碳素钢课件44
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碳素钢课件.ppt
典型牌号 45
应用 如表2-5（P40）
08F、 20、 45、 65
冷冲压件， 冷冲压件、 调质件：机
如汽车和 焊接件和 床齿轮、机
仪表外壳、 标准件、 床主轴、曲
容器、罩 渗碳件等 轴、连杆等
子等。
零件。
重要零件。
弹性件和 耐磨件： 小尺寸弹 簧、低速 车轮等
08～25#钢的应用
法兰盘 垫圈
化作用。
含量过高会造 成钢的塑性下 降。一般不要 超过0.8％.
硅（Si）的作用
来源：炼钢时加入的脱氧剂（有益元素）
有益作用
有害影响
能消除氧化铁夹杂对
钢的不良响 2FeO+Si=2Fe+SiO2 少量能溶入铁素体
（F）中起固溶强化 作用，提高钢的强度、 硬度及弹性。
过多会造成塑性 下降，冲击性能 变差。含量一般 不超过0.4％.
杂质元素：因冶炼等原因，钢中不
可避免地存在的一些元素。
合金元素：为改善钢的性能，冶炼
时有目的地加入钢中的元素。
一、钢中常存元素及其对性能的影响
锰
钢
中
常 存
硅
磷
杂
质
元
素
硫
氢
锰（Mn）的作用
来源：炼钢时加入的脱氧剂（有益元素）
有益作用
有害影响
能与硫（S）化合形 成硫化锰（MnS），
FeS+Mn=Fe+MnS，减 轻硫（S）的有害影 响；少量能溶入铁素 体（F） 中起固溶强
销子 螺钉
30～55#钢的应用
连杆
曲轴
齿轮
联轴器
60#以上钢的应用
弹簧 弹簧垫圈
板簧
3.碳素工具钢
《碳素钢》课件
两位数字
代表钢的平均碳的质量分数的万分数
08钢：表示平均碳的质量分数Wc为0.08%的钢。
如果优质碳素结构钢中锰的质量分数在0.70%-1.00%范围内，还
要在其牌号后表示出锰的元素符号“Mn”。
碳素钢
按钢的用途分类 碳素工具钢指含碳量Wc为0.65%- 1.35%，主要用于制 造各种刃具、模具、量具等工具用钢。 牌号：
黑色金属
钢铁材料
铁+碳 铁碳合金
碳素钢
Wc<2.11％
钢
合金钢
铸铁
Wc＞2.11％
钢
普通碳素钢 Wp ≤0.045%,Ws ≤0.050%
的
优质碳素钢 Wp ≤0.035%,Ws ≤0.035%
质
高级优质钢 Wp ≤0.025%,Ws ≤0.025%
量
特级优质钢 Wp ≤0.025%,Ws ≤0.015%
普通碳素结构钢
优质碳素结构钢
碳素钢
普通碳素结构钢 牌号：
屈服强度字母+屈服强度数值+质量等级符号+脱氧方法
Q
数值
ABCD四级
F、b、（Z、TZ ）
质量依次提高
沸半 腾镇 钢静
钢
镇特 静殊 钢镇
静 钢
Q235AF:表示屈服强度大于235MPa质量等级为A级的沸腾钢。
碳素钢
优质碳素结构钢 牌号：
普通碳素结构钢
碳素结构钢
最低屈服强度
用
途
优质碳素结构钢
碳素工具钢
Wc万分数
Wc千分数
碳素钢
碳 的 质 量 分 数
钢
钢 的
Wc<
质
量
钢 Wc≤ 钢 ＜Wc≤ 钢 Wc＞
代表钢的平均碳的质量分数的万分数
08钢：表示平均碳的质量分数Wc为0.08%的钢。
如果优质碳素结构钢中锰的质量分数在0.70%-1.00%范围内，还
要在其牌号后表示出锰的元素符号“Mn”。
碳素钢
按钢的用途分类 碳素工具钢指含碳量Wc为0.65%- 1.35%，主要用于制 造各种刃具、模具、量具等工具用钢。 牌号：
黑色金属
钢铁材料
铁+碳 铁碳合金
碳素钢
Wc<2.11％
钢
合金钢
铸铁
Wc＞2.11％
钢
