成形工藝基礎(chǔ)——金屬工藝學(xué)（下冊）第二章鐵碳合金（PPT 53頁）

1、來自來自 中國最大的資料庫下載中國最大的資料庫下載成形工藝基礎(chǔ)材21 1 1純鐵的晶體結(jié)構(gòu)及其同素異晶轉(zhuǎn)變純鐵的晶體結(jié)構(gòu)及其同素異晶轉(zhuǎn)變 1. 1.結(jié)晶結(jié)晶 由由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w晶體的過程。晶體的過程。 或：原子由不規(guī)則或：原子由不規(guī)則( (無序無序) )排列到有排列到有( (序序) )規(guī)則排列規(guī)則排列過程過程. . 或：晶體結(jié)構(gòu)形成的過程。如水或：晶體結(jié)構(gòu)形成的過程。如水冰冰2 2 2. 2.冷卻曲線冷卻曲線 用熱分析法測定時描述金屬結(jié)用熱分析法測定時描述金屬結(jié)晶過程的曲線。晶過程的曲線。 成形工藝基礎(chǔ)材22 曲線上有一段水平線，是曲線上有一段水平線，是實(shí)際結(jié)晶溫度實(shí)際結(jié)晶溫度

2、T T1 1 , ,又稱又稱結(jié)晶平臺結(jié)晶平臺 ，是結(jié)晶時放出的熱，是結(jié)晶時放出的熱( (潛熱潛熱) )造成的造成的. . 虛線：虛線：理論結(jié)晶溫度理論結(jié)晶溫度T T0 0。 3. 3.過冷度過冷度 TT T T0 0T T1 1 實(shí)際結(jié)晶溫度實(shí)際結(jié)晶溫度 低于理論結(jié)晶溫度，此稱低于理論結(jié)晶溫度，此稱“過過冷冷”。 過冷是結(jié)晶的必要條件與冷卻速度密切相關(guān)過冷是結(jié)晶的必要條件與冷卻速度密切相關(guān) 冷卻速度越快，結(jié)晶溫度越低，過冷度越大冷卻速度越快，結(jié)晶溫度越低，過冷度越大, , 反之冷卻速度慢，過冷度則小。反之冷卻速度慢，過冷度則小。成形工藝基礎(chǔ)材23 下圖是金屬結(jié)晶過程下圖是金屬結(jié)晶過程示意圖示意

3、圖 主要結(jié)論：主要結(jié)論： 1. 1.結(jié)晶過程實(shí)質(zhì)形核成長（大），結(jié)晶過程實(shí)質(zhì)形核成長（大）， 兩者相繼又并存。兩者相繼又并存。 2. 2.結(jié)晶終了結(jié)晶終了： 得多晶粒組織得多晶粒組織( (晶界多晶界多), ),犬牙交錯，晶粒愈細(xì)愈好；犬牙交錯，晶粒愈細(xì)愈好； 控制控制細(xì)晶措施細(xì)晶措施有：有： 成形工藝基礎(chǔ)材24 1. 1.增大過冷度；增大過冷度； 2. 2.變質(zhì)處理；變質(zhì)處理； 3. 3.機(jī)械振動；機(jī)械振動； 4. 4.熱處理或壓力加工。熱處理或壓力加工。 二、純鐵的晶體結(jié)構(gòu)二、純鐵的晶體結(jié)構(gòu) 1. 1.晶體與非晶體晶體與非晶體 定義：原子按一定幾何形狀作有規(guī)律的重復(fù)定義：原子按一定幾何形狀作

4、有規(guī)律的重復(fù)排列的排列的固體物質(zhì)固體物質(zhì)稱稱晶體晶體；非晶體則反之非晶體則反之。 特點(diǎn)：晶體特點(diǎn)：晶體 有熔點(diǎn)；具有各向異性有熔點(diǎn)；具有各向異性。成形工藝基礎(chǔ)材25 如：食鹽，冰，如：食鹽，冰， 金剛石，金屬等。金剛石，金屬等。 非晶體非晶體: : 無熔點(diǎn)；各向同性無熔點(diǎn)；各向同性。 如：玻璃，松香，瀝青等。如：玻璃，松香，瀝青等。 2. 2.晶格晶格 為便于研究晶體中原子排列規(guī)律，人為將為便于研究晶體中原子排列規(guī)律，人為將原子抽象化，將晶體中每一個原子看作一個點(diǎn)，原子抽象化，將晶體中每一個原子看作一個點(diǎn)，用假想連線聯(lián)接起來。形成用假想連線聯(lián)接起來。形成晶格晶格。 晶格中一個基本幾何單元叫做：

