化工機械基礎課件 第八章

1、8.1 概述概述8.2 材料的性能材料的性能8.3 碳鋼與鑄鐵碳鋼與鑄鐵8.4 合金鋼合金鋼8.5 有色金屬材料有色金屬材料8.6 非金屬材料非金屬材料8.7 化工設備的腐蝕化工設備的腐蝕在設計和制造石油化工設備時，合理選擇和正確使在設計和制造石油化工設備時，合理選擇和正確使用材料是十分重要的。如果材料選擇不當，就可能用材料是十分重要的。如果材料選擇不當，就可能發(fā)生設備事故，甚至造成人身安全事故。發(fā)生設備事故，甚至造成人身安全事故?；ぴO備選材的重要性和復雜性化工設備選材的重要性和復雜性1.1.操作條件的限制操作條件的限制2.2.制造條件的限制制造條件的限制3.3.材料自身性能的限制材料自身性

2、能的限制選材要遵循選材要遵循適用、安全和經濟的原則。適用、安全和經濟的原則。1986年年1月月28日，美國航天飛機日，美國航天飛機“挑戰(zhàn)者號挑戰(zhàn)者號” 升升空幾十秒鐘后爆炸，機上空幾十秒鐘后爆炸，機上7名宇航員全部遇難，名宇航員全部遇難，損失損失12億美元。億美元。原因原因: 一個合成橡膠密封圈彈性不夠一個合成橡膠密封圈彈性不夠,失效。失效。材料的性能包括材料的材料的性能包括材料的力學性能力學性能、物理性能、化學性、物理性能、化學性能和加工工藝性能。能和加工工藝性能。材料的性能材料的性能使用性能工藝性能 物理性能 化學性能 力學性能 鑄造性焊接性鍛造性切削加工性是指金屬材料在外力作用下所表現出

3、來是指金屬材料在外力作用下所表現出來的性能。的性能。力學性能指標主要有：力學性能指標主要有：、韌性、硬度、韌性、硬度四個指標。四個指標。1. 強度強度強度是指材料在外力作用下抵抗強度是指材料在外力作用下抵抗或或的能力。的能力。表示材料抵抗塑性變形表示材料抵抗塑性變形的能力的能力強度強度表示材料抵抗斷裂的表示材料抵抗斷裂的能力能力sb工程上用的金屬材料，不僅需要材料工程上用的金屬材料，不僅需要材料s或或b高，而且高，而且希望有一定的希望有一定的（s/ b ）。屈強比。屈強比，零件可靠，零件可靠性性。但屈強比太小，材料有效利用率低。一般。但屈強比太小，材料有效利用率低。一般0.75左右較合適。左右

4、較合適。sb材料的強度隨溫度的升高材料的強度隨溫度的升高而降低而降低 。高溫下材料的強度隨時間高溫下材料的強度隨時間的延長而降低。的延長而降低。高溫下材料的變形量隨時高溫下材料的變形量隨時間的延長而增加。間的延長而增加。材料在一定溫度和規(guī)定的持續(xù)時間下，引起斷裂的應材料在一定溫度和規(guī)定的持續(xù)時間下，引起斷裂的應力稱為力稱為，用，用s sD表示。表示。通過高溫拉伸持久試驗通過高溫拉伸持久試驗測定。測定。材料高溫下抵抗斷裂能力大小的指標材料高溫下抵抗斷裂能力大小的指標。溫度對低碳鋼影響溫度對低碳鋼影響金屬材料在一定高溫（金屬材料在一定高溫（400 ）和一定應力作用）和一定應力作用下，下，即使構件上

5、的應力不變，塑性變形卻隨時間而即使構件上的應力不變，塑性變形卻隨時間而緩變增加，直至破壞。這種現象稱為緩變增加，直至破壞。這種現象稱為，變形稱，變形稱高溫高壓蒸汽管道高溫高壓蒸汽管道，雖然其承受的，雖然其承受的應力應力t ts s ，但在長期的使用中，但在長期的使用中，會產生會產生緩慢而連續(xù)的變形，緩慢而連續(xù)的變形，使管徑使管徑日趨增大，最后可能導致破裂。這日趨增大，最后可能導致破裂。這就是就是蠕變破壞蠕變破壞。一定溫度下、規(guī)定時間內達到一定量的總一定溫度下、規(guī)定時間內達到一定量的總變形或達到規(guī)定蠕變速度時的應力，稱變形或達到規(guī)定蠕變速度時的應力，稱，用用s sn表示。表示。材料抵抗蠕變能力大

6、小的指標。材料抵抗蠕變能力大小的指標。A許多機械零件，如軸、齒輪、軸承、葉片、彈簧等，許多機械零件，如軸、齒輪、軸承、葉片、彈簧等，在工作過程中各點的應力隨時間作周期性的變化，在工作過程中各點的應力隨時間作周期性的變化，這種應力稱為這種應力稱為( (也稱也稱循環(huán)應力循環(huán)應力) )。在交變應。在交變應力作用下，雖然零件所承受的應力低于材料的屈服力作用下，雖然零件所承受的應力低于材料的屈服極限，但經過較長時間的工作后，產生裂紋或突然極限，但經過較長時間的工作后，產生裂紋或突然發(fā)生斷裂的現象，稱為金屬的發(fā)生斷裂的現象，稱為金屬的。Ar =min / max=-1金屬材料在金屬材料在作用下，經受作用下

7、，經受“無限次無限次”（107次）循環(huán)而仍不破壞的最大應力稱為次）循環(huán)而仍不破壞的最大應力稱為，用，用-1表示。表示。疲勞破壞的特點疲勞破壞的特點抵抗能力：交變載荷抵抗能力：交變載荷破壞形式：突然斷裂破壞形式：突然斷裂2. 塑性塑性材料在外力作用下，產生塑性變形（永久殘余變材料在外力作用下，產生塑性變形（永久殘余變形）而不斷裂的能力，稱為塑性。形）而不斷裂的能力，稱為塑性。工程上常用工程上常用和和作為材料的塑性作為材料的塑性指標指標 。（1） 延伸率延伸率試樣在拉斷后的相對伸長量稱為試樣在拉斷后的相對伸長量稱為，用符號用符號表示，即：表示，即： 式中：式中：L0試樣原始長度試樣原始長度(標距標

8、距)； L1試樣拉斷后的長度。試樣拉斷后的長度。sb試樣被拉斷后橫截面積的相對收縮量稱為斷面收試樣被拉斷后橫截面積的相對收縮量稱為斷面收縮率，用符號縮率，用符號表示，即表示，即 （2） 截面收縮率截面收縮率式中：式中：A0試樣原始橫截面積；試樣原始橫截面積； A1試樣拉斷后的頸縮處最小橫截面積。試樣拉斷后的頸縮處最小橫截面積。A0鍛造鍛造、成型加工（彎卷、沖壓）：、成型加工（彎卷、沖壓）： 。靜載荷作用下零部件：靜載荷作用下零部件： ，可使材料產生塑性變形可使材料產生塑性變形而避免發(fā)生突然的折裂。而避免發(fā)生突然的折裂。材料的延伸率和截面收材料的延伸率和截面收縮率越大，材料的塑性縮率越大，材料的

