Chapter 11 工业用钢.ppt

(1) 合金元素对钢的组织与性能影响规律 (2) 各类钢主要的性能要求、成分及合金化特点，合金元素的主要作用，主要的热处理方法、应用 (3) 各类钢的典型钢种; 一、钢的分类;2. 按化学成分;;我国钢材的编号是采用汉语拼音字母、化学元素符号和阿拉伯数字相结合的方法。 ① 钢号中的化学元素采用国际化学元素符号表示，如Si、Mn、Cr、W等。 ② 产品名称、用途、特性和工艺方法等，采用汉语拼音字母来表示。;1. 碳素结构钢和低合金高强度结构钢;牌号用两位数字表示。表示钢平均含碳量的万分之几。 ①含锰量较高时需将锰元素标出，如50Mn。 ②沸腾钢、半镇静钢及专门用途的优质碳素结构钢，应在牌号后特别标出，如“20g”。;T + 数字，T表示“碳素工具钢” ；数字表示平均含碳量的千分之几。 如T8—其平均含碳量为千分之八。 含锰量较高时标出“Mn”，如T8Mn。 碳素工具钢都是优质以上质量的。高级优质钢在钢号后加“A”，如T8A。 ;两位数字（表示平均含碳量的万分之几）+合金元素符号+该元素百分含量数字+…… 当合金元素的平均含量小于1.50%时，只标元素符号，不标含量； 当合金元素的平均含量为1.50-2.49%、2.50-3.49%、3.50-4.49%、4.50-5.49%、……时，在相应的合金元素符号后标2、3、4、5 ……等数字。如20CrNi3。 高级优质钢在牌号后加字母A，如60Si2MnA。 特级优质钢在牌号后加字母E，如30CrMnSiE。;含碳量+合金元素符号+该元素百分含量+……;G+Cr+铬含量(不标含碳量) “G”表示“滚动轴承钢”。铬含量以千分之一为单位。 如“GCr15”的平均含铬量为1.5%。;含碳量+合金元素符号+该元素百分含量+…… 含碳量以万分之几为单位。如95Cr18.;§11-2 合金元素在钢中的作用;一、合金元素在钢中的分布;;二、合金元素与铁和碳的相互作用;δ;2. 有限扩大A区;L;A3;;（二）与C的相互作用;;碳化物（与碳原子形成的化合物） 溶质（溶于基体），改变临界点;三、合金元素对相变的影响;（一）合金元素对Fe-C相图的影响;;2. 对S点和E点的影响;（二）合金元素对钢加热转变的影响;（三）合金元素对A冷却转变的影响;1. 合金元素对P转变的影响-推迟;2. 合金元素对B转变的影响-推迟;3. 合金元素??M转变的影响;（四）合金元素对淬火钢回火转变的影响;回火稳定性：钢对回火时发生软化过程的抵抗能力 原因：合金元素推迟回火各个阶段，增强钢抵抗软化能力——提高钢的回火稳定性 ——合金碳化物稳定性高 高回火稳定性的意义 （1）在相同温度下回火，合金钢比碳钢有更高的强硬度。 （2）相同强度下合金钢比碳钢可在更高温度下回火，有更好韧性 ;二次淬火（二次硬化）;碳及合金元素在钢中存在形式及作用 (1)固溶于铁基体中——固溶强化 (2)形成各类碳化物——第二相强化，提高耐磨性;§10-3 工程结构用钢;用途：制作大型金属结构，如桥梁、船舶、屋架、车辆、锅炉、容器等工程构件。 工作特点：承受静载、在一定温度下工作（低温或有一定温度）、在野外或海水中使用，承受大气和海水的侵蚀） 性能要求：冷热压力加工性能好， 焊接性能好，强度高、塑韧性好，抗环境作用：大气、海水、低温 常用钢种：低碳钢和含少量合金元素的低合金钢。;（一）屈服现象 低碳钢所具有的力学性能特点，表现为在其工程应力-应变曲线上存在上、下屈服点和屈服平台。 原因：“柯氏气团”对位错的钉扎作用。 不均匀塑性变形-产生“吕德斯带” 消除方法：① 预变性 ② 减少间隙溶质原子含量，或加入一些固定C、N原子的强碳化物形成元素。 ;构件用钢经冷塑性变形后，在室温放置较长时间或稍经加热后，其强度、硬度升高，塑性、韧性下降，这种现象称为应变时效。 原因：“柯氏气团” 淬火时效：低碳钢加热到接近于Ac1温度淬火，于室温放置或稍经加热后，其强度提高而塑韧性下降的现象。 原因：饱和的α固溶体脱溶。 影响：增加钢的冷脆倾向，提高钢的脆性转变温度。; 低碳钢制构件室温下的强度不高，塑性韧性良好，但是当温度降低时，可能由微孔聚集型的塑性断裂转变为脆性的解理断裂，这一现象称为冷脆。 构件上的缺口和裂纹大大提高脆性转变温度。 组织的影响： 细小均匀的铁素体晶粒和适量的细片状珠光体，可降低脆性转变温度。 针状铁素体或魏氏组织，上贝氏体组织提高脆性转变温度。;三、合金元素对工程结构用钢性能的影响;合金元素对铁素体屈服强度的影响;（二）对焊接性的影响;（三）对耐大气腐蚀性能的影响;四、常用的工程结构用钢;Al0.015;C Mn Si P S V Nb T