普通碳素钢 Wp ≤0.045%,Ws ≤0.050%
的
优质碳素钢 Wp ≤0.035%,Ws ≤0.035%
质
高级优质钢 Wp ≤0.025%,Ws ≤0.025%
量
特级优质钢 Wp ≤0.025%,Ws ≤0.015%
普通碳素结构钢
优质碳素结构钢
碳素钢
普通碳素结构钢 牌号：
屈服强度字母+屈服强度数值+质量等级符号+脱氧方法
Q
数值
ABCD四级
F、b、（Z、TZ ）
质量依次提高
沸半 腾镇 钢静
钢
镇特 静殊 钢镇
静 钢
Q235AF:表示屈服强度大于235MPa质量等级为A级的沸腾钢。
碳素钢
优质碳素结构钢 牌号：
普通碳素结构钢
碳素结构钢
最低屈服强度
用
途
优质碳素结构钢
碳素工具钢
Wc万分数
Wc千分数
碳素钢
碳 的 质 量 分 数
钢
钢 的
Wc<
质
量
钢 Wc≤ 钢 ＜Wc≤ 钢 Wc＞
第三节碳素钢-PPT文档资料
3）按用途分
4）按冶炼时脱氧程度的不同分类
NingXia Institute of Scinece and Technology
NingXia Institute of Scinece and Technology
三、碳钢的牌号
1、碳素结构钢：牌号 —— 如 Q215B，表示 s ≥ 215 Mpa
（厚度 ≤ 16mm），B级质量。
Q×××AF
屈服强 度字母 屈服强度值 （MPa） 脱氧 方法
沸腾钢F
半镇静钢b 镇静钢Z 特殊镇静钢TZ
质量等级：A、B、C、D
NingXia Institute of Scinece and Technology
例：
Q235AF ：表示屈服强度为235MPa的A
NingXia Institute of Scinece and Technology
Si
来 源：炼钢时加入的脱氧剂。 有益作用：能消除FeO夹杂对钢的不良影响， 少量能溶入F中起固溶强化作用， 提高钢的强度、硬度及弹性。 有害影响：过多会造成塑性下降，冲击性能 变差。
NingXia Institute of Scinece and Technology
一、常存杂质元素对碳钢性能的影响
Mn
Si
钢中的常 存杂质元 素
S
P
NingXia Institute of Scinece and Technology
Mn
来 源：炼钢时加入的脱氧剂。
有益作用：能与S化合形成MnS，减轻S的有害 影响；少量能溶入F中起固溶强化 作用。
有害影响：过多会造成塑性下降。
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普通碳素结构钢分解PPT课件
温故而知新工程材料的分类工程材料的分类钢铁材料钢铁材料有色金属有色金属非金属材料非金属材料黑色金属黑色金属温故而知新钢铁材料钢铁材料铸铁铸铁211铁碳合金铁碳合金碳素钢的化学成分碳素钢的化学成分主要元素主要元素杂质杂质有益杂质有益杂质有害杂质有害杂质温故而知新温故而知新按质量按用途按脱氧方法低碳钢中碳钢高碳钢普通碳钢优质碳钢高级优质碳钢结构钢工具钢沸腾钢f镇静钢z半镇静钢b特殊镇静钢tz温故而知新温故而知新新知探索碳素结构钢碳素结构钢普通碳素结构钢普通碳素结构钢优质碳素结构钢优质碳素结构钢成分特点
普通碳素结构钢
易勇遵
2021
1
温故而知新
工程材料 的分类
钢铁材料
（黑色金属）
有色金属
非金属材料
2
2021
温故而知新
钢 （ωc≤2.11%）
钢铁材料 (铁碳合金）
铸铁 （ωc＞2.11%）
3
2021
温故而知新
碳素钢的 化学成分
