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第三章铁及其合金的分类、性能及用途第一节碳钢
第三章 铁及其合金的
分类、性能及用途
本章目的:
1.理解并熟悉常用碳素钢的类型、性能特点与用途
2.理解并熟悉常用合金钢的类型、性能特点及用途
3.熟悉并理解常用铸铁和铸钢的种类、性能特点与用途
4.理解铁碳合金的组织结构与性能
5.理解铁碳合金相图的构成、组织转换及其在选材、冷热加工和热处理方面的用途
在铁碳合金中,我们将含碳量小于2%的铁碳合金称为碳素钢,简称为碳钢 而将含碳量
大于2%~6.69%的铁碳合金称为铸铁
第一节 碳 钢
常用碳钢的碳质量分数一般都小于1.3%,其强度和韧性均较好,工程性能比较优越
碳钢冶炼简便,加工容易,价格便宜,而且在一般情况下能满足使用性能的要求,是应用
最多的工程金属材料
一、碳钢的成分和分类
1.碳钢的成分
实际使用的碳钢,除铁、碳两个主要元素之外,还含有少量锰(Mn)、硅(Si)、硫(S)、磷(P)
等非特意加入的杂质元素 其中(Mn)、硅(Si)对钢来说,是有益元素,它们可以提高钢的强度、
硬度、韧性等性能;而对硫(S)、磷(P)是有害元素,它们对钢材性能和质量影响很大,他们的
含量必须严格控制在牌号所规定的范围之内
2.碳钢的分类
如图3.1所示,钢的分类主要是通过铁碳合金中所含碳以及其他杂质元素硫(S)、磷(P)
的百分比的多少和在工程中的用途和冶炼方法来进行分类的
图3.1 钢的分类
二、碳钢的牌号及用途
1.碳素结构钢的牌号、性能和用途
(1)碳素结构钢的牌号
常见碳素结构钢的牌号用Q+数字表示,其中“Q”为屈服点“屈”字的汉语拼音字首,数字表
示屈服强度的数值
例如,Q235表示屈点度为235MPa
若牌号后面标注字母A、B、C、D,则表示钢材质量等级不同,即硫、磷含量不同 其中A
级钢含硫、磷量最高,D级钢含硫、磷量最低,即A、B、C、D表示钢材质量依次提高
(2)常用碳素结构钢的牌号和用途:如图3.2所示
图3.2 碳素结构钢的用途
1)Q195、Q215、Q235A、Q235B
塑性较好,有一定的强度,通常轧制成钢筋、钢板、钢管等,可用于做桥梁、建筑物等构
件,也可用做普通螺钉、螺帽、铆钉等
2)Q235C、Q235D:可用于重要的焊接件
3)Q255、Q275:强度较高,可轧制成型钢、钢板和构件用
这类钢常在热轧状态下使用,不再进行热处理。对某些小零件,也可以进行正火、调质、
渗碳+淬火+调质等处理,以提高其使用性能
2.优质碳素结构钢
优质碳素结构钢的钢号用平均碳质量分数的万分数的数字表示
例如,钢号“45”即表示碳质量分数为0.45%(万分之四十五)的优质碳素结构钢
若钢中锰含量较高,当其含量超过1.5%时,则在这类钢号后附加符号“Mn”,如15Mn、45Mn
等
优质碳素结构钢用途:主要用来制造各种机器零件
常用优质碳素结构钢的用途:如图3.3所示
图3.3 优质碳素结构钢的用途
08F:塑性好,可制造冷冲压零件;
10、20钢:冷冲压性与焊接性能良好,可用做冲压件及焊接件,经过热处理(如渗碳)也可
以制造轴、销等零件;
35、40、45、50钢:经热处理后,可获得良好的综合机械性能,用来制造齿轮、轴类、套
筒等零件;
60、65钢:主要用来制造弹簧
注意:优质碳素结构钢一般都是用来制造承受载荷较大,重要的机械零件,要求其力学性
能较高,所以使用前一般都要经过正火、调质、淬火、回火等热处理
3.碳素工具钢
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