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1、*工业用钢钢的分类结构钢工工业用钢钢的分类结构钢工具钢演示文稿具钢演示文稿1页，共93页，星期一。6.16.1钢中常存杂质与合金元素钢中常存杂质与合金元素6.26.2钢的分类及编号钢的分类及编号6.3 6.3 结构钢结构钢6.4 6.4 工具钢工具钢6.5 6.5 特殊性能钢特殊性能钢2页，共93页，星期一。1.Mn1.MnMn溶入F和FeC3起固溶强化作用，提高钢的强度和硬度Mn+SMnS，降低硫的有害作用，改善钢的热加工性能。一般认为，一般认为，MnMn和和SiSi为钢中的为钢中的有益元素有益元素。2.Si2.SiSi溶入F起固溶强化作用，提高钢的强度和硬度，塑韧性稍微降低 6.1.1 钢
2、中常存杂质对其性能影响钢中常存杂质对其性能影响3页，共93页，星期一。3. S3. S以以FeSFeS的形式存在，使钢的塑性变差；的形式存在，使钢的塑性变差；FeS+FeFeS+Fe低熔点共晶体（低熔点共晶体（985985O OC C）分布在晶界上；）分布在晶界上；在热加工（在热加工（ 1000-1200 1000-1200O OC C ）时共晶体熔化）时共晶体熔化导致钢材沿晶界开裂导致钢材沿晶界开裂“热脆热脆”。MnMn与与S S形成形成MnS(1620MnS(1620）, ,粒状分布在晶内。粒状分布在晶内。钢中的钢中的MnSMnS夹杂夹杂合金晶界的低熔点硫化物合金晶界的低熔点硫化物4页，共
3、93页，星期一。比利时阿尔伯特比利时阿尔伯特运河钢桥因磷高运河钢桥因磷高产生冷脆性，于产生冷脆性，于1938年冬发生年冬发生断裂坠入河中。断裂坠入河中。 4.P 4.P PP溶于溶于F F，导致钢材强、硬度，导致钢材强、硬度，塑、韧性塑、韧性；特别是使钢在低温时脆性急剧增加特别是使钢在低温时脆性急剧增加冷脆。冷脆。 S、P P多，脆性大，多，脆性大，有害元素有害元素；S、P P有利的一面，若含量适当可提高钢的切削性能有利的一面，若含量适当可提高钢的切削性能（S S0.05%0.05%、 P 0.045% 0.045% ），易切削钢（改善切削加工性）。，易切削钢（改善切削加工性）。激激光光制制导
4、导炮炮弹弹 5页，共93页，星期一。 HH：以原子态溶解于钢中，降低韧性，引起以原子态溶解于钢中，降低韧性，引起氢脆氢脆。当氢在缺陷处以分子态析出时，会产生很高内压，形成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，其内壁为白色，俗称微裂纹，其内壁为白色，俗称白点白点。钢中白点钢中白点钢的氢脆断口钢的氢脆断口5.5.气体元素气体元素6页，共93页，星期一。6.2.1 6.2.1 钢的分类钢的分类1.1.按化学成分按化学成分6.2 6.2 钢的分类及编号钢的分类及编号（非合金钢）（非合金钢）7页，共93页，星期一。2 2按冶金质量按冶金质量3 3按显微室温组织按显微室温组织钢的类别含碳
5、量（%）组织亚共析钢0.02180.77铁素体（F）+珠光体（P）共析钢0.77珠光体（P）过共析钢0.772.11渗碳体（Fe3C）+珠光体（P）8页，共93页，星期一。*特特点点：强强度度、塑塑性性、韧韧性性较较好好，又又具具有有良良好好的的工工艺艺性性能能和和 较较低低的的价价格格，因因而而得得到到广广泛应用（泛应用（80%80%）。）。*工业用钢指工业用钢指：*碳钢：含碳量低于碳钢：含碳量低于2.11%2.11%的铁碳合金。的铁碳合金。*合金钢合金钢为为了了提提高高钢钢的的性性能能，在在碳碳钢钢基基础础上上有有意意加加入入一一定定量量合合金金元素元素而得到的钢种。而得到的钢种。含碳量对
