工程材料第四章幻灯片.pptVIP

碳钢和铸铁都是铁碳合金，是使用最广泛的金属材料。碳钢和铸铁都是在铁中加入一定比例的碳，所以，碳和铁是钢铁材料中最基本的组元。为了更好的掌握钢铁材料，我们先从铁入手，之后，研究铁与碳的相互作用，以便认识铁碳合金的本质，并了解它的成分、组织结构与性能之间的关系。 室温平衡组织:100% P（F和Fe3C） 组成相的质量分数为： 室温平衡组织:F+ Fe3CⅢ 共晶白口铁室温组织为Le’ (P+ Fe3C), 它保留了共晶转变产物的形态特征。 室温下两相的相对重量百分比为： 亚共晶白口铁室温组织为P+Fe3CⅡ+Ld’。 2点以下, Fe3CⅠ成分重量不再发生变化, Le变化同共晶合金,其室温组织为Fe3CⅠ+Le’。 ⒊ 含碳量对工艺性能的影响 ① 切削性能: 中碳钢合适 ② 可锻性能: 低碳钢好 ③ 焊接性能: 低碳钢好 ④ 铸造性能: 共晶合金好 ⑤ 热处理性能: 第六章介绍 4-3 碳钢 1、钢中常存杂质对碳钢性能的影响： 钢中常存杂质有Mn、Si、S、P等； 1.1Mn和Si的影响：Mn和Si是炼钢中必须加入的脱氧剂； 用于除去溶于钢液中的氧，将FeO还原为Fe，形成MnO和SiO2； Mn可以用于除S，与钢液中的S结合为MnS，减轻S的危害； 在碳钢中Mn的含量通常小于0.8%，Mn大部分溶于F中，形成置换固溶体，强化F，一部分则溶于Fe3C中，形成（Fe,Mn)3C；同时，Mn还能增加P的相对含量。这些都使钢的强度增加； Si也溶于F之中，起强化作用，但含量较高时，会使塑韧性下降，所以含量一般为小于0.5%。 1.2 S的影响：S是有害杂质，是炼钢时由矿石、燃料带到钢中的，它的最大危害是在热加工时开裂，即产生热脆。钢中加入Mn可以一定程度上减少热脆的发生。 所以，为避免热脆，钢中的含硫量必须严格控制： 普通碳钢：含硫量≤0.055% 优质碳钢：含硫量≤ 0.040% 高级优质碳钢：含硫量≤ 0.030% 1.3 P的影响：P也是有害杂质，P可以完全溶入F中，使F的强度、硬度提高，但却剧烈的降低钢的塑韧性，从而时钢变脆，这种现象叫做冷脆。 所以，为避免冷脆，钢中的含磷量必须严格控制： 普通碳钢：含硫量≤0.045% 优质碳钢：含硫量≤ 0.040% 高级优质碳钢：含硫量≤ 0.035% 2、碳钢的分类和编号： 2.1分类： 按含碳量分： 按钢的质量分： 碳素结构钢: 工程结构件（钢板、钢筋、型钢桥梁、船舶、建筑） 普通机械零件（少）一般为低碳和中碳钢 按用途分： 碳素工具钢；刃具钢、模具钢、量具钢,一般为高碳钢 2.2、编号与用途： 2.2.1普通碳素结构钢： 含炭量0.06%~0.38%，热轧钢板、钢管、型钢、棒钢、盘圆等，一般不再热处理，而直接在供应状态使用，主要用于建筑、桥梁、船舶、车辆 使用状态：热轧空冷 S＋F Q+最低屈服强度值+质量等级符号+脱氧方法符号 Q表示“屈服强度”；屈服强度值单位是MPa； 质量等级符号为A、B、C、D、E。由A到E，其P、S含量依次下降，质量提高。 脱氧方法符号: 沸腾钢—F；镇静钢—Z；半镇静钢—b；特殊镇静钢—TZ。 如碳素结构钢牌号表示为Q235AF、Q235BZ。 GB700－1988；如表4－2所示，表4－3为普通碳素结构钢的力学性能。 Q195、Q215碳含量低、强度较低，但塑性高、焊接性能及可冲压性良好，主要用于制造强度要求不高的普通铆钉、螺钉、螺母、垫圈等 Q235强度塑性居中，主要用于桥梁、建筑等钢结构。 Q255、Q275碳含量较高，强度也高，制造强度要求高的普通零件。农业机械零件中的转轴、挂钩、摇杆 2.2优质碳素结构钢： 使用状态：使用前一般都要经过热处理（渗碳、淬火、回火等) 按锰含量分类:正常锰含量：锰含量（质量分数）对于Wc0.25%的碳素工具钢,WMn0.35%--0.65%；而对于Wc0.25碳素结构钢, WMn0.50%--0.80%。 命名:牌号用两位数字表示 这两位数字表示钢平均含碳量的万分之几。例如：45钢：较高锰含量：锰含量（质量分数） Wc0.15%~0.60%, WMn0.70%--1.00%、Wc0.6%,WMn0.90%--.1.20%。 含Mn量为0.7~1.0%