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1、工工程程材材料料及及成成形形工工艺艺基基础础河南工业大学河南工业大学病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程第五章第五章 工业用钢及铸铁工业用钢及铸铁工工程程材材料料及及成成形形工工艺艺基基础础河南工业大学河南工业大学病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程第五章第五章 工业用钢及铸铁工业用钢及铸铁第一节第一节 钢中常存元素与合金元素钢中常存元素与合金元素第二节第二节 钢的分类与编号钢的分类与编号第三节第三节 结构钢结构钢第四节第四节 工具钢工具钢第五节第
2、五节 不锈钢、耐热钢及耐磨钢不锈钢、耐热钢及耐磨钢第六节第六节 铸铸 铁铁工工程程材材料料及及成成形形工工艺艺基基础础河南工业大学河南工业大学病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程第一节第一节 钢中常存元素与合金元素钢中常存元素与合金元素一、钢中常存元素对钢性能的一、钢中常存元素对钢性能的影响影响二、钢中合金元素的作用二、钢中合金元素的作用工工程程材材料料及及成成形形工工艺艺基基础础河南工业大学河南工业大学病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程一、钢中
3、常存元素对钢性能的影响：一、钢中常存元素对钢性能的影响：1.1.有益元素：有益元素： Si Si 有很强的固溶强化作用有很强的固溶强化作用, ,能脱氧。能脱氧。 Mn Mn脱氧、去硫脱氧、去硫, ,提高钢的强度和硬度。提高钢的强度和硬度。2.2.有害元素有害元素: :P有很强的固溶强化作用有很强的固溶强化作用,低温韧性差低温韧性差(冷冷脆脆)。S能引起钢在热加工时或高温工作下开裂能引起钢在热加工时或高温工作下开裂(热裂热裂)。3.3.气体元素气体元素: :工工程程材材料料及及成成形形工工艺艺基基础础河南工业大学河南工业大学病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部
4、位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程气体元素：气体元素：N：钢中过饱和钢中过饱和N在常温放置过程中会发在常温放置过程中会发生时生时效脆化。加效脆化。加Ti、V、Al等元素可消除等元素可消除时效时效倾向。倾向。O：钢中的氧化物易成为疲劳裂纹源。钢中的氧化物易成为疲劳裂纹源。H：原子态的过饱和氢时将降低韧性原子态的过饱和氢时将降低韧性,引引起氢脆。当氢在缺陷处以分子态析出时，起氢脆。当氢在缺陷处以分子态析出时，会产生很高内压，形成微裂纹，其内壁为会产生很高内压，形成微裂纹，其内壁为白色，白色，称白点或发裂。称白点或发裂。工工程程材材料料及及成成形形工工艺艺基基础础河南工业大学河南工业大学病原体侵
5、入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程二、钢中合金元素的作用二、钢中合金元素的作用一）一）合金元素与铁和碳的作用合金元素与铁和碳的作用二）二）合金元素对合金元素对Fe-Fe3CFe-Fe3C相图的影响相图的影响三）三）合金元素对钢的热处理的影响合金元素对钢的热处理的影响工工程程材材料料及及成成形形工工艺艺基基础础河南工业大学河南工业大学病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程一一) )合金元素与铁和碳的作用合金元素与铁和碳的作用1.1.溶于基体中溶于基体中形成合
6、金形成合金: : F F 或或合金合金 A A2.2.与碳作用形成与碳作用形成合金碳化物合金碳化物 (Fe,Cr)3C(Fe,Cr)3C3.3.单独形成单独形成特殊碳化物特殊碳化物: : TiCTiC、VCVC等等工工程程材材料料及及成成形形工工艺艺基基础础河南工业大学河南工业大学病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程与碳作用形成合金碳化物与碳作用形成合金碳化物 Fe、Mn、Cr、Mo、W、V、Ti、Nb、Zr弱弱强强v 弱碳化物元素弱碳化物元素: : Fe、Mn。v 中强碳化物元素中强碳化物元素: : Cr、Mo、W。v
7、 强碳化物元素强碳化物元素: : V、Ti、Nb、Zr。工工程程材材料料及及成成形形工工艺艺基基础础河南工业大学河南工业大学病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程单独形成特殊碳化物单独形成特殊碳化物 熔点、硬度、耐磨性最高。熔点、硬度、耐磨性最高。稳定性最高。稳定性最高。TiC、NbC、VC。工工程程材材料料及及成成形形工工艺艺基基础础河南工业大学河南工业大学病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程二二) )合金元素对合金元素对Fe-Fe3CFe-Fe3
8、C相图的影响相图的影响 1. 1.扩大奥氏体区扩大奥氏体区: : MnMn、NiNi、CoCo、CuCu、ZnZn、N N等元素，扩大奥氏体区。等元素，扩大奥氏体区。 2. 2.缩小奥氏体区：缩小奥氏体区： Cr、Mo、W、V、Ti、Si、Al、B等元素，缩小奥氏体区。等元素，缩小奥氏体区。 3. 3.改变共晶点和共析点的参数：改变共晶点和共析点的参数：几乎几乎所有的合金元素。使所有的合金元素。使S点和点和E点的点的成分向成分向左移左移，使使A1线的线的温度变化温度变化。工工程程材材料料及及成成形形工工艺艺基基础础河南工业大学河南工业大学病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳
