碳钢基础知识课件
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碳钢及合金钢PPT课件
Q1Q92535 － A19Q52150－.14-0.2－2
Q215 Q235
A/B B21Q523501.9152-0.21075
C Q255 0.18
A/B C/D
D23Q52752150.17195
0－.30-0.36155-3900.3033
106.350-0.37305-4100.3031 0.35-0.80 0.30 108.355-0.38705-4600.3026
－ A0.20；50－C2 29 A0.30；452C73
A0.40；40C4
24 0.0C35522
－0.045－ F,b,Z－
260.04－5 /20F,b,－Z /27
2100..0043－005/-/2200
Z TZ－/27
Q2Q52555 A/BA / 2B55 02.3158-0.22815 200.450-0.47100-5100.3024 02.0250 / 02.0045 190.04－5 /20 Z －/27
表3-表1 3-碳2碳素素碳结结素构构结钢钢构的钢新牌的、号机老和械标化性准学能钢成(号分GB对(/GT照B7/0T07-0109-8189)88) 化牌号Q牌1学号95成GB等级分/T等和－7级0力1钢06-学材1屈9厚性0>服~8.6408度w能点006%(-标(C0均直).>~s1准11，须2径5000M保)P，a证10m>w5.拉m20(5%M-ABC0伸n.5)类 类 类抗强M0化bP钢 钢 钢拉度试/a学w0(— — —成%.3S验01分— — —i钢)6 材伸G保 保 保>~B厚长647证 证 证00度0不率0w0.力 化 化(%(大0-S直>~57学学学于011)s9径50,性成成00标)%,能分分准1m>5，，及m0w.%(0力4P5温)学℃冲度性击F脱方,能b试氧法(,VZ。击纵型验J功向冲) Q215 A / BQ1950.0不9-小0.1于5 0.25-0.55 0.30 0.0不5A01小/；0于.B0415 0.045 F,b不,Z小于
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、
碳钢基础知识
三、钢的分类
按用途分： 按用途分： 结构钢：工程结构用钢（ ⑴ 结构钢：工程结构用钢（用于制造各 种工程构件，如桥梁、船舶、 种工程构件，如桥梁、船舶、建筑构件 ）、机器零件用钢 包括渗碳钢、 机器零件用钢（ 等）、机器零件用钢（包括渗碳钢、调质 弹簧钢、滚动轴承钢） 钢、弹簧钢、滚动轴承钢） 工具钢：用于制造各种刀具、量具、 ⑵工具钢：用于制造各种刀具、量具、模 具等，一般为高碳钢， 具等，一般为高碳钢，在质量上都是优质 钢或高级优质钢。 钢或高级优质钢。 特殊性能钢： ⑶特殊性能钢：具有某种特殊的物理或化 学性能的钢种， 学性能的钢种，用于有特殊要求的零件或 结构，如不锈钢、耐热钢、高耐磨钢、 结构，如不锈钢、耐热钢、高耐磨钢、磁 钢等
优质碳素结构钢牌号、 表4-2 优质碳素结构钢牌号、性能及用途