主要元素 铁和碳
杂质
有益杂质 硅和锰 有害杂质 硫和磷
4
2021
温故而知新
C.强度降低、塑性降低 D.强度增加、塑性降低
3.以下( A)会增加钢材的热脆性。
A、S
B、P
C、Si
D、Mn
4.Q235－A·F 为( A )。
A、碳素结构钢 B、低合金结构钢
C、热轧带肋钢筋 D、热轧光圆钢筋
18
2021
5，Q215—B·F是一种（ A ）质量的钢。 A，普通 B，优质 C，高级优质
质量增
9
2021
新知探索
牌号
识读
普通碳素结构钢
例： Q235—D·Z表示屈服强度 不低于235 Mpa
普通碳素结构钢
易勇遵
2021
1
温故而知新
工程材料 的分类
钢铁材料
（黑色金属）
有色金属
非金属材料
2
2021
温故而知新
钢 （ωc≤2.11%）
钢铁材料 (铁碳合金）
铸铁 （ωc＞2.11%）
3
2021
温故而知新
碳素钢的 化学成分
主要元素 铁和碳
杂质
有益杂质 硅和锰 有害杂质 硫和磷
4
2021
温故而知新
C.强度降低、塑性降低 D.强度增加、塑性降低
3.以下( A)会增加钢材的热脆性。
A、S
B、P
C、Si
D、Mn
4.Q235－A·F 为( A )。
A、碳素结构钢 B、低合金结构钢
C、热轧带肋钢筋 D、热轧光圆钢筋
18
2021
5，Q215—B·F是一种（ A ）质量的钢。 A，普通 B，优质 C，高级优质
质量增
9
2021
新知探索
牌号
识读
普通碳素结构钢
例： Q235—D·Z表示屈服强度 不低于235 Mpa
项目一课题一任务一认识碳钢PPT课件
螺母、套筒、轴等
用于制造重要的焊接结构 件
7
思考与讨论：
Q235B按用途分属于（ 普通碳素结构 ） 钢；
按含碳量分属于（ 低碳 ）钢； 按质量分属于（ 普通质量 ）钢。
按质量分：
按含碳量可以把碳钢分为
低碳钢（WC ≤ 0.25%）,
普通质量钢（ws≤0.055%，
中碳钢（WC0.25%—0.6%） wp ≤0.045%）
例如T12钢表示Wc=1.2%的碳素工具钢。
11
任务一 认识碳钢
牌号 T7 T8
主要特征
应用举例
较好的强度和塑性配合，切 削能力较差
用于制造要求有较大塑性和一 定硬度但切削能力要求不太高 的工具，如：凿子、冲子、车 床顶尖、铁皮剪、钻头等
强度较低，塑性较差，热处 理后有较高的硬度及耐磨性
用于制造工作时不易变热的工 具，如斧、凿、冲头、手用锯 等。
轧钢机机架
飞轮
13
三、常见的碳钢 4、铸钢
任务一 认识碳钢
牌号：ZG屈服强度数值—抗拉强度数值
例如：ZG200-400，表示σs≥200MPa， σb≥400MPa的铸钢
常用的铸钢：
ZG200—400：韧性及塑性均好，但强度和 硬度较低，用于制作机座、电气吸盘、变速 箱体等零件。
Q235
等级 — A B A B C D任务一 认识碳钢 Nhomakorabea含碳量(%)
用途
0.06—0.12
用于制造承载较小的零件、 铁丝、铁圈、垫铁等。
0.09—0.15 用于制造拉杆、套圈、垫
0.09—0.15
圈、渗碳零件等
0.14—0.22
0.12—0.20 0.18 0.17
用于制造金属结构件、连 杆、吊钩、车钩、螺栓、
用于制造重要的焊接结构 件
7
思考与讨论：
Q235B按用途分属于（ 普通碳素结构 ） 钢；
按含碳量分属于（ 低碳 ）钢； 按质量分属于（ 普通质量 ）钢。
按质量分：
按含碳量可以把碳钢分为
低碳钢（WC ≤ 0.25%）,
普通质量钢（ws≤0.055%，
