碳素钢第一二讲

回顾上节内容铁碳合金基本组织（相）铁碳合金相图特性点特性线特性区间奥氏体（相）铁素体（相）珠光体莱氏体渗碳体（相）性能第三讲非合金钢（碳素钢）碳钢教学目标1.了解杂质元素对钢的影响。2.掌握碳钢的分类与牌号。3.熟悉常用碳钢的性能与应用。碳钢第三讲一、杂质元素对钢性能的影响钢中的常存杂质元素Mn、Si、S、P1、Si的作用来

源有益作用有害影响炼钢时加入的脱氧剂。能消除FeO夹杂对钢的不良影响，少量能溶入F中起固溶强化作用，提高钢的强度、硬度及弹性。过多会造成塑性下降，冲击性能变差。有益元素2、Mn的作用来

源有益作用有害影响炼钢时加入的脱氧剂。能与S化合形成MnS，减轻S的有害影响；少量能溶入F中起固溶强化作用。过多会造成塑性下降。有益元素3、S的作用来

源有益作用有害影响炼钢原料和燃料。在钢中形成FeS,FeS与Fe形成低熔点（985℃）共晶体

分布在晶界上，使得对钢进行热加工时容易脆化开裂，这种现象称为热脆。有害元素4、P的作用来

源有益作用有害影响炼钢原料和燃料。引起钢的塑性和韧性急剧下降，尤其在低温时脆性更大，这种现象称为冷脆。有害元素少量能溶入F中，使强度、硬度显著提高。杂质元素总结：元素有益与有害是相对的：硅、锰虽有益，但也不是多多益善；硫、磷虽有害，应该严格控制含量。二、钢的分类按化学成分非合金钢（碳素钢）低合金钢合金钢按碳含量Wc低碳钢：<0.25%中碳钢：0.25~0.60%高碳钢：>0.60%按质量普通质量非合金钢：优质非合金钢：特殊质量非合金钢：按用途非合金钢分类碳素结构钢：碳素工具钢：碳素铸钢：按质量普通质量低合金钢优质低合金钢特殊质量低合金钢可焊接的低合金高强度结构钢低合金耐热钢低合金钢筋钢低合金钢分类铁道用低合金钢等等按主要性能及特性按质量优质合金钢特殊质量合金钢按主要性能及特性工程结构用合金钢机械结构用合金钢不锈、耐蚀和耐热钢合金钢分类合金工具钢轴承钢等等三、非合金钢（碳钢）及牌号碳素结构钢优质碳素结构钢碳素工具钢铸造碳钢1.碳素结构钢：Q△△△AF屈服点屈服点

s的值质量等级：A、B、C、D、E脱氧方法沸腾钢F半镇静钢b镇静钢Z特殊镇静钢TZ例：Q235AF

表示屈服点为235MPa、质量为A级的沸腾碳素结构钢。Q285B

表示屈服点为285MPa、质量为B级的镇静碳素结构钢。碳素结构钢成

分热

处

理性

能典型牌号含碳量较低，Wc<0.30%正火，使用时不进行热处理。较高的强度，良好的塑性与韧性；并具有良好的焊接性。

Q235Q195、Q215、Q235、Q255、Q275一般桥梁、建筑结构，普通机械零件，如螺钉、螺母等。可用于受力较大的机械零件，如链轮、拉杆等。应

用用途：钢板、钢筋、型钢等，作桥梁、建筑等构件。热处理：热轧空冷组织：S＋F建筑构件钢桥梁多边型角钢钢筋、螺纹钢螺钉、铆钉拉杆、链轮2.优质碳素结构钢：两位数字：平均含碳量的万分数。例：45

——表示平均碳质量分数为0.45%的优质碳素结构钢。△△

F(Mn)较高含锰量脱氧方法08F

———表示Wc为0.08%的优质碳素结构钢，属沸腾钢。65Mn

———表示Wc为0.65%、含锰量较高（WMn=0.9~1.2%)的优质碳素结构钢。优质碳素结构钢成

分热

处

理性

能典型牌号Wc=0.05-0.85%，多数为低中碳成分，少数高碳。一般使用时必须进行热处理。较高强度，较好塑性与韧性。性能变化范围较大。

4508F、20、45、65冷冲压件，如汽车和仪表外壳、容器、罩子等。冷冲压件、焊接件和标准件、渗碳件等零件。调质件：机床齿轮、机床主轴、曲轴、连杆等重要零件。弹性件和耐磨件：小尺寸弹簧、低速辊、轮等应

用汽车曲轴弹簧齿轮3.碳素工具钢：

T△（A）例：T8

——表示平均碳质量分数为0.8%的碳素工具钢。T12A

——表示平均碳质量分数为1.20%的高级优质碳素工具钢。平均碳质量分数的千分数。碳高级碳素工具钢成

分热

处

理性

能典型牌号Wc=0.70-1.30%，高碳钢必须经淬火回火处理。高的硬度、强度，良好的耐磨性，一定的塑性与韧性。

T8、T10、T12A各类手工工具和低速工具。T7、T8、T10、T12、T13A承受振动、冲击的工具，如冲头、大锤、木工工具。用于需要较高耐磨性和一定韧性的工具，如手工锯条、剪金属用剪刀。不受振动和冲击的耐磨工具，如丝锥、锉刀、乔刀、板牙、量具等。应

用螺纹量规锉刀钻头4.铸造碳钢：

ZG△—△例：ZG310-570

——表示最小屈服点为310MPa、最小抗拉强度为570MPa的铸造碳钢。最小屈服点铸钢最小抗拉强度铸造碳钢成

分热

处

理性

能典型牌号Wc=0.20-0.60%，低中碳铸造成形，经热处理后使用。较高的硬度、强度和塑性、韧性，即综合力学性能较好。

ZG200-400ZG200-400、ZG270-500、ZG310-570用于受力不大，要求良好塑性和焊接性的零件，如机座、变速箱壳体。用于受力较大的复杂零件，如轧钢机机架、轴承座、连杆、曲轴、缸体。强度和耐磨性较好，但韧性、焊接性降低。用于重载齿轮、制动轮。应

用第四讲钢材的现场鉴别1.火花鉴别与含碳量有关火花特征2.色标鉴别一、普通碳素钢

Q195（1号钢）蓝色

Q215（2号钢）黄色

Q235（3号钢）红色

Q255（4号钢）黑色

Q275（5号钢）绿色

6号钢白色＋黑色

7号钢红色＋棕色特类钢加涂铝白色一条二、优质碳素结构钢

5~15号白色

20~25号棕色＋绿色

30~40号白色＋蓝色

45~85号白色＋棕色

15Mn~40Mn白色二条

45Mn~70Mn绿色三条

3.断口鉴别由自然断口判断钢铁韧脆性断口呈纤维状、颜色发暗、无结晶颗粒等，且断口边缘有明显的塑性变性特征。则塑性韧性好，含碳量较低。断口齐平呈银灰色，有明显的