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。