碳鋼介紹課件.ppt

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1、教學目的：1.了解碳鋼的分類；2.熟悉常存雜質元素對碳鋼性能的影響；3.掌握常用碳鋼的性能與應用。第5章碳鋼（非合金鋼）第5章碳鋼（非合金鋼）第5章碳鋼碳的質量分數(shù)小于2.11％的鐵碳合金稱為碳鋼（非合金鋼）。5.1鋼中的常存元素碳鋼中除鐵和碳兩個主要元素外，一般還含有錳、硅、硫、磷、氧、氮、氫等元素以及非金屬夾雜物。這些元素往往是從礦石和冶煉過程中進入鋼中的，一般統(tǒng)稱為常存雜質元素。第5章碳鋼（非合金鋼）1.錳（Mn）碳鋼中錳的質量分數(shù)一般為wMn=0.25％～0.80％。錳可以強化鐵素體，增加珠光體相對量，提高鋼的強度和硬度。一般認為錳在鋼中是

2、一種有益的元素。2.硅（Si）硅在鎮(zhèn)靜鋼中的質量分數(shù)一般為wSi=0.10％～0.40％；沸騰鋼中wSi=0.03％～0.07％。硅可以強化鐵素體，提高鋼的強度、硬度和彈性。硅在鋼中也是一種有益的元素。第5章碳鋼（非合金鋼）3.硫（S）硫在鐵素體中的溶解度極小，在鋼中主要以FeS的形式存在。FeS可以和鐵形成低熔點（985℃）的共晶體，并且主要分布在奧氏體晶界上。熱脆：當鋼加熱到1100～1200℃進行鍛造或軋制時，由于晶界上的低熔點共晶體熔化，使鋼極易沿晶界開裂。硫在鋼中是一種有害的雜質元素，必須嚴格控制。煉鋼時加入錳鐵，使錳與硫化合成高熔點（1

3、620℃）的MnS，可避免了熱脆現(xiàn)象的產生。第5章碳鋼（非合金鋼）4.磷（P）磷可溶于鐵素體中，使鐵素體得到強化，提高了鋼的強度和硬度。冷脆：磷可使鋼的塑性和韌性顯著降低，特別是在低溫下使鋼變脆。磷是在鋼中也是一種有害的雜質元素，也要嚴格控制。第5章碳鋼（非合金鋼）5.非金屬夾雜物是在煉鋼過程中，少量爐渣、耐火材料及冶煉中反應產物進入鋼液形成的，主要有氧化物、硫化物、硅酸鹽、氮化物等。會降低鋼的力學性能，形成纖維組織與帶狀組織。6.氣體在冶煉過程中，鋼液中會吸收一些氮、氧、氫等氣體，對鋼的質量產生不良影響。氫脆：氫會嚴重影響鋼的力學性能，使鋼易于脆

4、斷。1.按碳的質量分數(shù)分類根據(jù)鋼中碳的質量分數(shù)，可以分為：（1）低碳鋼wC＜0.25％；（2）中碳鋼0.25％≤wC≤0.60％；（3）高碳鋼wC＞0.60％。第5章碳鋼2.按鋼質量分類根據(jù)鋼中所含有害雜質S、P的含量，可以分為：（1）普通碳素鋼wS=0.035%-0.050％、wP=0.035%-0.045％；（2）優(yōu)質碳素鋼wS≤0.035％、wP≤0.035％；（3）高級優(yōu)質碳素鋼wS≤0.020％、wP≤0.020％。第5章碳鋼（非合金鋼）3.按鋼的用途分（1）碳素結構鋼主要用于制造各種機械零件和工程構件，一般屬于低碳鋼和中碳鋼。（2）碳素

5、工具鋼主要用于制造各種刃具、量具和模具等，一般屬于高碳鋼。4.按鋼冶煉時脫氧程度分類（1）沸騰鋼（F）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）脫氧完全，組織致密，成分較均勻，性能較好。（3）半鎮(zhèn)靜鋼（b）脫氧程度介于沸騰鋼和鎮(zhèn)靜鋼之間。5.按冶煉方法分類：（1）轉爐鋼——生產率高（2）電爐鋼——冶煉質量好5.3常用碳鋼1.碳素結構鋼牌號由代表屈服點的字母、屈服點數(shù)值、質量等級符號、脫氧方法符號等四個部分順序組成。質量等級中A級質量最低，D級質量最高。脫氧方法符號“F”、“b”、“Z”、“TZ”分別表示沸騰鋼、半鎮(zhèn)靜鋼、鎮(zhèn)靜鋼

6、及特殊鎮(zhèn)靜鋼。牌號中鎮(zhèn)靜鋼符號“Z”和特殊鎮(zhèn)靜鋼符號“TZ”可省略。例如：Q235―A·F其中：“Q”表示鋼材屈服點，“235”表示屈服點數(shù)值，“A”表示質量等級，“F”表示沸騰鋼。表示σS=235MPa的A級碳素結構鋼，脫氧不完全屬于沸騰鋼。力學性能可以滿足一般工程結構及普通機器零件的要求，應用很廣。這類鋼一般在供應狀態(tài)下直接使用，不需要進行熱處理。第5章碳鋼（非合金鋼）2.優(yōu)質碳素結構鋼牌號是用兩位數(shù)字表示，這兩位數(shù)字表示平均碳的質量分數(shù)的萬分數(shù)。例如：45鋼，表示鋼中平均碳的質量分數(shù)為0.45％。按含錳量的不同，可分為普通含錳量（wMn=0.

7、35％～0.8％）和較高含錳量（wMn=0.70％～1.20％）兩組。含錳量較高的一組，應在牌號數(shù)字后附加“Mn”，如70Mn等。若鋼中含錳量較高，但不是特意加入的，則在兩位數(shù)字之后加“Mn”。如65Mn鋼，是指ωc=0.65%且含錳量較高的優(yōu)質碳素結構鋼。若為沸騰鋼，則在表示牌號的兩位數(shù)字之后寫“F”。如08F表示屬于沸騰鋼的ωc=0.08%優(yōu)質碳素結構鋼。第5章碳鋼（非合金鋼）優(yōu)質碳素結構鋼的硫、磷含量較低（wS≤0.035％，wP≤0.035％），非金屬夾雜物含量較少，組織均勻，表面質量較好，塑性、韌性都較高，出廠時既保證化學成分，又保證力學

8、性能。主要用于制造較重要的機械結構零件。一般都要經過熱處理以達到要求的力學性能指標。第5章碳鋼（非合金鋼）2011.3.8