06第六章讲义工业用钢1
工程材料 第6章 工业用钢PPT课件

一、刃具钢——常用刃具钢
2.常用刃具钢
1)碳素工具钢(表6-13)
成分特点: 高碳 0.65~1.35%C
加工工艺路线: 下料—锻造—正火—球化退火—机加工—淬火+低温回火—磨削加工
硬度:
60HRC ~ 62HRC
200℃时硬度降低。
典型钢种:T10、T12
32
一、刃具钢——常用刃具钢
2)低合金工具钢(表6-14)
第6章 工业用钢
1
整体概述
概况一
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概况二
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概况三
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2
6.1 钢的分类与编号
钢的分类 钢的编号
3
一、钢的分类
1.按化学成分——碳钢:低碳钢、中碳钢、高碳钢; 合金钢:低、中、高合金钢;
2.按质量——普通钢、优质钢、高级优质钢、特级优质钢;
3.按冶炼方法——沸腾钢、镇静钢、半镇静钢…;
4.按金相组织——亚共析钢、共析钢、过共析钢、珠光体钢、 贝氏体钢、马氏体钢、奥氏体钢….;
5.按用途——结构钢、工具钢、特殊性能钢……。
4
二、钢的编号
1.钢铁产品牌号表示方法(p103) GB/T221-2000
20、45、65为典型钢种。
22
三、低合金高强度结构钢
表6-6 1.性能特点:强度高、塑韧性好、耐蚀性强等 2.成分特点:低碳 ≤0.2%;低合金。 3.热处理特点:大多数不热处理。 4.典型钢种及用途——16Mn(Q345)
23
四、渗碳钢——经渗碳后使用的钢种
1.性能特点:表硬里韧 具有良好的热处理工艺性能
金属材料学-工业用钢2-1

压力容器。
Q460钢含Mo、B,正火组 织为贝氏体,强度高,用 于石化中温高压容器.
压力罐
工程构件用钢 一.普通碳素结构钢
(一)钢号:Q195 、 Q215、Q235-A.F钢、
Q235- A.b钢、Q235-C钢等。
(二)性能与用途(正火状态下使用):
1. Q195、Q215、Q235、Q235B等钢塑性较 好,有一定的强度,通常轧制成钢筋、钢 板、钢管,用于桥梁、建筑物等构件。 2. Q235C、Q235D钢可用于重要的焊接件。 3. Q235、Q275钢强度较高,可轧制成型钢或 板材。
具有一定的耐大气或海水腐蚀性。 工艺性能:
焊接及冷变形能力,尤其是焊接的工艺性能。
一、碳素结构钢
1、成分:<0.4%C, P、S量 及非金属夹杂较多。
2、性能:可焊性、塑性好
。
螺纹钢
3、热处理:不进行专门热
处理,热轧空冷态下使用 。 4、使用状态下组织:F+P
圆钢
5、用途 常以热轧板、带、棒及型钢 使用,用量约占钢材总量 的70%。 用于建筑结构,适合焊接、铆 接、栓接等。
例题:现制造尺寸较大汽车传动齿轮,要求表面高硬度 (58~62HRC)高耐磨、高接触疲劳强度,心部 具有良好的强韧性(30~45HRC),应选用:
(1)T10钢水淬+160℃回火; 分析:只满足表层,不能满足心部性能。 (2)45钢调质+表面淬火+160℃回火; 分析:调质得到S回,心部性能一般满足; 表面淬火+ 160℃回火得到M回 ,硬度只有 HRC56 ,不合要求 。 (3) 20CrMnTi钢渗碳+淬油+160℃回火。 分析:表层组织为:M回+合金碳化物+A’少 硬度62HRC,硬而耐磨; 心部组织为:M回+F, 硬度30~45HRC 强韧性好。
工 业 用 钢PPT课件

② 对钢冷却时过冷奥氏体转变过程的影响
➢ 对C曲线和淬透性的影响
除Co外,凡溶入奥氏体 的合金均使C曲线右移
