碳鋼介紹及分類(lèi).課件

1、碳鋼的分類(lèi)1。按碳的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)分：低碳鋼（C：0.25） 中碳鋼（C：0.25 C 0.6） 高碳鋼（C：0.6）2。按鋼的質(zhì)量分（主要是雜質(zhì)硫、磷的含量）： 普通碳素鋼（S 0.055，P 0.045) 優(yōu)質(zhì)碳素鋼（S 0.040，P 0.040) 高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素鋼（S 0.030，P 0.035)3。按用途分：碳素結(jié)構(gòu)鋼：主要用于橋梁、船舶、建筑構(gòu)件、機(jī)器零件等 碳素工具鋼：主要用于刀具、模具、量具等含碳量越高，硬度、強(qiáng)度越大，但塑性降低碳鋼的牌號(hào)與用途普通碳素結(jié)構(gòu)鋼：Q195、 Q215、 Q235、 Q255、 Q275等。數(shù)字表示最低屈服強(qiáng)度。 Q195、 Q215、 Q235塑性好，

2、可軋制成鋼板、鋼筋、鋼管等。 Q255、 Q275可軋制成型鋼、鋼板等。用途優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼：鋼號(hào)以碳的平均質(zhì)量萬(wàn)分?jǐn)?shù)表示。如20、45等。 20表示含C：0.20%（萬(wàn)分之20）。用途主要用于制造各種機(jī)器零件碳鋼的牌號(hào)與用途碳素工具鋼：鋼號(hào)以碳的平均質(zhì)量千分?jǐn)?shù)表示，并在前冠以T。如T9、T12等。 T9表示含C：0.9%（千分之9）。用途主要用于制造各種刀具、量具、模具等鑄鋼：鑄鋼牌號(hào)是在數(shù)字前冠以ZG，數(shù)字代表鋼中平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)（以萬(wàn)分?jǐn)?shù)表示）。如ZG25，表示含C：0.25%。用途主要用于制造形狀復(fù)雜并需要一定強(qiáng)度、塑性和韌性的零件，如齒輪、聯(lián)軸器等。碳鋼的常規(guī)熱處理退火將鋼加熱到適當(dāng)溫度，

3、保溫一定時(shí)間，然后緩慢冷卻（隨爐冷卻），以獲得接近于平衡狀態(tài)組織的熱處理工藝。正火完全退火、等溫退火、球化退火、擴(kuò)散退火、去應(yīng)力退火將鋼件加熱到AC3和Acm以上3050度，保持適當(dāng)時(shí)間后，在空氣中冷卻，得到珠光體類(lèi)組織的熱處理工藝。碳鋼的常規(guī)熱處理淬火將鋼件加熱到奧氏體化后，快速冷卻，使組織轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體的熱處理工藝。所得的馬氏體的形態(tài)與鋼的成分、原始奧氏體晶粒的大小以及形成條件有密切關(guān)系。奧氏體晶粒越小，馬氏體越細(xì)。回火將鋼件淬火后，為了消除內(nèi)應(yīng)力并獲得所要求的性能，將其加熱到AC1以下的某一溫度，保溫一定時(shí)間，然后冷卻到室溫的熱處理工藝。合金鋼合金鋼分類(lèi)鐵及鐵基合金在碳鋼中加入一種或多種合

4、金元素，形成的鋼稱(chēng)之為合金鋼。按所含合金元素的多少分：低合金鋼（總質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于5）、中合金鋼（總質(zhì)量分?jǐn)?shù)510）、高合金鋼（總質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于10）。按主要合金元素種類(lèi)分：鉻鋼、鉻鎳鋼、錳鋼、硅錳鋼等。按用途分：結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼、特殊性能鋼。合金元素的作用鐵及鐵基合金1。合金元素與鐵的作用：合金元素加入鋼中，首先溶于鐵形成固溶體，超過(guò)溶解度極限時(shí)與碳形成化合物。合金元素溶與鐵，形成合金鐵素體或合金奧氏體。合金元素溶于鐵素體會(huì)使鋼的室溫強(qiáng)度提高，這種作用稱(chēng)為固溶強(qiáng)化。2。合金元素與碳的作用：對(duì)于與碳的親和力較弱的合金元素，不與碳發(fā)生作用，只溶于鐵素體或奧氏體中；對(duì)于與碳的親和力較強(qiáng)的合金元素，當(dāng)質(zhì)量分