9、塑性就越好。就越好。工程上，將延伸率工程上，將延伸率5%的材料，稱塑性材料的材料，稱塑性材料。延伸率延伸率5%的材料，的材料，稱脆性材料。稱脆性材料。3. 沖擊韌性沖擊韌性材料抵抗沖擊的能力稱為材料抵抗沖擊的能力稱為，用沖擊韌度，用沖擊韌度k來衡量。來衡量。Ak = GH1GH2沖擊韌度為：沖擊韌度為：a k =Ak/ F，單位為單位為J/cm2擺擺錘錘沖斷試樣消耗的功：沖斷試樣消耗的功：一次擺錘沖擊試驗一次擺錘沖擊試驗韌性是材料在外加動載荷突然襲擊時的一韌性是材料在外加動載荷突然襲擊時的一種及時和迅速塑性變形的能力。種及時和迅速塑性變形的能力。材料的材料的a a k k值愈大，韌性和塑性就愈

10、好，材值愈大，韌性和塑性就愈好，材料的料的a a k k值愈小，材料的脆性愈大。值愈小，材料的脆性愈大。韌性高的材料，塑性好；塑性較高的材料，韌性也韌性高的材料，塑性好；塑性較高的材料，韌性也好。好。【判斷題】【判斷題】判斷正誤并說出理由：判斷正誤并說出理由：【答】【答】韌性高的材料，一般都有較高的塑性指標；韌性高的材料，一般都有較高的塑性指標；但塑性較高的材料，卻不一定都有高的韌性但塑性較高的材料，卻不一定都有高的韌性。理由：韌性是材料在外加動載荷突然襲擊時的理由：韌性是材料在外加動載荷突然襲擊時的一種及時和迅速塑性變形的能力。靜載荷下能一種及時和迅速塑性變形的能力。靜載荷下能夠緩慢塑性變形

11、的材料在動載荷下不一定能夠緩慢塑性變形的材料在動載荷下不一定能迅速塑性變形。迅速塑性變形。 4. 硬度硬度硬度是衡量金屬材料軟硬程度的指標，也反映材硬度是衡量金屬材料軟硬程度的指標，也反映材料抵抗其它物體壓入的能力；料抵抗其它物體壓入的能力；硬度直接影響到材料的耐磨性和切削加工性。硬度直接影響到材料的耐磨性和切削加工性。通常材料的強度越高，硬度也越高；通常材料的強度越高，硬度也越高；工程上常用的硬度指標有工程上常用的硬度指標有布氏硬度布氏硬度（HB）、）、洛洛氏硬度氏硬度（HRC、HRB）等。等。低碳鋼低碳鋼 b=0.36 HB高碳鋼高碳鋼 b=0.34 HB灰鑄鐵灰鑄鐵 b=0.1 HB根據

12、經驗，根據經驗， 大部分金大部分金屬的硬度和強度之間屬的硬度和強度之間有這樣近似關系：有這樣近似關系： （1）布氏硬度）布氏硬度布氏硬度試驗，是由瑞典的布布氏硬度試驗，是由瑞典的布利涅爾（利涅爾（BrinellBrinell）于于19001900年年提出來的。提出來的。加載（加載（P壓入）壓入）保持一定保持一定時間時間卸載卸載 測量測量壓痕壓痕直徑直徑d（用刻度放大鏡測用刻度放大鏡測） 計計算壓痕的算壓痕的球缺面積球缺面積F。布氏硬度值布氏硬度值布氏硬度的單位為布氏硬度的單位為 kgf / mm2，一般不寫。一般不寫。HBS壓頭用淬火鋼球壓頭用淬火鋼球(450), HBW壓頭用硬質合金球壓頭用

13、硬質合金球(650)。 因鋼球本身變形，不能測太硬的材料，測各種硬度因鋼球本身變形，不能測太硬的材料，測各種硬度不高的鋼材、鑄鐵、有色金屬等。不高的鋼材、鑄鐵、有色金屬等。 特點：特點：測定的數據準確、穩(wěn)定測定的數據準確、穩(wěn)定。但測量麻煩，壓痕。但測量麻煩，壓痕大，不適于薄件，成品件，主要測毛坯、半成品。大，不適于薄件，成品件，主要測毛坯、半成品。將標準壓頭用規(guī)定壓力壓入被測將標準壓頭用規(guī)定壓力壓入被測材料的表面，根據壓痕深度材料的表面，根據壓痕深度h來來確定硬度值；確定硬度值；根據壓頭材料及所加的載荷不同根據壓頭材料及所加的載荷不同又可分為又可分為HRA、HRB、HRC三三種種;洛氏硬度操作

14、簡便，洛氏硬度操作簡便，應用范圍廣應用范圍廣，壓痕小壓痕小，硬度值可，硬度值可硬度計上直接硬度計上直接讀出讀出，所以得到更為廣泛的應用；，所以得到更為廣泛的應用；其缺點是：由于壓痕小，其缺點是：由于壓痕小，測量誤測量誤差稍大差稍大，因此常在工件不同部位，因此常在工件不同部位測量數次，再取平均值。測量數次，再取平均值。（2 2）洛氏硬度）洛氏硬度洛氏硬度是由美國的洛克洛氏硬度是由美國的洛克威爾（威爾（S.P.Rockwell S.P.Rockwell 和和H.M.RockwellH.M.Rockwell）于于19191919年年提出來的提出來的. .硬度硬度符號符號壓頭壓頭類型類型總載荷總載荷（

15、N N）硬度有效范圍硬度有效范圍使用范圍使用范圍HRA金剛石金剛石圓錐體圓錐體588.47085硬質合金、表面淬火鋼等硬質合金、表面淬火鋼等HRB直徑為直徑為1.588mm鋼球鋼球980.725100（相當（相當HB60230）軟鋼、退火鋼、銅合金等軟鋼、退火鋼、銅合金等HRC金剛石金剛石圓錐體圓錐體1471.12067(相當相當HB230700)調質鋼、淬火鋼等調質鋼、淬火鋼等三種洛氏硬度的試驗條件及應用范圍三種洛氏硬度的試驗條件及應用范圍洛氏硬度洛氏硬度HRC可以用于硬度很高的材料，在鋼件熱可以用于硬度很高的材料，在鋼件熱處理質量檢查中應用最多。處理質量檢查中應用最多。材料的力學性能包括的

16、強度、塑性、韌性、硬度四材料的力學性能包括的強度、塑性、韌性、硬度四個指標，強度和塑性占主導地位，但使用時要考慮個指標，強度和塑性占主導地位，但使用時要考慮溫度的變化。溫度的變化。ssTTss力學性能小結力學性能小結常用金屬的物理性能參見教材常用金屬的物理性能參見教材P103頁表頁表8-11.1.耐腐蝕性耐腐蝕性耐腐蝕性耐腐蝕性是指材料抵抗各種介質（氣、液）是指材料抵抗各種介質（氣、液）腐蝕腐蝕破壞的能力；破壞的能力；石油化工生產中所涉及的物料，常會有腐蝕性。材石油化工生產中所涉及的物料，常會有腐蝕性。材料的耐蝕性不強，必將影響設備使用壽命。料的耐蝕性不強，必將影響設備使用壽命。常用金屬材料在

