机械制造基础 教学课件 ppt 作者 马永杰 汪洋 编著项目四 碳素钢.pptVIP

钢材及其生产过程 钢铁材料的生产过程 铁矿石 生铁 钢钢锭） 型材 电弧炉 3.氢和氮的影响 氢在钢中的溶解度随温度降低而下降，先析出的原子随后聚合成分子，使氢的扩散非常困难，微量的氢在钢中会使钢的塑性剧烈下降，出现氢脆，造成局部显微裂纹，因裂纹的内壁呈白色，所以称为白点。所以氢在钢中也是有害气体。除氢的最有效方法是炼钢时对钢进行真空处理。氮存在于钢中，常导致钢的硬度和强度提高而塑性下降，使钢产生实效变脆。为了防止氮在钢中的有害影响，在炼钢时采用AI和Ti脱氮，生成AIN和TiN，减轻氮对钢造成的实效变脆。 二、碳素钢的分类 常用的碳素钢分类方法主要有以下几种： 1.按钢的含碳量分类 低碳钢：ωc≤0.25%；中碳钢：ωc0.25%~0.60%；高碳钢：ωc≥0.60%。 2.按钢的质量分类 主要是根据钢中所含有害元素S、P的多少来分，可分为： 普通钢：ωS≤0.05%，ωP≤0.045%；优质钢：ωS≤0.035%，ωP≤0.035%；高级优质钢：ωS≤0.025%，ωP≤0.025%。 3.按钢的用途分类 结构钢：用于制造各种工程构件（如桥梁、船舶、建筑用钢）和机器零件（如齿轮、轴、螺栓、连杆等），其含碳量一般小于0.7%； 工具钢：主要用于制造各种刀具、量具、模具，其含碳量一般大于0.7%。 4.按冶炼时脱氧程度的不同分类 沸腾钢：脱氧程度不完全的钢； 镇静钢：完全脱氧的钢； 半镇静钢：脱氧程度介于镇静钢和沸腾钢之间的钢；。 1.碳素结构钢 常用的碳素结构钢有普通碳素结构钢和优质碳素结构钢两种。 （1）普通碳素结构钢 ①特点：普通碳素结构钢的杂质元素含量较高，强度、硬度较低。但冶金容易，价格便宜，工艺性好，产量大，在性能上只能满足一般工程结构及普通零件的要求，因而应用非常普遍。它通常轧制成钢板和各种型材（如圆钢、方钢、扁钢、角钢、槽钢、工字钢、钢筋等），用于厂房、桥梁、船舶等金属结构件和受力不大的机械零件（如铆钉、螺钉、螺母等）。 ②编号方法：普通碳素结构钢的牌号由屈服点的汉语拼音字母“Q”、屈服点数值、质量等级符号和脱氧方法四部分按顺序组成。质量等级用符号A、B、C、D表示，按字母顺序，钢的质量由低到高，其中A级质量最低，D级质量最高。脱氧方法用符号F、b、Z、TZ表示，F表示沸腾钢；b表示半镇静钢；Z表示镇静钢；TZ表示特殊镇静钢。Z与TZ符号在钢牌号中可予以省略，例如Q235—A?F表示屈服点235MPa的A级沸腾钢。 （2）优质碳素结构钢 ①特点：优质碳素结构钢是按化学成分和力学性能供应的。钢中所含磷、硫及非金属夹杂物量较少。常用来制造重要的机械零件，使用前一般都要经过热处理来改善其力学性能。 ②编号方法：优质碳素结构钢的牌号用两位数字表示，这两位数字表示该钢平均含碳量的万分数。例如08、60，分别表示平均含碳量为0.08%、0.6%的优质碳素结构钢。 根据含锰量不同，优质碳素结构钢分为普通含锰量钢（ωMn=0.35%~0.80%）和较高含锰量钢（ωMn =0.7%~1.2%）两类。较高含锰量钢在牌号后面标出元素符号“Mn”或汉字”锰“，例如50Mn（或50锰”，表示平均含锰量为0.5%的较高含锰量的优质碳素结构钢；若为沸腾钢或某些专用钢，则在牌号后面标出规定的符号。例如10F，表示平均含碳量为0.1%的优质碳素钢，属于沸腾钢；20g表示平均含碳量为0.2%的优质碳素钢，为锅炉用钢。 ③性能与应用：08~25钢属低碳钢。这类钢的强度、硬度低，塑性、韧性及焊接性能良好。主要用于制作冷冲压件、焊接结构件及受力不大的机械零件及渗碳件，如压力容器、小轴、销子、法兰盘和螺栓等。 30~55钢属中碳钢。这类钢具有较高的强度和硬度，其塑性和韧性随含碳量的增加而逐步降低，切削加工性能良好。这类钢经调质后，能获得较好的综合力学性能。主要用来制作受力较大的机械零件，如连杆、曲轴、齿轮和联轴节等。其中45钢用途最为广泛。 60钢以上属高碳钢。这类钢具有较高的强度、硬度和弹性，但焊接性不好，切削性稍差，冷变形塑性低。主要用来制造具有较高强度、耐磨性和弹性的零件，如气门弹簧、弹簧垫圈、板簧和螺旋弹簧等弹性元件及耐磨零件。 较高含锰量钢的用途与上述相同牌号的钢基本相同，只是由于这类钢的强度较高，可制造受力较大的零件。 3.碳素工具钢 是用于制造刀具、模具和量具的钢。由于大多数工具都要求高硬度和高耐磨性，故碳素工具钢含碳量都在0.70%以上，都是优质钢或高级优质钢，经淬火、低温回火后使用。各种牌号的碳素工具钢经淬火后的硬度相差不大，但是随着含碳量的增加，钢的耐磨性增加，而韧性则下降。因