金属学与造船材料07.pptVIP

哈尔滨工程大学船舶工程学院 Harbin Engineering University Shipbuilding Engineering College 谢 谢！ 船舶工程学院 金属学与造船材料(7) 常存元素在钢中的分布及作用 1.锰：锰是有益元素 ① 锰原子溶于α-Fe中形成置换固溶体，使钢的强度、硬度提高 ② 可减轻硫的不良影响，并有细化晶粒的作用 ③ 锰作为常存元素时，一般Mn＜0.8% 2.硅: 硅作为脱氧剂加入钢中。如： FeO+Si→Fe+SiO2 ① 硅溶于α-Fe中有一定强化作用 ② 作为常存元素时，Si＜0.5% 4.磷：磷是有害元素 ① 磷会使钢的脆性转化温度升高而导致塑性、韧性下降，此现象称为冷脆性 ② 磷在钢中溶于铁素体也使钢的强度、硬度显著增加 ③ 钢中的含磷量应严格控制 3.硫：硫是有害元素 ① 硫在钢中以FeS形式存在，使钢变脆。 ② FeS和Fe能形成低熔点的共晶体，当钢进行轧制时，共晶体融化，钢材变脆，此现象称为热脆性。 ③ 钢中的含硫量应严格控制 6.氢：氢是有害元素 ① 氢由炉气或炉料带入。 ② 氢使铁的塑性、韧性下降，造成氢脆，严重时形成白点，即在钢中产生微裂纹，它是钢在液态中吸收大量的氢，冷却时来不及析出而集聚在晶体缺陷处，造成很大内应力所致。 ③ 钢中的含氢量应严格控制 5.氮：氮是有害元素 ① 氮在铁素体中溶解度很小，当钢高温快速冷却时，过量的单来不及析出，呈过饱和状态。 ② 以氮化铁形式析出，使钢的强度、硬度升高，塑性、韧性下降，这种现象称为“形变时效”或“蓝脆”。 ③ 生产中对船体、压力容器等结构用钢，均应进行时效敏感试验，以检测钢的形变时效倾向。 第5章 碳素结构钢 低碳钢（ C≤ 0.25% ） 中碳钢（ C＝ 0.30-0.60% ） 高碳钢（ C＞ 0.60% ） 分类 普通碳素钢 优质碳素钢 高级优质碳素钢 按含碳量 按质量 碳素结构钢 碳素工具钢 按用途 普通碳素结构钢 牌号表示 由代表屈服强度的字母、屈服强度数值、质量等级符号、脱氧方法符号等4个部分按顺序组成。 Q235AF 钢材屈服强度“屈”字汉语拼音首位字母 屈服强度等级 A、B、C、D分别表示质量等级 F 沸腾钢，Z 镇静钢，TZ 特殊镇静钢 碳素钢的S、P含量及非金属类杂物较多，容易冶炼，工艺性好，价格便宜，力学性能能满足普通机械零件及工程结构的要求，普碳钢产量占钢总产量的（70~80）%，其中大部分用作工程结构件，少量用作普通零件。 根据GB700-2006，可分为Q195，Q215，Q235及Q275等四类，其中Q195不分等级，此类钢一般制成各种型材，大量用在建筑、车辆等行业。 热处理：热轧空冷 组织：S＋F Q215，Q235可用于制作一些普通零件如铆钉，螺钉，螺母和不重要的渗碳件。 Q235塑性较高，硬度适中，应用最广泛的普碳钢 Q195钢碳含量低，塑性好，常用作制铁钉，铁丝及各种薄板（如黑，白铁皮即镀锌钢板，马口铁即镀锡钢板），还可用作要求不高的冲压件和焊接结构件。 Q275属中碳钢，强度高，可代替30或40钢作某些普通零件 螺钉、铆钉 多边型角钢 钢筋、螺纹钢 普通碳素结构钢的化学成分 普通碳素结构钢的力学性能 S、P等杂质限制较严。S、P含量均不大于0.035%； 钢的组织均匀致密，偏析程度小，质量好； 二. 钢材按冶金质量等级分为： 1 优质钢 S、P含量均不大于0.035%； 2 高级优质钢 S、P含量均不大于0.030%； 3 特级优质钢 P含量不大于0.025% , S不大于0.020% 一. 特点 优质碳素结构钢 使用前一般都要经过热处理以改善力学性能，用来制造重要的机械零件。 三. 牌号（GB/T 699-1999） 1. 用平均含碳量的万分数来表示(两位阿拉伯数字表示平均碳含量) 45 ——平均含碳量为0.45%优质碳素结构钢 2. 沸腾钢和半镇静钢，在牌号后尾部分别加“F”和“b”. 08F ——平均碳含量为0.08%的沸腾钢 10b ——平均碳含量为0.10%的半镇静钢 三. 牌号（GB/T 699-1999） 3. 含锰量较高的优钢，在阿拉伯数字后面加锰元素符号“Mn” 50Mn ——平均碳含量为0.50%、锰含量为0.70~1.0%较高锰含量的优质碳素结构钢 4. 高级优质碳素结构钢，在牌号后加符号“A”；特级优质碳素结构钢在牌号后加符号“E” 20A ——平均碳含量为0.20%的高级优质碳素结构钢 50E ——平均碳含量为0.50%的特级优质碳素结构钢 20A ——平均碳含量为0.20%的高级优质碳素结构钢 50E ——平均碳含量为0.50%的特级优质碳素结构钢 优质碳素钢