工程材料及其热处理 五章 钢和铸铁

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1、第五章金属材料——钢和铸铁第一节　　工业用钢钢的分类GB/T13304—1991规定：钢按化学成分分：非合金钢（碳钢）、低合金钢、合金钢三类。还可以按冶炼方法、脱氧程度、质量等级等分钢材的分类碳素钢合金钢低碳钢含碳量≤0.3%中碳钢含碳量在0.3~0.6%高碳钢含碳量>0.6%普通碳素钢按钢的质量优质碳素钢高级优质碳素钢按用途分碳素结构钢碳素工具钢含碳量钢材的分类碳素钢合金钢合金工具钢：刃具钢、模具钢、量具钢合金结构钢：工程工件用钢机器零件用钢特殊性能钢：不锈钢、耐热钢、耐磨钢※碳素钢（简称：碳

2、钢）carbon-steel本内容重点是常见牌号的含义、性能、应用。一、常存元素对碳钢性能的影响（了解）1、锰Mn作用：脱氧，FeO还原Fe；与S作用→MnS降低热脆性；提高强度、硬度。有益元素2、硅Si作用：与钢液中FeO生成炉渣，提高钢质量；溶于F中，固溶强化。有益元素。3、硫S作用：形成FeS（熔点1190℃），在晶界处，在1100℃—1200℃时，压力加工，产生脆裂。“热脆”。有害元素4、磷P作用：全部溶于F中，固溶强化；σ、HB↑↑，在低温下引起脆断——“冷脆”。有害元素二、碳钢分类、

3、牌号、用途（掌握内容）1、分类（1）按钢中含碳量多少分：低碳钢中碳钢高碳钢Wc<0.3%Wc=0.3%—0.6%Wc>0.6%（2）、按钢的质量（品质）分：（S、P含量多少）普通碳素钢:优质钢:高级优质钢:S、P较高；Wp≤0.05%,Ws≤0.045%Ws≤0.035%,Wp≤0.035%;Ws≤0.02%.Wp≤0.03%;A（3）、按钢的用途不同分：①碳素结构钢structuralsteel②碳素工具钢toolsteel③铸钢castingsteel——适用于各种机器零件、工程结构件——制

4、造量具、刀具、模具、手锤、钳子等——形状复杂，难用锻造方法成形的铸钢件。特级优质钢Ws≤0.020%Wp≤0.025%E三碳钢的牌号、用途1、碳素结构钢GB700—1988牌号由代表屈服点的字母Q、屈服点数值、质量等级符号、脱氧方法四部分组成。其中质量等级分别用A、B、C、D表示。A的S、P量高，D的S、P量最低，且质量最好。如：Q235—A.FQ——“屈”字汉语拼音字首235——σs≥235MPaA——质量等级A级F——脱氧方法，指“沸腾钢”制造的钢材，一般不标出。牌号有：Q195；Q215；

5、Q235；Q255；Q275五类。见教材105页表5—2。2、优质碳素结构钢——S、P含量较低，用于重要零件GB699—88规定：牌号用两位数字表示。其中两位数字表示含碳量万分之几。如：08F、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75。如:45钢是WC=0.45%用途见表5—3，P106。*20Mn、65Mn等称含锰量较高的优质碳素结构钢。3、碳素工具钢GB1298—88规定：牌号用“碳”字汉语拼音字首“T”+数字表示。数字表示WC的千分之几。如：T7、

6、T8、T9、T10、T10A、T12等。如T10钢WC=1%；T10A中的“A”表示为高级优质碳素工具钢。用途见P112，表5—9铸钢GB/T5613—1995牌号：用“铸钢”汉语拼音字首ZG表示。如：ZG200—400用变速箱体、壳等，焊接性好。200——σs≥200MPa400——σb≥400MPa还有：ZG230—450；用力不大的阀体、轴承盖。ZG270—500热轧曲轴、连杆等注意：碳钢分类；说出常见钢号20、45、65Mn、Q235B、Q235A、T7、T10、T10A、T12、ZG2

7、00—400等，属哪类钢，有何性能特点，用途。※合金钢alloy---steel一、分类1、按含合金元素量多少：（1）低合金钢（2）中合金钢（3）高合金钢W含量<5%W含量>10%W含量=5%—10%2、按用途分：（1）合金结构钢（2）合金工具钢（3）特殊性能钢——轴、齿轮、钢筋、型钢等——刀具、模具、手用工具等——不锈钢、耐热钢、耐蚀钢等二、合金元素在钢中的作用（了解）1、与铁作用：固溶于铁素体中，固溶强化，↑强度、硬度。例：Mn、Si↑↑铁素体的硬度，但超过一定含量，又↓↓其韧性。Cr、Ni

8、既能提高其硬度，又能提高其韧性。总的看来：在碳钢的基础上，加入些合金元素，提高淬透性，提高综合力学性能，满足使用要求。一、合金结构钢（一）、低合金高强度钢：GB/T1591—1994牌号：标出化学元素和含量，含碳量WC两位数字+元素符号+数字含元素量的%<1.5%不标出1.5—2.5%用2表示2.5—3.5%用3表示主加元素WC的万分之几例如：40Cr、60Si2Mn、20CrMnTi合金元素总量<3%，主要用于桥梁、井架、电视塔架、船舶等。3、阻碍奥氏体晶粒的长大2、与碳作用：非碳化物形成元素