17、酸堿鹽類介質中的常用金屬材料在酸堿鹽類介質中的耐蝕性見表耐蝕性見表8-28-2。常用金屬材料在酸堿鹽類介質中的常用金屬材料在酸堿鹽類介質中的耐蝕性耐蝕性介質介質 濃度濃度% %溫度溫度 25 50 80 100 120 150 硝酸硝酸 1.5 mm/yCr18Ni9不銹鋼在硝酸中的耐蝕性不銹鋼在硝酸中的耐蝕性常見介質中最耐蝕的金屬材料常見介質中最耐蝕的金屬材料鈦合金不銹鋼低合金鋼鈦合金不銹鋼低合金鋼 灰鑄鐵碳鋼。灰鑄鐵碳鋼。鋁、鋁合金在大氣和水中耐蝕。鋁、鋁合金在大氣和水中耐蝕。青銅黃銅銅（大氣和海水中）；青銅尚耐有機酸稀青銅黃銅銅（大氣和海水中）；青銅尚耐有機酸稀溶液腐蝕。溶液腐蝕。常見金

18、屬材料耐蝕性比較常見金屬材料耐蝕性比較鋼鐵在高溫時，與鋼鐵在高溫時，與自由氧自由氧及水蒸氣、二氧化碳、二及水蒸氣、二氧化碳、二氧化硫等氣體產生氧化硫等氣體產生高溫氧化高溫氧化作用（表面生成作用（表面生成疏松疏松多多孔孔FeO，易剝落）。氧化會使鋼的力學性能降低，易剝落）。氧化會使鋼的力學性能降低，特別是降低了材料的表面硬度和抗疲勞強度。特別是降低了材料的表面硬度和抗疲勞強度。2. 高溫抗氧化性高溫抗氧化性高溫抗氧化性高溫抗氧化性指材料在迅速氧化后，能在表面形指材料在迅速氧化后，能在表面形成一層連續(xù)致密并與母體結合牢靠的膜，從而阻成一層連續(xù)致密并與母體結合牢靠的膜，從而阻止進一步氧化的特性。止進

19、一步氧化的特性。碳鋼中加碳鋼中加Cr(WCr13%)、Si(WSi5%)和和Al（WAl5%）等合金化后，靠致密、牢固的高熔點氧化等合金化后，靠致密、牢固的高熔點氧化膜（膜（Cr2O3、SiO2 和和 Al2O3）而抗氧化。而抗氧化。可鑄性是指材料是否容易鑄造，獲得優(yōu)質鑄件的可鑄性是指材料是否容易鑄造，獲得優(yōu)質鑄件的能力。能力。鑄造性好的材料，液態(tài)時材料流動性好，在澆注鑄造性好的材料，液態(tài)時材料流動性好，在澆注鑄件時，能充滿比較復雜的鑄型，故能澆注較薄鑄件時，能充滿比較復雜的鑄型，故能澆注較薄的和形狀復雜的鑄件。的和形狀復雜的鑄件。鑄造性好的材料，鑄造時不容易出現氣孔、砂眼、鑄造性好的材料，鑄

20、造時不容易出現氣孔、砂眼、裂紋、變形等缺陷。鑄件質量比較高。裂紋、變形等缺陷。鑄件質量比較高。常用金屬材料中，灰鑄鐵和錫青銅鑄造性能好。常用金屬材料中，灰鑄鐵和錫青銅鑄造性能好。1.可鑄性可鑄性鑄造：鑄造：將液體金屬澆鑄到與零件形狀將液體金屬澆鑄到與零件形狀相適應的鑄?？涨恢邢噙m應的鑄?？涨恢? ,待其冷卻凝固待其冷卻凝固后后, ,以獲得零件或毛坯的方法以獲得零件或毛坯的方法. .典型鑄造工藝示意圖典型鑄造工藝示意圖2.可鍛性可鍛性可鍛性是指材料承受鍛造（壓力加工）而變形的可鍛性是指材料承受鍛造（壓力加工）而變形的能力。能力。鍛造性好的材料，高溫時塑性好，鍛壓所需外力鍛造性好的材料，高溫時塑性

21、好，鍛壓所需外力小。小。低碳鋼的可鍛性比中碳鋼和高碳鋼好，碳鋼比合低碳鋼的可鍛性比中碳鋼和高碳鋼好，碳鋼比合金鋼可鍛性好。鑄鐵是脆性材料，不能鍛壓加工。金鋼可鍛性好。鑄鐵是脆性材料，不能鍛壓加工。壓力加工：壓力加工：靠外力使金屬材料靠外力使金屬材料產生塑性變形而得到預定形狀產生塑性變形而得到預定形狀與性能的毛坯或零件的加工方與性能的毛坯或零件的加工方法。法。典型壓力加工工藝示意圖典型壓力加工工藝示意圖焊接性是指材料是否易于焊接在一起，并能保焊接性是指材料是否易于焊接在一起，并能保證焊縫質量的能力。證焊縫質量的能力。焊接性好的材料，可用一般的焊接方法進行焊焊接性好的材料，可用一般的焊接方法進行焊

22、接，不易出現裂紋、氣孔、夾渣等缺陷。接，不易出現裂紋、氣孔、夾渣等缺陷。低碳鋼具有優(yōu)良的焊接性，而鑄鐵、鋁合金焊低碳鋼具有優(yōu)良的焊接性，而鑄鐵、鋁合金焊接性就很差。接性就很差。3.焊接性焊接性切削加工性是指材料是否易于切削加工的能力。切削加工性是指材料是否易于切削加工的能力。切削加工性好的材料，切削容易，刀具磨損小，切削加工性好的材料，切削容易，刀具磨損小，加工表面光潔。加工表面光潔。它與材料種類、成分、硬度、韌性、導熱性及內它與材料種類、成分、硬度、韌性、導熱性及內部組織狀態(tài)等許多因素有關。部組織狀態(tài)等許多因素有關?；诣T鐵（灰鑄鐵（HT150、HT200）、）、碳鋼切削加工性好。碳鋼切削加工

23、性好。4.切削加工性切削加工性鋼鋼和和鑄鐵鑄鐵是是工程工程中應用最廣泛、最重要的金屬材料。中應用最廣泛、最重要的金屬材料。它們都是它們都是鐵碳合金鐵碳合金。它們的主要區(qū)別就是含碳量不。它們的主要區(qū)別就是含碳量不同。同。金屬中的原子按一定的次序有規(guī)則排列金屬中的原子按一定的次序有規(guī)則排列晶體結構的幾何抽象晶體結構的幾何抽象組成晶格的最小幾何單元組成晶格的最小幾何單元組成組成多晶體多晶體的的小小單晶體單晶體晶粒（小晶體）之間的交界晶粒（小晶體）之間的交界單晶體：晶體內部晶格位相完全一致1、金屬的組織與結構、金屬的組織與結構2、純鐵的同素異構轉變、純鐵的同素異構轉變純鐵在不同的溫度下具有兩種不同的晶