牌号 08F、08、10 15、20、25、 15Mn、20Mn 性能特点 塑性、韧性好 强度不高 塑性、韧性好 有一定的强度 应用举例 冷轧薄板、钢带、钢丝、钢板、冲 压制品，如外壳、炮弹壳等 不需要热处理的低负荷零件，如螺 栓、螺钉、螺母、拉杆、法兰、渗 碳后可制作齿轮、轴、凸轮、摩擦 片等 主要制作齿轮、连杆、轴类等零件， 其中40钢、45钢应用广泛
五、铁碳合金的基本组织
铁碳合金是以铁为基本元素，以碳为主加元素组 铁碳合金是以铁为基本元素， 成的合金。 成的合金。在固态下铁碳合金的基本组织有 铁素体（ ）：铁素体含碳量的质量分数很低， ）：铁素体含碳量的质量分数很低 铁素体（F）：铁素体含碳量的质量分数很低， 其性能与纯铁相似，塑性和韧性很好、强度低、 其性能与纯铁相似，塑性和韧性很好、强度低、 硬度低。 硬度低。 奥氏体（A）：奥氏体具有一定的强度和硬度， 奥氏体（ ）：奥氏体具有一定的强度和硬度， ）：奥氏体具有一定的强度和硬度 塑性也很好，溶解碳能力比铁素体较大。 塑性也很好，溶解碳能力比铁素体较大。因奥氏 体组织塑性好而又便于成型。在一般情况下， 体组织塑性好而又便于成型。在一般情况下，奥 氏体是一种高温组织， 氏体是一种高温组织，稳定存在的温度范围为 727～1394℃，故奥氏体的硬度低，塑性较高，通 ～ ℃ 故奥氏体的硬度低，塑性较高， 常用于对钢铁材料进行热变形加工，如“打铁”。 常用于对钢铁材料进行热变形加工， 打铁”
碳钢PPT课件
铁碳合金相图
铁碳合金—碳钢和 铸铁，是工业应用 最广的合金。
含碳量为0.0218% ~2.11%的称钢
含碳量为 2.11%~ 6.69%的称铸铁。
铁和碳可形成一系列稳定化合物： Fe3C、 Fe2C、 FeC，它们都可以作为纯组元看待。
含碳量大于Fe3C成分（6.69%）时，合金太脆， 已无实用价值。
是面心立方晶格的间隙固溶体。溶碳能力比铁素体 大，1148℃时最大为2.11%。
组织为不规则多面体 晶粒，晶界较直。强
度低、塑性好，钢材
热加工都在 区进行.
碳钢室温组织中无奥 氏体。
奥氏体
⑶ 渗碳体：即Fe3C, 含碳6.69%, 用Fe3C或Cm 表示。Fe3C硬度高、强度低(b35MPa), 脆性大, 塑性几乎为零
Fe3C是一个亚稳相，在一 定条件下可发生分解：
Fe3C→3Fe+C(石墨), 该反 应对铸铁有重要意义。
钢中的渗碳体
由于碳在-Fe中的溶解度
很小，因而常温下碳在铁
碳合金中主要以Fe3C或石 墨的形式存在。
铸铁中的石墨
同素异构转变
物质在固态下晶体结构随温度变化的现象称同素异
构转变。同素异构转变属于 相变之一—固态相变。
δ+
L+
+
L+ Fe3C + Fe3C
F+ Fe3C
珠光体
珠光体的组织特点是 两相呈片层相间分布, 性能介于两相之间。 PSK线又称A1线 。
⑶ 其它相线
GS,GP— ⇄ 固溶体
转变线, GS又称A3 线。
HN,JN—δ⇄ 固溶体
转变线，
ES—碳在 -Fe中的固
溶线。又称Ac m线。
铁碳合金—碳钢和 铸铁，是工业应用 最广的合金。
含碳量为0.0218% ~2.11%的称钢
含碳量为 2.11%~ 6.69%的称铸铁。
铁和碳可形成一系列稳定化合物： Fe3C、 Fe2C、 FeC，它们都可以作为纯组元看待。
含碳量大于Fe3C成分（6.69%）时，合金太脆， 已无实用价值。
是面心立方晶格的间隙固溶体。溶碳能力比铁素体 大，1148℃时最大为2.11%。
组织为不规则多面体 晶粒，晶界较直。强
度低、塑性好，钢材
热加工都在 区进行.
