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1、Chapter1金屬材料的合金化原理第一部分Chapter1金屬材料的合金化原理1.1碳鋼概論1.2鋼的合金化原理1.3合金鋼的分類、牌號1.4有色金屬材料的分類及合金化特點主要內(nèi)容碳鋼中的常存雜質(zhì)碳鋼的分類碳鋼的用途Me在鋼中的存在形式Me與鐵和碳的相互作用Me對Fe-Fe3C相圖的影響Me對鋼的熱處理的影響Me對鋼的性能的影響重點及基本要求1.了解碳鋼中的常存元素及其影響，重點掌握碳鋼的分類與應(yīng)用2.第二節(jié)是本章重點。要求全面掌握合金元素對鋼的組織、熱處理及性能的影響規(guī)律，掌握合金元素的加入對鋼的基本強化機制的影響。難點是合金元
2、素對鋼中基本合金相結(jié)構(gòu)的影響3.掌握合金鋼的分類、牌號4.了解有色金屬材料的分類，掌握強化有色金屬合金的基本途徑。Chapter1金屬材料的合金化原理SteelmakingflowlinesChapter1金屬材料的合金化原理1.1碳鋼概論1.1碳鋼概論SteelFinishingflowlinesChapter1金屬材料的合金化原理1.1碳鋼概論一、碳鋼中的常存雜質(zhì)-錳和硅（1）1.錳（Mn）和硅（Si）是煉鋼過程中隨脫氧劑或者由生鐵殘存而進入鋼中的。Mn在碳鋼中的含量一般小于0.8%?？晒倘?，也可形成高熔點MnS（1600℃）夾
3、雜物。MnS在高溫下具有一定的塑性，不會使鋼發(fā)生熱脆，加工后硫化錳呈條狀沿軋向分布。Si在鋼中的含量通常小于0.5%。可固溶，也可形成SiO2夾雜物。夾雜物MnS、SiO2將使鋼的疲勞強度和塑、韌性下降。1.1碳鋼概論Chapter1金屬材料的合金化原理一、碳鋼中的常存雜質(zhì)-硫和磷（2）2．硫（S）和磷（P）的影響S是煉鋼時不能除盡的有害雜質(zhì)。在固態(tài)鐵中的溶解度極小。S和Fe能形成FeS，并易于形成低熔點共晶。發(fā)生熱脆(裂)。P也是在煉鋼過程中不能除盡的元素。磷可固溶于α-鐵。但劇烈地降低鋼的韌性，特別是低溫韌性，稱為冷脆。磷可以提
4、高鋼在大氣中的抗腐蝕性能。S和P還可以改善鋼的切削加工性能。1.1碳鋼概論Chapter1金屬材料的合金化原理一、碳鋼中的常存雜質(zhì)氮、氫、氧（3）3．氮（N）、氫（H）、氧（O）的影響N在α-鐵中可溶解，含過飽和N的鋼經(jīng)受冷變形后析出氮化物—機械時效或應(yīng)變時效。N可以與釩、鈦、鈮等形成穩(wěn)定的氮化物，有細化晶粒和沉淀強化。H在鋼中和應(yīng)力的聯(lián)合作用將引起金屬材料產(chǎn)生氫脆。O在鋼中形成硅酸鹽2MnO?SiO2、MnO?SiO2或復合氧化物MgO?Al2O3、MnO?Al2O3。1.1碳鋼概論Chapter1金屬材料的合金化原理二、碳鋼的分
5、類（1）400C1400C1200C1000C800C600C1600CFe1%C2%C3%C4%C5%C6%C6.70%CLgadSteelCastIron1．按鋼中碳含量的多少分類（1）復習鐵碳合金按Fe-Fe3C相圖分類亞共析鋼：0.0218%≤wc≤0.77%共析鋼：wc=0.77%過共析鋼：0.77%＜wc≤2.11%1.1碳鋼概論Chapter1金屬材料的合金化原理（2）按鋼中碳含量的多少，碳鋼通常可分為低碳鋼：wc≤0.25%中碳鋼：0.25%＜wc≤0.6%高碳鋼：wc＞0.6%2．按鋼的質(zhì)量（品質(zhì)），碳鋼可分為（1
6、）普通碳素鋼：wS≤0.05%，wP≤0.045%。（2）優(yōu)質(zhì)碳素鋼：wS≤0.035%，wP≤0.035%。（3）高級優(yōu)質(zhì)碳素鋼：wS≤0.02%，wP≤0.03%。（4）特級優(yōu)質(zhì)碳素鋼：wS≤0.015%，wP≤0.025%。1.1碳鋼概論二、碳鋼的分類（2）Chapter1金屬材料的合金化原理3．按鋼的用途分類，碳鋼可分為（1）碳素結(jié)構(gòu)鋼：主要用于各種工程構(gòu)件，如橋梁、船舶、建筑構(gòu)件等。也可用于不太重要的機件。（2）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼：主要用于制造各種機器零件，如軸、齒輪、彈簧、連桿等。（3）碳素工具鋼：主要用于制造各種工具，如刃
7、具、模具、量具等。（4）一般工程用鑄造碳素鋼：主要用于制造形狀復雜且需一定強度、塑性和韌性零件。1.1碳鋼概論二、碳鋼的分類（3）Chapter1金屬材料的合金化原理4．按鋼冶煉時的脫氧程度分類，可分為（1）沸騰鋼：是指脫氧不徹底的鋼，代號為F。（2）鎮(zhèn)靜鋼：是指脫氧徹底的鋼，代號為Z。（3）半鎮(zhèn)靜鋼：是指脫氧程度介于沸騰鋼和鎮(zhèn)靜鋼之間，代號為b。（4）特殊鎮(zhèn)靜鋼：是指進行特殊脫氧的鋼，代號為TZ。1.1碳鋼概論二、碳鋼的分類（4）Chapter1金屬材料的合金化原理1-普通碳素結(jié)構(gòu)鋼（1）主要用于一般工程結(jié)構(gòu)和普通零件，它通常軋制
8、成鋼板、鋼帶、鋼管、盤條、型鋼、棒鋼或各種型材（圓鋼、方鋼、工字鋼、鋼筋等），可供焊接、鉚接、栓接等結(jié)構(gòu)件使用。應(yīng)用量很大（鋼總產(chǎn)量的70%以上）。（2）熱軋后空冷是這類鋼通常的供貨狀態(tài)。用戶一般不需要再進行熱處理而是直接使用。wC=
