铁碳合金1合金及其组织.PPT

常用金属材料 钢 碳素钢 碳素钢 碳素钢 碳素钢 合 金 钢 主要作用 1、强化铁素体 大多数合金元素（除铅外）都能溶于铁素体，形成合金铁素体。 原理：原子半径差，晶格畸变，固溶强化。 2、形成合金碳化物 3、细化晶粒 除Mn以外大多数合金元素都阻碍奥氏体晶粒长大（强碳化物形成元素） * * 钢铁材料 非铁材料 碳素钢 合金钢 特殊性能钢 灰铸铁， 球墨铸铁 可锻铸铁 蠕墨铸铁 (有色金属) 铁族 指Fe及以Fe为基的合金 钢 铸铁 金属材料 铜及铜合金 铝及铝合金 钛及钛合金 轴承合金等等 (黑色金属) 第六章 合金钢 碳素钢 合金钢 杂质元素 合金元素 主要由Fe、C两元素组成，含其它杂质元素，如Si、Mn、S、P、等 在碳素钢的基础上有目的地添加了其它合金元素，如Mn、Si、Ni、V等。 同为Si、M等非Fe、C元素，为何在碳素钢中称为杂质元素，而在合金钢中则称为合金元素？ 为了改善钢的某种性能，有意加入的元素称为合金元素，而在炼钢过程中作为脱氧剂或者由于其它某种原因残留在钢中的称为杂质元素！ 为何要在碳钢的基础上加入其它合金元素？ 获得比碳素钢更好的性能— 强度、硬度、塑性、韧性、耐蚀性、尺寸稳定性、耐摩性能、易切削性等。 §6.1 碳素钢 一、成分和分类 主要元素C：0.0218-2.11% 有益常存元素Si、Mn：产生固溶强化 有害常存元素P：冷脆 S：热脆 O、H、N：强度、塑性、韧性↓ 1. 成分 按含碳量分类 2. 分类 低碳钢：0.0218-0.25% 中碳钢：0.25-0.6% 高碳钢：0.6-2.11% 按质量分类（S、P含量） 普通碳素钢 优质碳素钢 高级优质碳素钢 按用途分类 碳素结构钢 优质碳素钢 碳素工具钢 二、碳素钢的牌号及用途 1. 碳素结构钢 成分： 含碳量在0.06-0.38%之间； 非金属夹杂物和有害元素含量较高。 牌号：如 Q235-A，F Q表示屈服强度，235为屈服强度值， A为质量等级，F脱氧方法 应用：钢板、钢筋、型钢等，做桥梁、 建筑构件等 多边型角钢 螺钉、铆钉 钢筋、螺纹钢 建筑构件 钢桥梁 2. 优质碳素钢 成分： 含碳量在0.05-0.7%之间； 有害元素含量较低。 牌号：如 45钢（0.45%），60钢（0.6%）等 两位数字表示平均含碳量的万分数 应用：较重要机械零件，如轴、齿轮、弹簧等 汽车曲轴 需要进行一定的热处理，如淬火、回火，渗碳等 碳素钢 3. 碳素工具钢 成分： 含碳量较高； S和P的含量严格控制。 牌号：如 T8（0.8%）， T12（1.2%） 数字表示平均含碳量的千分数， 如在数字后出现A，表示高级优质钢， 如T12A 用途： 冲头、凿子、钻头、锉刀、量规等 螺纹量规 热处理：淬火 + 低温回火 碳素钢牌号 1. 碳素结构钢 2. 优质碳素钢 3. 碳素工具钢 Q235-A，F；Q255 20钢，45钢，万分数 T8（0.8%）；T12（1.2%）千分数 碳素钢总结 碳素钢品种齐全，冶炼、加工成型比较简单，价格低廉。经过一定的热处理后，其力学性能得到不同程度的改善和提高，可满足工农业生产中许多场合的需求。 但是碳素钢的淬透性比较差，强度、屈强比、高温强度、耐磨性、耐腐蚀性、导电性和磁性等也都比较低，它的应用受到了限制。 为提高钢的某些性能，满足现代工业和科学技术发展的需要，人们在碳素钢的基础上，有目的地加人了锰、硅、镍、钒、钨、钼、铬、钛、硼、铝、铜、氮和稀土等合金元素，形成了合金钢 §6.2 合金钢 1. 常加入的合金元素有哪些？ 2. 为什么要加入这些合金元素？ 3. 这些合金元素怎样对钢的性能产生影响？ Si、 Mn、Ni、V、Mo、Cr、Ti、B、Al等 有针对性地改善钢的淬透性、强硬度、高温强度、耐磨性、耐腐蚀性、导电性和磁性 5.1 合金元素在钢中的作用 合金元素 基本相 相图 加热冷却 过程 §6.2 合金钢 对钢性能的影响： 强度硬度提高，塑性韧性下降 铬≤2.0 ﹪和镍≤5.0﹪范围内，明显强化F的同时， 还可使F韧性提高，从而提高合金钢的强度和韧性。 合金元素与C元素的亲和能力： Ti ﹥Zr ﹥Nb ﹥ V ﹥ W ﹥ Mo ﹥ Cr ﹥ Mn ﹥ Fe (1)中弱碳化物形成元素Mn、 W、Mo、Cr等，形成合金渗碳体（易溶） (2)强碳化物形成元素Ti、Zr、N