第四章 工业用钢.ppt

1、第四章 工业用钢,第一篇 金属材料的基础知识,材料加工工艺,一、化学成分对碳钢性能的影响,第一节 碳素钢,1、含碳量与缓冷后相及组织组成物之间的定量关系,1,2、 含碳量对力学性能的影响 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。 2.11%C，组织中有以Fe3C为基的Le,合金太脆.,S：炼钢时由生铁和燃料带入。在F中的溶解度极小，在钢的晶界处形成低熔点（989）共晶体 FeS,压力加工时熔化导致钢沿晶界开裂“热脆”。 钢中要限硫含量：0.0

2、5% 。Mn与S形成MnS(1620）,粒状分布在晶内。,合金晶界的低熔点硫化物共晶,3、钢中的杂质对性能的影响 Mn、Si ，S、 P ；,有害元素 S、P,3、钢中的杂质对性能的影响 Mn、Si ，S、 P ；,有害元素 S、P,P：由生铁带入。全部溶于F中，使钢的强度硬度升高，而塑性、韧性显著下降。特别是使钢在低温时脆性急剧增加，称为冷脆性。,比利时阿尔伯特运河钢桥因磷高产生冷脆性于1938年冬发生断裂坠入河中,因此钢中要限制磷的含量：0.045% P多，脆性大，可制造炮弹、改善切削加工性能。,3、钢中的杂质对性能的影响 Mn、Si ，S、 P ；,有益元素 Si、Mn,Mn:随脱氧剂加

3、入。大部分溶于铁素体中，具有固溶强化效果，少部分形成合金渗碳体；锰与硫化合成MnS（1620），减轻了硫的有害作用。 0.8%,Si:随脱氧剂加入，有较强的固溶强化作用。 0.4%,二、碳素钢的牌号和用途,第一节 碳素钢,1)、碳素结构钢 (70-80%),1、成分：0.4%C, P、S量及非金属夹杂较多. 2、性能：焊接性、塑性好。 3、热处理：不进行专门热处理，热轧空冷态下使用。 4、使用状态下组织：F+P,二、碳素钢的牌号和用途,第一节 碳素钢,例：45钢 - Wc = 0.45%,牌号：两位数表示 除08钢外，号间隔为5,作重要件： 1）08F、10 冷冲压材料; 15、20 低碳钢

4、作渗碳件 ； 2）3545 中碳钢 调质 综合性能好 轴、齿轮 3）65、70 弹簧钢 作弹簧或耐磨件 4）含锰量较高的1570Mn 要求稍高的零件,二、碳素钢的牌号和用途,第一节 碳素钢,2)、优质碳素结构钢,第一节 碳素钢,二、碳素钢的牌号和用途,二、碳素钢的牌号和用途,2)、碳素工具钢,T表示“碳素工具钢” ； 数字表示平均含碳量千分之几. 如T8其平均含碳量为千分之八。 *说明：碳素工具钢都是优质以上质量的。高级优质钢在钢号后加“A”，如T8A。,丝锥,锉刀,牌号：T + 数字, 热处理：正火+球化退火+淬火+低温回火 球化退火目的： 降低硬度, 便于加工; 为淬火作组织准备。 使用状

5、态下的组织： M回+颗粒状渗碳体+A(少量),热处理及组织,第二节 低合金钢,称低合金高强度钢 广泛应用 16 Mn,Q 345 C,碳素结构钢 + 少量元素 碳素钢,其强度高，韧性好，焊接性能和加工性能优异，合金元素耗量少，并且不需进行复杂的热处理，已越来越受到重视。,1、性能要求 （制造桥梁、船舶、压力容器等） 较高强度及良好韧性。 良好的冷弯和焊接性能。 良好的耐蚀性及低 的韧脆转变温度。 2、成分特点 低碳：0.2%C. 主加合金元素Mn （1.8%）：提高强度 辅加V、Ti、Nb、Cu、P、N等。,第三节 合金钢,一、合金结构钢,优质碳素结构钢 + 合金元素(Cr、Mn、Si、Ni、 B)上形成的。 淬透性提高，油冷，以减小淬火缺陷。,牌号：两位数 + 元素符号 + 平均含量 20CrMnTi 低碳合金钢渗碳件 35CrMo 中碳合金钢调质件 60Si2Mn 高碳合金钢较大弹簧 例外：滚动轴承钢 GCr15,第三节 合金钢,二、合金工具钢钢,9SiCr、CrWMn、 W18Cr4V（18-4-1） 由碳素工具钢基础上加入合金元素形成的钢。,合金工具钢制品,成分特点： 高碳：0.751.5%C 合金元素作用 提高淬透性: Cr、Mn、Si 提高回火稳定性：Si 提高耐磨性、热硬性: W、V 、Mo,切削加工,9SiCr钢板牙热处理工艺曲线,第三节 合金钢,三、特殊性能钢,