24、格類型。純鐵在不同的溫度下具有兩種不同的晶格類型。（1394）（912-1394）同素異構轉變同素異構轉變金屬在固態(tài)下因溫度改變晶格金屬在固態(tài)下因溫度改變晶格類型也發(fā)生改變的現象。類型也發(fā)生改變的現象。同素異構轉同素異構轉變在變在912恒溫下完成恒溫下完成1394 C912 C體心立方體心立方面心立方面心立方體心立方體心立方 - Fe - Fe - Fe意義：可以通過熱處理的方意義：可以通過熱處理的方法（加熱、保溫、冷卻）來法（加熱、保溫、冷卻）來改變材料組織從而改變材料改變材料組織從而改變材料的性能。的性能。3. 碳鋼的基本組織碳鋼的基本組織純鐵的塑性很好，但強度低，而且冶煉困難，價格純鐵的

25、塑性很好，但強度低，而且冶煉困難，價格昂貴。工業(yè)上應用的昂貴。工業(yè)上應用的（在鐵中加入少量的（在鐵中加入少量的碳）。含碳量對碳鋼的性能影響很大。加入少量的碳）。含碳量對碳鋼的性能影響很大。加入少量的碳后，材料強度明顯增加。碳后，材料強度明顯增加。伸長率伸長率=3050抗拉強度抗拉強度b=180230MPa屈服強度屈服強度s100 170MPa硬度為硬度為5080HBSWc727, A+Fe3C機械混合物，機械混合物，符號，符號Ld。含碳量含碳量4.3%。 700），塑性極差。存在于白口鑄鐵、高碳塑性極差。存在于白口鑄鐵、高碳鋼中。鋼中。反映鐵碳合金的組織跟成分（含反映鐵碳合金的組織跟成分（含碳

26、量）、溫度的關系。它是選材和制訂熱加工工碳量）、溫度的關系。它是選材和制訂熱加工工藝的基礎和依據。藝的基礎和依據。1.鐵碳合金狀態(tài)圖中主要點、線含義鐵碳合金狀態(tài)圖中主要點、線含義A3AcmA11534ACDEFGSPQ1147727LAL+AL+ Fe3C4.3 2. 11 0.02186.69T( A+Fe3C )LdLd+Fe3CFA+ Fe3C0. 77K共晶相區(qū)共晶相區(qū)1534912含碳量 %ECF線：共晶線，溫度為線：共晶線，溫度為1147。液態(tài)合金冷。液態(tài)合金冷卻到該線溫度時發(fā)生共晶轉變卻到該線溫度時發(fā)生共晶轉變,即即C點成分點成分的液態(tài)合金緩慢冷卻到共晶溫度的液態(tài)合金緩慢冷卻到共

27、晶溫度(1147)時，時，從液體中同時結晶出奧氏體和滲碳體。共從液體中同時結晶出奧氏體和滲碳體。共晶轉變后的產物稱為萊氏體，晶轉變后的產物稱為萊氏體，C點稱為共晶點稱為共晶點。凡是含碳量點。凡是含碳量2.11%6.69%的鐵碳合金的鐵碳合金均會發(fā)生共晶轉變。均會發(fā)生共晶轉變。ACD線：液相線，在線：液相線，在ACD線以上合金為液態(tài)，用線以上合金為液態(tài)，用符號符號L表示。液態(tài)合金冷卻到此線時開始結晶，表示。液態(tài)合金冷卻到此線時開始結晶，在在AC線以下結晶出奧氏體，在線以下結晶出奧氏體，在CD線以下結晶線以下結晶出滲碳體，稱為一次滲碳體，用符號出滲碳體，稱為一次滲碳體，用符號FeC表表示。示。AE

28、CF線：固相線，在此線以下合金為固態(tài)。液線：固相線，在此線以下合金為固態(tài)。液相線與固相線之間為合金的結晶區(qū)域，這個區(qū)相線與固相線之間為合金的結晶區(qū)域，這個區(qū)域內液體和固體共存。域內液體和固體共存。ES線：碳在奧氏體中的溶解度曲線，又稱線：碳在奧氏體中的溶解度曲線，又稱Acm線。溶線。溶解度隨溫度的下降而減小，在解度隨溫度的下降而減小，在1147時溶解度為時溶解度為2. 11%(E點點)，到，到727時降為時降為0. 77%(S點點)。因。因此，凡碳的含量在此，凡碳的含量在0.77%以上的鐵碳合金由以上的鐵碳合金由1147冷卻到冷卻到727的過程中，都有滲碳體從奧的過程中，都有滲碳體從奧氏體中析

29、出，稱為二次滲碳體，用符號氏體中析出，稱為二次滲碳體，用符號FeC表表示。示。727A+Ld+Fe3C共析相區(qū)共析相區(qū)ACDEFGSPQ1147727LAL+AL+ Fe3C4.3 2. 11 0.02186.69T( A+Fe3C )LdLd+Fe3CA+Ld+Fe3CFA+FA+ Fe3C( F+ Fe3C )PP+F0. 77P+Fe3CLd+Fe3CP+Ld+Fe3CK共晶相區(qū)共晶相區(qū)Ld( P+Fe3C )1534910含碳量 %GS線：又稱線：又稱A3線。是冷卻時由奧氏體中析出鐵素線。是冷卻時由奧氏體中析出鐵素體的開始線，實際上就是碳鋼的同素異構轉變體的開始線，實際上就是碳鋼的同素

30、異構轉變線。線。PSK線：共析線，又稱線：共析線，又稱A1線。溫度線。溫度727 。含碳。含碳量為量為0.77%的鐵碳合金，冷卻到的鐵碳合金，冷卻到727時（恒時（恒溫）會發(fā)生共析反應，即從奧氏體中同時析出溫）會發(fā)生共析反應，即從奧氏體中同時析出鐵素體和滲碳體，共析反應的產物是鐵素體與鐵素體和滲碳體，共析反應的產物是鐵素體與滲碳體的機械混合物，稱珠光體。滲碳體的機械混合物，稱珠光體。S點稱為共點稱為共析點，凡是含碳量為析點，凡是含碳量為0.0218%-6.69%的鐵碳合的鐵碳合金，冷卻至金，冷卻至727時均會發(fā)生共析反應。時均會發(fā)生共析反應。A3AcmA11534二個重要轉變二個重要轉變: :