6、钢的组织和力学性能的影响？右图：自左向右，随着含碳量增加，组织中的渗碳体（FeC3）数随之增加,9页，共93页，星期一。4 4按用途分按用途分调质处理？10页，共93页，星期一。6.1.2 6.1.2 钢的编号钢的编号1.1.碳钢碳钢牌号：牌号：Q Q屈服强度值屈服强度值+ +质量等级符号质量等级符号+ +脱氧方法符号脱氧方法符号。（1 1）碳素结构钢）碳素结构钢脱氧方法符号脱氧方法符号: : 沸腾钢沸腾钢FF；镇静钢；镇静钢ZZ；半镇静钢；半镇静钢bb；特殊；特殊镇静钢镇静钢TZTZ。 Q Q表示屈服强度，单位是表示屈服强度，单位是MPaMPa质量等级符合：质量等级符合：A A、B B、C
7、C、D D、E E；由由AEAE，P P、S S含量依次下降，质量提高。含量依次下降，质量提高。*镇静钢镇静钢脱氧完全钢。组织致密，成分均匀，力学性能好。脱氧完全钢。组织致密，成分均匀，力学性能好。如如Q235AQ235AF F*沸腾钢沸腾钢脱氧不完全钢。凝固前产生大量脱氧不完全钢。凝固前产生大量COCO气泡，引起沸腾。其成分组织不均匀，强度较低，气泡，引起沸腾。其成分组织不均匀，强度较低，不适于制造重要零件不适于制造重要零件。？11页，共93页，星期一。常用普通碳素结构钢的牌号、化学成分常用普通碳素结构钢的牌号、化学成分)牌号牌号等级等级脱氧脱氧方法方法化学成分（质量分数）化学成分（质量分数
8、）%，不大于，不大于CSiMnPSQ195F、Z0.120.300.500.0350.040Q215AF、Z0.150.351.200.0450.050B0.045Q235AF、Z0.220.220.0351.400.0450.050B0.200.200.045CZ0.170.0400.040DTZ0.035Q275AF、Z0.240.0351.500.0450.050BZ0.210.0450.0450.22CZ0.200.0400.040DTZ0.03512页，共93页，星期一。 Q195Q195、Q215Q215、Q235AQ235A、Q235BQ235B等钢塑性较好，有一定强度，等钢塑性
9、较好，有一定强度，通常轧制成钢筋、钢板、钢管等，可用于桥梁、建筑物等构件，通常轧制成钢筋、钢板、钢管等，可用于桥梁、建筑物等构件，也可用做普通螺钉、螺帽、铆钉及垫圈等。也可用做普通螺钉、螺帽、铆钉及垫圈等。 Q235CQ235C、Q235DQ235D可用于重要焊接结构，如锅炉、容器等。可用于重要焊接结构，如锅炉、容器等。 Q255Q255、Q275Q275强度较高，可轧制成型钢、钢板等，用于承受中强度较高，可轧制成型钢、钢板等，用于承受中等载荷的零件，如转轴、链轮及螺纹钢筋等。等载荷的零件，如转轴、链轮及螺纹钢筋等。常用牌号及用途：常用牌号及用途：13页，共93页，星期一。特点：含碳量低，硫磷
10、含量高，其塑性高、可焊性好。特点：含碳量低，硫磷含量高，其塑性高、可焊性好。热处理：热处理：一般不用热处理，常轧制成棒、板、型钢或以钢锭供应；在某些场合可进行正一般不用热处理，常轧制成棒、板、型钢或以钢锭供应；在某些场合可进行正火、调质、渗碳等处理，以提高其使用性能。火、调质、渗碳等处理，以提高其使用性能。碳素结构钢是目前产量最大、使用最多的钢种，约占钢材碳素结构钢是目前产量最大、使用最多的钢种，约占钢材70%70%。（1 1）碳素结构钢）碳素结构钢14页，共93页，星期一。（2 2）优质碳素结构钢）优质碳素结构钢牌号：牌号：用两位数字表示，两位数字表示钢中平均含碳量万用两位数字表示，两位数字
11、表示钢中平均含碳量万 分之几。分之几。 如如4545钢钢平均含碳量为平均含碳量为0.45%0.45%的优质碳素结构钢。的优质碳素结构钢。若若钢钢中中含含MnMn量量为为较较高高（0.7-1.0%0.7-1.0%），在在两两位位数数字字后后加加元元素素符号符号“Mn”Mn”，如，如60Mn60Mn。对对于于沸沸腾腾钢钢和和半半镇镇静静钢钢, , 在在钢钢号号后后分分别别加加字字母母F F和和b b，如如08F08F、10b10b。高级优质钢在钢号后加字母高级优质钢在钢号后加字母A A，如，如20A20A。15页，共93页，星期一。16页，共93页，星期一。08F08F、10F10F、15F15F