5、晶格中一個基本幾何單元叫做：晶胞晶胞。 成形工藝基礎(chǔ)材26 晶胞棱邊長度為：晶胞棱邊長度為：晶格常數(shù)晶格常數(shù). . (1)(1)體心立方晶格體心立方晶格 bodycentered cubic lattice bodycentered cubic lattice bccbcc 特點(diǎn)：特點(diǎn)：R Rm m( (強(qiáng)度強(qiáng)度) )較好。較好。 如：如：912 Fe, Cr, Mo, V912 Fe, Cr, Mo, V等。等。 ( (2)2)面心立方晶格面心立方晶格 facecentered cubic lattice facecentered cubic latticefccfcc 特點(diǎn)：特點(diǎn)：A A、

6、Z Z ( (塑性塑性) )較好。較好。 912 Fe ,Cu, Al 912 Fe ,Cu, Al 等金屬等金屬. . 成形工藝基礎(chǔ)材27 (3) (3) 密排六方晶格密排六方晶格 hexagonal closepacked lattice hexagonal closepacked lattice (hcp)(hcp). . 特點(diǎn)：硬度高、脆性大。特點(diǎn)：硬度高、脆性大。 如：鋅如：鋅(Zn) , (Zn) , 鎂鎂(Mg), (Mg), 鎘鎘(Cd)(Cd)等金屬。等金屬。 三、純鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變?nèi)?、純鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變 在固態(tài)下隨溫度發(fā)生變化，其晶格類型發(fā)生在固態(tài)下隨溫度發(fā)生變化，其晶格類

7、型發(fā)生轉(zhuǎn)變的現(xiàn)象轉(zhuǎn)變的現(xiàn)象同素異構(gòu)同素異構(gòu)( (晶晶) )轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變。 廣義上說同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變也是結(jié)晶過程，遵循廣義上說同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變也是結(jié)晶過程，遵循生核與長大生核與長大兩規(guī)律；兩規(guī)律； 成形工藝基礎(chǔ)材28 也需要一定的也需要一定的過冷度過冷度；有；有結(jié)晶熱效應(yīng)結(jié)晶熱效應(yīng)。 又稱：又稱：重結(jié)晶，二次結(jié)晶重結(jié)晶，二次結(jié)晶。 由于晶格結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變，金屬隨之由于晶格結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變，金屬隨之有體積的漲有體積的漲縮；縮；金屬內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)變。金屬內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)變。 降溫時降溫時,體積膨脹；體積膨脹；,體積收縮。體積收縮。轉(zhuǎn)變式轉(zhuǎn)變式： 成形工藝基礎(chǔ)材29 1. 1.合金合金 alloyalloy 由兩種或兩種以上金屬元素

8、或者金屬元素與由兩種或兩種以上金屬元素或者金屬元素與非金屬元素組成的具有金屬特性的物質(zhì)。非金屬元素組成的具有金屬特性的物質(zhì)。 如：青銅、鑄鐵、鋁合金等。如：青銅、鑄鐵、鋁合金等。 2. 2.組元組元 constituent constituent 組成合金的最基本的獨(dú)立的物質(zhì)稱組成合金的最基本的獨(dú)立的物質(zhì)稱組元組元，簡，簡稱稱“元元”。 如：黃銅如：黃銅 Cu-Zn Cu-Zn；硬鋁；硬鋁 Al-Cu Al-Cu 等為二元合金。等為二元合金。 成形工藝基礎(chǔ)材210 3. 3.相相 phase phase 指同一化學(xué)成分，同一結(jié)構(gòu)并以界面互相指同一化學(xué)成分，同一結(jié)構(gòu)并以界面互相分開的均勻組成部分

