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1、第八章 钢铁材料,第三小组成员：周楚雄（5）、顾家鑫（24）、李洪国）（12）、周云灿（46）、梅兴印（43）、陈诚（7）、张帅（40）,成员分工,第一节总结：周楚雄 第二节总结：陈诚 第三节总结：梅兴印 全章汇总：张帅 讲述：顾家鑫 PPT制作：周云灿、李洪国,第一节 碳素钢,第二节 低合金钢和合金钢,第三节 铸铁,钢铁材料,碳素钢,常存元素和杂质 对钢性能的影响,定义：除以铁、碳为主要成分外，还含有少量的锰、硅、硫、磷等常有元素,碳钢的分类,第一节 碳素钢,总体来说，锰在钢中是一种有益的元素,脱氧：FeOFe,S+MnMnS （减轻硫的有害作用，降低钢的脆性，改善钢的热加工性能）,Mn溶于
2、铁素体对钢有强化作用 Mn0.8时，对钢的影响不显著,Si在钢中是一种有益的元素,脱氧能力Mn （防止形成FeO）,Si也能溶于铁素体,并使其强化,提高钢的强度，硬度，弹性,降低钢的塑性，韧性,Si0.5 对钢的性能影响不显著,以FeS的形式存在,FeS与Fe能形成低熔点的共晶体（985），并且分布在晶界上。当钢在1200进行热压力加工时，由于共晶体熔化，从而导致钢在热加工 时开裂，这种现象叫做“热脆”,硫要严格控制在0.050以下,S在钢中是一种有害的元素,在易切削钢中可适当提高硫的质量分数，提高钢材的切削加工性 ，也算是一个有利的方面,存在形式,热脆,能全溶于铁素体,提高钢的强度、硬度,降
3、低钢的塑性、韧性产生低温脆性,限制P的质量分数0.045,在易切削刚中可适当提高P的质量分数脆化铁素体，提高钢的切削加工性,钢中加入适量的P可提高耐大气腐蚀性能，尤其是在钢加入适量的铜元素时，其耐大气腐蚀性能更显著,降低钢的力学性能，特别是塑性、韧性及疲劳强度,在炼钢过程中，少量的炉渣、耐火材料及冶炼中反应产物可能进入钢液，形成非金属夹杂物,在冶炼过程中，与空气接触会吸收一些气体，如氮、氧、氢、等。会对钢的质量产生不良的影响（氢对钢的危害最大，使钢变脆）也可使钢产生微裂纹（称白点），严重影响钢的力学性能,碳素结构钢,铸造钢铁,优质碳素结构钢,普通碳素结构钢,定义：含硫、磷杂质较优质钢多，在相同
4、含碳量及热处理条件下塑性、韧性较低,定义：钢中有害杂质硫、磷和非金属夹杂物含量较少，品质较高，塑性和韧性都比普通碳钢为佳,定义：铸造钢采用铸造方法成型，工程用铸造钢广泛用于制造重型机械的某些零件，如机车车辆的车架、摇枕、车钩以及车轮等,低合金钢和合金钢,合金元素对钢回火转变的影响,合金元素对钢 冷却转变的影响,合金元素对钢 加热转变的影响,对合金钢力学 性能的影响,合金元素在钢中的作用,合金钢,低合金钢,第二节 低合金钢和合金钢,按主要性能及使用特性分类,按主要质量等级分类,低合金钢,合金钢,按用途分,按主要质量等级分,按化学成份分,只有不同特殊物理、 化学性能,制造各种刃具、量具 、模具,制
5、造金属零件及各种金属结构钢,定义：用于制造渗碳零件的合金钢称为合金渗碳钢,定义：调质钢指通常经调质后使用的钢，主要用于制造承受很大变动载荷与冲击载荷或各种复合应力的零件（如机器中传递动力的轴、连杆、齿轮等）,定义及性能：弹簧钢是用于制造弹簧等弹性元件的钢种，因此弹簧钢要有高的弹性极限和屈服比，还应具有足够的疲劳强度和韧性，才能承受交变载荷和冲击载荷的作用,定义：滚动的轴承钢是指制造各种滚动轴承内外套圈及滚动体（滚珠、滚柱、滚针）的专用钢种,f,第三节 铸铁,分类,蠕墨铸铁,可锻铸铁,球墨铸铁,灰铸铁,铸 铁,铸铁,铸铁,以铁、石墨、硅为主c=2.5%4%,碳主要以游离Fe3C形式存在，断口成银
6、白色,主要以片状石墨形成析出，断口成灰色,由一定的化学成分的白口铸铁经锻化退火使渗碳体分解从而获得团絮状石墨,铁经过球化处理而不是在凝固后热处理,金相组织中石墨主要状态为蠕状,碳部分以游离渗碳体形式析出，部分以石墨形式析出，断口灰白相间,可锻铸铁,组成,麻口铸铁,球墨铸铁,灰铸铁,白口铸铁,分类,蠕墨铸铁,组织为在珠光体+铁素体基体上分布片状石墨，强度和硬度高而塑性和韧性低，用来制造中等应力零件,灰铸铁,碳硅含量高（硫磷较少）,组织为铁素基体上分布片装石墨，强度和硬度低，但塑性韧性高常用制造低载荷零件,组织为珠光体基体上为片状石墨，强度硬度最高，塑性和韧性低，用来制造重要零件,化学成分特点,铁
7、素体灰铸铁,珠光体+铁素体灰铸铁,珠光体灰铸铁,分类,球墨铸铁,含碳与硅量较高，含锰较低，对硫磷限制严,退火的目的是为了得到珠光体的球墨铸铁，提高塑性和韧性，改善切削加工性能消除内应力,正火的目的是为了得到珠光体基体的球墨铸铁，提高强度和耐磨性,为了得到回火索氏体基体的球墨铸铁，获得良好的力学性能,为了得到贝氏体基体的球墨铸铁，从而获得高强度、高硬度、高韧度的综合力学性能材料,化学成分特点,退火,热处理方法,贝氏体等 温淬火,调制处理,正火,可锻铸铁,可锻铸铁又称马铁或玛钢，可锻铸铁是先制出白口铸铁件，然后发生分解，从而获得具有团絮状石墨的铸铁。,为了保证铸件在冷却时获得白口组织又要在退火时容
8、易使渗碳体分解，并呈团絮状石墨析，要求严格控制铁液的化学成分,可锻铸铁化学成分,定义,可锻铸铁具有高的强度，特别的是塑性比普通灰铸铁高得多，因两得名可锻铸铁，实际上可锻铸铁并不能锻造。,性能特点,可锻铸铁根据化学成分、退火工艺、性能及组织不同，分为黑心可锻铸铁（铁素体可锻铸铁）、珠光体可锻铸铁及白心可教铸铁三类,分类,蠕墨铸铁,它是用高碳、低硫、低磷的铁液加入蠕化剂（稀土镁钛合金、稀土镁钙合金、稀土硅铁合金等），经蠕化处理后获得的高强度铸铁,蠕虫状石墨与普通灰铸铁的片状不同，它短而厚，头部较圆，形似蠕虫，形状介于片状和球状石墨之间,蠕墨铸铁的强度比灰铸铁高，并有一定的韧性，但强度和韧性不如球墨铸铁,蠕墨铸铁适于造壁厚变化较大的铸件，如柴油机缸盖、电动机外壳、机座、机床零件等,定义,成分及组织,特点,应用,谢谢大家！,