碳钢室温组织中无奥 氏体。
奥氏体
⑶ 渗碳体：即Fe3C, 含碳6.69%, 用Fe3C或Cm 表示。Fe3C硬度高、强度低(b35MPa), 脆性大, 塑性几乎为零
Fe3C是一个亚稳相，在一 定条件下可发生分解：
Fe3C→3Fe+C(石墨), 该反 应对铸铁有重要意义。
钢中的渗碳体
由于碳在-Fe中的溶解度
很小，因而常温下碳在铁
碳合金中主要以Fe3C或石 墨的形式存在。
铸铁中的石墨
同素异构转变
物质在固态下晶体结构随温度变化的现象称同素异
构转变。同素异构转变属于 相变之一—固态相变。
δ+
L+
+
L+ Fe3C + Fe3C
F+ Fe3C
珠光体
珠光体的组织特点是 两相呈片层相间分布, 性能介于两相之间。 PSK线又称A1线 。
⑶ 其它相线
GS,GP— ⇄ 固溶体
转变线, GS又称A3 线。
HN,JN—δ⇄ 固溶体
转变线，
ES—碳在 -Fe中的固
溶线。又称Ac m线。
第二章 碳钢PPT课件
点阵中的结点所组成的平面 代。表晶体中的原子平面，称 为晶面。点阵中的结点按照 直线排列代表晶体中的原则 列，称为晶向。把点阵中的 结点用一系列平行直线连接 起来构成空间格子称为晶格。
10
晶胞：同一空间点阵中多种不同形状和大小 的平行六面体，构成晶格的最基本单元。能 够充分反映整个空间点阵的对称性，有尽可 能多的直角并且体积尽可能小。
• 半原子面在滑移面以上的称正位错，用“ ┴ ” 表示。
• 半原子面在滑移面以下的称负位错，用“ ┬ ” 表示。
27
螺位错
晶体在大于屈服值的切应力作用下，以某晶面为滑移面发生滑移。由于位错线周围 的一组原子面形成了一个连续的螺旋形坡面，故称为螺位错。
纯金属的冷却曲线
5
G
液态
△G
固态
△T
热力学第一定律：自然界 的一切自发转变过程总是 从能量较高的状态趋向能 量较低的状态。
Tn T0
T
对于同一物质，液态与固态的自由能（物质 能够对外做功的能量ΔG）不同。液体与固体 之间的自由能差为结晶的驱动力。
6
二、结晶一般过程
结晶的两个过程：晶核形成（形核）、晶核长大
16
面心立方晶格 17
• 3、密排六方晶格
• 密排六方晶格的晶胞是一个六方柱体，有六个 呈长方形的侧面和两个呈六边形的底面所组成。 因此，要用两个晶格常数表示。一个是柱体的高 度c，另一个是六边形的边长，在晶胞的每个角上 和上、下底面的中心都排列一个原子，另外在晶 胞中间还有三个原子。
• 密排六方晶胞每个角上的原子为相邻的六个晶 胞所共有，上、下底面中心的原子为两个原子所 共有，晶胞中三个原子为该晶胞独有。所以，密 排六方晶胞中原子数为12×1／6＋2×1／2＋3＝6 （个）。具有密排六方晶格的金属有Mg 、Zn 。
10
晶胞：同一空间点阵中多种不同形状和大小 的平行六面体，构成晶格的最基本单元。能 够充分反映整个空间点阵的对称性，有尽可 能多的直角并且体积尽可能小。
• 半原子面在滑移面以上的称正位错，用“ ┴ ” 表示。
• 半原子面在滑移面以下的称负位错，用“ ┬ ” 表示。
27
螺位错
晶体在大于屈服值的切应力作用下，以某晶面为滑移面发生滑移。由于位错线周围 的一组原子面形成了一个连续的螺旋形坡面，故称为螺位错。
纯金属的冷却曲线
5
G
液态
△G
固态
△T
热力学第一定律：自然界 的一切自发转变过程总是 从能量较高的状态趋向能 量较低的状态。
Tn T0
T
对于同一物质，液态与固态的自由能（物质 能够对外做功的能量ΔG）不同。液体与固体 之间的自由能差为结晶的驱动力。
6
二、结晶一般过程
结晶的两个过程：晶核形成（形核）、晶核长大
16
面心立方晶格 17
• 3、密排六方晶格
• 密排六方晶格的晶胞是一个六方柱体，有六个 呈长方形的侧面和两个呈六边形的底面所组成。 因此，要用两个晶格常数表示。一个是柱体的高 度c，另一个是六边形的边长，在晶胞的每个角上 和上、下底面的中心都排列一个原子，另外在晶 胞中间还有三个原子。
• 密排六方晶胞每个角上的原子为相邻的六个晶 胞所共有，上、下底面中心的原子为两个原子所 共有，晶胞中三个原子为该晶胞独有。所以，密 排六方晶胞中原子数为12×1／6＋2×1／2＋3＝6 （个）。具有密排六方晶格的金属有Mg 、Zn 。
