碳素鋼課件44

1、碳素鋼機械組：李忠梅 一：課題：碳素鋼 二：課型：新課 三：教學目的與要求 1、 掌握優(yōu)質碳素結構鋼的牌號、分類、性能及用途； 2、 掌握碳素工具鋼、鑄造鋼的牌號、分類、性能及用途 四：教學重點與難點： 優(yōu)質碳素結構鋼、碳素工具鋼、鑄鋼的牌號及用途是教學重點，亦是教學難點。 五：預計學時：1學時 六：教學過程：思考：這兩件同學們天天見到的廚具材料有什么不同？思考：在機械加思考：在機械加工專業(yè)領域，如工專業(yè)領域，如何區(qū)分鐵和鋼？何區(qū)分鐵和鋼？復習提問：復習提問： 1、什么是鐵？、什么是鐵？ 2、什么是鋼？、什么是鋼？鋼：含碳量小于2.11%的鐵碳合金。鐵：含碳量大于2.11%的鐵碳合金。 新課導

2、入：新課導入：一直以來，有一種材料冶煉簡便，加工容易，價格便宜，而且在一般情況下能滿足使用性能的要求，被廣泛使用在工農業(yè)生產中，是應用最多的工程金屬材料。這就是碳鋼。 前蘇聯(lián)作家尼古拉奧斯特洛夫斯基的小說。主人公保爾柯察金作為蘇聯(lián)第一代革命青年不怕困難、艱苦奮斗、勇于勝利的大無畏精神，鼓舞了一代又一代有志青年去實現(xiàn)自己的理想。 那在我們機械加工行業(yè)，鋼鐵又是怎么煉成的呢？ 這是我國現(xiàn)代煉鐵，煉鋼的設備。 那不管是以前，還是現(xiàn)代，我們煉鐵的原料都是：鐵礦石 焦炭 石灰石 高溫 Fe2O3+3CO= 2Fe+3CO2； 在初中化學里面，大家學到了，地殼中含量最多的就是氧，其次是硅，鋁，鐵，還有磷硫

3、等物質。如圖：所以碳鋼的成分：主要元素：鐵（主要元素：鐵（Fe）、碳（）、碳（C）常存雜質：實際使用的碳鋼，含有少量常存雜質：實際使用的碳鋼，含有少量錳（錳（Mn）、硅（）、硅（Si）、硫（）、硫（S）、磷）、磷（P）、氫（）、氫（H）等非特意加入的雜質）等非特意加入的雜質元素。元素。鋼中常存雜質元素一、鋼中常存元素及其對性能的影響一、鋼中常存元素及其對性能的影響錳（Mn）的作用有益作用有益作用有害影響有害影響來源：煉鋼時加入的脫氧劑煉鋼時加入的脫氧劑（有益元素）（有益元素）能與能與硫硫（S S）化合形化合形成成硫化錳硫化錳（MnSMnS），），F(xiàn)eS+Mn=Fe+MnSFeS+Mn=Fe+M

4、nS，減，減輕輕硫硫（S S）的有害影的有害影響；少量能溶入響；少量能溶入鐵素鐵素體體（F F） 中起固溶強中起固溶強化作用。化作用。含量過高會造含量過高會造成鋼的塑性下成鋼的塑性下降。一般不要降。一般不要超過超過0.80.8.硅（Si）的作用有益作用有益作用有害影響有害影響來源：煉鋼時加入的脫氧劑煉鋼時加入的脫氧劑（有益元素）（有益元素）能消除能消除氧化鐵氧化鐵夾雜對夾雜對鋼的不良響鋼的不良響2 2FeO+Si=2Fe+SiO2少量能溶入少量能溶入鐵素體鐵素體（F F）中起固溶強化）中起固溶強化作用，提高鋼的強度、作用，提高鋼的強度、硬度及彈性。硬度及彈性。過多會造成塑性過多會造成塑性下降，

5、沖擊性能下降，沖擊性能變差。含量一般變差。含量一般不超過不超過0.4.磷（P）的作用有益作用有益作用有害影響有害影響來源：煉鋼原料和燃料。（有害元素有害元素）少量能溶入少量能溶入鐵素鐵素體體（F F）中，使）中，使強度、硬度顯著強度、硬度顯著提高。提高。引起鋼的塑性和引起鋼的塑性和韌性急劇下降，韌性急劇下降，尤其在低溫時脆尤其在低溫時脆性更大，這種現(xiàn)性更大，這種現(xiàn)象稱為象稱為冷脆性。冷脆性。含量含量0.045硫（S）來源：煉鋼原料和燃料。（有害元素有害元素）有害影響在鋼中形成在鋼中形成FeS , FeSFeS , FeS與與FeFe形成低熔形成低熔點（點（985985）共晶體）共晶體 分布在晶

6、界上，分布在晶界上，使得對鋼進行熱加工時容易脆化開裂，使得對鋼進行熱加工時容易脆化開裂，這種現(xiàn)象稱為這種現(xiàn)象稱為熱脆性。含量熱脆性。含量0.05氫（H）來源：煉鋼原料和燃料。（有害元素有害元素）有害影響 造成氫脆、白點等缺陷按鋼的含碳量分類C0.60%C=0.25% 0.60%低碳鋼低碳鋼 高碳鋼高碳鋼中碳鋼中碳鋼C0.25%C代表含碳量，含碳量越高硬度越高，塑性越差。按鋼的質量分類S0.025%P0.025%S0.035%P0.035%普通鋼普通鋼 高級優(yōu)高級優(yōu)質鋼質鋼優(yōu)質鋼優(yōu)質鋼S0.050%P0.045%S代表含硫量，P代表含磷量。按鋼的用途分類結構鋼結構鋼工具鋼工具鋼制造各種刀具，模具

7、，量具機械零件，工程結構件，建筑結構件剛才我們講到了，地殼中含量最多的就是氧元素，在高溫高壓下，它變成一個個氧分子。也就是形成了氧氣。1、鋼在冶煉后期不加脫氧劑（如硅、鋁等），澆注時鋼液在鋼錠模內產生沸騰現(xiàn)象（氣體逸出）。2、通常注成上大下小帶保溫帽的錠型，澆注時鋼液鎮(zhèn)靜不沸騰。3、澆注時有沸騰現(xiàn)象，但較沸騰鋼弱。那第三個分類方法就是按照脫氧的方法分，也就是在鋼水在澆注過程中所產生的現(xiàn)象。即：按冶煉時的脫氧程度不同分類脫氧程度脫氧程度完全的鋼完全的鋼Z脫氧程度介脫氧程度介于沸騰鋼和于沸騰鋼和鎮(zhèn)靜鋼之間鎮(zhèn)靜鋼之間的鋼的鋼b沸騰鋼沸騰鋼 鎮(zhèn)靜鋼鎮(zhèn)靜鋼半鎮(zhèn)靜半鎮(zhèn)靜鋼鋼脫氧程度不脫氧程度不完全的鋼完全的鋼F雜質元素總結MnPH 總結總結SiS元素有益與有害是相對的：硅錳雖有元素有益與有害是相對的：硅錳雖有益，但也不是多多益善；硫磷雖有害，益，但也不是多多益善；硫磷雖有害，但煉鐵過程中又不可避免其存在，因但煉鐵過程中又不可避免其存在，因此應嚴格控制其含量此應嚴格控制其含量二、碳素鋼的分類按含碳按含碳量量按質量按質量按用途按用途按脫氧按脫氧程度程度低碳鋼低