工程材料课件第四章铁碳合金讲解.ppt

三、含碳量对工艺性能的影响 (一) 对切削加工性能的影响 低碳钢F多易粘刀 影响表面粗糙度 高碳钢 Fe3C含量多硬度高 刀具易磨损，切削加工 性不好。 中碳钢F和Fe3C比例适当，硬度适中，切削加工性较好。 (二) 对可锻性的影响 钢加热到高温获得单相奥氏体，可锻性较好，而白 口铁以渗碳体为基体所以不可以锻造。 (三)对铸造性的影响 铸造性主要决定于液态金属的流动性，共晶成分可使合金在恒温下结晶，所以共晶合金铸造性能最好。 第三节 碳 钢 一、常存杂质元素的影响 主要有四种： 锰(Mn)、硅(Si)、硫(S)、磷(P) （一）锰 ：是有益元素。脱氧剂。 碳钢中含锰量通常 0.8% 。 锰具有较强脱氧能力。 能减轻硫的有害作用。 溶于铁素体，固溶强化。 增加珠光体使其变细提高强度。 （二）硅：是有益元素。脱氧剂。碳钢中含硅量通常 0.35% 。 其脱氧能力锰。 能溶于铁素体，固溶强化。 （三）硫：有害元素。产生热脆。含量必须严控。 S与Fe化合 成FeS与 ?-Fe 形成熔点为988 ℃的共晶体分布与奥氏体晶界上，热加工时造成晶界开裂，使钢变脆。 （四）磷：有害元素。产生冷脆。含量必须严控。 磷溶于铁素体虽然提高强度，但在室温下钢的塑性和韧性急剧下降，而使钢变脆。 二、碳钢的分类、编号和用途 （一）碳钢的分类 1、按钢的含碳量分类： 低碳钢 ≤ 0.25%C 中碳钢 0.3 – 0.55%C 高碳钢 ≥ 0.60%C 2、按钢的质量： 普通碳素钢 S% ≤0.055% P %≤0.045% ； 优质碳素钢 S和P均 ≤ 0.040； 高级优质碳素钢 S% ≤0.030% P %≤0.035% 3、按用途分类： 碳素结构钢：主要用于制造各种工程构件和 机械零件（一般为低中碳钢） 碳素工具钢：主要用于制造各种刃具、模具、量具（一般为高碳钢） 1、普通碳素结构钢（GB700-88） 含碳量为0.06 – 0.38%。通常以热轧状态供应，一般不进行热处理主要用于建筑、桥梁、船舶、车辆等工程构件及普通机器零件。 编号：代表屈服强度的字母（Q）、屈服点数值（MPa）、 质量等级及脱氧方法。 “Q”为汉语拼音屈服强度的首位字母；A、B、C、D为质量等级，并逐级升高；F为沸腾钢，b为半镇静钢，Z为镇静钢，TZ为特殊镇静钢。按规定Z与TZ予以省略。 例：Q235-- A·F, 表示屈服点?s≥235MPa的A级、沸腾钢。 按屈服点数值（MPa）可分为5种牌号：Q195、Q215、Q235、 Q255、Q275。 Q195、Q215：含碳量低，强度较低，塑性好。主要用于制造强度要求不高的普通铆钉、螺钉、螺母、垫圈等。 （二）碳钢的编号和用途 Q235：强度与塑性居中，主要用于桥梁建筑等钢结构。也制造强度要求一般的普通零件，如螺钉、螺母、螺栓、销轴、拉杆等。 Q255、Q275：含碳量较高，强度较高，可用于制造强度要求高一些的普通零件，如农业机械零件中的转轴、挂钩、摇杆等。还常轧制成各种农业机械用的型钢和异型钢。 2、优质碳素结构钢（GB699-88） 这类钢同时保证化学成分和机械性能。S、P含量均≤0.040%。 1）正常含锰量的优质碳素结构钢 C%0.25%时 Mn%=0.35-0.65% C%0.25%时 Mn%=0.50-0.80% 这类钢的牌号用两位数字表示，代表钢的平均含碳量，以0.01%含碳量为单位。 例如：20钢表示平均含碳量为0.2%；45钢表示平均含碳量0.45%。 除08钢外，相邻钢号间隔数字为5。 2）较高含锰量的优质碳素结构钢。 C% = 0.15 – 0.60%时 Mn%=0.7 - 1.0% C% 0.60%时 Mn%=0.9 - 1.2% 牌号为在两位含碳量数字后附以汉字“锰”或化学符号Mn。 例如：20Mn表示平均含碳量为0.2%，含锰量为0.7 – 1.0%。 65Mn表示平均含碳量为0.65%，含锰量为0.9-1.2%。 优质碳素结构钢主要用于制造机械零件，故又称为机械零件用钢。 08-25 (30)钢：属于低碳钢，其强度较低，塑性很好，冲压、焊接性能良好，常用做冲压件、焊接件