中碳钢（WC0.25%—0.6%） wp ≤0.045%）
例如T12钢表示Wc=1.2%的碳素工具钢。
11
任务一 认识碳钢
牌号 T7 T8
主要特征
应用举例
较好的强度和塑性配合，切 削能力较差
用于制造要求有较大塑性和一 定硬度但切削能力要求不太高 的工具，如：凿子、冲子、车 床顶尖、铁皮剪、钻头等
强度较低，塑性较差，热处 理后有较高的硬度及耐磨性
用于制造工作时不易变热的工 具，如斧、凿、冲头、手用锯 等。
轧钢机机架
飞轮
13
三、常见的碳钢 4、铸钢
任务一 认识碳钢
牌号：ZG屈服强度数值—抗拉强度数值
例如：ZG200-400，表示σs≥200MPa， σb≥400MPa的铸钢
常用的铸钢：
ZG200—400：韧性及塑性均好，但强度和 硬度较低，用于制作机座、电气吸盘、变速 箱体等零件。
Q235
等级 — A B A B C D任务一 认识碳钢 Nhomakorabea含碳量(%)
用途
0.06—0.12
用于制造承载较小的零件、 铁丝、铁圈、垫铁等。
0.09—0.15 用于制造拉杆、套圈、垫
0.09—0.15
圈、渗碳零件等
0.14—0.22
0.12—0.20 0.18 0.17
用于制造金属结构件、连 杆、吊钩、车钩、螺栓、
碳素钢课件
螺钉
槽钢
角钢
观看微课《鸟巢用钢的选择》，讨论：鸟巢的建造为什么不 选用普碳钢？
口诀： Q命名普Hale Waihona Puke 钢，低碳塑性焊接好，含碳越高强度高。
优质碳素结构钢
课堂活动: 请每组的三位同学进行锯割比赛，锯割材料分别是20钢、45钢和65钢。
含碳量越高，材料的强度和硬度越高，锯割时间越长。
优质碳素结构钢
牌号： 用两位数字表示钢中平均含碳量的万分数 。
普通碳素结构钢
牌号：
Q 235- A·F
表示屈服强度为235MP的A级沸腾钢。
脱氧方法符号： F-沸腾钢; b-半镇静钢; Z-镇静钢;TZ-特殊镇静钢 质量等级为A级（A、B 、C、D 级由低到高) 屈服强度数值（单位为MP） 屈服强度
普通碳素结构钢
用途：
通常轧制成钢板和各种型材，用于厂房，桥梁，船舶等的建造或制作 一些受力不大的机械零件，如铆钉，螺钉，螺母等。
情境导入
《矛与盾》
情境导入 钻头能钻透钢板吗？
碳素钢的分类
碳素钢
碳素结构钢 碳素工具钢
普通碳素结构钢 优质碳素结构钢
槽钢
齿轮
麻花钻
普通碳素结构钢
成分特点： 性能特点：
含碳量较低，Wc<0.30%，属于低碳钢；含杂质和 非金属夹杂物较多（冶炼容易，价格便宜）。
具有良好的塑性与韧性；并具有良好的焊接性；能满 足一般工程结构及普通零件的要求。
螺钉
冲压件
法兰盘
优质碳素结构钢的性能及用途
30-55钢：
属中碳钢，具有较高的强度和硬度，其塑性和韧性随含碳量的增加 而逐步降低，调质后能获得较好的综和力学性能。主要用于受力较 大的机械零件，如曲轴、连杆、齿轮、联轴器等。
★第二章 碳素钢
合金钢，用于制作刃具、模具。
与合金工具钢相比，其加工性
良好，价格低廉，适用范围广
泛，所以它在工具生产中用量
较大。
右图为使用碳素工具钢制造的车刀。
第五节
铸 造 碳 钢
铸造碳钢用于制造形状复杂、
机械性能要求较高的零件。因
为零件复杂，很难用锻造方法
生产或机械加工成形；又因为
机械 性能要求较高，不能用铸
铁制造。
碳元素对钢性能的影响
杂质元素对钢性能的影响
钢材的分类
第二节
1.碳钢的定义：
• 主要指碳含量小于2.11%的铁碳合金，有时也称为普碳钢或碳素钢。
2.碳元素对钢性能的影响：