9、。如分開的均勻組成部分。如 固相、液相等。固相、液相等。 4. 4.組織組織 structure structure 借助于放大鏡、顯微鏡下觀察到具有某種借助于放大鏡、顯微鏡下觀察到具有某種形態(tài)、形貌特征的組成部分。形態(tài)、形貌特征的組成部分。 常見的合金的相結(jié)構(gòu)有：常見的合金的相結(jié)構(gòu)有： 固溶體、金屬化合物和機(jī)械混合物固溶體、金屬化合物和機(jī)械混合物三類型。三類型。成形工藝基礎(chǔ)材211 定義：定義：溶質(zhì)原子溶入溶劑晶格中所形成的溶質(zhì)原子溶入溶劑晶格中所形成的一種均勻固體一種均勻固體。 如；糖水如；糖水 水水溶劑，糖溶劑，糖溶質(zhì)。溶質(zhì)。 保持溶劑晶格；保持溶劑晶格； 固溶體屬于單相組織。固溶體屬于

10、單相組織。 分類：分類： 按溶質(zhì)原子在溶劑中分布情況不同，按溶質(zhì)原子在溶劑中分布情況不同， 分分 置換固溶體置換固溶體和和間隙固溶體間隙固溶體兩類兩類 成形工藝基礎(chǔ)材212 (1)(1)置換置換固溶體固溶體溶質(zhì)原子替換晶格上的原子溶質(zhì)原子替換晶格上的原子 (2) (2)間隙間隙固溶體固溶體溶質(zhì)原子溶入晶格原子間隙溶質(zhì)原子溶入晶格原子間隙 特征特征：晶格類型不變，化學(xué)成分有限，性能：晶格類型不變，化學(xué)成分有限，性能發(fā)生變化。發(fā)生變化。 結(jié)果結(jié)果： 造成晶格畸變，強(qiáng)度、硬度上升。造成晶格畸變，強(qiáng)度、硬度上升。 這種現(xiàn)象稱固溶強(qiáng)化。工程中廣泛應(yīng)用，這種現(xiàn)象稱固溶強(qiáng)化。工程中廣泛應(yīng)用， 如錳鋼（如錳鋼

11、（16M16Mn n現(xiàn)稱現(xiàn)稱Q345Q345) )便為便為固溶結(jié)果固溶結(jié)果。 （弱強(qiáng)化相）（弱強(qiáng)化相） 成形工藝基礎(chǔ)材213 碳可以溶入碳可以溶入-Fe -Fe 、 -Fe -Fe 等形成不同的固等形成不同的固溶體。溶體。 1. 1.鐵素體鐵素體F F 鐵素體是鐵素體是鐵中溶入一種或多種溶質(zhì)元素構(gòu)鐵中溶入一種或多種溶質(zhì)元素構(gòu)成的固溶體。成的固溶體。 727 727時時 Wc=0.0218% Wc=0.0218%；室溫時；室溫時 Wc=0.008 Wc=0.008. . 特點(diǎn)特點(diǎn)：塑性、韌性好，強(qiáng)度、硬度低塑性、韌性好，強(qiáng)度、硬度低。（近。（近似純鐵）似純鐵） 其顯微組織特征：其顯微組織特征：成

12、形工藝基礎(chǔ)材214 正常浸蝕后在顯微鏡下呈白亮色，在鋼中正常浸蝕后在顯微鏡下呈白亮色，在鋼中的形態(tài)多為不規(guī)則的的形態(tài)多為不規(guī)則的多邊形塊多邊形塊，在接近共析成分，在接近共析成分的鋼中，往往呈網(wǎng)狀或斷續(xù)網(wǎng)狀。的鋼中，往往呈網(wǎng)狀或斷續(xù)網(wǎng)狀。 2. 2.奧氏體奧氏體 ( (A A) ) 【austenite austenite 英國金相學(xué)家】英國金相學(xué)家】 奧氏體是奧氏體是鐵中溶入碳鐵中溶入碳和（或）其他元素和（或）其他元素構(gòu)成的固溶體。構(gòu)成的固溶體。 其強(qiáng)度和硬度比鐵素體高其強(qiáng)度和硬度比鐵素體高, ,塑性、韌性也好。塑性、韌性也好。因此，因此，鋼材多數(shù)加熱到奧氏體狀態(tài)鋼材多數(shù)加熱到奧氏體狀態(tài)進(jìn)行鍛

