钢及其力学性能.ppt

钢材及其热处理培训（一）钢材及其机械性能;什么是钢材 什么特性使得钢材如此实用并重要 钢材的这些特性如何衡量 ;钢是含碳量在0.0218%-2.11%之间的铁碳合金 钢的一些可利用特性： 硬度和强度 展延性和柔韧性 热传导 电传导 磁性 金属光泽;1. 按品质分类 2. 按化学成份分类 3. 按成形方法分 4. 按金相组织分类 5. 按用途分类 6. 综合分类 7. 按冶炼方法分类 8. 按钢材外形;在ASTM、SAE、AISI标准中，碳素钢和合金钢牌号的表示方法基本相同。大都采用四位阿拉伯数字表示，间或在中间或末尾加入字母。例如：1005，94B15，3140等。 ------四位数字中的前两位数字表示钢种类型极其主要合金元素含量 ------后两位数字表示钢的平均含碳量为万分之几的数值 ------举例：SAE4118 41===铬钼合金钢 18===碳含量 ;1.碳素结构钢 钢的牌号由代表屈服点的汉语拼音”Q”、???服点数值（单位为MPa）在标准中现含有Q195、Q215、Q235、Q255、Q275五个牌号，它们的主要区别在于化学成分（主要是碳含量）和力学性能不同。 2.优质碳素结构钢钢的牌号采用阿拉伯数字或阿拉伯数字和化学元素符号表示。以二位阿拉伯数字表示平均含碳量（以万分之几计），例如：“45”、“65Mn”。3.低合金高强度结构钢 钢的牌号由代表屈服点的汉语拼音”Q”、屈服点数值、质量等级符号（A、B、C、D、E）三部分按顺序排列组成，例如：Q390A、Q420E。4.合金结构钢 钢的牌号采用阿拉伯数字和化学元素符号表示。采用二位阿拉伯数字表示平均碳含量（以万分之几计），放在牌号头部。合金元素含量表示方法为：当平均合金元素含量低于1.5%时，牌号中仅标明元素，一般不标明含量；当平均合金元素含量为1.50-2.49%, 2.50-3.49% % 时，相应地在合金元素符号后面加上 。例如：碳、铬、锰、硅的平均含量分别为0.35%、1.25%、0.95%、1.25%的合金结构钢，其牌号表示为35CrMnSi；碳、铬、镍的平均含量分别为0.12%、0.75%、2.95%的合金结构钢，牌号表示为12CrNi3。 ;C 元素的影响 ---- 决定最大可获得硬度 0.2% 典型的渗碳与碳氮共渗用 0.3~0.4% 典型直接淬火，渗氮与感应淬火 0.5~1.0% 典型直接淬火;1、碳（C）：钢中含碳量增加，屈服点和抗拉强度升高，但塑性和冲击性降低，当碳量0.23%超过时，钢的焊接性能变坏，因此用于焊接的低合金结构钢，含碳量一般不超过0.20%。 2、硅（Si）：在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂，钢中含硅量超过0.50-0.60%,硅就算合金元素。硅能显著提高钢的弹性极限，屈服点和抗拉强度，故广泛用于作弹簧钢。硅显著提高钢的抗冲击性和回火稳定性。 3、锰（Mn）：在炼钢过程中，锰是良好的脱氧剂和脱硫剂，一般钢中含锰0.30－0.50%。在碳素钢中加入0.80%以上时就算“锰钢”，较一般钢量的钢不但有足够的韧性，且有较高的强度和硬度，提高钢的淬性，改善钢的热加工性能，含锰11－14%的钢有极高的耐磨性，用于挖土机铲斗，球磨机衬板等。 4、磷（P）：在一般情况下，磷是钢中有害元素，增加钢的冷脆性，使焊接性能变坏，降低塑性，使冷弯性能变坏。因此通常要求钢中含磷量小于0.045%，优质钢要求更低些，对相图转变无明显影响。 5、硫（S）：硫在通常情况下也是有害元素。使钢产生热脆性，降低钢的延展性和韧性，在锻造和轧制时造成裂纹。硫对焊接性能也不利，降低耐腐蚀性。所以通常要求硫含量小于0.055%，优质钢要求小于0.040%。在钢中加入0.08-0.20%的硫，可以改善切削加工性，通常称易切削钢。 6、铬（Cr）：在结构钢和工具钢中，铬能显著提高强度、硬度和耐磨性，但同时降低塑性和韧性。 7、镍(Ni)：镍能显著提高钢的淬透性和低温韧性。但由于镍是较稀缺的资源，故应尽量采用其他合金元素代用。 8、钼(Mo)：碳化物形成元素，钼能使钢的晶粒细化，提高淬透性和热强性能，还可以抑制合金钢由于回火而引起的脆性，在工具钢中可提高红硬性。 9、钛(Ti)：钛是钢中强脱氧剂。它能使钢的内部组织致密，细化晶粒，钢中钛含量超过0.065wt%会降低机械加工性。 10、钒(V)：钒是钢的优良脱氧剂。钢中加0.5%的钒可细化组织晶粒，提高强度和韧性。钒与碳形成的碳化物，在高温高压下可提高抗氢腐蚀能力。 11、铝(Al)：铝是钢中常用的脱氧剂。钢中加入少量的铝，可细化晶粒，提高冲击韧性，钢中铝含量不易超过0.08wt%, 以防止产生冰糖状断口的脆断！ 12、硼(B)：钢中加入微量的硼（0.0005-0.003%）就可改善钢的淬透性。;钢的机械性能指