• 在含碳量小于0.8%的碳钢中，随着含碳量的增加，钢的强度增加，硬 度增加，塑性、韧性降低。 • 在含碳量大于0.8%的碳钢中，含碳量继续增加，钢的强度不仅不再增 加，反而有所下降，但硬度仍继续升高，塑性、韧性继续下降。
钢材的分类
第二节
3.硅的影响：
• 硅在钢中也是一种有益元素。在室温下，硅能溶于铁素体，对钢有一 定的强化作用。
4.硫的影响：
• 硫在钢中是一种有害元素。在固态下，硫主要以Fes形态存在于钢中。 当钢加热到约1200℃进行热压力加工时，晶界上的共晶体已熔化，晶 粒间结合被破坏，钢材在加工过程中沿晶界开裂，这种现象称为热脆 性。
碳元素对钢性能的影响
杂质元素对钢性能的影响
钢材的分类
第二节
4.磷的影响：
• 磷在钢中也是一种有害元素。在一般情况下，钢中的磷能完全溶于铁 素体中。磷有强烈的固溶强化作用，使钢的强度、硬度增加，但塑性、 韧性显著降低。这种脆化现象在低温时更为严重，故称为冷脆性。
5.其他杂质的影响：
与合金工具钢相比，其加工性
良好，价格低廉，适用范围广
泛，所以它在工具生产中用量
较大。
右图为使用碳素工具钢制造的车刀。
第五节
铸 造 碳 钢
铸造碳钢用于制造形状复杂、
机械性能要求较高的零件。因
为零件复杂，很难用锻造方法
生产或机械加工成形；又因为
机械 性能要求较高，不能用铸
铁制造。
碳元素对钢性能的影响
杂质元素对钢性能的影响
钢材的分类
第二节
1.碳钢的定义：
• 主要指碳含量小于2.11%的铁碳合金，有时也称为普碳钢或碳素钢。
2.碳元素对钢性能的影响：
• 在含碳量小于0.8%的碳钢中，随着含碳量的增加，钢的强度增加，硬 度增加，塑性、韧性降低。 • 在含碳量大于0.8%的碳钢中，含碳量继续增加，钢的强度不仅不再增 加，反而有所下降，但硬度仍继续升高，塑性、韧性继续下降。
钢材的分类
第二节
3.硅的影响：
• 硅在钢中也是一种有益元素。在室温下，硅能溶于铁素体，对钢有一 定的强化作用。
4.硫的影响：
• 硫在钢中是一种有害元素。在固态下，硫主要以Fes形态存在于钢中。 当钢加热到约1200℃进行热压力加工时，晶界上的共晶体已熔化，晶 粒间结合被破坏，钢材在加工过程中沿晶界开裂，这种现象称为热脆 性。
碳元素对钢性能的影响
杂质元素对钢性能的影响
钢材的分类
第二节
4.磷的影响：
• 磷在钢中也是一种有害元素。在一般情况下，钢中的磷能完全溶于铁 素体中。磷有强烈的固溶强化作用，使钢的强度、硬度增加，但塑性、 韧性显著降低。这种脆化现象在低温时更为严重，故称为冷脆性。
5.其他杂质的影响：
碳素结构钢ppt课件
一、碳素结构钢
2、 碳素结构钢冷加工和热处理概念
热处理是按照一定的制度和方法对钢材进行加热和冷却的一种处理方 法。热处理能改变钢的金相组织及显微结构，或消除由于冷加工而在 材料内部引起的内应力，达到改善钢材机械性能的目的。
常用热处理方法如下：
1）淬火 将钢材加热到723---910℃以上（依含碳量而定），然后在水 中或油中淬冷。淬火后钢材的硬度大大提高，但塑性和韧性显著降低。
2）回火 将淬火后的钢材在723℃一下的温度范围内重新加热。分为 高温回火（500—650℃），中温回火（300—500℃），低温回火 （150—300℃）。加热温度越高，回火后钢的硬度降低越多，塑性和 韧性恢复越好。
第一次汇报 小组成员： 日期：
碳素结构钢
——《机械工程材料》
一、碳素结构钢
1、 什么是碳素结构钢
