合金钢是在碳钢的基础上.PPT

* 第七章 工业用钢 　　通常所指的钢铁材料是钢和铸铁的总称，指所有的铁碳合金。　　在工业用钢中除铁、碳之外，还含有其它元素。分常存元素；偶存元素；隐存元素和合金元素。常存元素有锰、硅、硫、磷。偶存元素是由于矿石产地不同（有与铁共存的共生矿混入）及以废钢为原料，在冶炼及工艺操作时带入钢中，如铜、钛、钒、稀土元素等。隐存元素是指原子半径较小的非金属元素，如氧、氢等。合金元素是指为改变成分特别添加的元素，如铬、镍、钨、钼、钒等。 碳素钢（简称碳钢）是含碳量大于0.0218%而小于2.11%的铁碳合金。 由于碳钢具有较好的机械性能和工艺性能，并且产量大、价格较低，因此它是机械工程上应用十分广泛的金属材料。但碳钢也有某些不足之处，如淬透性较低、回火抗力较差、屈强比低。碳钢的强度潜力虽经热处理仍不能充分的发挥。为了满足现代工业和科学技术的不断发展，因而发展了合金钢。 合金钢是在碳钢的基础上，添加某些合金元素，用以保证一定的生产和加工工艺以及所要求的组织与性能的铁基合金。 合金钢用量虽少，但却非常重要。合金钢有较好的性能，但也有不少缺点。最主要的是由于含有合金元素，其生产和加工工艺比碳钢差，也比较复杂，价格也较昂贵。因此，在应用碳钢能够满足要求时，一般不使用合金钢。 第一节 钢的分类 钢的种类繁多，为了便于生产、使用和研究，可以按照化学成分、冶金质量和用途对钢进行分类。 一、按化学成分分类　　按钢材的化学成分可分为碳素钢和合金钢两大类。　　碳素钢按含碳量多少可分为低碳钢（C%≤0.25%）、中碳钢（C%=0.25%～0.60%）和高碳钢（C%0.6%）三类。　　合金钢按合金元素的含量又可分为低合金钢（合金元素总量5%）、中合金钢（合金元素总量为5～10%）和高合金钢（合金元素总量10%）三类。　　合金钢按合金元素的种类可分为锰钢、铬钢、硼钢、铬镍钢、硅锰钢等。 二、按冶金质量分类　　按钢中所含有害杂质硫、磷的多少，可分为普通钢（S%≤0.055%，P%≤0.045%） 优质钢（S%、P%≤0.040%） 高级优质钢（S%≤0.030%，P%≤0.035%）三类。　　此外，按冶炼时脱氧程度，可将钢分为沸腾钢（脱氧不完全）、镇静钢（脱氧较完全）和半镇静钢三类。 三、按用途分类　　按钢的用途可分为结构钢、工具钢、特殊钢三大类。　　结构钢又分为工程构件用钢和机器零件用钢两部分。工程构件用钢包括建筑工程用钢、桥梁工程用钢、船舶工程用钢、车辆工程用钢。机器用钢包括调质钢、弹簧钢、滚动轴承钢、渗碳和渗氮钢、耐磨钢等。这类钢一般属于低、中碳钢和低、中合金钢。　　工具钢分为刃具钢、量具钢、模具钢。主要用于制造各种刃具、模具和量具，这类钢一般属于高碳、高合金钢。　　特殊性能钢分为不锈钢、耐热钢等。这类钢主要用于各种特殊要求的场合，如化学工业用的不锈耐酸钢、核电站用的耐热钢等。 四、按金相组织分类　　按钢退火态的金相组织可分为亚共析钢、共析钢、过共析钢三种。　　按钢正火态的金相组织可分为珠光体钢、贝氏体钢、马氏体钢、奥氏体钢等四种。　　在给钢的产品命名时，往往把成分、质量和用途几种分类方法结合起来。如碳素结构钢、优质碳素结构钢、碳素工具钢、高级优质碳素工具钢、合金结构钢、合金工具钢、高速工具钢等 五、钢的发展趋势　　目前，钢的发展趋势有以下特点：1．新品种不断增加　　为适应工业和科学技术的发展对钢提出的日益增高的要求，不断创造出具有某些特殊性能的新钢种。钢的种类在不断地增加。2．旧钢种不断减少　　为了生产、管理和使用的方便，目前大量使用的成熟钢种又在不断地减少，集中生产使用效果较好的通用性强的少数品种。 3．旧的生产工艺不断改进，钢的性能不断提高　　在发展新钢种的同时，集中力量改进钢的生产工艺，提高现有钢种的质量。例如，在钢的冶炼上采用真空冶炼，电渣重熔或真空去气等技术，大大减少钢中的有害杂质和气体，提高钢的性能。因此对于同一种钢，由于生产工艺的改进，性能也不断在提高。4．钢的纯净度越来越高　　为了适应科学技术发展对钢材性能的要求，发展出了高纯净度钢。其基本特点是高纯净度，硫、磷含量极低，已经达到百万分之一数量级。超纯净钢晶粒非常细小，无应变时效，成形性能极佳，被称为新一代超级钢。 第二节 钢中的常存元素、隐存元素及合金元素对钢性能的影响 一、常存元素、隐存元素在钢中的作用 1．常存元素在钢中的作用　　 钢中的常存元素锰、硅、硫、磷是炼铁、炼钢过程中，由于矿石和焦炭含杂质以及脱氧等原因而带入，对钢的性能有一定的影响。常见的常存元素有硅、锰、硫、磷四种。　　一般认为锰（0.5～0.8%）和硅（0.17～0.3