碳素结构钢ppt课件

1、,机械工程材料,碳素结构钢,第一次汇报,碳素结构钢，英文名：carbon structural steel，碳素钢的一种。含碳量约0.05%0.70%，个别可高达0.90%。可分为普通碳素结构钢和优质碳素结构钢两类。用途很多，用量很大，主要用于铁道、桥梁、各类建筑工程，制造承受静载荷的各种金属构件及不重要不需要热处理的机械零件和一般焊接件。,一、,碳素结构钢,什么是碳素结构钢,1、,s30c进口优质碳素结构钢,1.按化学成分分类 低碳钢又称软钢 中碳钢 碳量0.25%0.60%的碳素钢。 高碳钢常称工具钢， 2.按钢的品质分类 普通碳素结构钢又称普通碳素钢， 优质碳素结构钢 3.按用途分类 碳

2、素结构钢 碳素工具钢,一、,碳素结构钢,碳素结构钢的分类,1、,s30c进口优质碳素结构钢,普通碳素结构钢含杂质较多，价格低廉，用于对性能要求不高的地方，它的含碳量多数在0.30%以下，含锰量不超过0.80%，强度较低，但塑性、韧性、冷变形性能好。除少数情况外，一般不作热处理，直接使用。多制成条钢、异型钢材、钢板等。用途很多，用量很大，主要用于铁道、桥梁、各类建筑工程，制造承受静载荷的各种金属构件及不重要不需要热处理的机械零件和一般焊接件。,一、,碳素结构钢,碳素结构钢的分类,1、,s30c进口优质碳素结构钢,优质碳素结构钢钢质纯净，杂质少，力学性能好，可经热处理后使用。根据含锰量分为普通含锰

3、量（小于0.80%）和较高含锰量（0.80%1.20%）两组。含碳量在0.25%以下，多不经热处理直接使用，或经渗碳、碳氮共渗等处理，制造中小齿轮、轴类、活塞销等；含碳量在0.25%0.60%，典型钢号有40，45，40Mn，45Mn等，多经调质处理，制造各种机械零件及紧固件等；含碳量超过0.60%，如65，70，85，65Mn，70Mn等，多作为弹簧钢使用。,一、,碳素结构钢,碳素结构钢的分类,1、,s30c进口优质碳素结构钢,优质碳素结构钢钢质纯净，杂质少，力学性能好，可经热处理后使用。根据含锰量分为普通含锰量（小于0.80%）和较高含锰量（0.80%1.20%）两组。含碳量在0.25%以

4、下，多不经热处理直接使用，或经渗碳、碳氮共渗等处理，制造中小齿轮、轴类、活塞销等；含碳量在0.25%0.60%，典型钢号有40，45，40Mn，45Mn等，多经调质处理，制造各种机械零件及紧固件等；含碳量超过0.60%，如65，70，85，65Mn，70Mn等，多作为弹簧钢使用。,一、,碳素结构钢,碳素结构钢的分类,1、,s30c进口优质碳素结构钢,碳素结构钢一般情况下都不经热处理，而在供应状态下直接使用。通常Q195、Q215、Q235钢碳的质量分数低，焊接性能好，塑性、韧性好，有一定强度，常轧制成薄板、钢筋、焊接钢管等，用于桥梁、建筑等结构和制造普通螺钉、螺母等零件。Q255和Q275钢碳

5、的质量分数稍高，强度较高，塑性、韧性较好，可进行焊接，通常轧制成型钢、条钢和钢板作结构件以及制造简单机械的连杆、齿轮、联轴节、销等零件。,一、,碳素结构钢,碳素结构钢的使用,1、,s30c进口优质碳素结构钢,一、,碳素结构钢,碳素结构钢的化学成分,2、,碳素钢结构的性能主要决定于含碳量的多少，其他元素如硅，锰磷，硫也有一定的影响。,1）碳 钢中含碳量的多寡，对钢的性能有决定性的影响。含碳量低者，钢的强度不高，但塑性大，伸长率和冲击韧性高，钢质柔软，易于冷加工，切削和焊接。含碳量较高者，钢的强度高，但塑性小，硬度大，性脆，不易加工，钢材机械性能与含碳量的关系如图所示。,一、,碳素结构钢,碳素结构