钢的临界冷 却速度下降
淬透性提高
减少零件的淬火 变形和开裂倾向
淬火冷却速度降低
➢ 对Ms和Mf的影响
除Co、Al外,凡溶入奥氏 体的合金都使Ms和Mf下降
钢在淬火后的残余奥氏体量增加
③ 对淬火钢回火转变过程的影响
千分之几
例:Cr12MoV、W6Mo5Cr4V2
➢ 轴承钢 “G”+ Cr + 数字
平均含碳
➢ 不锈钢和量耐之的热几千钢分
含合金元 素的百分
之几
数字 + 合金元素符号 + 数字
例:11Cr17 ➢铸钢
最低屈服 强度
最低抗拉 强度
“ZG” + 数字 + 数字
钢铁生产加工过程概略图
冶炼厂
焦
炭
铁 矿
高 炉
大多数合金元素(除镍、 钴以外)都减缓钢的奥氏 体化过程
合金钢在热处理时要相应地提高 加热温度或延长加热时间,才能 保证奥氏体化过程的充分进行
➢ 对奥氏体晶粒长大倾向的影响
合金元素与碳和 氮的亲和力越大
阻碍奥氏体晶粒长 大的作用越强烈
使得合金钢多为 本质细晶粒钢
Mn、P对奥氏体晶粒的长大起着促进作用,因而 含锰钢加热时应严格控制加热温度和保温时间
但使钢脆化,产生冷脆性
二、合金元素在钢中的作用铁 体素 是体 碳和 钢渗 中碳 的
两个与基碳本亲相和力弱的非 碳化物形成元素,
1.合金元素对钢中基本相的影响如镍、硅、铝、钴
等
① 溶于铁与素碳亲体和,力起强的固碳溶化强化的作用
工业用钢1PPT课件

*
49
(2)产生二次硬化现象
*
50
• 造成二次硬化的主要原因:
钢中加入强碳化物形成元
素以后,在500~600℃回火时,
从马氏体中析出高度弥散的特殊
碳化物(如Mo2C,W2C,VC等)
*
38
3)影响钢的热处理温度
•Ac1、Ac3、Accm上升,因此合 金钢热处理加热温度比碳钢 高。
*
39
3.合金元素对钢热处理影响
1)细化晶粒
•除镍和钴以外,大多数合金 元素均减缓奥氏体的形成过 程。
*
40
•除了锰和硼以外大多数合金 元素有阻碍奥氏体晶体晶粒 长大的作用。
*
41
2)增加钢的淬透性
T10A
T11A T12A T13A
性能
应用
含碳较低 能受震动和冲击: 韧性较好 錾子、锤子、冲子
不受强烈冲击的:
韧性中等 手锯条、车刀、
丝锥
含碳高 硬度高
不受冲击的刮刀、
韧性差
锉刀、剃刀
*
18
四、碳素铸钢
1、质量:优质
P、S ≤0.04 %。
2、含碳量:中、低
C = 0.2 % ~ 0.6 %。
3、牌号:
ZG + 屈服强度-抗拉强度值
例、ZG200-40* 0。
19
4、性能:
• 力学性能优于铸铁;
• 铸造性能较差。
5、应用:
形状复杂,同时要求力学
性能好的铸造零件。
*
20
碳钢的不足:
① 淬透性低;
② 回火抗力差;
③ 不具备特殊的物理化学性能;
④ 屈强比低:碳钢约为0.6;
合金钢一般为0.85~0.9。
第六章__工业用钢

第六章工业用钢第一节钢的分类及编号一、钢的分类0、按化学成分分2、按质量分钢的质量是以磷、硫的含量来划分的。
1、分为普通质量钢、优质钢、高级优质钢和特级优质钢.2、根据现行标准,各质量等级钢的磷、硫含量如下:3、按冶炼方法分4、按金相组织分5、按用途分二、钢的编号4、我国钢材的编号是采用汉语拼音字母、化学元素符号和阿拉伯数字相结合的方法。
5、采用汉语拼音字母表示钢产品的名称、用途、特性和工艺方法时,一般从代表钢产品名称的汉字的汉语拼音中选取第一个字母.常用钢产品的名称、用途、特性和工艺方法表示符号(GB/T 221—2000)6、1、碳素结构钢和低合金高强度钢7、Q+最低屈服强度值+质量等级符号+脱氧方法符号8、Q表示“屈服强度”;屈服强度值单位是MPa;9、质量等级符号为A、B、C、D、E。
由A到E,其P、S含量依次下降,质量提高。