碳钢基础知识课件
力，单位N。
Ao—试样原始横截面积，单位mm2
碳钢基础知识
20
2）屈服点 定义：是指试样在试验过程中力不增加还能继续伸长时 的应力。
碳钢基础知识
3
二、碳素结构钢 牌号表示方法：由代表屈服点的字母Q、屈服点数值、质量 等级符号、脱氧方法符号四部分顺序组成。 质量等级有：A、B、C、D 脱氧方法有：F（沸腾钢）、b（半镇静钢）、Z（镇静钢）、 TZ（特殊镇静钢）。通常Z和TZ可省略。 例如：Q235－AF
碳钢基础知识
4
1.普通碳素结构钢 碳素结构钢牌号、性能特点及用途见下表
• 2 抗氧化性 金属材料抵抗氧化作用的能力，称为抗氧化性。 金属材料在加热时，氧化作用加速，如钢材在锻造、热处理、 焊接等加热作业时，会 发生氧化和脱碳，造成材料的损耗和 各种缺陷。因此，在加热坯件或材料时，常在其 周围形成一 种还原气体或保护气体，以避免金属材料的氧化。 3 化学稳定性 化学稳定性是金属材料的耐腐蚀性和抗氧化性的总称。金属材 料在高温下的化学 稳定性叫做热稳定性。用于制造在高温下 工作的零件的金属材料，要有良好的热稳定性。
碳钢基础知识
7
2.优质碳素结构钢
优质碳素结构钢牌号、性能特点及用途见表（每种牌号的 具体数值可查资料，这里仅按性能、用途类似的归纳作介绍）
碳钢基础知识
8
3、碳素工具钢
牌号表示法：用“碳”的汉语拼音字首“T’加数字（表示 钢的平均Wc的千分数）表示，例如，T8A。
这类钢Wc＝0.65％～1.35％，一般均需热处理后使用，主 要制作低速切削刃具,以及对热处理变形要求低的一般模具、低 精度量具等。
碳素工具钢牌号、性能特点及用途见表
碳钢基础知识
9
二、碳钢的性能
Ao—试样原始横截面积，单位mm2
碳钢基础知识
20
2）屈服点 定义：是指试样在试验过程中力不增加还能继续伸长时 的应力。
碳钢基础知识
3
二、碳素结构钢 牌号表示方法：由代表屈服点的字母Q、屈服点数值、质量 等级符号、脱氧方法符号四部分顺序组成。 质量等级有：A、B、C、D 脱氧方法有：F（沸腾钢）、b（半镇静钢）、Z（镇静钢）、 TZ（特殊镇静钢）。通常Z和TZ可省略。 例如：Q235－AF
碳钢基础知识
4
1.普通碳素结构钢 碳素结构钢牌号、性能特点及用途见下表
• 2 抗氧化性 金属材料抵抗氧化作用的能力，称为抗氧化性。 金属材料在加热时，氧化作用加速，如钢材在锻造、热处理、 焊接等加热作业时，会 发生氧化和脱碳，造成材料的损耗和 各种缺陷。因此，在加热坯件或材料时，常在其 周围形成一 种还原气体或保护气体，以避免金属材料的氧化。 3 化学稳定性 化学稳定性是金属材料的耐腐蚀性和抗氧化性的总称。金属材 料在高温下的化学 稳定性叫做热稳定性。用于制造在高温下 工作的零件的金属材料，要有良好的热稳定性。
碳钢基础知识
7
2.优质碳素结构钢
优质碳素结构钢牌号、性能特点及用途见表（每种牌号的 具体数值可查资料，这里仅按性能、用途类似的归纳作介绍）
碳钢基础知识
8
3、碳素工具钢
牌号表示法：用“碳”的汉语拼音字首“T’加数字（表示 钢的平均Wc的千分数）表示，例如，T8A。
这类钢Wc＝0.65％～1.35％，一般均需热处理后使用，主 要制作低速切削刃具,以及对热处理变形要求低的一般模具、低 精度量具等。
碳素工具钢牌号、性能特点及用途见表
碳钢基础知识
9
二、碳钢的性能
第3章-碳钢
能，B0、B1、B2……B7 3. 特类钢：既保证化学成分，又保证力学性
能，C1、C2……
用于生产优质碳钢、高级优质碳钢以及 全部的合金钢。
3. 半镇静钢：除了用弱脱氧剂锰铁，也加入部分 强脱氧剂硅铁和铝对钢液脱氧，脱氧程度介于沸 腾钢和镇静钢之间。 组织特点：钢锭内部有分散气泡；偏析程度比 沸腾钢小；没有镇静钢钢锭头部的集中缩孔。 可以用于生产低合金钢。
二、镇静钢的宏观组织 1. 物理的不均匀性 包括缩孔、疏松、气泡、裂纹 2. 初生晶粒的不均匀性(结晶不均匀性) 包括三个结晶带：细小等轴晶、柱状晶、粗
第三节 钢中的非金属夹杂物
一、非金属夹杂物的来源和种类 1.根据来源：外来夹杂物和内生夹杂物 2.按化学成分分类