碳素结构钢，英文名：carbon structural steel，碳素钢的一种。含碳量约0.05%～ 0.70%，个别可高达0.90%。可分为普通碳 素结构钢和优质碳素结构钢两类。用途很多， 用量很大，主要用于铁道、桥梁、各类建筑 工程，制造承受静载荷的各种金属构件及不 重要不需要热处理的机械零件和一般焊接件。
从钢的拉伸图看，在冷加工前，钢的应力应 变曲线为oabce，若在c点卸荷，曲线将随cd 线回复至d点，即od段为钢在冷加工后的塑 性变形，这段变形是不能恢复的。再次加荷 时曲线将循dc上升，到c点转折（屈服）沿 cd线至e点破坏，曲线dce即是冷加工后钢材 的拉伸曲线。与原曲线相比，屈服点提高， 塑性减小，即产生“冷加工硬化”
一、碳素结构钢
2、 碳素结构钢的化学成分
碳素结构钢由铁素体，珠光体等金相组织组 成。铁素体为微量碳在铁中的固溶体，强度 不高，硬度低，但伸长率大。珠光体是铁素 体和渗碳体的机械混合物，含碳量为0.8％。 渗碳体则是铁与碳的化合物（Fe3C），含碳 量为6.67％，质硬而脆，伸长率接近于零。 由于渗碳体的影响。与铁素体相比，珠光体 的硬度较高，伸长率较小。
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有益作用 有害影响
少量能溶入铁素 体（F）中，使 强度、硬度显著 提高。
引起钢的塑性和 韧性急剧下降， 尤其在低温时脆 性更大，这种现 象称为冷脆性。 含量﹤0.045％
硫（S）
来源：炼钢原料和燃料。（有害元素）
有害影响
在钢中形成FeS , FeS与Fe形成低熔 点（985℃）共晶体 分布在晶界上， 使得对钢进行热加工时容易脆化开裂， 这种现象称为热脆性。含量＜0.05％
• 前苏联作家尼古拉· 奥斯特洛夫斯基的小说 。主人公保尔· 柯察金作为苏联第一代革命 青年不怕困难、艰苦奋斗、勇于胜利的大 无畏精神，鼓舞了一代又一代有志青年去 实现自己的理想。 • 那在我们机械加工行业，钢铁又是怎么炼 成的呢？
• 这是我国现代炼铁，炼钢的设备。 • 那不管是以前，还是现代，我们炼铁 的原料都是：铁矿石 焦炭 石灰石 高温 Fe2O3+3CO= 2Fe+3CO2；
碳素钢
S≤0.025% P≤0.025%
高级优 质钢 优质钢
S≤0.035% P≤0.035%
按钢的用途分类
机械零件， 工程结构 件，建筑 结构件
结构钢
碳素钢
工具钢
制造各种 刀具，模 具，量具
刚才我们讲到了，地壳中含量最多的就是氧元素， 在高温高压下，它变成一个个氧分子。也就是形 成了氧气。 1、钢在冶炼后期不加脱氧剂（如硅、铝等）， 浇注时钢液在钢锭模内产生沸腾现象（气体逸 出）。 2、通常注成上大下小带保温帽的锭型，浇注时 钢液镇静不沸腾。 3、浇注时有沸腾现象，但较沸腾钢弱。
氢（H）
来源：炼钢原料和燃料。（有害元素）
有害影响
造成氢脆、白点等缺陷
按钢的含碳量分类
C≤0.25%
低碳钢
C代表含碳量， 含碳量越高硬度 越高，塑性越差。
碳素钢
高碳钢 中碳钢
C≥0.60%
C=0.25 0.60%
按钢的质量分类
S≤0.050% P≤0.045%
普通钢
S代表含硫量， P代表含磷量。
钢 中 常 存 杂 质 元 素
锰 硅 磷
硫
氢
锰（Mn）的作用
来源：炼钢时加入的脱氧剂（有益元素）
有益作用 有害影响
能与硫（S）化合形 成硫化锰（MnS）， FeS+Mn=Fe+MnS，减 轻硫（S）的有害影 响；少量能溶入铁素 体（F） 中起固溶强 化作用。
含量过高会造 成钢的塑性下 降。一般不要 超过0.8％.