10、低合金高强度结构钢都是镇静钢或特殊镇静钢,其牌号中没有表示脱氧方法的符号。
如Q345C。
11、根据需要,低合金高强度结构钢的牌号也可以采用两位阿拉伯数字(表示平均含碳量的万分之几)和化学元素符号,按顺序表示,如16Mn。
12、2、优质碳素结构钢13、牌号用两位数字表示。
14、这两位数字表示钢平均含碳量的万分之几。
15、如45钢—平均含碳量为万分之四十五(即0.45%)的优质碳素结构钢。
16、*说明:17、①含Mn量为0.7~1.0%时,在两位数字后加元素符号“Mn”,如40Mn。
18、3、合金结构钢和合金弹簧钢19、两位数字(表示平均含碳量的万分之几)+合金元素符号+该元素百分含量数字+……20、当合金元素的平均含量小于1.50%时,只标元素符号,不标含量;21、当合金元素的平均含量为1.50~2.49%、2.50~ 3.49%、3.50~4.49%、4.50~5.49%、……时,在相应的合金元素符号后标2、3、4、5 ……等数字。
如20CrNi3。
22、高级优质钢在牌号后加字母A,如60Si2MnA。
工业用钢PPT课件

4、球墨铸铁
牌号:
字母QT+ 数字— 数字
表示球墨铸铁
表示最低抗拉强度σb (Mpa)
表示最低伸长率δ (%)
第25页/共39页
如:QT400—18(表示最低抗拉强度为 σb=400MPa, δ=18%的球墨铸铁);
成分: ωC=3.8∼4.0%, 有一定含量的Si、 Mn、Mg及杂质。在浇注前加 入球化剂,在钢的基体上产生球 状石墨(碳)组织。
(表达特殊) ωC<1.0%具等ωw。=18% ωCr=4% ωV<1.5%
第13页/共39页
(三)特殊性能钢
1、不锈钢(主要合金元素为Cr和Ni)
牌号:
数字 + 元素符号 + 数字
表示碳的平均千分含量, <0.08%时用0表示
表示所含合金 的名称
元素平均百分 含量
如:1Cr13(表示ωc≈0.1% ,ωCr≈13%的不锈钢);
第4页/共39页
2、优质碳素结构钢
牌号:
由两位数字组成
表示碳的平均万分含量(常用: 08∼85)
当ωMn=0.7∼1.2%时,在数 字后加Mn
如45(表示ωC≤0.45%的优质碳素结构钢) 如65 Mn(表示ωc=0.65% ,ωMn=0.7∼1.2%的 优质碳钢)。
第5页/共39页
成份: ωC=0.08∼0.85%, S、P含量较低,通常经热处 理后使用,以发挥其性能潜力。
沸腾钢(不脱氧F) 镇静钢(脱氧完全Z) 半镇静钢(脱氧不完全b)
第2页/共39页
介绍钢的成份、使用特点及应用、牌号: (一)结构钢 1、普通碳素结构钢
牌号:
字母Q + 屈服点数值(Mpa) + 质量等级。
ch6工业用钢

合金工具钢——各种刀具、工具和模具
特殊性能钢——特殊物理、化学或力学性能要求
按金相组织分 珠光体钢 马氏体钢 贝氏体钢
奥氏体钢
第六章 工业用钢
轮机机械基础
2、合金钢的编号方法 数字 + 合金元素 + 数字(+…… )
含碳量
合金含量
结构钢:万倍 其他:千倍
>1.0%—不标 ≤0.03%—“00” ≤0.08%—“0”
二、合金钢的性能特点
具有较高的淬透性
具有较高的强度和屈强比
具有较高的高温强度和回火抗力
具有特殊的物理、化学性能
第六章 工业用钢
轮机机械基础
二、合金钢的分类及编号
1、合金钢的分类 按合金元素含量分 按用途分
低合金钢(<5%) 中合金钢(5%~10%) 高合金钢(>10%)
合金结构钢——建筑、工程结构和各种机械零件
高碳:0.75%~1.5% 加入Cr、Mn、Si、W、V等合金元素
用途及牌号
广泛制作薄刃具,如板牙、丝锥、铣刀等。 典型——9SiCr、CrWMn
热处理
球化退火 + 组织:M′+
淬火 + 碳化物
低温回火 + 少量A′
(热硬性——250~300℃)