5、數(shù)較低時(shí)，與鐵一起形成合金滲碳體，當(dāng)質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高時(shí)，形成合金碳化物。不銹鋼鐵及鐵基合金能在大氣和一般腐蝕性介質(zhì)中具有很高耐蝕性的鋼種。用 途主要用來(lái)制造在各種腐蝕性介質(zhì)中工作并具有較高抗腐蝕能力的零件或結(jié)構(gòu)件。廣泛用于石油、化工、原子能、海洋開(kāi)發(fā)、國(guó)防和一些先端科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。鐵及鐵基合金合金元素的作用1。耐腐蝕性要求越高，碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)越低；2。加入主要的合金元素Cr。Cr能提高基體的電極電位。在氧化性介質(zhì)中極易鈍化，形成致密的氧化膜，提高耐腐蝕性3。加入合金元素Ni?？色@得單項(xiàng)的奧氏體組織，顯著提高耐腐蝕性并改善鋼的塑性，通過(guò)熱處理還可以改善鋼的強(qiáng)度。鐵及鐵基合金合金元素的作用5。加入合金元

6、素Ti、Nb等：能優(yōu)先同C形成穩(wěn)定的碳化物，使Cr保留在基體中，避免晶界貧Cr，提高鋼的耐腐蝕性。6。加入合金元素Mn、N等：部分替代Ni以獲得奧氏體組織，并能提高鉻不銹鋼在有機(jī)酸中的耐腐蝕性。4。加入合金元素Mo、Cu等：提高鋼在非氧化性酸中的耐腐蝕能力。鑄鐵鐵及鐵基合金碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于2.11%的鐵碳合金稱(chēng)之為鑄鐵，通常還含有較多的Si、Mn、S、P等元素。用 途鑄鐵時(shí)工程上最常用的金屬材料，廣泛應(yīng)用在機(jī)械制造、冶金、礦上、石油化工。交通等領(lǐng)域。例如，鑄鐵在農(nóng)業(yè)機(jī)械中占4060，在汽車(chē)拖拉機(jī)中占5070，在機(jī)床制造中占6090。鑄鐵的生產(chǎn)設(shè)備和工藝簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜。鐵及鐵基合金鐵碳合金中碳的

7、存在形式間隙固溶與鐵化合態(tài)的滲碳體游離態(tài)的石墨亞穩(wěn)態(tài)，在一定條件下分解為鐵和石墨穩(wěn)定態(tài)，可以從鑄鐵溶液中析出，也可以從奧氏體中析出鐵及鐵基合金鑄鐵的種類(lèi)根據(jù)石墨化程度的不同，鑄鐵的類(lèi)型和組織也不同?；铱阼T鐵白口鑄鐵麻口鑄鐵各種鑄鐵的力學(xué)性能見(jiàn)表34，P43鐵及鐵基合金鑄鐵性能特點(diǎn)石墨的形態(tài)對(duì)鑄鐵的力學(xué)性能影響較大?；铱阼T鐵的抗拉前強(qiáng)度和塑性較低，這是因?yàn)槭珜?duì)基體的嚴(yán)重割裂所造成的。石墨相當(dāng)于鋼基體中的裂紋和空洞，它減小基體的抗拉強(qiáng)度，并引起應(yīng)力集中。石墨量越多，鑄鐵的抗拉強(qiáng)度越低。鐵及鐵基合金石墨的存在對(duì)鑄鐵的特殊作用1。鑄鐵的切削加工性能優(yōu)異；2。鑄鐵的鑄造性能良好；3。鑄鐵具有耐磨性；4