31、 共晶轉變、共析轉變。共晶轉變、共析轉變。二個重要相區(qū)：共晶相區(qū)、共析相區(qū)二個重要相區(qū)：共晶相區(qū)、共析相區(qū)二個重要溫度二個重要溫度: 1147 : 1147 、727 727 。三個重要的特征點三個重要的特征點: S: S、E E、C C。四條重要的特征線四條重要的特征線: SE: SE、GSGS、 ECFECF、 PSKPSK。11472.鐵碳合金的分類鐵碳合金的分類0.0218%0. 77%2.11%4.3%6.69%含碳量對碳鋼力學性能的影響含碳量對碳鋼力學性能的影響00.20.40.60.81.01.21.4含碳量含碳量C%HBbkC,Fe3C的數量的數量 ，鋼的，鋼的強度和硬度增加，

32、而塑強度和硬度增加，而塑性和韌性降低。性和韌性降低。但當含碳量超過但當含碳量超過0. 77%時，鋼的強度反而降低時，鋼的強度反而降低 。（二次滲碳體形成網狀（二次滲碳體形成網狀包圍珠光體，割裂了珠包圍珠光體，割裂了珠光體組織間的聯系）光體組織間的聯系）成份 wC %組織特征 0.0218 0.77 2.11 4.3 6.69 高溫固體組織為單相A 有萊氏體組織工業(yè)工業(yè)純鐵純鐵鋼鋼白口鑄鐵白口鑄鐵亞共析亞共析 過共析過共析亞共晶亞共晶過共晶過共晶組織組成物相對量 %相組成物相對量 %FPLdFe3CFFe3CIIFe3CIPFe3C當含碳量超過當含碳量超過0. 77%時，鋼的強度反而降低時，鋼的

33、強度反而降低 。（二次滲碳體形成網狀包圍珠光體，割裂了（二次滲碳體形成網狀包圍珠光體，割裂了珠光體組織間的聯系）珠光體組織間的聯系）鐵碳合金相圖的應用鐵碳合金相圖的應用（1）選材：需要塑性、韌性好材料，選用低碳）選材：需要塑性、韌性好材料，選用低碳鋼（鋼（Wc0.6% ）。）。（2）制訂熱加工工藝：鐵碳相圖可作為制定鑄）制訂熱加工工藝：鐵碳相圖可作為制定鑄造、鍛造、焊接、熱處理等熱加工工藝的重要依造、鍛造、焊接、熱處理等熱加工工藝的重要依據，如確定澆注溫度、鍛造溫度范圍及熱處理的據，如確定澆注溫度、鍛造溫度范圍及熱處理的加熱溫度等。加熱溫度等。幾個實例幾個實例1、鋼制面盆、鋼制面盆選低碳鋼：選

34、低碳鋼：08鋼：鋼： Wc=0.08%，塑性和韌性好！塑性和韌性好！要求：塑性及韌性好要求：塑性及韌性好2、彈簧、鋼絲繩、彈簧、鋼絲繩要求：強度高、彈性好要求：強度高、彈性好選高碳鋼：選高碳鋼：60、65（彈簧）、彈簧）、70、80（鋼絲繩）（鋼絲繩）淬火淬火+中溫回火中溫回火3、鋸條、銼刀、鋸條、銼刀要求：高的硬度和耐磨性要求：高的硬度和耐磨性選高碳工具鋼：選高碳工具鋼： T10（鋸條）、鋸條）、T13（銼刀），經銼刀），經淬火淬火+低溫回火低溫回火4、齒輪、軸、齒輪、軸要求：既要有較高的強度和硬度，又要有一定要求：既要有較高的強度和硬度，又要有一定的塑性和韌性的塑性和韌性選中碳鋼：選中碳鋼

35、： 30、35、40 （軸）軸） 、45、40Cr鐵碳合金的性能與成分、溫度的關系鐵碳合金的性能與成分、溫度的關系 鋼的熱處理鋼的熱處理，是將鋼在固態(tài)是將鋼在固態(tài)下進行加熱、保溫和冷卻，下進行加熱、保溫和冷卻，改變其內部組織，從而獲得改變其內部組織，從而獲得所需要性能的一種金屬加工所需要性能的一種金屬加工工藝。工藝。（只改變組織、性能）（只改變組織、性能）熱處理目的，改善鋼的性能；熱處理目的，改善鋼的性能；延長使用壽命；節(jié)約材料。延長使用壽命；節(jié)約材料。熱處理工藝曲線熱處理工藝曲線保溫保溫加熱加熱冷卻冷卻時間時間溫度溫度鋼鐵制品，一般都要進行不同的熱處理才能保證鋼鐵制品，一般都要進行不同的熱處

36、理才能保證其性能和使用要求。量具、模具、刀具和軸承其性能和使用要求。量具、模具、刀具和軸承100%，汽車零件，汽車零件70%80% ，機床零件，機床零件60%70% ，都必須進行各種專門的熱處理，才能合理，都必須進行各種專門的熱處理，才能合理的加工和使用。的加工和使用。熱處理熱處理普通熱處理普通熱處理退火退火 正火正火 淬火淬火 回火回火表面熱處理表面熱處理 表面淬火表面淬火 化學熱處理化學熱處理熱處理的種類熱處理的種類毛坯生產毛坯生產 預備熱處理預備熱處理 機械粗加工機械粗加工 最終熱處理最終熱處理 機械精加工機械精加工預備熱處理預備熱處理 : 退火退火 ; 正火正火最終熱處理最終熱處理 :

37、 淬火淬火 ; 回火回火一般零件生產的工藝路線一般零件生產的工藝路線熱處理是零件制造過程中非常重要的不可缺少的工序。熱處理是零件制造過程中非常重要的不可缺少的工序。退火是將鋼加熱至退火是將鋼加熱至臨界溫度臨界溫度以上以上3050 ，保溫一定時，保溫一定時間，然后間，然后隨爐緩慢隨爐緩慢冷卻，獲冷卻，獲得正常組織的熱處理工藝。得正常組織的熱處理工藝。正火與退火的主要區(qū)別只是，正火與退火的主要區(qū)別只是，正火是將加熱后的工件正火是將加熱后的工件從爐從爐中取出后中取出后，在空氣中冷卻在空氣中冷卻，冷卻速度稍快，所得組織比冷卻速度稍快，所得組織比退火細，硬度和強度有所提退火細，硬度和強度有所提高。高。1

38、.退火和正火退火和正火 鑄件、鍛件在切削粗加工前一般都要進行退火或正鑄件、鍛件在切削粗加工前一般都要進行退火或正火?；?。溫溫 度度 ( C )名名 稱稱A3 + 3050完全退火完全退火（亞共析鋼）（亞共析鋼）A1 + 3050球化退火球化退火（非亞共析鋼）（非亞共析鋼）500600去應力退火去應力退火A3/Acm + 150250均勻化退火均勻化退火退火和正火的工藝參數退火和正火的工藝參數溫溫 度度 ( C )名名 稱稱A3 + 3050亞共析鋼正火亞共析鋼正火A1 + 3050共析鋼正火共析鋼正火Acm + 3050過共析鋼正火過共析鋼正火完全退火與球化退火完全退火與球化退火 退火和正火的