6、钢的化学成分,2、,碳素结构钢由铁素体，珠光体等金相组织组成。铁素体为微量碳在铁中的固溶体，强度不高，硬度低，但伸长率大。珠光体是铁素体和渗碳体的机械混合物，含碳量为0.8。渗碳体则是铁与碳的化合物（Fe3C），含碳量为6.67，质硬而脆，伸长率接近于零。由于渗碳体的影响。与铁素体相比，珠光体的硬度较高，伸长率较小。,铁素体组织,珠光体组织,随着含碳量的不同，钢种铁素体和珠光体的相对含量不同。钢中含碳量低，铁素体多，珠光体少，钢质软，塑性高，强度偏低。钢中含碳量提高，铁素体减少，珠光体增多，塑性减小，强度提高，钢质较硬。,一、,碳素结构钢,碳素结构钢的化学成分,2、,2）硅，锰在碳素钢结构中含

7、量不高，此时，硅和锰对钢的机械性能无显著影响。当硅锰的含量进一步增加时，钢的强度和硬度提高，但塑性降低。 3）磷，硫为钢中有害杂质，含量稍多，会严重影响钢的塑性和韧性，使钢显著变脆。此外，含于钢中的微量的氧，氮等元素，以及钢材内部的显微结构，微观缺陷等，对钢的性能都有一定的影响。,一、,碳素结构钢,碳素结构钢的化学成分,2、,一、,碳素结构钢,碳素结构钢冷加工和热处理概念,2、,钢材经冷拉，冷拔，冷轧等冷加工后，性能会发生显著变化，表现为强度提高，塑性减小，变硬，变脆，这种现象为“冷加工硬化”。,从钢的拉伸图看，在冷加工前，钢的应力应变曲线为oabce，若在c点卸荷，曲线将随cd线回复至d点，

8、即od段为钢在冷加工后的塑性变形，这段变形是不能恢复的。再次加荷时曲线将循dc上升，到c点转折（屈服）沿cd线至e点破坏，曲线dce即是冷加工后钢材的拉伸曲线。与原曲线相比，屈服点提高，塑性减小，即产生“冷加工硬化”,一、,碳素结构钢,碳素结构钢冷加工和热处理概念,2、,热处理是按照一定的制度和方法对钢材进行加热和冷却的一种处理方法。热处理能改变钢的金相组织及显微结构，或消除由于冷加工而在材料内部引起的内应力，达到改善钢材机械性能的目的。,常用热处理方法如下： 1）淬火 将钢材加热到723-910以上（依含碳量而定），然后在水中或油中淬冷。淬火后钢材的硬度大大提高，但塑性和韧性显著降低。 2）

9、回火 将淬火后的钢材在723一下的温度范围内重新加热。分为高温回火（500650），中温回火（300500），低温回火（150300）。加热温度越高，回火后钢的硬度降低越多，塑性和韧性恢复越好。,一、,碳素结构钢,碳素结构钢冷加工和热处理概念,2、,3）退火 将钢材加热到723910以上，然后在退火炉中保温，缓慢冷却，退火能消除钢材中的内应力，改善钢的显微结构，使晶粒成为均匀细致的组织，以达到降低硬度，提高塑性和韧性的目的 4）正火 或称正常化处理，将钢材加热到723910或更高温度，然后在空气中冷却，钢材经正火处理，能获得均匀细致的显微结构，与退火处理相比较，刚才的强度和硬度提高，但塑性减小。,一、,碳素结构钢,碳素结构钢冷加工和热处理概念,2、,一、,碳素结构钢,碳素结构钢冷加工和热处理概念,2、,一、,碳素结构钢,碳素结构钢的应用,3、,碳素结构钢的和优质碳素结构钢在新的钢分类国家标准中均属于非合金类钢。他们的主要区别是：前者的碳含量较低，对性能要求以及磷硫和其他残余元素含量的限制较宽，而后者的杂质元素（磷硫等）含量较低，夹杂物也较少，钢的纯洁度和均匀性较好。因而其综合力学性能比碳素结构钢优良。从用途看碳素结构钢大多为工程结构用材，一般在热轧状态使用，少部分用于机械制造，优质碳素结构钢通常以热轧材，冷拉材或锻材