅进行了充分脱氧,Wo=0.01%左右,成分较均匀、组织较致密。主要用于机械性能要求较高的零件。,二)不同脱氧程度的钢种,12,2.沸腾钢(boilingsteel),钢液在浇注仅前进行轻度假脱氧,Wo=0.03%0.07%,成分偏析较严重、组织不致密。机械性能不均匀,冲击韧性差,常用于要求不高的零件。,13,3.半镇静钢(balancedsteel),半镇静钢是脱氧过程介于镇静钢和沸腾钢之间的钢,是用锰铁和硅铁进行脱氧。其质量也介于二者之间,可代替部分镇静钢,一般不适于做重要零件。,14,1.2.2.合金钢的分类、编号及用途,(AlloyedSteel),加入合金元素会对钢的组织和性能产生影响。,15,一.低合金高强度结构钢,牌号:Q345C,16,Q460钢含Mo、B，正火组织为B，强度高，用于石化中温高压容器。,压力容器,南京长江大桥,Q345钢(16Mn)综合性能好，用于船舶、桥梁、车辆等大型钢结构。,Q390钢含V、Ti、Nb，强度高，用于中等压力的容器。,17,20Mn2TiA（合金渗碳钢）,二.合金结构钢,18,1.典型合金渗碳钢,低淬透性合金渗碳钢钢含合金元素总量3%15Cr、20Cr、20Mn2。用于受力小的耐磨件，如柴油机的活塞销、凸轮轴等。,中淬透性合金渗碳钢钢含合金元素总量在4%左右。20CrMn、20CrMnTi、20Mn2TiB。用于中等载荷的耐磨件，如变速箱齿轮。,柴油机凸轮轴,活塞销(20Cr),19,高淬透性合金渗碳钢钢含合金元素总量在4%6%。18Cr2NiWA、20Cr2Ni4A等。用于大载荷的耐磨件，如柴油机曲轴。,柴油机曲轴,20,2.典型合金调质钢,低淬透性调质钢,钢含合金元素总量3%。,40Cr、40MnB等。,中淬透性调质钢,钢含合金元素总量在4%左右。,38CrSi、35CrMo等。,常用于制造较小的齿轮、轴、螺栓等零件。,21,高淬透性调质钢,钢含合金元素总量在4%10%。,制造大截面重载荷零件，如曲轴等用高淬透性的零件等。38CrMoAlA、40CrMnMo、25Cr2Ni4WA等。,22,3.典型合金弹簧钢,6565Mn60Si2Mn50CrVA50CrMnA55SiMnMoVNb,23,24,4.滚动轴承钢,GCr9SiMn,25,性能要求:,高的硬度强度和耐磨性;高的接触疲劳强度;足够的韧性和耐蚀性;高的纯净度;,26,5.易切削钢的牌号,Y40Mn,27,2.性能要求:,降低切削力和切削热,减少刀具磨损,延长刀具寿命,改排屑性能,提高切削速度。,3.化学成分特点:,1.用途:,适用于高速切削和在自动加工机床上加工的材料。,S:Ws=0.080.3%Pb:WPb=0.150.25%Ca:微量,28,三.合金工具钢(Alloytoolsteel),合金刃具钢(alloycuttingsteel)合金模具钢(alloydiesteel)合金量具钢(alloymeasuringsteel),29,量具,刃具,30,1.合金刃具钢(alloycuttingsteel),种类:低合金刃具钢;高速钢。牌号:,31,性能要求:,高硬度、高耐磨性、高的红硬性(600时,HRC63以上)、有一定的强度和韧性。,高速钢-锋钢如W18Cr4V,32,2.合金模具钢(alloydiesteel),热作模钢:工作温度为600以上。,冷作模钢:工作温度为200300。,33,*热压模钢:如3Cr2W8V,汽车四缸压铸模,34,冷作模钢(colddiesteel),如Cr12、Cr12MoV,高的硬度,HRC62;高的耐磨性;足够高的韧性与疲劳抗力;热处理变形小;,汽车冲压模具,35,3.合金量具钢(alloymeasuringsteel),如CrWMn、4Cr13、GCr15、9SiCr、T12A、60等。,36,四.特殊用途钢(specialperformancesteel),不锈钢(stainlesssteel)耐热钢(heatresistantsteel)耐磨钢(wearresistantsteel),37,1.不锈钢(stainlesssteel),1.定义:在腐蚀介质中具有很高的抗腐蚀能力的钢。,2.概念:*在空气中的年腐蚀量为0.01mm以内的钢,称为在空气中使用的不锈钢。*在强酸、强碱介质中的年腐蚀量为0.1mm以内的钢,称为在强酸、强碱介质中使用的不锈钢。,38,1)马氏体型不锈钢-Cr13型钢Martensiticstainlesssteel,化学成分特点:Wc=0.10.4%WCr=13%,热处理特点:正火后的组体是马氏体。,牌号:1Cr134Cr13,用途:医疗器械,医用镊子,39,2)铁素体型不锈钢(Ferriticstainlesssteel),化学成分特点:Wc=0.1%左右WCr=17%,热处理特点:不能进行热处理强化。,牌号:1Cr17、1Cr17Ti、1Cr28等。,用途:化工设备中要求耐蚀性高、塑性好、强度低的容器、管道等。,40,铁素体型不锈钢的用途,硝酸生产装置,合成氨生产装置,41,牌号:0Cr18Ni9、1Cr18Ni9、0Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni9Ti。,用途:化工容器、管道等。,3)奥氏体型不锈钢-188型钢(Austeniticstainlesssteel),42,2.耐热钢(heat-resistingsteel),1.定义:在高温下具有抗氧化性和高温强度的特殊钢。,2.性能要求,抗氧化性(热稳定性),高温强度(热强性),蠕变强度,持久强度,43,钢种及用途,抗氧化钢(不起皮钢):奥氏体型钢1Cr18Ni9Ti等,工作温度850。,热强钢,珠光体型16Mo，工作温度600。,马氏体型1Cr13，工作温度600。,奥