第六章 工业用钢
2、高速钢
成分特点
(2)钨钛钴类: “YT”表示:如YT5(含TiC5%,(WC+Co)95%); 主要加工钢材的刀具。
(3)通用类: “YW”表示:如YW1; 既可加工铸铁、有色金属,也可加工钢材和耐热钢不锈钢 等高合金钢。
第六章 工业用钢
轮机机械基础
五、特殊性能钢
常见工业用钢的性能及用途培训课件

WMe≤7.5%,D油>100,如18Cr2Ni4WA,用 于制造高载荷、高摩擦的飞机、坦克的主轴和 主动齿轮;
c.渗碳钢的热处理 渗碳+淬火+低温(180~200℃)回火
20CrMnTi钢制造齿轮的热处理工艺分析
制造工 下料→锻造→正火→加工齿形→渗碳
艺路线
→预冷淬火+低回→磨齿
热处理工艺曲线
1) 正火: 使组织均匀化、细化、改善切削加工性能;
2) 渗碳: 提高齿轮表面的含碳量,为淬火作准备;
在930℃渗碳7小时,渗层厚δ=1.2~1.6mm; 3) 预冷至870℃,油淬+低回:
预冷的目的在于减少淬火变形,滲层中可以析 出20C二r次M滲nT碳i钢体经,上减述少处残理余后A可量获。得经高淬耐火磨和性低滲温 回层,火心后部获得有较高高齿的面硬强度度和、良耐磨好的性和韧疲性劳,强适度宜,制 并造承保受持高心部速中的载强度并和且抗韧冲性;击和耐磨损的零件。 如表汽层车:、高拖M拉回机+的A后′+桥碳和化变物速;箱58齿~轮64、H离RC合; 器 轴心、部伞:齿F轮+和低一M回些;重3要5~的4轴5H类R零C件; 。
压力容器
万吨远洋 轮
南京长江大桥
16Mn最具有代表性。16Mn是二十世纪三 十年代发展起来的世界上第一种低合金高强 度钢,它属于350 MPa级别,它是目前我国 用量最多,产量最大的一种低合金高强度钢。
热处理: 一般工件—热轧状态下使用(或正火),F+P;
高压容器—调质处理;S回;
发展趋势: 1)微合金化与轧制合理结合,达到更高的强度; 2)通过合金化改变基体组织; 3)超低碳化。
2.机器零件用钢
指用于制造各种机器零件、如轴类、齿轮、 弹簧和轴承等所用的钢种。 ★机械性能要求——具有高的强度、塑性和韧
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尾 特殊镇静钢
TZ 尾
压力容器用钢
R 尾 质量等级
A.B.C.D.E 尾
钢号的读法
根据其编号方法和习惯确定。我国的钢号一般有 3部分组成:
汉语拼音、数字、元素符号。汉语拼音可以直 读其表示的汉字、数字直读单个数字、元素符号直读 汉语元素名称。
T8A :碳八阿类钢, 习惯读法:碳八爱类钢
45 :四五钢,
精品jing
06第六章工业用钢1
碳钢成本低、冶炼工艺简单,加工工艺性能 好,易加工成型,不能制造高强度大尺寸零件,
但合金钢由于合金元素的加入,价格昂贵、而且 使它的冶炼及热处理工艺往往比较复杂,此外, 合金钢的加工工艺性能如铸、锻、焊、切削加工 较差。
碳钢不能完全满足科学技术和工业的发展要求。 为了提高钢的性能,在 铁碳合金中特意加入合金元素。所获得的钢种,称为合金钢。
第一节 钢的分类及编号
一、钢的分类 1、按化学成分分
低碳钢 0.25%C 碳素钢 中碳钢 0.25~0.6%C
高碳钢 0.6%C 低合金钢 合金元素总量 5% 合金钢 中合金钢 合金元素总量 5~10% 高合金钢 合金元素总量 10%
2、按质量分 钢的质量是以磷、硫的含量来划分的。 分普通质量钢、优质钢、高级优质钢和特级优质钢. 根据现行标准,各质量等级钢的磷、硫含量如下:
按炉别分
转炉钢碳钢低
合金钢
转炉炼钢
电炉钢高中合
炉温高无氧化气氛
金钢
沸腾钢:脱氧不充分,浇注时C与FeO反应生成CO
发生沸腾。这种钢成材率高,但不致密.
按脱氧程度分 镇静钢:脱氧充分,组织致密,成材率低.
