材料科学教学课件PPT碳钢.ppt

普通碳素结构钢 用途 普通碳素结构钢 普通碳素结构钢 优质碳素结构钢  优质碳素结构钢 用途 优质碳素结构钢  优质碳素结构钢  碳素工具钢 用途 碳素工具钢  碳素工具钢  铸造碳钢 铸造碳钢  铸造碳钢  3.3.2 碳钢的分类 碳钢的品种很多，为了便于生产、管理、选用和研究，国家标准对碳钢进行了统一的分类和编号。1、碳钢分类方法 （1）按钢中的含碳量分 低碳钢（wC＜0.25%）、中碳钢（ wC 0.25%≤~0.60%）、高碳钢（ wC＞0.60%）。 （2）按钢的质量分 按钢中杂质硫、磷的多少，分为普通质量钢（wS≤0.050%， wP≤0.045%）；优质钢（wS≤0.035%，wP≤0.035%）；高级优质钢（ wS≤0.020%，wP≤0.030%） （3）按钢的用途分 主要分为两种，碳素结构钢和碳素工具钢。 （4）按冶炼方法分 转炉、电炉、平炉钢，沸腾钢、镇静钢和半镇静钢等。 3.3.3 碳钢的牌号及用途 国标中碳钢牌号的命名是以钢的质量和用途为基础进行的，一般分为普通碳素结构钢、优质碳素结构钢和碳素工具钢。 1、普通碳素结构钢 普通碳素结构钢的牌号是由Q（汉语拼音字首）、屈服点参数、质量等级符号和脱氧方法符号四个部分按顺序组成。其中质量等级有A、B、C、D四级。脱氧方法符号由汉语拼音字首F（沸腾钢）、b （半镇静钢）、Z（镇静钢）、TZ（特殊镇静钢），通常钢号中Z、TZ符号可省略。 如Q235—A·F,表示Qs≤235MPa，质量等及为A级的沸腾钢。 普通碳素结构钢一般以热轧状态供应。 普通碳素结构钢的牌号、化学成分和力学性能如表3—2. 碳素结构钢的特性和应用 2、优质碳素结构钢 这类钢有害杂质元素P、S含量受到严格控制，非金属夹杂物较少，塑性和韧性较好，常用来制造各种重要的机械零件。 该类钢的钢号用“两位数字或元素符号Mn”表示，其中两位数字表示钢中碳的平均含量，单位为万分之一； Mn表示含锰量较高的钢，须将锰元素标出，一般锰的含量为0.25～1.2%，如：20Mn 、40Mn等。如：钢号45，表示平均含碳量为0.45%的钢，这是正常含锰量（按杂质含量）的优质碳素结构钢；钢号20Mn表示碳的平均含量为0.20%、Mn表示锰的含量为0.70～1.0%的钢；钢号25Mn，表示平均含碳量为0.25%而含锰量为0.7～1.0%的钢。 沸腾钢，半镇静钢以及专门用途的优质碳素结构钢，应在钢号后特别标出，如15g，即平均含碳量为0.15%的锅炉钢；08F表示含碳量为0.08%的沸腾钢。 * 3.3 碳 钢  碳素钢（碳钢）是指wC≤2.11%，并含有少量锰、硅、硫、磷等杂质元素的铁碳合金。由于碳钢具有一定的力学性能，良好的工艺性能，且价格低廉，因此碳钢是工业中应用最广泛的金属材料，它主要用于建筑、交通运输及机械制造工业中。  厂房 螺钉 套环 钢轨 U71Mn、45Mn 法兰盘 曲轴 弹簧 模具 丝锥 锉刀 机座 连杆 大齿轮 3.3.1 碳钢中杂质元素 碳钢中，碳是决定钢性能的主要元素。但是钢中还含有少量的锰、硅、硫、磷等常见杂质元素，它们对钢的性能也有一定的影响。 1、锰硅的影响 锰是炼钢时加入锰铁脱氧而残留在钢中的。锰的脱氧能力较好，能清除钢中的FeO，降低钢的脆性；锰还能与硫形成MnS,以减轻硫的有害作用。所以锰是一种有益元素。但是，作为杂质存在时，其含量（Wmn）一般小于0.25~0.8%，对钢的性能影响不大。 硅是炼钢时加入硅铁脱氧而残留在钢中的。硅的脱氧能力比锰强，在室温下硅能溶入铁素体，提高钢的强度和硬度。因此，硅也是有益元素。但作为杂质存在时，其含量（Wsi）一般小于0.5%，对钢的性能影响不大。 2、其它杂质的影响 （1）硫的影响 硫是炼钢时由矿石和燃料带入钢中的。主要以FeS形态存在于钢中，与铁则形成低熔点（985℃）的共晶体分布在奥氏体晶界上。当钢材加热到1100-1200℃进行锻压加工时，晶界上的共晶体已熔化，造成钢在锻压过程中开裂，这种现象称为“热脆”。在钢中加入锰，可以形成高熔点（1620℃）的MnS，MnS呈晶粒状分布在晶粒内，且在高温下有一定的塑性，从而避免热脆。因此，硫是有害元素，其含量（Ws）一般应严格控制在0.03%~0.05%以下。 （2）磷的影响 磷是炼钢时由矿石带入钢中的。磷可全部溶于铁素体，产生强烈的固溶强化，，使钢的强度和硬度增加，但塑性韧性显著下降。这种