12、、1515、2020、2525等属于低碳钢，强度、硬度低，塑性、韧等属于低碳钢，强度、硬度低，塑性、韧性好，具有良好的锻压性能和焊接性能。性好，具有良好的锻压性能和焊接性能。08F08F、10F10F主要用于制造冲压件和焊接件，如壳、盖、罩等；主要用于制造冲压件和焊接件，如壳、盖、罩等；15F15F主要用于钣金主要用于钣金件。件。1515、2020钢属于渗碳钢，常用于制造齿轮、销钉、小轴、螺钉、螺母等。其钢属于渗碳钢，常用于制造齿轮、销钉、小轴、螺钉、螺母等。其中，中，2020钢用量最大。钢用量最大。优质碳素结构钢常用牌号及用途：优质碳素结构钢常用牌号及用途：成分特点：含碳量高，0.080.8
13、5%17页，共93页，星期一。齿轮齿轮曲轴曲轴常用牌号及用途：常用牌号及用途：3030、3535、4040、4545、5050及及5555等属于中碳钢，经调质处理后，可获得良好等属于中碳钢，经调质处理后，可获得良好综合机械性能，且具有良好的切削加工性。综合机械性能，且具有良好的切削加工性。主要用于制造轴类、齿轮等零件，如曲轴、传动轴、连杆等。其主要用于制造轴类、齿轮等零件，如曲轴、传动轴、连杆等。其中，中，4545钢应用最广泛。钢应用最广泛。 18页，共93页，星期一。6060、6565、7070、7575等属于高碳钢，经淬火、中温回火后具有较高的强度、等属于高碳钢，经淬火、中温回火后具有较高
14、的强度、弹性、硬度和耐磨性，但塑性韧性较差，其焊接性、可切削加工性及冷变弹性、硬度和耐磨性，但塑性韧性较差，其焊接性、可切削加工性及冷变形塑性低。形塑性低。主要用于制造弹簧、轧辊、凸轮等耐磨工件与钢丝绳等。其中，主要用于制造弹簧、轧辊、凸轮等耐磨工件与钢丝绳等。其中，6565钢是钢是最常用的弹簧钢。最常用的弹簧钢。19页，共93页，星期一。（3 3）碳素工具钢）碳素工具钢锉刀锉刀丝锥丝锥牌号：牌号：T + T + 数字组成数字组成+ +字母字母，其数字表示平均含碳量的千分之几。，其数字表示平均含碳量的千分之几。如如T8T8其平均含碳量为其平均含碳量为 0.8%0.8%。若钢中含若钢中含MnMn
15、量为较高，钢号后加元素符号量为较高，钢号后加元素符号“Mn”Mn”，如，如T8 MnT8 Mn 高级优质钢在钢号后加高级优质钢在钢号后加“A”A”，如，如T12AT12A。 成分特点：含碳量高，0.651.35%，低S、P，塑性、韧性差热处理：球化退火、淬火+低温回火用途：制造各种量具、刃具、模具20页，共93页，星期一。工具钢是用于制造刃具、量具和模具的钢种。工具钢是用于制造刃具、量具和模具的钢种。刃具刃具刃具刃具量具量具模具模具21页，共93页，星期一。2.2.热处理特点热处理特点 球化退火球化退火 降低硬度，改善组织，为切削加工和淬火作组织准备。降低硬度，改善组织，为切削加工和淬火作组织
16、准备。 淬火淬火+ +低温回火低温回火 获得回火马氏体、粒状渗碳体及少量残余奥氏体组织，以达到工获得回火马氏体、粒状渗碳体及少量残余奥氏体组织，以达到工具所要求的高硬度具所要求的高硬度(60HRC(60HRC左右左右) )和高耐磨性。和高耐磨性。 T12T12钢球化退火前显微组织钢球化退火前显微组织 T12T12钢淬火后的显微组织钢淬火后的显微组织 22页，共93页，星期一。3.3.常用牌号及用途常用牌号及用途由于碳素工具钢热硬性、淬透性差，只用于制造小尺寸的手动工具由于碳素工具钢热硬性、淬透性差，只用于制造小尺寸的手动工具和低速刃具。和低速刃具。 T7T7、T8T8：用于制造要求具有较高韧性的工具，如木工用的冲子、：用于制造要求具有较高韧性的工具，如木工用的冲子、凿子、锤子等。凿子、锤子等。木木工工凿凿23页，共93页，星期一。T9T9、T10T10、T11T11钢用于制造要钢用于制造要求较低韧性、较高硬度的工具，求较低韧性、较高硬度的工具，如小钻头、冲模、手丝锥等。如小钻头、冲模、手丝锥等。丝锥丝锥钻头钻头木工钻木工钻24页，共93页，星期一。T12T12、T13T13钢用于制造要
