工程材料第七章工业用钢.ppt

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工程材料第七章工业用钢.ppt

工程材料 一、钢的分类 ①按化学成分分类 ②按用途分类 ③按金相组织分类 ④按质量分类 二、钢的编号 普通碳素结构钢    用“符号Q+数字”表示    例:Q 2 3 5 优质碳素结构钢  用2数字表示  例:4 5 0 8  合金结构钢   用“2数字+元素符号+数字”表示   例:3 6 Mn 2 Si 碳素工具钢   用“T+数字”表示   例: T 1 2 A 合金工具钢   用“1数字+元素符号+数字”表示   例: 9 Mn 2 V 滚动轴承钢   用“G+数字”表示   例:G Cr 1 5 不锈钢   用“数字+元素符号+数字”表示   例:1 Cr 18 Ni 9 Ti 高速工具钢   用“元素符号+数字”表示,不标出含碳量   例:W 18 Cr 4 V 一、杂质元素对钢性能的影响 1、锰(Mn)    Mn能溶入铁素体中起固溶强化作用,提高钢的硬度和强度。  2、硅(Si) Si能溶入铁素体中起固溶强化作用,提高钢的硬度和强度。 3、硫(S)    S通常是有害元素,会引起钢的“热脆”。  4、磷(P)    P通常是有害元素,会引起钢的“冷脆”。  5、氮(N)    过量N会使钢的塑性、韧性显著降低,出现“时效脆化”。  6、氧(O)    氧通常是有害元素,在钢中成为非金属夹杂物而降低钢的性能。  7、氢(H)    氢是钢中的有害元素,产生“氢脆”和造成“白点”(微裂纹)。 二、合金元素在钢中的作用 合金元素在钢中的两种存在形式:    溶入铁素体和形成碳化物。  1、合金元素对钢中基本相的影响   ①溶入铁素体——非碳化物形成元素    Ni、Si、Al、Co、Cu、N、B等非碳化物形成元素主要溶入铁素体中,起固溶强化作用,提高钢的硬度和强度。Ni还能提高钢的韧性。   ②形成碳化物——碳化物形成元素    Ti、Zr、V、Nb、W、Mo、Cr、Mn等在碳化物形成元素在钢中与C作用形成碳化物。    钢中的碳化物通常能够提高钢的强度、硬度和耐磨性。   碳化物形成元素与碳的亲和力的大小:    Ti Zr V Nb W Mo Cr Mn >Fe  2、合金元素对铁碳相图的影响    钢中加入合金元素后,Fe-Fe3C相图将发生变化,这些元素或者扩大奥氏体区域,或者缩小奥氏体区域。   ①扩大奥氏体区的元素  Ni、Mn、C、N等元素扩大奥氏体区域,使A1和A3温度降低、S点和E点向左下方移动。   ②缩小奥氏体区的元素  Cr、Mo、Si、W等元素缩小奥氏体区域,使A1和A3温度升高、S点和E点向左上方移动。  3、合金元素对钢的热处理的影响   ①对奥氏体化的影响    除Ni、Co外,大多数合金元素都延缓钢的奥氏体化过程。    它们阻碍C和Me的扩散,因此合金钢的A化温度较高、时间较长。   ②对奥氏体晶粒度的影响    除Mn外,几乎所有合金元素都细化晶粒。    尤其以碳化物形成元素的细化晶粒效果最显著,它们形成的碳化物分布在A中时,能够阻碍晶界的迁移,从而阻止晶粒长大。   ③对钢的淬透性的影响    除Co外,大多数合金元素只要溶入奥氏体中,都提高淬透性。   ④对钢的回火稳定性的影响    回火稳定性:淬火钢在回火过程中抵抗硬度下降的能力。又称回火抗力。    大多数合金元素因为能够阻碍M的分解,从而提高回火抗力。 一、工程构件用钢    工程构件用钢是国防、化工、石油、电站、车辆、船舶、桥梁、建筑等国民经济部门制造各种重要构件的金属材料。   工程构件用钢的性能要求:   ①高的弹性极限和高的刚度,低的屈强比。    ②良好的焊接性和冷变形性。    ③良好的耐大气、水腐蚀性。   工程构件用钢的成分特点:    ①低含碳量:wC<0.25%。    ②含微量合金元素:V、Ti、Nb、Zr、Ca、RE(稀土元素)等。 普通碳素结构钢   ①化学成分特点    低碳:0.10~0.20%   ②典型钢号    Q235   ③热处理特点    一般不进行热处理强化,只保证力学性能和工艺性能。   ④使用状态及组织    使用状态:热轧态,组织:F+P(少量)。   ⑤应用    建筑钢筋。 央视大楼 低合金高强度钢(普通低合金结构钢)   ①化学成分特点    低碳:0.10~0.20%,锰含量:1.2~1.6%。   ②典型钢号    16Mn    相当于是在Q235的基础上多添加了0.6~0.8%的Mn。   

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