炼铁还原炼钢氧化
半镇静钢:介于前两者之间。 硅铁、锰铁、铝
特殊镇静钢
脱氧剂 FeO
4、按金相组织分
σs /σb仅为0.43, 而合金钢35CrNi3Mo的σs /σb高达0.74。
(3) 回火稳定性差 碳钢在进行调质处理时,为了保证较高的强 度需采用较低的回火温度,这样钢的韧性就偏低;为了保证较好 的韧性,采用高的回火温度时强度又偏低,所以碳钢的综合机械 性能水平不高。 (4) 不能满足特殊性能的要求 碳钢在抗氧化、耐蚀、耐热、耐 低温、耐磨损以及特殊电磁性等方面往往较差,不能满足特殊使 用性能的需求。为了提高钢的性能,在铁碳合金中特意加入合金 元素。所获得的钢种,称为合金钢。
第一节 钢的分类及编号 第二节 钢中的杂质及合金元素 第三节 结构钢 第四节 工具钢 第五节 特殊性能钢
学习重点
1、掌握钢的分类、编号方法及合金元素对钢 的组织、性能影响的规律。
2、对每一类钢要求掌握1~2个典型牌号,从钢 的牌号推断出钢的类别(按用途分类)、碳的含 量、主要合金元素的含量。明确典型钢号中主 要合金元素的作用、钢的性能特点,常用的热 处理工艺及工艺路线、使用状态下的组织及主 要用途。
二、钢的编号
我国钢材的编号是采用汉 语拼音字母、化学元素符
号和阿拉伯数字相结合的 齿
方法。
轮
采用汉语拼音字母表示钢 产品的名称、用语拼音中选取第一个字母. 具
常用钢产品的名称、用途、特性和工艺方法表示符 号(GB/T 221—2000)
钢类
普通质量钢 优质钢 高级优质钢 特级优质钢
碳素钢
P
S
≤0.045 ≤0.045
≤0.035 ≤0.035
≤0.030 ≤0.030
≤0.025 ≤0.020
合金钢
P
S
≤0.045 ≤0.045
≤0.035 ≤0.035
≤0.025 ≤0.025
≤0.025 ≤0.015
平炉炼钢
3、按冶炼方法分 平炉钢
习惯读法:四十五号钢
Q235-A.F :屈二三五阿类沸腾钢
(Q、A、F 读汉语),
习惯读法:屈二三五爱类沸腾钢 ZG45:铸钢四五, 习惯读法:铸钢四十五 16Mn :十六锰
1、碳素结构钢和低合金高强度钢 Q+最低屈服强度值+质量等级符号+脱氧方法符号 Q表示“屈服强度”;屈服强度值单位是MPa; 质量等级符号为A、B、C、D、E。由A到E,其P、S
含量依次下降,质量提高。
脱氧方法符号: 沸腾钢—F; 镇静钢—Z;半镇静钢—b; 特殊镇静钢—TZ。
如碳素结构钢牌号表示为
钢
板
Q235AF、Q235BZ。
镀锌薄钢板也称白铁皮。 钢板的牌号根据用途在Q195-Q235号钢范围内选择,
其化学成分应符合GB700的规定。 镀锡薄钢板和钢带
镀锡薄钢板俗称马口铁,是在厚度0.1-0.5mm的冷轧 低碳钢(08F、Q195BF、Q215BF 等)薄钢板上镀有纯 锡(用1号、2号锡锭)的制品。以平板状供货的称为钢 板,以卷状供货的 称为钢带。 “马口铁”一词的来历有多种说法:其一,有人认为 制造罐头用的薄钢板是最先从广东省澳门(澳门的英文 名Macao可读作马口)进口的,所以叫马口铁;其二, 我国过去用它制作煤油灯的灯头,其形状如马口,所 以叫马口铁。 镀锡薄钢板按生产方法的不同分为两种: 热镀锡:将钢板浸入熔融的锡液内进行镀锡的方法;
名称
符号 位置
名称
符号 位置
碳素结构钢
Q 头 桥梁用钢
q
尾
低合金高强度钢 Q 头 锅炉用钢
g
尾
易切削钢
Y 头 焊接气瓶用钢 HP 尾
碳素工具钢
T
头 车辆车轴用钢 LZ
头
(滚珠)轴承钢
G
头 机车车轴用钢 JZ
头
焊接用钢
H 头 沸腾钢
F
尾
铆螺钢
ML 头 半镇静钢
b
尾
船用钢
国际符号
镇静钢
Z
尾
汽车大梁用钢
L
亚共析钢 按退火组织分 共 析 钢
过共析钢
按正火组织分
珠光体钢 贝氏体钢 马氏体钢 铁素体钢 奥氏体钢 莱氏体钢
电弧炉炼钢
5、按用途分 工程用钢 建筑、桥梁、船舶、车辆
结构钢
渗碳钢 调质钢
机器用钢 弹 簧 钢
滚动轴承钢
耐磨钢
刃具钢
工 具 钢 模具钢 量具钢
特 殊 性 不锈钢 能 钢 耐热钢
挤压模具
合金钢概述
随着科学技术和工业的发展,对材料提出了更高的要求,如
更高的强度,抗高温、高压、低温,耐腐蚀、磨损以及其它特殊
物理、化学性能的要求,碳钢已不能完全满足要求。
碳钢的在性能上主要有以下几方面的不足:
(1) 淬透性低 一般情况下,碳钢水淬的最大淬透直径只有10 mm~20 mm。
(2) 强度和屈强比较低 如普通碳钢Q235钢的σs为235 MPa,而 低合金结构钢Q345(16Mn)的σs则为360 MPa以上。40钢的