39、目的退火和正火的目的消除殘余內應力消除殘余內應力防止工件變形、開裂；防止工件變形、開裂；細化晶粒，均勻組織細化晶粒，均勻組織提高力學性能提高力學性能；降低硬度降低硬度, ,提高塑性提高塑性切削加工；切削加工；為最終熱處理（淬火、回火）作好組織上的為最終熱處理（淬火、回火）作好組織上的準備（準備（大晶粒易開裂大晶粒易開裂）。）。退火與正火主要用于各種鑄件、鍛件、熱軋型材及退火與正火主要用于各種鑄件、鍛件、熱軋型材及焊接構件，由于冷卻速度較慢，故對鋼的強化作用焊接構件，由于冷卻速度較慢，故對鋼的強化作用較小，在許多情況下不能滿足使用要求，一般不作較小，在許多情況下不能滿足使用要求，一般不作為獲得最

40、終使用性能的熱處理，而主要用于改善其為獲得最終使用性能的熱處理，而主要用于改善其工藝性能，故稱為工藝性能，故稱為預備熱處理預備熱處理。淬火是將鋼加熱至淬火是將鋼加熱至臨界臨界溫度溫度以上以上3050 ，保，保溫一定時間，然后溫一定時間，然后很快很快冷卻下來（水冷）冷卻下來（水冷），從從而獲得硬度很高的而獲得硬度很高的馬氏馬氏體體的熱處理工藝。的熱處理工藝。2.淬火和回火淬火和回火淬火的目的主要是獲得淬火的目的主要是獲得馬氏體馬氏體組織，提高鋼的組織，提高鋼的硬度和耐磨性。硬度和耐磨性。馬氏體馬氏體碳原子在碳原子在鐵晶格中鐵晶格中過飽和過飽和的固溶體。的固溶體。冷卻速度冷卻速度分解溫度分解溫度碳

41、原子擴散能力碳原子擴散能力共析轉變不充分共析轉變不充分索氏體索氏體S、屈氏體屈氏體T緩慢冷卻：緩慢冷卻： 奧氏體奧氏體（鐵素體（鐵素體+滲碳體）珠光體滲碳體）珠光體727恒溫恒溫冷卻速度冷卻速度C+鐵晶格鐵晶格C+鐵晶格鐵晶格奧氏體奧氏體(鐵素體鐵素體)碳原子來不及擴散，全部保留在碳原子來不及擴散，全部保留在鐵中鐵中珠光體珠光體索氏體索氏體屈氏體屈氏體（托氏體）（托氏體）馬氏體的硬度和馬氏體的硬度和強度強度極高極高（HB高達高達680，b高達高達2000MPa），），但塑性較低但塑性較低（=2-8%）,是一種又硬是一種又硬又脆的組織，而且在相同又脆的組織，而且在相同冷卻速度條件下，它的冷卻速度

42、條件下，它的硬硬度隨著含碳量的增加而提度隨著含碳量的增加而提高高。淬火的目的，就是要奧氏淬火的目的，就是要奧氏體組織轉變成硬度很高的體組織轉變成硬度很高的馬氏體，而不致變成珠光馬氏體，而不致變成珠光體。體。鹽水鹽水水水油油為了得到很快的冷卻速度，選擇合適的冷卻介質。為了得到很快的冷卻速度，選擇合適的冷卻介質。冷卻速度過快，會引起工件各部分收縮不勻產生內冷卻速度過快，會引起工件各部分收縮不勻產生內應力，造成工件變形或裂開。應力，造成工件變形或裂開。冷卻介質冷卻介質碳鋼碳鋼水、鹽水水、鹽水合金鋼合金鋼油油高速鋼高速鋼空氣空氣淬火方法（錄像）淬火方法（錄像）回火就是淬火后的鋼再回火就是淬火后的鋼再加

43、熱到加熱到A1線線以下以下某個溫某個溫度，保溫一定時間，然度，保溫一定時間，然后冷卻至室溫。后冷卻至室溫?；鼗鸬哪康氖菧p少脆回火的目的是減少脆性，降低內應力，性，降低內應力，使淬火組織趨于穩(wěn)定，使淬火組織趨于穩(wěn)定，使工件獲得滿意的綜合使工件獲得滿意的綜合機械性能。機械性能?；鼗鸹鼗鸸ぜ慊鸷螅话愣家皶r進行回火。工件淬火后，一般都要及時進行回火。（馬氏體很（馬氏體很脆，并有很大內應力）脆，并有很大內應力）淬火淬火回火回火時間時間溫溫度度根據回火溫度不同，回火可分為三種：根據回火溫度不同，回火可分為三種：低溫回火低溫回火中溫回火中溫回火高溫回火高溫回火組織：回火馬氏體，基本上保持了淬火后組織：

44、回火馬氏體，基本上保持了淬火后的高硬度的高硬度( (一般為一般為58586464HRC)HRC)和高耐磨性，和高耐磨性，主要目的是為了降低內應力，提高韌性。主要目的是為了降低內應力，提高韌性。一般用于有耐磨性要求的零件，如刃具、一般用于有耐磨性要求的零件，如刃具、工、模具、滾動軸承、滲碳零件等。工、模具、滾動軸承、滲碳零件等。組織：回火屈氏體，硬度下降一些。內應組織：回火屈氏體，硬度下降一些。內應力大部分消除，韌性提高，力大部分消除，韌性提高，彈性很好，強彈性很好，強度也高度也高。n主要用于有較高彈性、韌性要求的零件，主要用于有較高彈性、韌性要求的零件，如各種彈簧。要求強度高的軸、刀桿等。如各

45、種彈簧。要求強度高的軸、刀桿等。組織：回火索氏體，內應力完全消除，韌組織：回火索氏體，內應力完全消除，韌性進一步提高，但硬度下降較多。性進一步提高，但硬度下降較多。高溫回火后，材料具有良好的綜合機械性高溫回火后，材料具有良好的綜合機械性能，即既有較高的強度，又具有一定的塑能，即既有較高的強度，又具有一定的塑性、韌性。適用于許多重要機械零件，如性、韌性。適用于許多重要機械零件，如軸、齒輪等。軸、齒輪等。習慣上將淬火習慣上將淬火+ +高溫回火，稱為調質。高溫回火，稱為調質。4545鍛鋼的調質處理（錄像）鍛鋼的調質處理（錄像）熱處理熱處理普通熱處理普通熱處理表面熱處理表面熱處理 表面淬火表面淬火 化

46、學熱處理化學熱處理 表面硬度高，耐磨性好，以保證表面硬度高，耐磨性好，以保證其精度；其精度； 而心部要具有足夠的塑性和韌性，而心部要具有足夠的塑性和韌性，以防止斷裂。以防止斷裂。對在動載和摩擦條件下工作的機械零件，要求對在動載和摩擦條件下工作的機械零件，要求表面熱處理表面熱處理 高碳鋼：淬火高碳鋼：淬火+ +低溫回火，硬度高，耐磨性好，低溫回火，硬度高，耐磨性好， 但心部韌性差；但心部韌性差； 中碳鋼：調質處理，心部韌性好，但表面硬度不中碳鋼：調質處理，心部韌性好，但表面硬度不夠，耐磨性差。夠，耐磨性差。通過選材和普通熱處理無法滿足上述要求。通過選材和普通熱處理無法滿足上述要求。3.表面淬火表