13、造。進(jìn)行鍛造。 成形工藝基礎(chǔ)材215 在在11481148時時 W Wc c2.112.11；在；在727727時時 W Wc c0.770.77 高溫顯微鏡下高溫顯微鏡下(727(727以上以上) )才能觀察到奧氏體才能觀察到奧氏體組織。其晶粒呈多邊形，且晶界組織。其晶粒呈多邊形，且晶界較鐵素體較鐵素體平直。平直。 合金元素之間發(fā)生合金元素之間發(fā)生相互作用而生成的一種具相互作用而生成的一種具有金屬性質(zhì)的新相有金屬性質(zhì)的新相。 如如 FeFe與與CFeCFe3 3C C( (滲碳體滲碳體) )是晶體結(jié)構(gòu)屬于是晶體結(jié)構(gòu)屬于正交正交系，化學(xué)式為系，化學(xué)式為FeFe3 3C C的金屬化合物的金屬化合

14、物, ,是鋼和鑄鐵中是鋼和鑄鐵中成形工藝基礎(chǔ)材216 常見的固相。其硬度很高常見的固相。其硬度很高( (800HBW800HBW) )，塑性、韌性，塑性、韌性很差，脆性很大。很差，脆性很大。 滲碳體在鋼和鑄鐵中可呈片狀、球狀和網(wǎng)狀滲碳體在鋼和鑄鐵中可呈片狀、球狀和網(wǎng)狀分布，主要起強(qiáng)化作用，它的形態(tài)、大小、數(shù)量分布，主要起強(qiáng)化作用，它的形態(tài)、大小、數(shù)量和分布對鋼和鑄鐵的性能有很大影響。和分布對鋼和鑄鐵的性能有很大影響。 （相對固溶體，（相對固溶體，F(xiàn)eFe3 3C C屬于屬于強(qiáng)強(qiáng)化相強(qiáng)強(qiáng)化相。）。） FeFe3 3C C在一定條件下可以分解，形成石墨。在一定條件下可以分解，形成石墨。 反應(yīng)式：反

15、應(yīng)式： Fe Fe3 3C 3FeC 3FeC C石墨石墨成形工藝基礎(chǔ)材217 兩相按固定比例構(gòu)成的組織（兩相按固定比例構(gòu)成的組織（復(fù)合相復(fù)合相），），稱機(jī)械混合物。稱機(jī)械混合物。 各相保持自己的晶格類型、性能特點(diǎn)各相保持自己的晶格類型、性能特點(diǎn).( .(如如: :混混凝土凝土) ) 強(qiáng)度、硬度適中。強(qiáng)度、硬度適中。 目前鋼鐵材料中大部分是這種組織。目前鋼鐵材料中大部分是這種組織。 如如 鐵碳合金中珠光體鐵碳合金中珠光體( (P P) )；萊氏體；萊氏體( (L Ld d) )。 1. 1.珠光體珠光體 P P pearlite pearlite 是是F F與與FeFe3 3C C機(jī)械混合物，

16、機(jī)械混合物，WWC C=0.77%=0.77%成形工藝基礎(chǔ)材218 珠光體是鐵素體薄層（片）與碳化物（包括珠光體是鐵素體薄層（片）與碳化物（包括滲碳體）薄層（片）交替重疊組成的滲碳體）薄層（片）交替重疊組成的共析組織共析組織。 （記?。海ㄓ涀。簩悠嚅g層片相間） 其性能介于鐵素體和滲碳體之間，強(qiáng)度較高，其性能介于鐵素體和滲碳體之間，強(qiáng)度較高，硬度適中，有一定的塑性。硬度適中，有一定的塑性。 2. 2.萊氏體萊氏體 L Ld d 分高溫萊氏體和低溫萊氏體分高溫萊氏體和低溫萊氏體 A A與與FeFe3 3C C的機(jī)械混合物的機(jī)械混合物 稱高溫萊氏體，用符稱高溫萊氏體，用符號：號：L Ld d表示；

