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8 工业用钢 8.1 碳素钢 8.2 合金元素在钢中的作用 8.3 合金结构钢 8.4 合金工具钢 8.5 特殊性能钢 钢的分类： 1）按化学成分分 　 3）按用途分 4）按冶炼方法分 5）按金相组织分 （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Q235A·F、Q235B·Z。 8.2 合金元素在钢中的作用 1.合金元素与铁、碳的相互作用 ①合金元素在钢中的存在形态: 溶入铁素体，奥氏体和马氏体中，以固溶体的溶质形式存在。（有利） ②形成强化相，形成碳化物或金属间化合物。（有利） ③形成非金属夹杂物，如氧化物（SiO2等）、氮化物和硫化物（MnS、FeS等）。（有害、尽量减少） ④以游离态存在，如C以石墨状态存在。（一般也有害） 元素以哪种形式存在，取决于元素的种类、含量、冶炼方法及热处理工艺等。 （1）溶于铁中 产生固溶强化。 合金元素可以改变铁的同素异晶转变温度A3（α γ）和A4（γ δ），从而使“Fe-Me”二元相图出现扩大γ相区和缩小γ相区两个大类型，每个大类再分为两小类，合金元素也可依此类型分为奥氏体形成元素和铁素体形成元素两大类。 奥氏体稳定化元素 它们使A3点降低，A4点升高，在较宽的成分范围内，促使奥氏体形成，即扩大了γ相区，这类合金元素都有能与γ- Fe形成固溶体，依扩大γ相区的程度可分为两小类。 a、无限扩大γ相区的元素：有锰、镍、钴等。它们与γ- Fe形成无限固溶体与α- Fe形成有限固溶体。当合金元素超过某一限量后，可在室温得到稳定的γ相。 b、有限扩大γ相区的元素，有碳、氮、铜、锌、金、它们与γ- Fe形成有限的固溶体，与α- Fe形成更加有限的固溶体。 铁素体稳定化元素 它们使A3点升高，A4点降低，在较宽的成分范围内，促进铁素体形成，依缩小γ相区的程度又分为两小类。 a、封闭γ相区，无限扩大a相区的元素：有Cr、V（与α- Fe无限互溶）铜、钨、钛、硅、铝、磷、铍（与α- Fe有限互溶），使γ相区缩小到一个很小的面积，形成由γ+α两相区封闭的γ相圈。 b、缩小γ相区的元素，有硼、铌、钽、锆等，这类元素与γ- Fe和α- Fe均形成有限固溶体，使γ相区缩小，但并未完全封闭。 （2）形成碳化物 合金元素与碳钢的相互作用主要在于是否易于形成碳化物，或者形成碳化物倾向性的大小，碳化物是钢中最重要的强化相，对于决定钢的组织和性能具有极其重要的意义。 合金元素按照与C的相互作用，可分为两大类： （1）非碳化物形成元素：包括Ni，Co、Al、Cu、Si、N、P、S等。它们不能与碳相互作用而形成碳化物，但可溶入Fe中形成固溶体，或者形成金属间化合物等其它化合物，其中硅反而能起促进碳化物化解（石墨化）的作用。 （2）碳化物形成元素：Fe、Mn、Cr、W、Mo、V、Er、Wb、Ti、Ta等。它们均可与碳作用在钢中形成C化物，它们均属于元素周期表中的过渡族元素。 按照C化物形成元素所形成的碳化物稳定程度由强到弱排序为： Zr，Ti，Nb，V，W，Mo，Cr，Mn，Fe Zr，Ti，Nb，V——强碳化物形成元素。碳化物的稳定性、熔点、硬度、耐磨性高，如TiC、VC等。 W，Mo，Cr——中等强度碳化物形成元素。碳化物的稳定性、熔点、硬度、耐磨性较高，如W2C等。 Mn，Fe——弱碳化物形成元素（但Mn极易溶入Fe3C中，无独立碳化物出现）。碳化物的稳定性、熔点、硬度、耐磨性较低，如Fe3C等。 碳化物的特性： （1）硬度高比相应的纯金属高出数十倍上百倍。 （2）熔点高：特别是MeX型和Me2X型碳化物，熔点约3000℃左右。 碳化物硬高愈高，熔点愈高，稳定性愈强，碳化物的稳定性由弱到强的顺序是：Fe3C，M23C6，M6C，M2C，MC 2.合金元素对Fe - Fe3C相图的影响 Fe - Fe3C相图是对碳素钢进行热处理时选择加热温度的依据。合金钢实质上是三元或多元合金，应建立三元或多元合金相图，作为研究合金钢中相和组织转变的基础，但是三元合金相图，尤其是多元合金相图研究得很少。实际上，仍以“Fe – C”二元合金相图为基础，考虑合金元素对Fe - Fe3C相图的影响。 （1）对奥氏体相区的影响 1）奥氏体形成元素（Mn、Ni、Co）：随其含量的增加，使A1、A3点下降，A4点上升。当Mn?13%或Ni?9%时，S点降到0℃以下，室温下为单相奥氏体组织，称奥氏体