47、面淬火表面淬火是將工件的表面快速加熱到表面淬火是將工件的表面快速加熱到A區(qū)，在熱量區(qū)，在熱量還沒來不及傳到心部之前，迅速冷卻，得到馬氏體，還沒來不及傳到心部之前，迅速冷卻，得到馬氏體，只改變鋼的表層組織，使表層形成一定深度的馬氏只改變鋼的表層組織，使表層形成一定深度的馬氏體組織，而心部仍保持原來塑性、韌度較好的組織體組織，而心部仍保持原來塑性、韌度較好的組織（表硬里韌）。（表硬里韌）。利用氧利用氧乙炔乙炔( (或其它可燃氣或其它可燃氣) )火焰加熱表面，火焰加熱表面，立即噴水冷卻，立即噴水冷卻，使材料表面淬使材料表面淬硬。硬。4.化學熱處理化學熱處理化學熱處理是將零件置于化學介質中，通過加熱、

48、化學熱處理是將零件置于化學介質中，通過加熱、保溫，使介質中的某些元素滲入零件表層，改變保溫，使介質中的某些元素滲入零件表層，改變表層的化學成分、組織和性能的熱處理工藝。表層的化學成分、組織和性能的熱處理工藝?；瘜W熱處理的目的：提高工件表面的硬度、耐磨化學熱處理的目的：提高工件表面的硬度、耐磨性、疲勞強度、耐熱性、耐蝕性和抗氧化性能等，性、疲勞強度、耐熱性、耐蝕性和抗氧化性能等，與表面淬火相比，化學熱處理不僅使工件表面與與表面淬火相比，化學熱處理不僅使工件表面與心部的組織不同，且成份亦不同。心部的組織不同，且成份亦不同。常用的化學熱處理有常用的化學熱處理有滲碳滲碳、滲氮、碳氮共滲和滲、滲氮、碳氮

49、共滲和滲金屬等。金屬等。滲碳是向低碳鋼或低碳合金鋼工件表層滲入碳原子，提滲碳是向低碳鋼或低碳合金鋼工件表層滲入碳原子，提高表層含碳量（高表層含碳量（0.85-1.05%） 。低碳鋼韌而不硬，表。低碳鋼韌而不硬，表層經滲碳后，再淬火層經滲碳后，再淬火+低溫回火，就會表硬里韌。低溫回火，就會表硬里韌。 鑄鐵鑄鐵軋制、擠壓、拉軋制、擠壓、拉拔、鍛造等壓力拔、鍛造等壓力加工方法加工方法1、生鐵的冶煉、生鐵的冶煉原理：原理： 高溫下用還原劑高溫下用還原劑（主要是一氧化碳）從（主要是一氧化碳）從鐵礦石中把鐵還原出來。鐵礦石中把鐵還原出來。原料：鐵礦石原料：鐵礦石燃料：焦炭燃料：焦炭熔劑：石灰石熔劑：石灰石

50、設備：高爐設備：高爐2、鋼的冶煉、鋼的冶煉原理：高溫下，用氧化劑把生鐵原理：高溫下，用氧化劑把生鐵里過多的碳和其它雜質氧化成氣里過多的碳和其它雜質氧化成氣體或爐渣而除去。體或爐渣而除去。原料：生鐵、廢鋼原料：生鐵、廢鋼燃料：焦炭燃料：焦炭熔劑：石灰石；氧化劑，脫氧劑熔劑：石灰石；氧化劑，脫氧劑設備：電弧爐設備：電弧爐（鋼板、型（鋼板、型鋼、鋼管）鋼、鋼管）鐵礦石鐵礦石生鐵生鐵鋼錠鋼錠型材型材鋼鐵材料的生產過鋼鐵材料的生產過程程碳鋼是含碳量小于碳鋼是含碳量小于2.11%（0.0218%2.11%）的）的鐵碳合金。除了鐵和碳外，碳鋼中還有少量的雜鐵碳合金。除了鐵和碳外，碳鋼中還有少量的雜質元素，如

51、質元素，如P、S、Si、Mn等。等。FeC雜質雜質碳鋼的化學元素組成碳鋼的化學元素組成S不溶于不溶于Fe，與與Fe化合成化合成FeS， FeS與與Fe形成共晶體，熔點低形成共晶體，熔點低（985），），分布在奧氏體晶界上。分布在奧氏體晶界上。鋼的熱加工溫度一般鋼的熱加工溫度一般1150以上，以上，鋼熱加工時，共晶體先溶化，使鋼熱加工時，共晶體先溶化，使工件開裂工件開裂熱脆熱脆。煉鋼原料帶入煉鋼原料帶入1.1.雜質元素對碳鋼性能的影響雜質元素對碳鋼性能的影響P溶于溶于F，使，使Fe晶格劇烈歪曲，鋼晶格劇烈歪曲，鋼的強度、硬度增高，塑性、韌性的強度、硬度增高，塑性、韌性下降。低溫明顯下降。低溫明顯

52、冷脆冷脆。煉鋼原料帶入煉鋼原料帶入有害元素PS普通鋼普通鋼優(yōu)質鋼優(yōu)質鋼高級優(yōu)質鋼高級優(yōu)質鋼wS 0.0350.050% wP 0.0350.045%wS 0.0300.035% wP 0.0300.035%wS 0.020% wP 0.030%磷、硫均會降低鋼的焊接性。鋼中要嚴格控制硫、磷、硫均會降低鋼的焊接性。鋼中要嚴格控制硫、磷含量。磷含量。Si溶于溶于F中，使鋼強度、硬度增中，使鋼強度、硬度增加，但塑性下降，因含量低，影加，但塑性下降，因含量低，影響不大。響不大。有益元素SiMn可溶于可溶于F中中,也可溶于也可溶于Fe3C中，中，提高鋼的強度、硬度。提高鋼的強度、硬度。Mn可優(yōu)先可優(yōu)先與

53、與S形成高熔點（形成高熔點（1620）的）的 MnS，降低降低S對鋼有害作用。對鋼有害作用。Mn脫氧劑加入脫氧劑加入脫氧劑加入脫氧劑加入溶入溶入F中，產生中，產生固溶強化固溶強化作用，作用，提高鋼的強、硬度。提高鋼的強、硬度。少量少量有利有利形成夾雜物形成夾雜物SiO2及及MnS，降低鋼降低鋼的性能，的性能，不利焊接。不利焊接。較多較多有害有害硅和錳是鋼中的硅和錳是鋼中的脫氧劑脫氧劑碳鋼中，除碳鋼中，除P、S、Si、Mn等雜質元素外，還有氧、等雜質元素外，還有氧、氮、氫等氣體元素，其影響看教材氮、氫等氣體元素，其影響看教材P109及有關參考及有關參考書。書。煉鋼中氧進入鋼中不可避免。氧在鋼煉鋼