17、表示；成形工藝基礎(chǔ)材219 高溫萊氏體冷卻到高溫萊氏體冷卻到727727以下時，轉(zhuǎn)變?yōu)椋阂韵聲r，轉(zhuǎn)變?yōu)椋?P+ Fe P+ Fe3 3C C 稱低溫萊氏體；稱低溫萊氏體； 珠光體和滲碳體的復(fù)合物，又稱珠光體和滲碳體的復(fù)合物，又稱“變態(tài)萊氏變態(tài)萊氏體體”(”(L Ld d) )。 其力學(xué)性能與滲碳體相近其力學(xué)性能與滲碳體相近, ,極為極為脆硬脆硬！ 平均含碳量為平均含碳量為4.34.3。 組織特征：白亮的滲碳體為基體，上面分布組織特征：白亮的滲碳體為基體，上面分布著許多粒狀、條狀或不規(guī)則形狀的黑色著許多粒狀、條狀或不規(guī)則形狀的黑色珠光體珠光體。成形工藝基礎(chǔ)材220 鐵碳合金的結(jié)晶過程比純鐵復(fù)雜的

18、多。鐵碳合金的結(jié)晶過程比純鐵復(fù)雜的多。 含碳量不同的鐵碳合金結(jié)晶過程差別很大。含碳量不同的鐵碳合金結(jié)晶過程差別很大。 用熱分析法將不同成分的鐵碳合金加以熔化；用熱分析法將不同成分的鐵碳合金加以熔化；然后，使之極其緩慢的冷卻，測出各成分的合金然后，使之極其緩慢的冷卻，測出各成分的合金的冷卻曲線；的冷卻曲線； 在橫在橫(成分成分)縱縱(溫度溫度)坐標(biāo)圖上連點(diǎn)描線，坐標(biāo)圖上連點(diǎn)描線，可得鐵碳合金狀態(tài)圖?？傻描F碳合金狀態(tài)圖。 鐵碳合金狀態(tài)圖的作用：鐵碳合金狀態(tài)圖的作用： 成形工藝基礎(chǔ)材221 1.表達(dá)鐵碳合金表達(dá)鐵碳合金不同成分、溫度下的組織狀態(tài)不同成分、溫度下的組織狀態(tài). 2.研究鋼鐵研究鋼鐵成分、

19、組織和性能之間成分、組織和性能之間關(guān)系的工具關(guān)系的工具. . 3. 3.制定鑄造、鍛造、焊接和熱處理制定鑄造、鍛造、焊接和熱處理工藝的依據(jù)工藝的依據(jù). . 由于含碳大于由于含碳大于6.696.69的鐵碳合金在工業(yè)上沒的鐵碳合金在工業(yè)上沒有實(shí)用價值，又由于有實(shí)用價值，又由于FeFe3 3C C的含碳量的含碳量6.696.69，是一，是一個穩(wěn)定的化合物，視為一個組元；我們重點(diǎn)討論個穩(wěn)定的化合物，視為一個組元；我們重點(diǎn)討論的是：的是： FeFeFeFe3 3C C 簡化狀態(tài)圖簡化狀態(tài)圖成形工藝基礎(chǔ)材222成形工藝基礎(chǔ)材223 1. 四個四個基本相基本相 是是 指鐵碳合金狀態(tài)圖中：指鐵碳合金狀態(tài)圖中：

