工業(yè)用鋼解析課件.ppt

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1、材料科學(xué)基礎(chǔ)主講教師:王亞男第10章金屬材料金屬材料分為:黑色金屬:指鐵及其合金。根據(jù)含碳量不同又分為鋼和鑄鐵,將含碳量小于2.11w%的合金稱為鋼,而將含碳量大于2.11w%的合金稱為鑄鐵。工業(yè)用鋼和鑄鐵除了鐵、碳以外,還含有其它元素。有色金屬:除黑色金屬以外的所有金屬及其合金。10.1工業(yè)用鋼10.2鑄鐵10.3有色金屬及合金10.1工業(yè)用鋼10.1.1鋼的分類及編號(hào)10.1.2合金元素在鋼中的作用10.1.3工程結(jié)構(gòu)鋼10.1.4機(jī)械制造結(jié)構(gòu)鋼10.1.5工具鋼10.1.6特殊性能鋼小結(jié)思考題10.1工業(yè)用鋼碳素鋼:由鐵、碳兩種元素組成的合金。合

2、金鋼:在碳素鋼的基礎(chǔ)上,在冶煉時(shí)有目的地加入一種或幾種合金元素而成的鋼。10.1.1鋼的分類及編號(hào)1.鋼的分類(1)按化學(xué)成分碳素鋼:低碳鋼:C%≤0.25%中碳鋼:C%=0.3~0.6%高碳鋼:C%>0.6%合金鋼:低合金鋼:Me<5%中合金鋼:Me=5-10%高合金鋼:Me>10%(2)按冶金質(zhì)量分普通鋼:P%≤0.045%,S%≤0.05%優(yōu)質(zhì)鋼:P%≤0.035%,S%≤0.035%高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼:P%≤0.025%,S%≤0.025%(3)按用途分結(jié)構(gòu)鋼:工程用鋼:碳素工程結(jié)構(gòu)鋼、低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼機(jī)器用鋼:滲碳鋼、調(diào)質(zhì)鋼、彈簧鋼、滾動(dòng)軸承鋼工具

3、鋼:刃具鋼、模具鋼、量具鋼特殊性能鋼:不銹鋼、耐熱鋼、耐磨鋼、磁鋼(1)普通碳素結(jié)構(gòu)鋼由代表屈服點(diǎn)的字母(Q)、屈服點(diǎn)數(shù)值、質(zhì)量等級(jí)符號(hào)(A,B,C,D)及脫氧方法符號(hào)(F,b,Z,TZ)四部分組成。Q+數(shù)值+A、B、C、D+F、b、Z、TZ低    高沸騰半鎮(zhèn)靜鎮(zhèn)靜特殊鎮(zhèn)靜鋼如:Q235-A、F,表示屈服點(diǎn)數(shù)值≥235MPa,質(zhì)量等級(jí)為A的沸騰鋼。(2)優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼鋼號(hào):用兩位數(shù)字表示平均含碳量,單位:1/10000。如:40,含C:0.4%;08,含C:0.08%。按Mn含量不同分為:普通含Mn量(0.35~0.6%)的鋼和較高含Mn量(0.7~

4、1.2%)的鋼(在鋼號(hào)后加“Mn”字,但含Mn量都<1.5%)。2.鋼的編號(hào)(3)碳素工具鋼鋼號(hào):T+數(shù)字如T10:1.0%C碳含C量1/1000T7……T13表示優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼;T7A……T13A表示高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼。(4)合金結(jié)構(gòu)鋼編號(hào):數(shù)字+元素符號(hào)+數(shù)字含C量元素含量1/100001/100如:40Cr:0.4%C,1%Cr60Si2Mn:0.6%C,2%Si,1%Mn(5)合金工具鋼編號(hào):數(shù)字+元素符號(hào)+數(shù)字含C量元素含量≥1%不標(biāo)出1/100<1%標(biāo)出1/1000如:9Mn2V,C%=0.9%;CrWMn,C%≥1%。高速鋼:鋼號(hào):不標(biāo)含

5、C量(無論<1%,還是≥1%,均不標(biāo)出)如W18Cr4V:含碳量0.7~0.8%C,不標(biāo)出。(6)滾動(dòng)軸承鋼鋼號(hào):G+Cr+數(shù)字含C量≥1%,不標(biāo)出。滾含Cr量1/1000如GCr15:1%C,1.5%Cr(7)耐磨鋼:ZG+Mn+數(shù)字含C量≥1%,不標(biāo)出。鑄鋼含Mn量1/100如ZGMn13:含C量≥1%,~13%Mn(8)不銹鋼及耐熱鋼同合金結(jié)構(gòu)鋼,含碳量表示有不同:含碳量≥1%時(shí),用兩位數(shù)字表示,單位:1/1000。如11Cr17:1.1%C。1%>含碳量≥0.1%時(shí),用一位數(shù)字表示,如2Cr13:0.2%C。含碳量上限<0.1%時(shí),用0表示,如

6、0Cr18Ni9Ti:0.08%C。合金元素是為提高某種性能有意向鋼中加入的元素。1.合金元素在鋼中的分布有四種狀態(tài):(1)形成固溶體;(2)形成強(qiáng)化相;(3)游離態(tài)存在;(4)形成非金屬夾雜物。10.1.2合金元素在鋼中的作用(1)(2)為主2.合金元素與鐵和碳的相互作用(1)合元與Fe的作用表現(xiàn)為對(duì)A區(qū)的影響:Ni、Mn、Co、N等與Fe作用,擴(kuò)大A區(qū);Cr、Mo、Si、W等與Fe作用,縮小A區(qū)。(2)合元與C作用形成K:Nb、V、Ti

7、

8、Cr、Mo、W

9、

10、Mn、Fe是C化物形成元素。K大小、形態(tài)、數(shù)量和分布對(duì)性能有重要影響。起彌散強(qiáng)化作用。非K形

11、成元素:Ni、Si、Al、Co、Cu等形成固溶體。起固溶強(qiáng)化作用。3.合元對(duì)Fe-Fe3C相圖的影響擴(kuò)大A區(qū)元素,使A3、A1↓,E、S點(diǎn)左下移,見圖10-3(a),Mn含量對(duì)A區(qū)的影響。縮小A區(qū)元素:使A3、A1↑,E、S點(diǎn)左上移,見圖10-3(b),Cr含量對(duì)A區(qū)的影響。擴(kuò)大A區(qū)元素如Ni、Mn的含量足夠高時(shí),可使A區(qū)擴(kuò)大到室溫以下,稱這類鋼為奧氏體鋼;Cr、Si等元素限制A區(qū),甚至使其完全消失,得單相鐵素體,稱這類鋼為鐵素體鋼。對(duì)A化的影響除Ni、Co外,大多數(shù)合金元素都減緩鋼的A化過程,因此合金鋼熱處理時(shí),要相應(yīng)地提高加熱溫度或延長保溫時(shí)間,使

12、A化過程充分進(jìn)行。對(duì)A晶粒的影響除Mn外,所有元素都阻止A晶粒長大,均有細(xì)化晶粒作用。原因:它

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