碳素钢第一二讲..ppt

回顾上节内容回顾上节内容铁碳铁碳合金合金基本组基本组织（相）织（相）铁碳合铁碳合金相图金相图特性点特性点特性线特性线特性区间特性区间奥氏体（相）奥氏体（相）铁素体（相）铁素体（相）珠光体珠光体莱氏体莱氏体渗碳体（相）渗碳体（相）性能性能第三讲第三讲非合金钢（碳素钢）非合金钢（碳素钢）碳钢碳钢教学目标教学目标1.了解杂质元素对钢的影响。了解杂质元素对钢的影响。2.掌握碳钢的分类与牌号。掌握碳钢的分类与牌号。3.熟悉常用碳钢的性能与应用。熟悉常用碳钢的性能与应用。碳钢碳钢第三讲钢中的常存杂质元素来来 源源有益作用有益作用有害影响有害影响炼钢时加入的脱氧剂。炼钢时加入的脱氧剂。能消除能消除FeO夹杂对钢的不夹杂对钢的不良影响，少量能溶入良影响，少量能溶入F中起中起固溶强化作用，提高钢的固溶强化作用，提高钢的强度、硬度及弹性。强度、硬度及弹性。过多会造成塑性下降，冲过多会造成塑性下降，冲击性能变差。击性能变差。有益元素有益元素来来 源源有益作用有益作用有害影响有害影响炼钢时加入的脱氧剂。炼钢时加入的脱氧剂。能与能与S化合形成化合形成MnS，减轻，减轻S的有害影响；少量能溶入的有害影响；少量能溶入F 中起固溶强化作用。中起固溶强化作用。过多会造成塑性下降。过多会造成塑性下降。有益元素有益元素来来 源源有益作用有益作用有害影响有害影响炼钢原料和燃料。炼钢原料和燃料。在钢中形成在钢中形成FeS,FeS与与Fe形成低熔点（形成低熔点（985）共晶共晶体体 分布在晶界上，使得对分布在晶界上，使得对钢进行热加工时容易脆化钢进行热加工时容易脆化开裂，这种现象称为热脆。开裂，这种现象称为热脆。有害元素有害元素来来 源源有益作用有益作用有害影响有害影响炼钢原料和燃料。炼钢原料和燃料。引起钢的塑性和韧性急剧引起钢的塑性和韧性急剧下降，尤其在低温时脆性下降，尤其在低温时脆性更大，这种现象称为冷脆。更大，这种现象称为冷脆。有害元素有害元素少量能溶入少量能溶入F中，使强度、中，使强度、硬度显著提高。硬度显著提高。二、钢的分类二、钢的分类按按化化学学成成分分非合金钢（碳素钢）非合金钢（碳素钢）低合金钢低合金钢合金钢合金钢按碳含按碳含量量Wc低碳钢：低碳钢：0.60%按质量按质量普通质量非合金钢：普通质量非合金钢：优质非合金钢：优质非合金钢：特殊质量非合金钢：特殊质量非合金钢：按用途按用途非合金钢分类碳素结构钢：碳素结构钢：碳素工具钢：碳素工具钢：碳素铸钢：碳素铸钢：按质量按质量普通质量低合金钢普通质量低合金钢优质低合金钢优质低合金钢特殊质量低合金钢特殊质量低合金钢可焊接的低合金高强度结构钢可焊接的低合金高强度结构钢低合金耐热钢低合金耐热钢低合金钢筋钢低合金钢筋钢低合金钢分类铁道用低合金钢等等铁道用低合金钢等等按按主主要要性性能能及及特特性性按质量按质量优质合金钢优质合金钢特殊质量合金钢特殊质量合金钢按主按主要性要性能及能及特性特性工程结构用合金钢工程结构用合金钢机械结构用合金钢机械结构用合金钢不锈、耐蚀和耐热钢不锈、耐蚀和耐热钢合金钢分类合金工具钢合金工具钢轴承钢等等轴承钢等等三、非合金钢（碳钢）及牌号三、非合金钢（碳钢）及牌号1.碳碳素结构钢：素结构钢：Q AF屈服点屈服点屈服点屈服点 s的值的值质量等级：质量等级：A、B、C、D、E脱氧脱氧方法方法沸腾钢沸腾钢F半镇静钢半镇静钢b镇静钢镇静钢Z特殊镇静钢特殊镇静钢TZ例：例：Q235AF 表示屈服点为表示屈服点为235MPa、质量为质量为A级的沸腾碳素结构钢。