54、中氧進入鋼中不可避免。氧在鋼中形成中形成FeO、MnO、SiO2、Al2O3氧化氧化物（夾雜物），使鋼的強度、塑性、物（夾雜物），使鋼的強度、塑性、韌性顯著下降。韌性顯著下降。2.2.碳鋼的分類與編號碳鋼的分類與編號按含碳量分按含碳量分低碳鋼低碳鋼 （wc0.25%)中碳鋼中碳鋼 (0.25% wc0.60%)（1 1）碳鋼的分類）碳鋼的分類按質量（按質量（S、P含量）分含量）分ws0.0350.05% wp0.0350.045%普通鋼普通鋼優(yōu)質鋼優(yōu)質鋼高級優(yōu)質鋼高級優(yōu)質鋼ws0.0300.035%wp0.0300.035%ws0.02%wp0.03%按鋼的用途分按鋼的用途分工程用鋼工程用鋼

55、建筑、橋梁、船舶、車輛建筑、橋梁、船舶、車輛滲滲 碳碳 鋼鋼調調 質質 鋼鋼彈彈 簧簧 鋼鋼滾動軸承鋼滾動軸承鋼耐耐 磨磨 鋼鋼機器用鋼機器用鋼結結 構構 鋼鋼刃具鋼刃具鋼模具鋼模具鋼鋼量具鋼鋼量具鋼工工 具具 鋼鋼不銹鋼不銹鋼耐熱鋼耐熱鋼特殊性能鋼特殊性能鋼按脫氧方式分按脫氧方式分鎮(zhèn)靜鋼鎮(zhèn)靜鋼沸騰鋼沸騰鋼半鎮(zhèn)靜鋼半鎮(zhèn)靜鋼鋼液澆注前用錳鐵、硅鐵、鋁進行充分鋼液澆注前用錳鐵、硅鐵、鋁進行充分脫氧，澆注時鋼液不發(fā)生碳脫氧，澆注時鋼液不發(fā)生碳- -氧反應，氧反應，處于鎮(zhèn)靜狀態(tài)。處于鎮(zhèn)靜狀態(tài)。冶煉過程中僅用少量錳鐵輕度脫氧，鋼冶煉過程中僅用少量錳鐵輕度脫氧，鋼液含氧量高，澆注時發(fā)生碳液含氧量高，澆注時

56、發(fā)生碳-氧反應，析氧反應，析出大量出大量CO氣體，出現鋼液沸騰現象。氣體，出現鋼液沸騰現象。介于鎮(zhèn)靜鋼與沸騰鋼之間。介于鎮(zhèn)靜鋼與沸騰鋼之間。普通碳素結構鋼（普通碳素結構鋼（GB700-88）主要保證力學性能，在牌號上直接體現，不保證主要保證力學性能，在牌號上直接體現，不保證化學成分（一般屬于低碳鋼）。化學成分（一般屬于低碳鋼）。S、P含量較高，含量較高，S 0.035 0.05%,P 0.035 0.045%，質量較差，質量較差，但工藝簡單，成本低。一般不熱處理，在供應狀但工藝簡單，成本低。一般不熱處理，在供應狀態(tài)下使用。態(tài)下使用。（2 2）碳鋼的編號）碳鋼的編號（GB/T221-2000）

57、Q235-AF脫氧方式符號脫氧方式符號質量等級符號質量等級符號屈服強度數值，屈服強度數值，MPa屈服強度屈服強度質量等級：質量等級：分分A A、B B、C C、D D四級，從四級，從A A到到D D含磷、硫量的依次降低，含磷、硫量的依次降低，A A級級質量最差，質量最差，D D級質量最好。級質量最好。脫氧方式：脫氧方式：標標沸騰鋼沸騰鋼。脫氧不完全，鋼中含氧較多，澆注時，氧脫氧不完全，鋼中含氧較多，澆注時，氧與碳反應，放出大量與碳反應，放出大量CO氣體，出現沸騰現象）氣體，出現沸騰現象）、鎮(zhèn)靜鎮(zhèn)靜鋼，不標）鋼，不標）。脫氧較完全，鋼中含氧很少，澆注時無沸騰脫氧較完全，鋼中含氧很少，澆注時無沸騰

58、現象，可省略）、現象，可省略）、 （半鎮(zhèn)靜鋼）、半鎮(zhèn)靜鋼）、（特殊鎮(zhèn)靜鋼）四特殊鎮(zhèn)靜鋼）四種。種。普通碳素結構鋼有五個品種普通碳素結構鋼有五個品種：Q195Q215：A、BQ235：A、B、C、DQ255：A、BQ275用途用途：普通螺釘、螺母和各種型鋼、條鋼、鋼板。化普通螺釘、螺母和各種型鋼、條鋼、鋼板?；毫θ萜饔娩摚话氵x用鎮(zhèn)靜鋼。工壓力容器用鋼，一般選用鎮(zhèn)靜鋼。 Q235既有較高既有較高的塑性，又有適中的強度，應用最廣。既可用作較重的塑性，又有適中的強度，應用最廣。既可用作較重要的建筑構件，又可用于制做一般的機器零件。要的建筑構件，又可用于制做一般的機器零件。壓力容器用碳鋼（鎮(zhèn)靜鋼板

59、）的適用范圍表壓力容器用碳鋼（鎮(zhèn)靜鋼板）的適用范圍表鋼板鋼板牌號牌號 使用溫使用溫度度 設計設計壓力壓力MPa 殼體鋼殼體鋼板厚度板厚度mm 其它限制其它限制 Q235-B 0350 1.6 20 不得用于毒不得用于毒性程度為高性程度為高度或極度危度或極度危害介質的壓害介質的壓力容器力容器 Q235-C 0400 2.5 30 優(yōu)質碳素結構鋼（優(yōu)質碳素結構鋼（GB711-88）保證化學成分和力學性能，一般要熱處理提高其性保證化學成分和力學性能，一般要熱處理提高其性能。能。S、P含量較低，均控制在含量較低，均控制在0.035%以下。其冶以下。其冶煉工藝嚴格，鋼材組織均勻，表面質量高。但成本煉工藝

60、嚴格，鋼材組織均勻，表面質量高。但成本較高。較高。45 45Mn 08F 20AMn含量較高的，含量較高的，標出標出Mn元素元素用用2位數字表示鋼中平均位數字表示鋼中平均含碳量的萬分之幾。含碳量的萬分之幾。45表示平均含碳量為表示平均含碳量為0.45%沸騰鋼沸騰鋼高級優(yōu)質鋼高級優(yōu)質鋼根據含碳量不同，可分為低碳鋼、中碳鋼、高碳根據含碳量不同，可分為低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼三種。鋼三種。v低碳鋼低碳鋼 wcwc=0.08%=0.08%0.25%0.25%，b b；沖壓件、焊接件。；沖壓件、焊接件。v中碳鋼中碳鋼 wcwc=0.25%=0.25%0.6%0.6%，調質調質后綜合性能好，焊接性差；后綜合