1) 第一类夹杂物：简单氧化物，FeO、Cr2O3 2) 第二类夹杂物：复杂氧化物，尖晶石类、钙
的铝酸盐等 3) 第三类夹杂物：硅酸盐和硅酸盐玻璃 4) 第四类夹杂物：硫化物 5) 第五类夹杂物：氮化物
第三章 碳钢
含碳量低于2.11%的铁碳合金称为钢。工业 用碳钢除碳外还含有其它元素，如Si、Mn、S、 P、O、N、H等。其中Si、Mn是在钢冶炼时作为 脱氧元素而加入的，S和P是冶炼时未能除尽的杂 质元素，在碳钢中含量大致如下：Mn≤0.7%， Si≤0.5%， P≤0.05%， S≤0.04%， O、N、H的 含量与冶炼方法有关，一般只有十万分之几到万 分之几，非常少。
大等轴晶 3. 化学不均匀性 包括枝晶偏析、区域偏析、带状偏析
三、沸腾钢的宏观组织 特点：有规律的分布着气泡
第二节 碳和杂质元素对碳钢显微组织和 性能的影响
一、碳对缓冷钢显微组织和性能的影响 1. 对显微组织的影响 2. 对性能的影响
二、常存元素和其他元素对碳钢显微组织的 影响
能，C1、C2……
用于生产优质碳钢、高级优质碳钢以及 全部的合金钢。
3. 半镇静钢：除了用弱脱氧剂锰铁，也加入部分 强脱氧剂硅铁和铝对钢液脱氧，脱氧程度介于沸 腾钢和镇静钢之间。 组织特点：钢锭内部有分散气泡；偏析程度比 沸腾钢小；没有镇静钢钢锭头部的集中缩孔。 可以用于生产低合金钢。
二、镇静钢的宏观组织 1. 物理的不均匀性 包括缩孔、疏松、气泡、裂纹 2. 初生晶粒的不均匀性(结晶不均匀性) 包括三个结晶带：细小等轴晶、柱状晶、粗
第三节 钢中的非金属夹杂物
一、非金属夹杂物的来源和种类 1.根据来源：外来夹杂物和内生夹杂物 2.按化学成分分类
1) 第一类夹杂物：简单氧化物，FeO、Cr2O3 2) 第二类夹杂物：复杂氧化物，尖晶石类、钙
的铝酸盐等 3) 第三类夹杂物：硅酸盐和硅酸盐玻璃 4) 第四类夹杂物：硫化物 5) 第五类夹杂物：氮化物
第三章 碳钢
含碳量低于2.11%的铁碳合金称为钢。工业 用碳钢除碳外还含有其它元素，如Si、Mn、S、 P、O、N、H等。其中Si、Mn是在钢冶炼时作为 脱氧元素而加入的，S和P是冶炼时未能除尽的杂 质元素，在碳钢中含量大致如下：Mn≤0.7%， Si≤0.5%， P≤0.05%， S≤0.04%， O、N、H的 含量与冶炼方法有关，一般只有十万分之几到万 分之几，非常少。
大等轴晶 3. 化学不均匀性 包括枝晶偏析、区域偏析、带状偏析
三、沸腾钢的宏观组织 特点：有规律的分布着气泡
第二节 碳和杂质元素对碳钢显微组织和 性能的影响
一、碳对缓冷钢显微组织和性能的影响 1. 对显微组织的影响 2. 对性能的影响
二、常存元素和其他元素对碳钢显微组织的 影响
碳素钢课件
2.优质碳素结构钢
成分
含碳量一般<0.90%, 含杂质 和非金属夹杂物较少。
牌号
用两位数表示，这两位数 表示该钢中含碳量的万分 数，
应用
热处理
使用前一般都需要进行热处 理。
制造重要的机 械零件
四、优质碳素结构钢： 用两位数字表示钢中平均碳的 质量分数的万分数。
例： 45 —— 表示平均碳质量分数为 0.45%的优质碳素结构钢。
机 械 系 ： 韩 秀
碳 素 钢
钢铁材料是钢和铸铁的统称。 钢是以铁为主要元素，含碳量一般在 2.11%以下，并含有其他元素的材料。 铸铁是碳含量大于2.11%的铁碳合金。含 碳量2.11%通常是钢和铸铁的分界线。 根据化学成分，钢分为非合金钢、低合金钢 和合金钢。
钢中的元素
钢中除Fe、C两种主要组成元素外。
热处理
必须经淬火回火处理。
五、碳素工具钢：
T（“碳”）+两位数字（表示 钢中平均碳的质量分数的千分数）。 例： T8 —— 表示平均碳质量分数为 0.8%的碳素工具钢。 T12A —— 表示平均碳质量分数 为1.20%的高级优质碳素工具钢。
成
分 Wc=0.70-1.30%，高碳钢
高的硬度、强度，良好的耐 能 磨性，一定的塑性与韧性。
Q196Bb
表示屈服强度为196MPa的B级半镇静钢
Q265DF
表示屈服强度为265MPa的D级沸腾钢
普通碳素结构钢的应用
Q185 Q225 Q235
Q255