• 在初中化学里面，大家学到了，地壳中含 量最多的就是氧，其次是硅，铝，铁，还 有磷硫等物质。如图：
• 所以碳钢的成分：
主要元素：铁（Fe）、碳（C） 常存杂质：实际使用的碳钢，含有少量 锰（Mn）、硅（Si）、硫（S）、磷 （P）、氢（H）等非特意加入的杂质 元素。
一、钢中常存元素及其对性能的影响
二、碳素钢的分类
按质量 按含碳 量 低碳钢 中碳钢 高碳钢 按用途 按脱氧 程度 沸腾钢 镇静钢 半镇静钢 特殊镇静钢
普通碳钢
优质碳钢
高级优质碳钢
结构钢
工具钢
作 业
1、课后习题4-2 2、预习第二节碳钢的牌号及用途。
The
end
•思考：这两件同学们天天见到的厨具材料有什么不同
•思考：在机械加 工专业领域，如 何区分铁和钢？
复习提问：
• 1、什么是铁？ • 2、什么是钢？
钢：含碳量小于2.11%的铁碳合金。
铁：含碳量大于2.11%的铁碳合金。
• 新课导入：
一直以来，有一种材料冶炼简便，加 工容易，价格便宜，而且在一般情况 下能满足使用性能的要求，被广泛使 用在工农业生产中，是应用最多的工 程金属材料。这就是碳钢。
机 械 组 ： 李 忠 梅
碳 素 钢
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一：课题：碳素钢 二：课型：新课 三：教学目的与要求 1、 掌握优质碳素结构钢的牌号、分类、性能及 用途； 2、 掌握碳素工具钢、铸造钢的牌号、分类、性 能及用途 四：教学重点与难点： 优质碳素结构钢、碳素工具钢、铸钢的牌号及用 途是教学重点，亦是教学难点。 五：预计学时：1学时 六：教学过程：
那第三个分类方法就是按照脱 氧的方法分，也就是在钢水在 浇注过程中所产生的现象。即：
按冶炼时的脱氧程度不 同分类
脱氧程度不 完全的钢F
沸腾钢
碳素钢
镇静钢
脱氧程度 完全的钢Z
半镇静 钢
脱氧程度介 于沸腾钢和 镇静钢之间 的钢b
杂质元素总结
Mn
Si
PSH源自总结元素有益与有害是相对的：硅锰虽有 益，但也不是多多益善；硫磷虽有害， 但炼铁过程中又不可避免其存在，因 此应严格控制其含量
硅（Si）的作用
来源：炼钢时加入的脱氧剂（有益元素）
有益作用 有害影响
能消除氧化铁夹杂对 钢的不良响 2FeO+Si=2Fe+SiO2 少量能溶入铁素体 （F）中起固溶强化 作用，提高钢的强度、 硬度及弹性。
过多会造成塑性 下降，冲击性能 变差。含量一般 不超过0.4％.
磷（P）的作用
来源：炼钢原料和燃料。（有害元素）
少量能溶入铁素 体（F）中，使 强度、硬度显著 提高。
引起钢的塑性和 韧性急剧下降， 尤其在低温时脆 性更大，这种现 象称为冷脆性。 含量﹤0.045％
硫（S）
来源：炼钢原料和燃料。（有害元素）
有害影响
在钢中形成FeS , FeS与Fe形成低熔 点（985℃）共晶体 分布在晶界上， 使得对钢进行热加工时容易脆化开裂， 这种现象称为热脆性。含量＜0.05％
• 前苏联作家尼古拉· 奥斯特洛夫斯基的小说 。主人公保尔· 柯察金作为苏联第一代革命 青年不怕困难、艰苦奋斗、勇于胜利的大 无畏精神，鼓舞了一代又一代有志青年去 实现自己的理想。 • 那在我们机械加工行业，钢铁又是怎么炼 成的呢？
• 这是我国现代炼铁，炼钢的设备。 • 那不管是以前，还是现代，我们炼铁 的原料都是：铁矿石 焦炭 石灰石 高温 Fe2O3+3CO= 2Fe+3CO2；
碳素钢
S≤0.025% P≤0.025%
高级优 质钢 优质钢
S≤0.035% P≤0.035%
按钢的用途分类
机械零件， 工程结构 件，建筑 结构件
结构钢
碳素钢
工具钢
制造各种 刀具，模 具，量具
刚才我们讲到了，地壳中含量最多的就是氧元素， 在高温高压下，它变成一个个氧分子。也就是形 成了氧气。 1、钢在冶炼后期不加脱氧剂（如硅、铝等）， 浇注时钢液在钢锭模内产生沸腾现象（气体逸 出）。 2、通常注成上大下小带保温帽的锭型，浇注时 钢液镇静不沸腾。 3、浇注时有沸腾现象，但较沸腾钢弱。
氢（H）
来源：炼钢原料和燃料。（有害元素）
有害影响
造成氢脆、白点等缺陷
按钢的含碳量分类
C≤0.25%
低碳钢
C代表含碳量， 含碳量越高硬度 越高，塑性越差。
碳素钢
高碳钢 中碳钢
C≥0.60%
C=0.25 0.60%
按钢的质量分类
S≤0.050% P≤0.045%
普通钢
S代表含硫量， P代表含磷量。
钢 中 常 存 杂 质 元 素
锰 硅 磷
硫
氢
锰（Mn）的作用
来源：炼钢时加入的脱氧剂（有益元素）
有益作用 有害影响
能与硫（S）化合形 成硫化锰（MnS）， FeS+Mn=Fe+MnS，减 轻硫（S）的有害影 响；少量能溶入铁素 体（F） 中起固溶强 化作用。
含量过高会造 成钢的塑性下 降。一般不要 超过0.8％.
