《机械工程材料与热加工工艺》第五章工业用钢.pptx

第五章 工业用钢;钢材及其生产过程;高炉;电弧炉;一、碳钢中的长存杂质元素及其作用;1、有益元素 锰——能溶于F，使F强化，也能溶于渗碳体，提高其 硬度； 能增加并细化P，从而提高钢的强度和硬度； 可与S形成MnS，以消除硫的有害作用。 一般钢中WMn0.8%,对钢的性能影响不显著。 硅——能溶于F使之强化，从而使钢的强度、硬度、 弹性都得到提高。 一般钢中Wsi0.4%,对钢的性能影响不显著。 ;;3.气体元素（钢中有害元素）:;常用合金元素： ??碳化物形成元素——Co Ni Cu Si Al 碳化物形成元素——Zr Nb V Ti W Mo Cr Mn Fe 强 中强 弱;(1)、强化铁素体;(2)、形成碳化物 ;当合金元素溶入γ-Fe之后，γ相（合金元素溶于γ-Fe中形成的固溶体）所在的温度范围会改变。 在纯铁中， γ-Fe的存在温度范围是1394～9120C之间。而溶入合金元素以后，γ相区的温度范围就会扩大(A3下降，A4上升）或缩小(A3上升，A4下降）,故相应地使Fe—Fe3C相图中的γ相区也就扩大或缩小。;(1) 扩大奥氏体区的合金元素;(2) 缩小奥氏体区的合金元素;(3) 改变共晶点和共析点参数的元素;因此，对于含有强碳化物形成元素的合金钢，即使采用较高淬火温度和较长的保温时间，钢的晶粒也不会粗大。但对于锰钢来说，由于其奥氏体晶粒易于长大在淬火时应严格控制加热规范。 ;(2) 合金元素对过冷奥氏体转变的影响;(3) 合金元素对回火转变的影响;W、Mo、V 等碳化物在550℃～ 600℃时,使钢达到最高硬度, 产生二次硬化。; ;三、钢的分类和编号原则;2、按质量分类：（1）普通钢 钢中S≤0.050%，P≤0.045%（2）优质钢 钢中S≤0.035%，P≤0.035%（3）高级优质钢 S≤0.030%，P≤0.030%（4）特级优质钢 S≤0.015%，P≤0.025%;4、按钢液脱氧程度分类（1）沸腾钢（ F） 沸腾钢脱氧不完全，组织不致密，成分不均匀，性能较差。（2）镇静钢（ Z） 镇静钢脱氧完全，组织致密，成分较均匀，性能较好。优质钢和高级优质钢多为镇静钢，通常不再标注镇静钢代号。（3）半镇静钢（ b） 半镇静钢脱氧程度介于沸腾钢和镇静钢之间。;（二）、钢的编号原则;（2）优质碳素结构钢：; 牌号：用T+两位数字表示（数字表示钢中平均含碳量的千倍）;;2、合金钢的编号方法;含碳量+所含合金元素的种类（元素符号）+含量 一般牌号的首部是表示碳的平均质量分数的数字， 对于结构钢，以万分数计；对于工具钢以千分数计。;(3)滚动轴承钢;第二节 结构钢;一、碳素结构钢：;二、优质碳素结构钢：;2) 中碳钢 化学成分：WC=0.30%～0.6% 组织：F+P（调质后S回） 性能：σ、HBS比低碳钢略高，而δ、ak略低。具有良好的综合力学性能，切削加工性好，但焊接性一般。 用途：35 、40、45（调质钢）用于制作齿数、主轴及连杆等重要的机械零件。其中45钢常用。;三、低合金高强度结构钢;2008年北京奥运会主体育馆——“鸟巢”钢结构采用Q460. ;Q460独到之处：Q460是一种低合金高强度钢，它在受力强度达到460兆帕时才会发生塑性变形（这意味着如果北京遭遇1976年唐山大地震一样的地震，“鸟巢”依然能保持原状）。 这个强度要比通常建筑用钢材超出一倍。因此生产难度很大。这是国内在建筑结构上首次使用Q460规格的钢材；而这次使用的钢板厚度达到110毫米，是以前绝无仅有的，在国家标准中，Q460的最大厚度也只是100毫米。 以前这种钢一般从卢森堡、韩国、日本进口。为了给“鸟巢”提供“合身”的Q460，从2004年9月开始，河南舞阳特种钢厂的科研人员开始了长达半年多的科技攻关，前后3次试制终于获得成功。 如今，为“鸟巢”准备的Q460钢材已经开始批量生产。;四、合金结构钢 ;1、合金渗碳钢;合金渗碳钢应用举例：;2、合金调质钢;合金调质钢应用举例;五、合金弹簧钢;（5）常用钢号： 65Mn 60Si2Mn 50CrVA 锰钢 硅锰钢 铬钒钢 适用：￠≤15mm的弹簧 ￠≤25mm的弹簧 ￠≤35mm的弹簧 如: