20140307金属工艺学第四章03.ppt

第三节 碳钢 §3-1 碳钢 3.1 碳钢 3.1.1 碳钢的分类 1．碳含量 （低碳钢C%=0.25%? 、中碳钢0.25C%0.6%、高碳钢C=0.6%） 2．质量 （S、P杂质含量） ? （普碳钢、优质碳素钢、高级优质碳素钢） 3．按用途 （碳素结构钢、碳素工具钢、铸钢 二、碳钢的分类、编号及应用 （一）分类： 不同成分碳钢的应用领域 不同成分碳钢的应用领域 不同成分碳钢的应用领域 3.1.2 碳钢的牌号、性能和用途 (1)普通碳素结构钢 Q+最低屈服强度值+质量等级符号+脱氧方法符号 Q表示“屈服强度”；屈服强度值单位是MPa； 质量等级符号为A、B、C、D、E。由A到E，其P、 S含量依次下降，质量提高。 脱氧方法符号：沸腾钢—F；镇静钢—Z；半镇静 钢—b；特殊镇静钢—TZ。 如碳素结构钢牌号表示为 Q235AF、Q235BZ。 用途： 2）．优质碳素结构钢 正常含锰量（c0.25%,Mn为0.35~0.65%；C0.25%,Mn为0.5~0.8%)：钢号用平均碳含量的万分数的数字表示。如：08F?，20A，45，15Mn。 （F表沸腾钢） ? （0.20%C，后有“A”表高级优质钢）??? 制作各种机器零件，一般进行热处理。 08F? 塑性好，冷冲压件 10，20? 冷冲压件，焊接件，渗碳处理。 35，45，40，50? 齿轮、轴类 60，65? 弹簧 较高含锰量（锰为0.7~1.2%） 牌号用两位数字加锰或Mn表示 2、优质碳素结构钢 表3-2 优质碳素钢的化学成分和性能 用途： 3）碳素工具钢 牌号为T+数字 “T”表示“碳素工具钢” 数字表示钢平均含碳量的千分之几 如T8—其平均含碳量为千分之八（0.8%C） ? 0.65------1.35C%， 用以制作刃具、量具、模具 T10A, ???? T9 ,??? ?? T12, （1.0%C，A表示高级优质碳素工具钢） （0.9%C） （ 1.2%C,） T7，T8，强度，韧性较高，可制作冲头、凿子、榔头 T9，T10，T11，强度，韧性适中，可制作钻头、刨刀、丝锥、手锯及冷作模具。 T12，T13， 硬度很高，韧性低，可制作锉刀、刮刀、量规。 3、碳素工具钢 4）铸钢  “ ZG”加平均碳含量万分数表示，如：ZG25， ZG45 （ 0.25%C），????? （0.45%C） 形状复杂，需要一定强度、塑性和韧性的零件。 “ ZG”加屈服强度和抗拉强度 如ZG200-400，ZG270-500 3.2 合金钢 3.2.1 合金元素在钢中的作用 一．在钢中的存在方式 （1）碳化物形成元素,Mn,Cr,Mo,V,W,Nb,Zr,Ti （2）非碳化物形成元素,Ni,Co,Cu,Si,Al 1）形成固溶体 （1）溶于铁素体（或奥氏体），形成合金铁素体 （2）溶于渗碳体，形成合金渗碳体 2）形成碳化物 3.2.2 低合金高强度结构钢和合金结构钢 1.低合金高强度结构钢 低碳低合金，较高强度:σs＞300MPa、塑性、韧性、焊接性能和耐蚀性能好。 热处理特点：一般供应状态(热轧空冷（退火或正火） )下直接使用。 2.合金结构钢 1）合金渗碳钢 主要用于表面承受强烈磨损、并且承受动载荷的零件。 成分特点与合金化原则 ： ①低C: 0.1%～0.25%②加入提高淬透性元素Cr,Ni,Mn,B③加入Mo,W,V,Nb,Ti等阻碍A晶粒长大和形成化合物提高耐磨性④Ni增加渗层塑、韧性 性能特点： ①渗层硬度高,耐磨,抗接触疲劳,且有适当塑性,韧性②心部高韧性和足够强度③良好的热处理工艺性能 典型钢号及其应用： ①低淬透性:20Cr,15Cr冲击载荷小的耐磨件,如小轴,活塞销,小齿轮. ②中淬透性:20CrMnTi有良好的力性和工艺性能,适合高速较高载有冲击的耐磨件,如重要齿轮,连轴器,十字销头. ③高淬透性:18Cr2Ni4WA适合重载大截面重要耐磨件,如柴油机曲轴,连杆 热处理特点：表面渗碳，再结合淬火+低温回火。 2） 合金调质钢 中碳钢经调质处理，用于制造重要的机器零件。 成分特点与合金化原则 ： ①中C：0.25%～0.50%以0.4左右为主②加入提高淬透性元素Cr,Ni,Mn,Si,B 。Ni,Si,Mn，Cr可强化Ｆ ③加入Mo,W消除回火脆④加入强ｋ形成元素提高回火稳定性和细化晶粒 性能特点：高综合机械性能, 能满足多种和较复杂的工作条件 典型钢号及其应用： ①低淬透性:40Cr,40MnB一般尺寸重要零件,如齿轮,主轴②中淬透性:35CrMo截面尺寸较大零件,如曲轴,连杆. ③高淬透性:37CrNi3适合大截面重载重要零件,如汽轮机主轴和叶轮 热处理特点：一般:油淬+高温回火调质后: ①表面淬火;