• 在初中化学里面，大家学到了，地壳中含 量最多的就是氧，其次是硅，铝，铁，还 有磷硫等物质。如图：
• 所以碳钢的成分：
主要元素：铁（Fe）、碳（C） 常存杂质：实际使用的碳钢，含有少量 锰（Mn）、硅（Si）、硫（S）、磷 （P）、氢（H）等非特意加入的杂质 元素。
一、钢中常存元素及其对性能的影响
二、碳素钢的分类
按质量 按含碳 量 低碳钢 中碳钢 高碳钢 按用途 按脱氧 程度 沸腾钢 镇静钢 半镇静钢 特殊镇静钢
普通碳钢
优质碳钢
高级优质碳钢
结构钢
工具钢
作 业
1、课后习题4-2 2、预习第二节碳钢的牌号及用途。
The
end
•思考：这两件同学们天天见到的厨具材料有什么不同
•思考：在机械加 工专业领域，如 何区分铁和钢？
复习提问：
• 1、什么是铁？ • 2、什么是钢？
钢：含碳量小于2.11%的铁碳合金。
铁：含碳量大于2.11%的铁碳合金。
• 新课导入：
一直以来，有一种材料冶炼简便，加 工容易，价格便宜，而且在一般情况 下能满足使用性能的要求，被广泛使 用在工农业生产中，是应用最多的工 程金属材料。这就是碳钢。
机 械 组 ： 李 忠 梅
碳 素 钢
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一：课题：碳素钢 二：课型：新课 三：教学目的与要求 1、 掌握优质碳素结构钢的牌号、分类、性能及 用途； 2、 掌握碳素工具钢、铸造钢的牌号、分类、性 能及用途 四：教学重点与难点： 优质碳素结构钢、碳素工具钢、铸钢的牌号及用 途是教学重点，亦是教学难点。 五：预计学时：1学时 六：教学过程：
那第三个分类方法就是按照脱 氧的方法分，也就是在钢水在 浇注过程中所产生的现象。即：
按冶炼时的脱氧程度不 同分类
脱氧程度不 完全的钢F
沸腾钢
碳素钢
镇静钢
脱氧程度 完全的钢Z
半镇静 钢
脱氧程度介 于沸腾钢和 镇静钢之间 的钢b
杂质元素总结
Mn
Si
PSH源自总结元素有益与有害是相对的：硅锰虽有 益，但也不是多多益善；硫磷虽有害， 但炼铁过程中又不可避免其存在，因 此应严格控制其含量
硅（Si）的作用
来源：炼钢时加入的脱氧剂（有益元素）
有益作用 有害影响
能消除氧化铁夹杂对 钢的不良响 2FeO+Si=2Fe+SiO2 少量能溶入铁素体 （F）中起固溶强化 作用，提高钢的强度、 硬度及弹性。
过多会造成塑性 下降，冲击性能 变差。含量一般 不超过0.4％.
磷（P）的作用
来源：炼钢原料和燃料。（有害元素）