Q275
应 用
一般桥梁、建筑结构， 普通机械零件，如螺 钉、螺母等。
应 用
可用于受力较大的 机械零件，如链轮、 拉杆等。
其中最为典型和常用的牌号为Q235，屈 服强度介于高低之间，能满足较广的需要， 且冶炼容易，价格便宜。
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二、碳素结构钢 牌号表示方法：由代表屈服点的字母Q、屈服点数值、质量
等级符号、脱氧方法符号四部分顺序组成。 质量等级有：A、B、C、D 脱氧方法有：F（沸腾钢）、b（半镇静钢）、Z（镇静钢）、
TZ（特殊镇静钢）。通常Z和TZ可省略。 例如：Q235－AF
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1.普通碳素结构钢 碳素结构钢牌号、性能特点及用途见下表
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• (4)热膨胀性
金属材料在受热时体积会增大，冷却时则收缩， 这种现象称为热膨胀性。各种金属的热膨胀性能不 同。
在实际工作中有时必须考虑热膨胀的影响。例如， 一些精密测量工具就要选用膨胀系数较小的金属材 料来制造；铺设铁轨、架设桥梁、金属工件加工过 程中测量尺寸等都要考虑到热膨胀的因素。
碳素工具钢牌号、性能特点及用途见表
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二、碳钢的性能
• 材料是机器的物质基础。金属材料的性能是选择 材料的主要依据。金属材料的性能一般分为工艺 性能和使用性能。工艺性能是指金属材料从冶炼 到成品的生产过程中，在各种加工条件下表现出 来的性能；使用性能是指金属零件在使用条件下 金属材料表现出来的性能。金属材料的使用性能 决定了它的使用范围。使用性能包括物理性能、 化学性能和力学性能。
力，单位N。
Ao—试样原始横截面积，单位mm2
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2）屈服点 定义：是指试样在试验过程中力不增加还能继续伸长时 的应力。
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• (5)导电性
• 金属材料传导电流的性能称为导电性。但各种金属 材料的导电性各不相同，其中以银为最好，铜、铝 次之，工业上用铜、铝做导电的材料。导电性差的 高电阻金属材料，如铁铬合金、镍铬铝、康铜和锰 铜等用于制造仪表零件或电热元件，如电炉丝。
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• (6)磁性
碳钢
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• 钢铁材料是钢和铸铁的统称。
• 钢是以铁为主要元素，含碳量一般在2.11%以下， 并含有其他元素的材料。
• 铸铁是碳含量大于2.11%的铁碳合金。含碳量2.11% 通常是钢和铸铁的分界线。
• 根据化学成分，钢分为非合金钢、低合金钢和合 金钢。
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一、碳钢的分类
高级优质
金属导磁的性能称为磁性。具有导磁能力的金属 材料都能被磁铁吸引。铁、钴等为铁磁性材料，锰、 铬、铜、锌为无磁性或顺磁性材料。但对某些金属 来说，磁性也不是固定不变的，如铁在７６８ ℃ 以上就表现为没有磁性或顺磁性。
铁磁性材料可用于制作变压器、电机的铁心和测 量仪表零件等；无（顺）磁性材料可用做要求避免 磁场干扰的零件。
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1.物理性能
• (1) 密度
金属的密度即是单位体积金属的质量，其单位为 ｋｇ／ｍ3。
根据密度的大小，金属材料可分为轻金属和重金 属。密度小于4.5ｇ／ｃｍ3 的金属叫做轻金属， 如 铝，钛等。