级的沸腾碳素结构钢。Q285B 表示屈服点为表示屈服点为285MPa、质量为质量为B级的镇静碳素结构钢。级的镇静碳素结构钢。成成 分分热热 处处 理理性性 能能典型牌号典型牌号含碳量较低，含碳量较低，WcWc0.30%0.30%正火，使用时不进行热处理正火，使用时不进行热处理。较高的强度，良好的塑性与较高的强度，良好的塑性与韧性；并具有良好的焊接性韧性；并具有良好的焊接性。Q235Q235Q195Q195、Q215Q215、Q235Q235、Q255Q255、Q275Q275一般桥梁、建筑结一般桥梁、建筑结构，普通机械零件，构，普通机械零件，如螺钉、螺母等。如螺钉、螺母等。可用于受力较可用于受力较大的机械零件，大的机械零件，如链轮、拉杆如链轮、拉杆等。等。应应 用用用途：钢板、钢筋、型钢等，作桥梁、建筑等构件。用途：钢板、钢筋、型钢等，作桥梁、建筑等构件。热处理：热处理：热轧空冷空冷组织组织：SF建筑构件建筑构件钢桥梁钢桥梁多边型角钢多边型角钢钢筋、螺纹钢钢筋、螺纹钢螺钉、铆钉螺钉、铆钉拉杆、链轮拉杆、链轮2.优质碳素结构钢：优质碳素结构钢：两位数字：平均含碳量的万分数。两位数字：平均含碳量的万分数。例：例：45 表示平均碳质量分数为表示平均碳质量分数为0.45%的优质碳素结构钢。的优质碳素结构钢。F(Mn)较高含锰量较高含锰量脱氧方法脱氧方法08F 表示表示Wc为为0.08%的优的优质碳素结构钢，属沸腾钢。质碳素结构钢，属沸腾钢。65Mn 表示表示Wc为为0.65%、含、含锰量较高（锰量较高（WMn=0.91.2%)的优质的优质碳素结构钢。碳素结构钢。成成 分分热热 处处 理理性性 能能典型牌号典型牌号WcWc=0.05-0.85%=0.05-0.85%，多数为，多数为低中碳成分，少数高碳。低中碳成分，少数高碳。一般使用时必须进行热处理一般使用时必须进行热处理。较高强度，较好塑性与韧性。较高强度，较好塑性与韧性。性能变化范围较大。性能变化范围较大。454508F08F、2020、4545、6565冷冲压件，冷冲压件，如汽车和如汽车和仪表外壳、仪表外壳、容器、罩容器、罩子等。子等。冷冲压件、冷冲压件、焊接件和焊接件和标准件、标准件、渗碳件等渗碳件等零件。零件。调质件：机调质件：机床齿轮、机床齿轮、机床主轴、曲床主轴、曲轴、连杆等轴、连杆等重要零件。重要零件。弹性件和弹性件和耐磨件：耐磨件：小尺寸弹小尺寸弹簧、低速簧、低速辊、轮等辊、轮等应应 用用汽车曲轴汽车曲轴弹簧弹簧齿轮齿轮3.碳素工具钢：碳素工具钢：T（A）例：例：T8 表示平均碳质量分数为表示平均碳质量分数为0.8%的碳素工具钢。的碳素工具钢。T12A 表示平均碳质量分数表示平均碳质量分数为为1.20%的高级优质碳素工具钢。的高级优质碳素工具钢。平均碳质量分数的千分数。平均碳质量分数的千分数。碳碳高级高级成成 分分热热 处处 理理性性 能能典型牌号典型牌号WcWc=0.70-1.30%=0.70-1.30%，高碳钢，高碳钢必须经淬火回火处理。必须经淬火回火处理。高的硬度、强度，良好的耐高的硬度、强度，良好的耐磨性，一定的塑性与韧性。磨性，一定的塑性与韧性。T8T8、T10T10、T12AT12A各类各类手工工具和低速工具。