20、 液相液相(L)、 奧氏體相奧氏體相(A)、 鐵素體相鐵素體相(F)、滲碳體相、滲碳體相( FeFe3 3C C) )。 2. 2.特性點(diǎn)特性點(diǎn) 在鐵碳合金狀態(tài)圖中用字母標(biāo)出的點(diǎn)都有其在鐵碳合金狀態(tài)圖中用字母標(biāo)出的點(diǎn)都有其特定的特定的意義意義。 3. 3.特性線特性線 成形工藝基礎(chǔ)材224 1 1）ACDACD線線液相相；液體到此開始結(jié)晶。液相相；液體到此開始結(jié)晶。 2 2）AECFAECF線線固相線；合金至此全部結(jié)晶為固相線；合金至此全部結(jié)晶為固體。固體。 在液在液固兩線之間為固兩線之間為液液固兩相區(qū)。固兩相區(qū)。 在在C C點(diǎn)產(chǎn)生共晶反應(yīng)，其反應(yīng)式：點(diǎn)產(chǎn)生共晶反應(yīng)，其反應(yīng)式： L Lc c

21、L Ld d(A+F(A+Fe3e3C) C) 3 3）GSGS線線自自A A中析出中析出F F線。以：線。以：A A3 3線表示。線表示。 4 4）ESES線線CC在在A A中的溶解度曲線中的溶解度曲線. .以：以：A Acmcm表表示。示。 1148成形工藝基礎(chǔ)材225 5 5）PSKPSK線線共析反應(yīng)線，常以：共析反應(yīng)線，常以：A A1 1表示。表示。 6 6）PQPQ線線碳在鐵素體中溶解度曲線。產(chǎn)生碳在鐵素體中溶解度曲線。產(chǎn)生FeFe3 3C C 按含碳量不同，將鐵碳合金分為：按含碳量不同，將鐵碳合金分為： 鋼和鑄鐵鋼和鑄鐵兩類兩類 鋼鋼含碳量小于含碳量小于2.112.11的鐵碳合金，

22、按室溫的鐵碳合金，按室溫組織又分為：組織又分為： 亞共析鋼亞共析鋼 含碳量含碳量0.77%0.770.77 成形工藝基礎(chǔ)材226 鑄鐵鑄鐵指生鐵指生鐵( (白口生鐵白口生鐵) )含碳量為含碳量為2.112.116.696.69，又分：，又分： 亞共晶白口生鐵亞共晶白口生鐵含碳量含碳量4.3%4.3%4.3% 下面以共析鋼為例，分析鐵碳合金在緩慢冷下面以共析鋼為例，分析鐵碳合金在緩慢冷卻過程中的組織轉(zhuǎn)變規(guī)律卻過程中的組織轉(zhuǎn)變規(guī)律 。成形工藝基礎(chǔ)材227AEGPQSFeL LA AL+AL+AF FF+A F+A F+PF+PP PP P+Fe+Fe3 3C CA+FeA+Fe3 3C C0.77

23、0.772.112.11 . . 共析鋼共析鋼123P.亞共析鋼亞共析鋼 123412344L LL+AL+AA AF+AF+AAPAPP P冷卻曲線冷卻曲線過共析鋼過共析鋼 成形工藝基礎(chǔ)材228 鋼鋼 以鐵為主元素，含以鐵為主元素，含C C2 2以下，并含以下，并含有其它元素的材料。有其它元素的材料。 鋼：可形變加工的鐵碳合金。鋼：可形變加工的鐵碳合金。 一、碳鋼分類一、碳鋼分類（掌握內(nèi)容掌握內(nèi)容） 鋼從不同角度可以有鋼從不同角度可以有不同不同分類：分類： 二、碳素鋼二、碳素鋼 簡稱：碳鋼簡稱：碳鋼 carbon -steel carbon -steel 常存元素對碳鋼性能的影響常存元素對碳

24、鋼性能的影響( (了解了解) )成形工藝基礎(chǔ)材229 1. 1.碳碳(C )(C )作用作用 碳對碳鋼的組織和性能影響很大。碳對碳鋼的組織和性能影響很大。如圖示如圖示 總趨勢是：狀態(tài)圖中自左向右，含碳量增加，總趨勢是：狀態(tài)圖中自左向右，含碳量增加， FeFe3 3C C增加，硬度直線上升，塑韌性急速下降，強(qiáng)增加，硬度直線上升，塑韌性急速下降，強(qiáng)度先升后降。度先升后降。 2. 2.錳錳 (Mn) (Mn)作用作用 脫氧，脫氧，F(xiàn)eOFeO還原還原FeFe；與；與S S作用作用MnSMnS降低熱脆降低熱脆性；提高強(qiáng)度、硬度。屬有益元素。性；提高強(qiáng)度、硬度。屬有益元素。 3. 3.硅硅 ( Si)

