实用机械工程材料及选用教学课件作者张正贵第7章工业用钢-完成课件.ppt

正確減重及養生觀 正確減重及養生觀 第7章 工业用钢  工业用钢是经济建设中使用最广、用量最大的金属材料，在现代工农业生产中占有极其重要的地位。 GB/T 13304.1-2008 把钢定义为：以Fe为主要元素、含碳量一般在2%以下，并含有其他元素的材料。钢的主要元素除铁、碳外，还有硅、锰、硫、磷等。非合金钢（碳钢）成分简单，冶炼容易，成本低廉，有比较好的机械性能和加工性能，广泛应用于建筑、交通运输和机械制造工业中，在碳钢的基础上有意加入一种或几种合金元素，使其使用性能和工艺性能得以提高的以铁为基的合金即为合金钢。 工程材料的分类 7.1 钢的分类与编号 7.1.1 钢的分类 钢的分类分为两部分： （1）第一部分按化学成分分类 可将钢分为非合金钢、低合金钢及合金钢三大类，如表7-1所示。 （2）第二部分按主要质量等级、主要性能及使用特性分类 如表7-2所示。 表7-2 工业用钢主要分类 7.1.1 钢的分类与编号 从不同角度进行分类 工业用钢在现代国民经济中是应用最为广泛的金属材料，占有极其重要的地位。依据分类标准不同，钢的分类方法又有多种。 （1）习惯上，按化学成分不同，分为碳钢和合金钢 其中碳钢按碳含量又可分为低碳钢（wC≤0.25%）、中碳钢（wC＝0.25～0.60%）、高碳钢（wC＞0.60%）；合金钢按合金元素含量也可分为低合金钢（wMe≤5%）、中合金钢（wMe＝5%～10% ）、高合金钢（wMe＞10%）。 （2） 按钢的主要用途分类 可分为结构钢（包括一般工程结构钢和机器零件结构钢）、工具钢（包括刃具、模具及量具用钢）、特殊性能钢（包括不锈钢、耐热钢及耐磨钢）及专业用钢等。 从不同角度进行分类 （3）按钢的冶金质量等级分类 依据钢中有害元素S、P的质量分数可将钢分为普通质量钢、优质钢、高级优质钢和特级优质钢，如表7-3所示。 7.1.2 钢的编号? 1. 钢铁产品牌号表示方法的基本原则 中国钢号的编号，根据GB221-2008规定，由三部分相结合组成： ①化学元素符号，用以表示钢中所含化学元素种类（采用国际化学元素符号）； ②汉语拼音字母，用以表示产品的名称、用途、冶炼方法等特点。产品用途、特性和工艺方法表示符号见表7-4； ③阿拉伯数字，用以表示钢中主要化学元素含量（质量百分数）或产品的主要性能参数或代号。 常用的各类钢的钢号表示方法见表7-5,详细内容可参照有关标准。 2.碳素结构钢和低合金高强度结构钢牌号表示方法 3.优质碳素结构钢和优质碳素弹簧钢牌号表示方法 4.合金结构钢和合金弹簧钢牌号表示方法 表7-5优质碳素结构钢和优质碳素弹簧钢牌号示例 5.工具钢牌号表示方法 6.塑料模具钢牌号表示方法 7.轴承钢牌号表示方法 8.不锈钢和耐热钢的牌号表示方法 7.2 钢中杂质与合金元素 7.2.1 钢中常存杂质元素对性能的影响 2.硫和磷的影响 3.气体元素的影响 7.2.2 合金元素在钢中的主要作用 2.合金元素对Fe-Fe3C相图的影响 (2)对S点和E点位置的影响 3.合金元素与碳的相互作用 4.合金元素对钢加热转变的影响 5.合金元素对奥氏体冷却转变的影响 6.合金元素对淬火钢回火转变的影响 7.3 结构钢 普通质量碳素结构钢简称普碳钢，约占钢总产量的70％左右，其碳含量较低(碳的平均质量分数为0.06％～0.38％)，对性能要求及硫、磷和其它残余元素含量的限制较宽。在相同含碳量及热处理条件下，其塑性、韧性较低。加工成形后一般不进行热处理，大都在热轧状态下直接使用，通常轧制成板材、带材及各种型材，少部分也用于要求不高的机械结构。该类钢通常在供应状态下使用，必要时根据需要可进行锻造、焊接成形和热处理调整性能。 碳素结构钢有四个牌号，即Q195、Q215、Q235、Q275(GB/T700-2006) 7.3.2低合金高强度结构钢 2.性能特点 性能特点 3.牌号及用途 7.3.3优质碳素结构钢 7.3.4 渗碳钢 3、常用的渗碳钢的分类 4.渗碳钢的热处理 4.渗碳钢的热处理 7.3.5 调质钢 1.工作条件及性能要求 2.调质钢的化学成分 3.常用调质钢的分类 4.调质钢的热处理 7.3.6弹簧钢 2、弹簧钢的化学成分 3.常用弹簧钢 4、弹簧钢的热处理 7.3.7滚动轴承钢 2．轴承钢的化学成分 3．热处理及性能 7.3.8易切削结构钢 7.4 工具钢 7.4.1刃具钢 1．碳素工具钢 2．低合金工具钢 3．高速钢 W18Cr4V钢热处理工艺示意图 不同状态下W18