手工工具和低速工具。T7T7、T8T8、T10T10、T12T12、T13AT13A承受振动、承受振动、冲击的工冲击的工具，如冲具，如冲头、大锤、头、大锤、木工工具。木工工具。用于需要较高用于需要较高耐磨性和一定耐磨性和一定韧性的工具，韧性的工具，如手工锯条、如手工锯条、剪金属用剪刀。剪金属用剪刀。不受振动和冲不受振动和冲击的耐磨工具，击的耐磨工具，如丝锥、锉刀、如丝锥、锉刀、乔刀、板牙、乔刀、板牙、量具等。量具等。应应 用用螺螺纹纹量量规规锉刀锉刀钻头钻头4.铸造碳钢：铸造碳钢：ZG 例：例：ZG310-570 表示最小屈服表示最小屈服点为点为310MPa、最小抗拉强度为、最小抗拉强度为570MPa的铸造碳钢。的铸造碳钢。最小屈服点最小屈服点铸钢铸钢最小抗拉强度最小抗拉强度成成 分分热热 处处 理理性性 能能典型牌号典型牌号WcWc=0.20-0.60%=0.20-0.60%，低中碳，低中碳铸造成形，经热处理后使用。铸造成形，经热处理后使用。较高的硬度、强度和塑性、较高的硬度、强度和塑性、韧性，即综合力学性能较好。韧性，即综合力学性能较好。ZG200-400ZG200-400ZG200-400ZG200-400、ZG270-500ZG270-500、ZG310-570ZG310-570用于受力不大，用于受力不大，要求良好塑性要求良好塑性和焊接性的零和焊接性的零件，如机座、件，如机座、变速箱壳体。变速箱壳体。用于受力较大用于受力较大的复杂零件，的复杂零件，如轧钢机机架、如轧钢机机架、轴承座、连杆、轴承座、连杆、曲轴、缸体。曲轴、缸体。强度和耐磨性强度和耐磨性较好，但韧性、较好，但韧性、焊接性降低。焊接性降低。用于重载齿轮、用于重载齿轮、制动轮。制动轮。应应 用用第四讲第四讲 钢材的现场鉴别钢材的现场鉴别1.火花鉴别火花鉴别与含碳量有关与含碳量有关火花特征火花特征2.色标鉴别色标鉴别v一、普通碳素钢一、普通碳素钢 Q195（1号钢）号钢）蓝色蓝色 Q215（2号钢）号钢）黄色黄色 Q235（3号钢）号钢）红色红色 Q255（4号钢）号钢）黑色黑色 Q275（5号钢）号钢）绿色绿色 6号钢号钢 白色黑色白色黑色 7号钢号钢 红色棕色红色棕色 特类钢特类钢 加涂铝白色一条加涂铝白色一条 v二、优质碳素结构钢二、优质碳素结构钢 515号号 白色白色 2025号号 棕色绿色棕色绿色 3040号号 白色蓝色白色蓝色 4585号号 白色棕色白色棕色 15Mn40Mn 白色二条白色二条 45Mn70Mn 绿色三条绿色三条 3.断口鉴别断口鉴别 由自然断口判断钢铁韧脆性由自然断口判断钢铁韧脆性v断口呈纤维状、颜色发暗、无结晶颗粒等，断口呈纤维状、颜色发暗、无结晶颗粒等，且断口边缘有明显的塑性变性特征。则塑性且断口边缘有明显的塑性变性特征。则塑性韧性好，含碳量较低。韧性好，含碳量较低。v断口齐平呈银灰色，有明显的金属光泽和结断口齐平呈银灰色，有明显的金属光泽和结晶颗粒。则为脆性材料。晶颗粒。则为脆性材料。4.音响鉴别音响鉴别由声音判断钢铁由声音判断钢铁v声音低沉多为铸铁声音低沉多为铸铁v声音清脆多为钢声音清脆多为钢重点小结重点小结碳钢的分类、牌号碳钢的分类、牌号碳素结构钢碳素结构钢 Q (A)(F)优质碳素结构钢优质碳素结构钢 (Mn)碳素工具钢碳素工具钢 T 铸造碳钢铸造碳钢 ZG-作业作业思考题与习题思考题与习题