《机械工程材料与热加工工艺》第五章工业用钢.ppt

第五章 工业用钢 以铁为主要元素，碳的质量分数一般在2%以下，并含有其他元素的材料称为钢. 按照化学成分分为：碳钢和合金钢两大类。 碳钢：指碳含量wc2.11%的铁碳合金。 合金钢：指为改善钢的组织、性能，在冶炼 时特意加入合金元素的钢。 钢材及其生产过程 一、钢铁材料的生产过程 铁矿石 生铁 钢锭 型材 电弧炉 第一节 概 述 2.有害元素: 硫 ——形成低熔点的FeS，使钢产生热脆。 热脆： FeS与Fe形成的熔点（989℃ ）共晶体分布在奥氏体晶界上；当钢加热到1000-1200℃进行锻压或轧制时，由于晶界上的共晶体已经熔化，使钢在晶界开裂。这种现象称热脆。 磷——部分溶于F形成固溶体，部分在结晶时形成脆性很大的Fe3P，使钢在室温下的塑、韧性急剧下降。 冷脆：低温时由磷导致钢严重变形的现象称钢的冷脆 3.气体元素（钢中有害元素）: 二、合金元素在钢中的作用 (2)、形成碳化物 (1) 扩大奥氏体区的合金元素 (2) 缩小奥氏体区的合金元素 (3) 改变共晶点和共析点参数的元素 (2) 合金元素对过冷奥氏体转变的影响 (3) 合金元素对回火转变的影响 W、Mo、V 等碳化物在550℃～ 600℃时,使钢达到最高硬度, 产生二次硬化。 三、钢的分类和编号原则 第二节 结构钢 用于制造各种机器零件和工程结构的,称结构钢. 结构钢在机械制造中应用最广,用量最大 三、低合金高强度结构钢 2008年北京奥运会主体育馆——“鸟巢”钢结构采用Q460. Q460独到之处：Q460是一种低合金高强度钢，它在受力强度达到460兆帕时才会发生塑性变形（这意味着如果北京遭遇1976年唐山大地震一样的地震，“鸟巢”依然能保持原状）。 这个强度要比通常建筑用钢材超出一倍。因此生产难度很大。这是国内在建筑结构上首次使用Q460规格的钢材；而这次使用的钢板厚度达到110毫米，是以前绝无仅有的，在国家标准中，Q460的最大厚度也只是100毫米。 以前这种钢一般从卢森堡、韩国、日本进口。为了给“鸟巢”提供“合身”的Q460，从2004年9月开始，河南舞阳特种钢厂的科研人员开始了长达半年多的科技攻关，前后3次试制终于获得成功。 如今，为“鸟巢”准备的Q460钢材已经开始批量生产。 四、合金结构钢 金结构钢是在优质碳素结构钢的基础上加入合金元素（如 Cr、Mn 、 Si、Ni 、 B等）形成的。 主要用于制造承受较大的交变应力和冲击负荷重要机械零件，如传动齿轮、汽车半轴、高速度重载的机床主轴和内燃机曲轴等。 对钢材的性能要求主要要求是良好的综合力学性能和高的淬透性。 合金渗碳钢应用举例： 第三节 工具钢 用于制造刃具、量具和模具等工具的钢，称为工具钢。 工具钢包括： 碳素工具钢 合金工具钢 高速工具钢 第四节 特殊性能钢 3.指出下列牌号钢的名称·数字及符号含义，主要用途举1~2例 Q235；20钢；45钢；60钢；Q345；20CrMnTi；40Cr；GCr15；60Si2Mn；W18Cr4V；1Cr18Ni9；1Cr13；9SiCr；CrWMn；W6Mo5Cr4V2 履带 铁轨分道叉 破碎机颚板 挖掘机斗齿 （一）判断题 1.非合金钢中的常见元素硅可以消除硫的有害作用。 2.由于合金钢的C曲线向右移，临界冷却速度降低，从而使钢的淬透性下降。 3.非合金钢都要经过热处理后使用。 4.合金渗碳钢是典型的表面强化钢，所以钢中含碳量Wc0.25% 5.20CrMnTi是应用最广泛的合金调质钢。 6.由于45钢的品质优于Q235钢，故中碳钢的品质优于低碳钢。 7.由于T13钢中的含碳量比T8钢高，故前者的强度比后者高。 8.Q235A是指屈服点值为235Mpa，质量等级为A的碳素结构钢。 9.55钢和T10钢都属于优质碳素结构钢。 10.硫是钢中有害元素，主要是由于硫使钢出现冷脆现象。 11.磷是钢中有害元素，主要是由于磷在高温时会使钢出现冷脆现象 （二）选择题 1.钢中的____元素引起钢的热脆，钢中的_____元素引进钢的冷脆。 A. Mn B. S C. Si D. P 2.不太重要的机械零件及建筑结构中的工字钢、槽钢、钢筋等选用_____________ A. Q235 B. Q195 C. Q295 D.Q255 E. 08F 3.机床齿轮、轴、汽车半轴，常选用___________. A. 40Cr B. 45 C. 35CrMoAl 4.沙发中的弹簧选用____________ A. 60Si2Mn B. 60 C.50CrVA 5.大多数