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• (2)熔点 金属从固体状态向液体状态转变时的温度称为熔点。 熔点一般用摄氏温度（℃）表示。各种金属都有 其 固定熔点。如铅的熔点为323 ℃，钢的熔点为１５ ３８ ℃。熔点对于冶炼、铸造、焊接和配制合 金 等都很重要。
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拉伸曲线：拉伸力（F）和伸长量（l-lo）的关系曲线。
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材料受外力作用后，导致材料内部之间产生的相互作用 力称为内力，其大小和外力相等、方向相反。
单位面积上的内力称为应力，用符号σ表示。 1）弹性极限 试样产生完全弹性变形时所能承受的最大应力。
σ e
Fe Ao
MPa
式中Fe —试样产生完全弹性变形时所能承受的最大拉伸
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3.力学性能
力学性能又称为机械性能，是指材料在力作用下所显示 的性能，主要有强度、塑性、硬度、韧性和疲劳强度等。
(1)强度 强度是指金属抵抗永久变形（塑性变形）和断裂的能力。 常用的强度判据是屈服点（旧称屈服强度、屈服极限）和抗 拉强度。 测定强度判据的方法是拉伸试验。
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2.优质碳素结构钢
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2.优质碳素结构钢
牌号表示法： 用两位数字表示钢平均含碳量的万分数，如40钢。 含锰量较高（WMn=0.7％～1.2％）的钢，在两位数字后面 写“Mn”，如 60Mn钢。 脱氧方法表示法同碳素结构钢。 高级优质钢，在牌号后面加“A”；特级优质钢，在牌号后 面加“E”。
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2.化学性能
• 金属材料的化学性能是指金属在化学作用下所表现的性能。 1 耐腐蚀性 金属材料在常温下抵抗氧、水蒸气及其他化学介质腐蚀作用的 能力，称为耐腐蚀 性。常见的钢铁生锈，就是腐蚀现象。
• 2 抗氧化性 金属材料抵抗氧化作用的能力，称为抗氧化性。 金属材料在加热时，氧化作用加速，如钢材在锻造、热处理、 焊接等加热作业时，会 发生氧化和脱碳，造成材料的损耗和 各种缺陷。因此，在加热坯件或材料时，常在其 周围形成一 种还原气体或保护气体，以避免金属材料的氧化。 3 化学稳定性 化学稳定性是金属材料的耐腐蚀性和抗氧化性的总称。金属材 料在高温下的化学 稳定性叫做热稳定性。用于制造在高温下 工作的零件的金属材料，要有良好的热稳定性。
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2.优质碳素结构钢
优质碳素结构钢牌号、性能特点及用途见表（每种牌号的 具体数值可查资料，这里仅按性能、用途类似的归纳作介绍）
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3、碳素工具钢
牌号表示法：用“碳”的汉语拼音字首“T’加数字（表示 钢的平均Wc的千分数）表示，例如，T8A。
这类钢Wc＝0.65％～1.35％，一般均需热处理低 精度量具等。
熔点低于 １０００ ℃的金属称为低熔点金属， 熔点在１０００～２０００ ℃的金属称为中熔点 金属，熔点 高于２０００ ℃的金属称为高熔点金 属。
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• (3)导热性 金属材料传导热量的能力称为导热性。一般用热导 率（导热系数）λ表示金属材料导热性能的优劣。 热导率大的金属材料的导热性好。在一般情况下， 金属材料的导热性比非金属材料好。金属的导热性 以银为最好，铜、铝次之。 导热性好的金属散热也好，可用来制造散热器零件， 如冰箱、空调的散热片。