25、( Si)作用作用 成形工藝基礎(chǔ)材230 與鋼液中與鋼液中FeOFeO生成爐渣，提高鋼質(zhì)量；溶于生成爐渣，提高鋼質(zhì)量；溶于F F中，固溶強(qiáng)化。有益元素。中，固溶強(qiáng)化。有益元素。 4. 4.硫硫 S S 作用：作用： 形成形成FeS(FeS(熔點(diǎn)熔點(diǎn)11901190），在晶界），在晶界 處，在處，在1100 1200 1100 1200 時，壓力加工，產(chǎn)生脆裂。時，壓力加工，產(chǎn)生脆裂?！盁岽酂岽唷?。有害元素。有害元素。 5. 5.磷磷P P 作用作用： 全部溶于全部溶于F F中，固溶強(qiáng)化；中，固溶強(qiáng)化；RmRm、HBHB，在，在低溫下引起脆斷低溫下引起脆斷“冷脆冷脆”。有害元素。有害元素。 成形

26、工藝基礎(chǔ)材231 碳鋼一般分為：碳鋼一般分為： 1. 1.碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼 GB7001988 GB7001988 牌號由代表屈服點(diǎn)的字母牌號由代表屈服點(diǎn)的字母Q Q、 屈服點(diǎn)數(shù)值、屈服點(diǎn)數(shù)值、 質(zhì)量等級符號、質(zhì)量等級符號、 脫氧方法四部分組成。脫氧方法四部分組成。 其中質(zhì)量等級分別用其中質(zhì)量等級分別用A A、B B、C C、D D表示。表示。 A A的的S S、P P量高，量高，D D的的S S、P P量最低，且質(zhì)量最量最低，且質(zhì)量最好。好。 如：如：Q235A . FQ235A . F Q“ Q“屈屈”字漢語拼音字首，讀字漢語拼音字首，讀“屈屈”。成形工藝基礎(chǔ)材232 235Rm(23

27、5Rm(b b) )235MPa 235MPa A A質(zhì)量等級質(zhì)量等級 A A級級 F F脫氧方法，指脫氧方法，指“沸騰鋼沸騰鋼”，一般不標(biāo)。，一般不標(biāo)。 牌號：牌號：Q195Q195；Q215Q215；Q235Q235；Q255Q255；Q275Q275五類五類. . 用途：用于制作螺釘、螺栓、螺母、角鋼、用途：用于制作螺釘、螺栓、螺母、角鋼、墊圈、焊接鋼管等。墊圈、焊接鋼管等。 2. 2.優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 S S、P P含量較低，用于重要零件含量較低，用于重要零件 成形工藝基礎(chǔ)材233 GBGB：牌號用兩位數(shù)字表示，表示含碳量萬牌號用兩位數(shù)字表示，表示含碳量萬分之幾（十）分之幾

28、（十）。 如：如：08F08F、1010、1515、2020、2525，為，為低碳鋼低碳鋼，塑，塑性好，耐沖、好焊；性好，耐沖、好焊； 30 30、3535、4040、4545、5050、5555，中碳鋼中碳鋼含含P P多，多，強(qiáng)硬適中，多做重要件；強(qiáng)硬適中，多做重要件； 60 60、6565、7070、7575，高碳鋼高碳鋼。多需淬火回。多需淬火回火，制作彈性耐磨件?；?，制作彈性耐磨件。 20Mn 20Mn、65Mn65Mn等稱等稱 含錳量較高的含錳量較高的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼構(gòu)鋼。成形工藝基礎(chǔ)材234 3. 3.碳素工具鋼碳素工具鋼。 牌號用牌號用“碳碳”字漢語拼音字首字漢語拼音字首“