9、定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程三三) )合金元素对钢的热处理的影响合金元素对钢的热处理的影响加热时对加热时对奥氏体形成奥氏体形成的影响的影响对对过冷奥氏体转变过冷奥氏体转变的影响的影响对对回火转变回火转变的影响的影响工工程程材材料料及及成成形形工工艺艺基基础础河南工业大学河南工业大学病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程1.1.合金元素对加热时奥氏体形成的影合金元素对加热时奥氏体形成的影响响除除Mn元素外元素外, ,所有合金元素的加所有合金元素的加 入入, ,均使奥氏体的形成速度减慢。均使奥氏体的形
10、成速度减慢。强碳化物形成元素能强烈的阻止奥强碳化物形成元素能强烈的阻止奥氏体晶粒长大氏体晶粒长大(Ti、V、Zr、Nb等等)。非碳化物形成元素能轻微的阻止奥非碳化物形成元素能轻微的阻止奥氏体晶粒长大氏体晶粒长大(Si、Ni、Cu、Co等等)。工工程程材材料料及及成成形形工工艺艺基基础础河南工业大学河南工业大学病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程2.2.合金元素对过冷奥氏体转变的影响合金元素对过冷奥氏体转变的影响v除除Co元素外元素外,所有的合金元素均使所有的合金元素均使钢的钢的TTT 曲线向右移。曲线向右移。v除除Co、
11、Al元素外元素外,所有的合金元素所有的合金元素都使都使马氏体转变温度马氏体转变温度下降。下降。v提高钢的淬透性提高钢的淬透性,常用的元素有常用的元素有:Cr、Mn、Mo、Si、Ni、B等。等。工工程程材材料料及及成成形形工工艺艺基基础础河南工业大学河南工业大学病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程3.3.合金元素对回火转变的影响合金元素对回火转变的影响回火抗力回火抗力的增加的增加二次二次硬化硬化的产生的产生产生产生回火脆性回火脆性进入第二节进入第二节工工程程材材料料及及成成形形工工艺艺基基础础河南工业大学河南工业大学病原体
12、侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程第二节第二节钢的分类与编号钢的分类与编号一、钢的分类一、钢的分类二、钢的编号方法二、钢的编号方法一）国标（一）国标（GB）钢产品牌号表示）钢产品牌号表示方法方法二）钢铁及合金牌号统一数字代号二）钢铁及合金牌号统一数字代号体系体系工工程程材材料料及及成成形形工工艺艺基基础础河南工业大学河南工业大学病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程一、钢的分类一、钢的分类1.1.按用途分类；按用途分类；2.2.按化学成分分类；按化学成分
13、分类；3.3.按质量等级分类；按质量等级分类；4.4.按冶炼方法分类；按冶炼方法分类；5.5.按金相组织分类；按金相组织分类；6.6.按工艺方法（脱氧程度）分类按工艺方法（脱氧程度）分类 ；工工程程材材料料及及成成形形工工艺艺基基础础河南工业大学河南工业大学病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程1.1.按用途分类按用途分类（1 1）结构钢）结构钢 可分为工程构件用钢可分为工程构件用钢（如建筑工程用钢、桥梁工程用钢、船（如建筑工程用钢、桥梁工程用钢、船舶工程用钢、车辆工程用钢）和机器零舶工程用钢、车辆工程用钢）和机器零件用钢
14、（如调质钢、渗碳钢、弹簧钢、件用钢（如调质钢、渗碳钢、弹簧钢、轴承钢等）。轴承钢等）。（2 2）工具钢）工具钢 根据用途不同可分为刃根据用途不同可分为刃具钢、模具钢、量具钢等。具钢、模具钢、量具钢等。（3 3）特殊性能钢）特殊性能钢 可分为不锈钢、可分为不锈钢、 耐热钢、耐磨钢等。耐热钢、耐磨钢等。工工程程材材料料及及成成形形工工艺艺基基础础河南工业大学河南工业大学病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程2.2.按化学成分分类按化学成分分类 按化学成分分为非合金钢、低合金钢按化学成分分为非合金钢、低合金钢和合金钢。和合金钢。
15、 非合金钢非合金钢是指是指WCWC2.11% 2.11% ，并含有少量，并含有少量Si Si 、Mn Mn 、S S 、P P等杂质元素的铁碳合金，在施等杂质元素的铁碳合金，在施行新的钢分类标准以前称为碳素钢行新的钢分类标准以前称为碳素钢( (简称碳钢简称碳钢) )。按其含碳量又分为低碳钢。按其含碳量又分为低碳钢(0.0218%(0.0218%WCWC0.25%)0.25%)、中碳钢、中碳钢(0.25%WC(0.25%WC0.60%)0.60%)和高碳和高碳钢钢(WC (WC 0.60%)0.60%)。 低合金钢与合金钢低合金钢与合金钢是指在非合金钢基础上是指在非合金钢基础上有目的的加入了某些
16、元素所形成的钢种有目的的加入了某些元素所形成的钢种, ,加入加入钢中的元素称为合金元素。钢中的元素称为合金元素。工工程程材材料料及及成成形形工工艺艺基基础础河南工业大学河南工业大学病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程 3.3.按质量分类按质量分类 主要按钢中的有害杂质磷、硫含量来主要按钢中的有害杂质磷、硫含量来分类。可分为分类。可分为 普通钢普通钢(WS(WS、 WP0.045%) WP0.045%)； 优质钢优质钢(WS(WS、 WP0.035%) WP0.035%)； 高级优质钢高级优质钢(WS0.020%(WS0.020%、 WP0.030%) WP0.030%)； 特级优质钢特级优质钢(WS0.015% (WS0.015% 、 WP0.025%) WP0.025%)等。等。工工程程材材料料及及成成形形工工艺艺基基础础河南工业大学河南工业大学病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程4.4.按冶炼方法分类按冶炼方法分类 可按炉别分为平炉钢、
