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Materials and Forming Technology 吉林大学珠海学院－工程材料与成形技术基础 第四章 工业用钢 第一节 概 述 一、钢的分类 按化学成分分类： 非合金钢（碳素钢） 低碳钢（Wc≤0.25%） 中碳钢（Wc=0.25%～0.6%） 高碳钢 Wc0.6% 合金钢 低合金钢（合金元素总量≤5% ） 中合金钢（合金元素总量Wc=5%～10% ） 高合金钢 合金元素总量10% 二、钢的牌号（后面讲） 三、常存杂质和合金元素在钢中作用 1、钢中常存杂质元素对钢性能的影响 锰 硅（有益） 硫 磷（有害） 以钢中硫、磷含量多少评定冶金质量的高低。按硫、磷的含量，钢可分为以下几类： 2、合金元素在钢中的作用(了解) 合金元素是如何存在于钢材当中的？？ （1）合金元素与碳的作用 1）形成碳化物的合金元素 Zr Ti Nb V W Mo Cr Mn Fe 2）非碳化物合金元素 如 Ni Si Al Co Cu等，只能溶入铁素体形成固溶体或者以第二相形式分布在钢中。 （2）合金元素与铁素体的相互作用 Fe-Fe3C相图是针对非合金钢来说的，当加入合金元素时，相图会产生怎样的变化呢？？？ Mn、Ni、Co等元素。使奥氏体区域扩大 奥氏体钢 （3）合金元素对Fe-Fe3C相图的影响 Cr、V、Mo等使奥氏体区域扩大，铁素体区域减小； 铁素体钢 加入以上提及合金元素都使S、E点向左移，有些加入合金元素的钢材里面会出现莱氏体的组织，称为莱氏体钢。 书后习题4-4 2） 前面所学热处理的加热和冷却都是针对非合金钢的，加入合金元素之后，加热和冷却的规律会有怎样的变化呢？？？ （4）合金元素对钢热处理工艺的影响 1）合金元素对钢加热时奥氏体化的影响 除了Mn以外，几乎所有的合金元素均能阻止加热时奥氏体晶粒长大。 2）合金元素对钢冷却转变的影响 ①合金元素对过冷奥氏体等温转变C曲线的影响。 ② 合金元素对过冷奥氏体的马氏体转变影响 除Co、Al外，大多数合金元素均能降低Ms点，使残余奥氏体量增加。 3）对回火转变的影响 ① 合金元素提高了耐回火性； ②在含有大量的W、Mo、V、Co等高合金钢中，淬火后在500—600℃回火时，由于特殊碳化物的析出，使回火钢硬度不但降低，反而升高，叫二次硬化。 二次硬化可以使合金钢在较高的温度工作时仍保持较高硬度，这种性能称热硬性（红硬性） ③ 回火脆性：加入Mo、W等合金元素降低回火脆性。 第二节 工程结构用钢 万吨远洋轮 南京长江大桥 压力容器 一、概述 用途：工程结构 供货形态：多为型钢、钢带、钢板、钢管等。 （热轧+空冷） 热处理：一般不进行热处理； Q195 Q215A Q235-AF Q255B Q275 二、碳素结构钢 书中：表4-2 Wc=0.06%-0.38% 性能？ S、P含量——普通质量钢 牌号意义：Page 74 旧牌号 三、低合金结构钢 1、低合金高强度结构钢 Q295 Q345 Q390 Q420 Q460E 书中：表4-3 （1）性能特点 1）具有较高的屈服点、塑性和韧性。 2）良好的焊接性、冷成形性。 3）较好的耐蚀性和低的韧脆转变温度 （2）成分特点 1）Wc=0.2%，主要是为了获得良好的塑性、韧性和焊接性、冷成形性能。 2）主加元素为锰，可起到强化铁素体的作用。同时加入一些细化晶粒和第二相强化的元素，如V Ti Nb等。为提高耐大气腐蚀性，相应地加入一些如 Cu P Al Cr Ni等合金元素。为了改善性能，在高级别屈服点的低合金钢中加入Mo 稀土等元素。 3）五个等级 A B C D E S、P含量——普通质量钢 （3）热处理特点 该钢类在一般情况下不进行热处理，以热轧空冷状态供货。 四、工程用铸造碳钢（表4-4） ZG200-400 ZG230-450 ZG270-500 ZG310-570 ZG340-640 用途、牌号、来源、成分特点（含碳量、合金、P,S） * * *