机械工程材料-第五章钢铁材料.ppt

;主要内容;5.1 概述;5.1 概述;5.1.1 钢的分类; 钢 类;3、按冶炼方法分;4、按金相组织分;5、按用途分 ;5.1.2 钢的编号;5.1.2 钢的编号;中国钢号所采用的缩写字母及其涵义;中国钢号所采用的缩写字母及其涵义（续表）;5.1.2 钢的编号;5.1.2 钢的编号;5.1.2 钢的编号;3. 优质碳素结构钢：;4. 碳素工具钢;5. 合金工具钢与高速工具钢;6. 轴承钢;7. 不锈钢和耐热钢;（一）固溶态形式－大多数合金元素都固溶于F、A、M中,并产生固溶强化。 如：Si、Mn、Ni等非碳化物元素常常以固溶态形式存在。;（二）当合金元素含量超过了溶解度极限后将形成金属化合物： WC、VC、TiC等间隙相； Fe3C、Cr7C3等间隙化合物 （三）合金元素溶入Fe3C可形成特殊碳化物或合金渗碳体。 合金渗碳体(Fe，Cr)3 C 、(Fe，Mn)3 C 特殊碳化物(Fe，Cr)7 C3 、 (Fe，Cr)23 C6;二．合金元素与Fe的作用;三．合金元???与碳的相互作用;（一）扩大A相区的元素使A3↓；缩小A相区的元素使A3↑。 （二）扩大A相区的元素使S点↓，缩小A相区的元素使S点↑；所有合金元素均使S点左移。 如：4Cr13钢，3Cr2W8V钢都属于过共析钢；40钢与40Cr钢，退火后的组织性能，40Cr钢的强度、硬度均比40钢高，原因是40Cr钢组织中的P％大于40钢。（S点左移的结果）;（一）强碳化物元素Ti、V、Zr、Nb、W、Mo等阻止A晶粒粗化（碳化物阻止晶界迁移），因此可以细化晶粒。 如：W18Cr4V钢，1280℃加热，晶粒度9级 （二）非碳化物元素，Si, Ni, Cu对晶粒长大影响不大；而Mn、P、B，使 A1↓↓,加热易于过热，促进晶粒长大。 如：T8Mn钢加热非常易于过热。;（一）合金元素对C曲线的影响－除Co元素外固溶于A中的合金元素都使C曲线右移（推迟P和B转变），vk ↓提高了钢的淬透性。 （二）合金元素对M相变的影响－除Co，Al元素外，固溶于A中的合金元素，均使Ms↓，同时使组织中的M条％↓，M片％↑;(三）对淬火钢回火转变的影响;七、对钢性能的影响;合金元素对钢的韧性的影响 ;5.3 普通结构钢; 桥梁与构件钢;一种特殊钢材Q460-Z35，厚度达到110毫米，国内在民用钢结构建筑上还是第一次应用，为特殊研制。河南舞阳钢铁厂的科研人员经过2个月的攻关就拿出了样品，经北京市科委组织的专家鉴定，可以应用于鸟巢钢结构建筑上。这一技术填补了国内建筑钢结构设计规范的空白;5.3.1构件用钢的性能要求和选材（1）;5.3.1构件用钢的性能要求和选材（2）; 类别与特点（国标GB/T700-88) 五类：Q195, Q215, Q235, Q255, Q275 (表7-2，7-3）;5.3.2 碳素结构钢（普碳钢）;碳素结构钢用途： 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。少量用作普通零件;1、性能要求 ⑴ 高强度及足够韧性。 ⑵ 良好的焊接性能。 ⑶ 良好的耐蚀性及低 的韧脆转变温度。 2、成分特点 ⑴ 低碳：≤0.2%C. ⑵ 合金元素：主要是Mn，还有少量V、Ti、Nb等。;3、热处理：大多数热轧空冷后使用。少数可用正火+高温回火处理。 4、使用状态下组织：F+P;Q345钢(16Mn)综合性能好，用于船舶、桥梁、车辆等大型钢结构。 Q390钢含V、Ti、Nb，强度高，用于中等压力的压力容器。 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.;比较Q235、16Mn及15MnNb成分、结构和性能差异，说明其原因;5.4 优质结构钢;5.4.1 渗碳钢: 钢的渗碳(1);钢的渗碳(2)：渗碳后的热处理;钢的渗碳(3)：渗碳后的组织及缺陷;5.4.1 渗碳钢;齿轮失效实例;3. 渗碳钢成分特点;４. 常用渗碳钢;５. 渗碳钢的合金化及加工工艺;渗碳钢的加工工艺 ;６. 渗碳钢组织：;7.常用钢号及用途 低淬透性钢：20、20Cr。;中淬透性钢：20CrMnTi。用于中等载荷的耐磨件，如变速箱齿轮。 高淬透性钢：18Cr2Ni4WA.用于大载荷的耐磨件，如柴油机曲轴。 ;5.4.2 调质钢;2. 调质钢成分特点及其合金化：;3. 常用调质钢的牌号、成分、热处理、性能及用途;4. 调质钢的热处理及加工工艺;下料;下料;下料;局部感应淬火介绍;T7钢感应淬火金相组织;5.4.3 弹簧钢;弹簧钢的性能要求;2. 常用弹簧钢及其合金化;3. 弹簧钢的热处理及加工工艺;2）热成形，即成形后强化的弹簧（中大型弹簧）