29、T”+“T”+數(shù)字?jǐn)?shù)字表示表示W(wǎng)cWc的千分之幾。的千分之幾。 如：如：T7T7、T8T8、T9T9、T10T10、T10AT10A、T12T12等。等。 如如T10T10鋼鋼WWC C=1%=1%；T10AT10A中的中的“A”“A”表示為高表示為高級優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼級優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼( (適用各類高級優(yōu)質(zhì)鋼）。適用各類高級優(yōu)質(zhì)鋼）。 其中：其中： T7 T7鋼（鋼（WC=0.7%WC=0.7%）主要用于制造手鉗、剪）主要用于制造手鉗、剪刀、鑿子、手錘等；刀、鑿子、手錘等； 成形工藝基礎(chǔ)材235 T10 T10鋼（鋼（WC=1%WC=1%）用于制作手用鋼鋸條、簡）用于制作手用鋼鋸條、簡單冷作模具

30、、（手工鉆頭）等；單冷作模具、（手工鉆頭）等； T12T12鋼用于制作鉸刀、銼刀、量具等。鋼用于制作鉸刀、銼刀、量具等。 主參考書主參考書P24P24表表1 14 4為碳鋼成分和性能為碳鋼成分和性能 三、合金鋼三、合金鋼 為了提高鋼的力學(xué)性能、工藝性能、物理性為了提高鋼的力學(xué)性能、工藝性能、物理性能、化學(xué)性能、淬透性等，在碳鋼的基礎(chǔ)上加入能、化學(xué)性能、淬透性等，在碳鋼的基礎(chǔ)上加入某些合金元素，稱為合金鋼。某些合金元素，稱為合金鋼。按用途分按用途分 合金結(jié)構(gòu)鋼、合金工具鋼和特殊性能鋼。合金結(jié)構(gòu)鋼、合金工具鋼和特殊性能鋼。成形工藝基礎(chǔ)材236 1. 1.合金結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼 鋼號鋼號: :數(shù)字元素

31、符號數(shù)字?jǐn)?shù)字元素符號數(shù)字( (平均百分?jǐn)?shù)平均百分?jǐn)?shù)) ) 如如20CrMnTi20CrMnTi、40Cr40Cr、60Si60Si2 2MnMn、38CrMoAlA38CrMoAlA等；等； 用于制造機(jī)械零件和工程構(gòu)件。用于制造機(jī)械零件和工程構(gòu)件。 主參考書主參考書P24P24中中16Mn16Mn應(yīng)歸類于應(yīng)歸類于( (低合金低合金) )高強(qiáng)度高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)鋼, ,新號新號:Q345:Q345 （GB/T1591-94GB/T1591-94） 在碳素結(jié)構(gòu)鋼基礎(chǔ)上加入少量錳、硅等合元在碳素結(jié)構(gòu)鋼基礎(chǔ)上加入少量錳、硅等合元制成的。通常在熱軋、正火狀態(tài)下使用，產(chǎn)品同制成的。通常在熱軋、正火狀態(tài)下使用，產(chǎn)品同時保證力學(xué)性能和化學(xué)成份。時保證力學(xué)性能和化學(xué)成份。 成形工藝基礎(chǔ)材237 牌號表達(dá)同碳素結(jié)構(gòu)鋼，牌號表達(dá)同碳素結(jié)構(gòu)鋼，. . 低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼成本與碳素結(jié)構(gòu)鋼相近，低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼成本與碳素結(jié)構(gòu)鋼相近，但性能有較大的提高，在工程結(jié)構(gòu)中應(yīng)用極為廣但性能有較大的提高，在工程結(jié)構(gòu)中應(yīng)用極為廣泛。（舊牌號泛。（舊牌號:16Mn:16Mn、09MnV09MnV2 2等等）等等） 2. 2.合金工具鋼合金工具鋼 用于制造刃具、模具、量具等工具用于制造刃具、模具、量具等工具. . 如如 9SiCr 9SiCr、Cr12Cr12、CrMnCrMn、GCr15GCr15等；等； 其中