8、。鑄鐵具有良好的減振性；5。鑄鐵對(duì)缺口不敏感；對(duì)鑄鐵的作用。非鐵及其合金鋁及鋁合金銅及銅合金鈦及鈦合金鎂及鎂合金鋁及鋁合金鋁及鋁合金的特點(diǎn)密度低、比強(qiáng)度高。純鋁的密度只有2700kg/m3，僅為鐵的1/4。優(yōu)良的物理、化學(xué)性能。導(dǎo)電性能好、磁化率低、耐腐蝕等。加工性能好。鑄造性能好、易于塑性變形，經(jīng)熱處理后還具有很高的強(qiáng)度。鋁及鋁合金純鋁名稱(chēng)純度用途高純鋁99.93%-99.99%科學(xué)研究、制作電器工業(yè)高純鋁98.85%-99.9%鋁箔、鋁合金原料工業(yè)純鋁98.0%-99.0%電線、電纜、配置合金純鋁中含有Fe、Si、Zn等元素時(shí)，會(huì)使性能下降純鋁的強(qiáng)度很低，不能用作結(jié)構(gòu)材料鋁合金鋁及鋁合金合

9、金元素的作用鋁中加入合金元素后，可提高合金的強(qiáng)度，并保持良好的加工性能。提高強(qiáng)度的方法固溶強(qiáng)化時(shí)效強(qiáng)化彌散強(qiáng)化細(xì)晶強(qiáng)化鋁及鋁合金鋁合金的種類(lèi)變形鋁合金鑄造鋁合金用 途鋁絲、鋁箔、鋁合金型材等復(fù)雜形狀的鑄件等銅及銅合金銅及銅合金的特點(diǎn)優(yōu)良的物理、化學(xué)性能。導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能好、耐腐蝕等，是抗磁材料。加工性能好。容易冷熱成形，鑄造銅合金鑄造性能好。具有某些特殊力學(xué)性能。比如優(yōu)良的減摩性和耐摩性高的彈性極限和疲勞強(qiáng)度。色澤美觀。銅及銅合金純銅純銅為紫色，又稱(chēng)紫銅。主要用于制作電導(dǎo)體及配制合金。工業(yè)純銅分為4種：T1、T2、T3、T4。編號(hào)越大，純度越低。純銅的強(qiáng)度低，不宜用作結(jié)構(gòu)材料銅及銅合金銅合金種類(lèi)

10、銅中加入合金元素后，可提高合金的強(qiáng)度，并保持良好的加工性能。銅合金的種類(lèi)黃銅青銅白銅以Zn為主要合金元素。良好的加工性能，優(yōu)良的鑄造性能，耐腐蝕性能也好。以Sn為主要合金元素。用于鑄造形狀復(fù)雜的零件?？垢g性比黃銅還好。以Ni為主要合金元素。具有較好的強(qiáng)度和塑性，能進(jìn)行冷加工變形，抗腐蝕性能也好。鈦及鈦合金鈦及鈦合金的特點(diǎn)密度低、比強(qiáng)度高。耐高溫、耐腐蝕性能、低溫韌性好等。加工條件復(fù)雜，成本較高。鈦及鈦合金純鈦鈦的密度低，熔點(diǎn)高，線膨脹系數(shù)小。導(dǎo)熱性差。純鈦塑性好，強(qiáng)度高，可以加工成細(xì)絲和薄片。鈦在大氣、海水及酸堿中的抗腐蝕性能好。純鈦的晶體結(jié)構(gòu)882.5度以上：密排六方結(jié)構(gòu)，稱(chēng)為T(mén)i882.5度以下：體心立方結(jié)構(gòu)，稱(chēng)為T(mén)i鈦及鈦合金鈦合金的種類(lèi)鈦合金鈦中加鋁、硼等穩(wěn)定元素獲得Ti合金。這種合金的室溫強(qiáng)度較低，但高溫（500600度）強(qiáng)度很高?？寡趸?、抗蠕變性以及焊接性能良好。鈦中加入鉬、鉻、釩等元素后可獲得Ti合金。這種合金的強(qiáng)度高，沖壓性能好，并可通過(guò)淬火和時(shí)效獲得強(qiáng)化。這種合金的塑性好，容易鍛造、壓延和沖壓，并可通過(guò)固溶和時(shí)效進(jìn)行強(qiáng)化。熱處理后的強(qiáng)度可提高50100。鈦合金鈦合金鎂及鎂合金純鎂的特點(diǎn)密度低、比強(qiáng)度高。純鎂的密度只有1749kg/m3，僅為鐵的1/4、鋁的2/3。