工業(yè)用鋼(金屬工藝)

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1、第六章工業(yè)用鋼以鐵為主要元素，碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般在2%以下，并含有其他元素的材料稱為鋼.按照化學(xué)成分分為：碳鋼和合金鋼兩大類。碳鋼：指碳含量wc<2.11%的鐵碳合金。合金鋼：指為改善鋼的組織、性能，在冶煉時特意加入合金元素的鋼。鋼材及其生產(chǎn)過程一、鋼鐵材料的生產(chǎn)過程鐵礦石生鐵鋼錠型材鑄鐵軋制、擠壓、拉拔、鍛造等壓力加工方法1、生鐵的冶煉原料：鐵礦石燃料：焦炭熔劑：石灰石設(shè)備：高爐2、鋼的冶煉原料：生鐵、廢鋼燃料：焦炭熔劑：石灰石；氧化劑，脫氧劑設(shè)備：電弧爐（鋼板、型鋼、鋼管）高爐電弧爐一、碳鋼中的長存雜質(zhì)元素及其作用碳鋼中除鐵以外的主要元素是碳，其它長存的雜質(zhì)元素有硅、錳、硫、磷等，還有

2、熔煉中夾雜進(jìn)入的氧、氫、氮等氣體元素。第一節(jié)碳鋼1、有益元素錳——能溶于F，使F強(qiáng)化，也能溶于滲碳體，提高其硬度；能增加并細(xì)化P，從而提高鋼的強(qiáng)度和硬度；可與S形成MnS，以消除硫的有害作用。硅——能溶于F使之強(qiáng)化，從而使鋼的強(qiáng)度、硬度、彈性都得到提高。2.有害元素:硫——形成低熔點的FeS，使鋼產(chǎn)生熱脆。熱脆：FeS與Fe形成的熔點（985℃）共晶體分布在晶界上當(dāng)鋼加熱到1000-1200℃進(jìn)行鍛壓或軋制時，由于晶界上的共晶體已經(jīng)熔化，使鋼在晶界開裂。這種現(xiàn)象稱熱脆。磷——部分溶于F形成固溶體，部分在結(jié)晶時形成脆性很大的Fe3P，使鋼在室溫下的塑、韌性急劇下降。冷脆：低溫時由磷導(dǎo)致鋼嚴(yán)

3、重變形的現(xiàn)象稱鋼的冷脆通常鋼材的質(zhì)量等級以硫磷含量的控制來劃分3.氣體元素（鋼中有害元素）:N：鋼中過飽和N在常溫放置過程中會發(fā)生時效脆化。加Ti、V、Al等元素可消除時效傾向。O：鋼中的氧化物易成為疲勞裂紋源。H：原子態(tài)的過飽和氫時將降低韌性,引起氫脆。當(dāng)氫在缺陷處以分子態(tài)析出時，會產(chǎn)生很高內(nèi)壓，形成微裂紋，其內(nèi)壁為白色，稱白點或發(fā)裂。鋼中白點O、H、N三種氣體元素在高溫時融入鋼液，而在固態(tài)鋼中溶解度極小，冷卻時來不及溢出而積聚在組織中形成高壓細(xì)微氣孔，使鋼的塑性、韌性和疲勞強(qiáng)度急劇降低，嚴(yán)重時會造成裂紋、脆斷，是必須嚴(yán)格控制的有害元素。二、碳鋼的分類、牌號和用途（一）碳鋼的分類1、按

4、碳的含量分類：（1）低碳鋼wc=0.08%～0.25%，塑性好，多用作沖壓、焊接和滲碳工件。（2）中碳鋼wc=0.25%～0.6%，強(qiáng)渡和韌度均較高，熱處理后有良好的綜合力學(xué)性能，多用作要求良好強(qiáng)韌度的各種重要結(jié)構(gòu)零件。（3）高碳鋼wc=0.60%～1.4%，硬度較高，多用作工具、模具和量具等工件。2、按質(zhì)量分類：（1）普通鋼鋼中S≤0.050%，P≤0.045%（2）優(yōu)質(zhì)鋼鋼中S≤0.035%，P≤0.035%（3）高級優(yōu)質(zhì)鋼S≤0.030%，P≤0.030%3、按用途分類（1）碳素結(jié)構(gòu)鋼主要用于建筑、橋梁等工程結(jié)構(gòu)和各種機(jī)械零件（如齒輪、軸、螺柱、彈簧等）

5、（2）碳素工具鋼主要用于鍋各類刀具、量具和模具，如絲錐、扳牙、刮刀、鋸條、沖模等。（3）專用鋼包括鍋爐鋼、船用鋼、易切鋼等。4、按鋼液脫氧程度分類（1）沸騰鋼（F）沸騰鋼脫氧不完全，組織不致密，成分不均勻，性能較差。（2）鎮(zhèn)靜鋼（Z）鎮(zhèn)靜鋼脫氧完全，組織致密，成分較均勻，性能較好。優(yōu)質(zhì)鋼和高級優(yōu)質(zhì)鋼多為鎮(zhèn)靜鋼，通常不再標(biāo)注鎮(zhèn)靜鋼代號。（3）半鎮(zhèn)靜鋼（b）半鎮(zhèn)靜鋼脫氧程度介于沸騰鋼和鎮(zhèn)靜鋼之間。二、碳鋼的牌號性能及主要用途1、碳素結(jié)構(gòu)鋼：用途：薄板，鐵絲，釘，小軸，螺栓等。化學(xué)成分：ωc=0.09%--0.33%ωMn=0.37%--0.65%ωsi=0.30%ωs≤0.0

6、35--0.05%ωp≤0.035%--0.045%牌號：Q+屈服點數(shù)值+質(zhì)量等級符號+脫氧方法符號質(zhì)量等級：用A、B、C、D、E表示硫磷含量不同例：Q235AF代表屈服點σS=235MPa，質(zhì)量為A級的沸騰碳素結(jié)構(gòu)鋼組織：較多的F+較少的P性能：因為碳低，焊接性能好2、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼：化學(xué)成分：Wc=0.08%--0.85%Wsi=0.17%--0.37%Wsp≤0.035%牌號：兩位數(shù)字+符號表示數(shù)字表示含碳量萬分之幾，40表示鋼中平均含碳量為0.40%。若鋼中錳的含量較高時，在數(shù)字后面附化學(xué)元素符號Mn60Mn表示鋼中平均含碳量為0.60%，Mn的含量為0.70%～1.00%的優(yōu)質(zhì)

7、碳素結(jié)構(gòu)鋼。符號如果是F則表示是沸騰鋼。例：08F15F1)低碳鋼化學(xué)成分：WC≤0.15%組織：退火狀態(tài)下，組織為較多的F和較少P性能：σ和HBS低，而δ.ak好，焊接性好。用途：08F、10F、15F冷變形加工成型件機(jī)殼、容器。10~25鋼各種標(biāo)準(zhǔn)件、軸套、容器等。2)中碳鋼化學(xué)成分：WC=0.30%～0.6%組織：F+P，性能：σ、HBS比低碳鋼略高，而δ、ak略低。具有良好的綜合力學(xué)性能，切削加工性好，但焊接性一般。用途：用