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第七章 工业用钢 工业用钢中的元素： 主要元素：铁、碳； 常存元素：锰、硅、硫、磷； 偶存元素：铜、钛、钒、稀土元素； 隐存元素：氧、氢； 合金元素：铬、镍、钨、钼、钒。 第一节 钢的分类 分类方法 化学成分、 冶金质量、 用途对钢 。 一、按化学成分分类 可分为碳素钢和合金钢。 1.1 碳素钢的种类： 低碳钢（C%≤0.25%） 中碳钢（C%=0.25%～0.60%） 高碳钢（C%0.6%）。 碳素钢的性能及应用： 具有较好的机械性能和工艺性能， 量大面广、价格较低。 碳钢的不足 淬透性较低 回火抗力较差 屈强比低。 1.2合金钢的种类 按合金元素的含量分为： 低合金钢（合金元素总量5%）、 中合金钢（合金元素总量为5～10%） 高合金钢（合金元素总量10%）。 按合金元素的种类分为： 锰钢、铬钢、硼钢、铬镍钢、硅锰钢等。 合金钢的性能及应用 较好的机械性能，但也有不少缺点。 工艺性能比碳钢差，更复杂，价格也较昂贵。 因此，在应用碳钢能够满足要求时，一般不使用合金钢。 二、按冶金质量分类 按钢中所含有害杂质硫、磷的多少，分为： 普通钢（S%≤0.055%，P%≤0.045%） 优质钢（S%、P%≤0.040%） 高级优质钢（S%≤0.030%，P%≤0.035%）。 按冶炼时脱氧程度，分为： 沸腾钢（脱氧不完全） 镇静钢（脱氧较完全） 半镇静钢。 三、按用途分类 按钢的用途可分为： 结构钢 工具钢 特殊钢 四、按金相组织分类 按钢退火态的金相组织可分为： 亚共析钢、共析钢、过共析钢。 按钢正火态的金相组织可分为： 珠光体钢、贝氏体钢、 马氏体钢、奥氏体钢。 钢的命名： 成分、质量和用途几种分类方法结合起来。 如：碳素结构钢、 优质碳素结构钢、 碳素工具钢、 高级优质碳素工具钢、 合金结构钢、 合金工具钢、 高速工具钢等。 第二节 钢中元素的作用 一 常存元素在钢中的作用 Mn：固溶强化，提高钢的强度和硬度。 与硫化合成MnS，减轻硫的有害作用。 具有一定的脱氧能力，降低钢的脆性。 Si：固溶强化，提高钢的强度和硬度。 硫：有害杂质。以FeS存在，使钢变脆。 FeS和Fe能形成低溶点（985°C）的共晶体（FeS+ Fe），轧制时，使钢材易被轧裂，出现“热脆性”。 有利面：易切削钢。 磷：有害杂质。 使钢脆化，降低钢的塑性和韧性，产生“冷脆性”，使钢的冷加工性能和焊接性能变坏。 提高钢的脆性转化温度，给钢材在低温下使用造成潜在的威胁。 有利面：炮弹，高温合金。 二 隐存元素在钢中的作用 氮、氧、氢等： 溶入钢中时，产生不同程度的危害。 溶入过量的氮，使钢的强度、硬度提高，塑性、韧性下降，产生“时效脆化”。 炼钢过程中形成FeO 、 Al2O3 、SiO2 、 MnO 等，成为非金属夹杂物，使钢的性能下降。 氢以原子态或分子态存于钢中，使钢材韧性下降，产生“氢脆”。 三 合金元素在钢中的作用 合金元素在钢中存在形式： 溶解于碳钢原有的相中， 形成某些碳钢中所没有的新相。 按与碳亲合力的大小，可将合金元素分为： 碳化物形成元素： Mn、Cr、Mo、W、V、Ti、Nb、Zr； 非碳化物形成元素：Ni、Co、Cu、Si、Al、N、B 。 稀土元素，一般用符号Re表示。 3.1合金元素对钢中基本相的影响 碳钢中的基本相： 铁素体、奥氏体和渗碳体。 合金钢中的基本相： 合金铁素体： 合金奥氏体： 合金渗碳体： 合金碳化物: 金属间化合物。 3.2合金元素对铁碳相图的影响 对碳钢中的相平衡关系有很大影响， Fe-Fe3C相图要发生变化。 使α－Fe与γ－Fe存在范围发生变化。 按照对α－Fe或γ－Fe的作用，可将合金元素分为两大类。 （1）扩大奥氏体区的元素 扩大奥氏体区