金工5非合金钢课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,1,第五章 非合金钢,第一节 杂质元素对钢性能的影响 第二节 非合金钢的分类 第三节 非合金钢的牌号及应用,2,钢材按化学成分可分为非合金钢、低合金钢和合金钢三大类。,非合金钢是指以铁为主要元素，碳的质量分数一般在,2%,以下并含有少量其他元素的金属材料。,实际生产中使用的非合金钢除含有碳元素之外，还含有少量的硅、锰、硫、磷、氢等元素。硅和锰是钢材在冶炼过程中由于加入脱氧剂时，残余下来的，而硫、磷、氢等则是从炼钢原料或大气中带入的。这些元素的存在对于钢材的组织和性能都有一定的影响，他们通称为杂质元素。,3,5-1,杂质元素对钢性能的影响,一,.,硅的影响（,Si,）,有益元素,脱氧剂,提高钢的强度,W,Si,0.5,。,二,.,锰的影响（,Mn,）,有益元素,脱氧剂,提高钢的强度和硬度，特别是降低钢的的脆性,W,Mn,=0.25,0.8,三,.,硫的影响（,S,）,有害元素,热脆（红脆性）,（,FeS,Fe,）为共晶体，,985,为液体。硫的含量越高，热脆性越严重,W,S,0.050,四,.,磷的影响（,P,）,有害元素,冷脆,常温下使钢的塑性和韧性急剧下降，脆性转变温度升高，在低温时，这种现象更加严重,W,P,0.045,4,五非金属夹杂物的影响,在炼钢过程中，由于少量炉渣、耐火材料及冶炼中的反应物进入钢液中，从而在钢材中形成非金属夹杂物，如氧化物、硫化物、硅酸盐、氮化物等。这些非金属夹杂物都会降低钢的力学性能，特别是降低塑性、韧性及疲劳强度。严重时还会使钢材在热加工与热处理过程中产生裂纹，或使用时造成钢材突然脆断。非金属夹杂物也促使钢材形成热加工纤维组织与带状组织，使钢材具有各向异性。,钢材在整个冶炼过程中，与空气接触，钢液中会吸收一些气体，如氮、氧、氢等。这些气体对钢材的质量会产生不良的影响。尤其是氢对钢材的危害很大，它使钢材变脆（称氢脆），也可使钢材产生微裂纹（称白点），严重影响钢材的力学性能，使钢材容易产生脆断。,5,5-2,非合金钢的分类,一 按碳的质量分数分类,低碳钢,：,Wc 0.25,中碳钢：,0.25,Wc 0.60%,高碳钢,：,0.60,Wc 1.4,二 按主要质量等级分类,普通质量非合金钢,指对生产过程中控制质量无特殊规定的一般用途的非合金钢。（,W,S,0.050,；,W,P,0.045,）,优质非合金钢,指除普通质量非合金钢和特殊质量非合金钢以外的非合金钢。,（,W,S,0.040,；,W,P,0.040,）,特殊质量非合金钢,指在生产过程中需要特别严格控制质量和性能。（,W,S,0.030,；,W,P,0.035,）,6,四 其他分类方法,1,冶炼,平炉钢,转炉钢,电弧炉钢,2,按脱氧方法,沸腾钢,半镇静钢,特殊镇静钢,3,按专门用途,锅炉用钢、桥梁用钢、矿用钢等,三 按用途分类,碳素结构钢,用于制造各种机械零件和工程结构件。,碳素工具钢,由于制造工具、如，刃具、量具、模具等。,7,一 普通质量非结构钢,1,牌号,Q+,屈服极限值,-,质量等级,脱氧方法,例,Q235A,（,F,、,b,、,TZ,）,s235MPa,，,A,级。,A,、,B,、,C,、,D,质量依次提高。,F,、,b,、,TZ,脱氧方法，,Z,可省略。,2,常用牌号、化学成分、力学性能和应用,教材,43,页，表,5,1,、表,5,2,5-3,非合金钢的牌号及应用,11,二 优质非合金钢,1,牌号,两位数字,表示钢中碳含量的万分之几,普通含锰量钢：,W,Mn,=0.25,0.8,较高含锰量钢：,W,Mn,=0.70,1.20,，须标注,“,Mn,”,在两位数字之后。,对于沸腾钢和半镇静钢,需标注,F,或,b,示例,45,Wc=0.45,左右、,W,Mn,=0.50,0.80,左右,45Mn,Wc=0.45,左右、,W,Mn,=0.70,1.00,左右,2,化学成分,常用,Wc,0.7,低、中碳钢,3,力学性能和用途,教材,44,页，表,5,3,（,1,）冷冲压钢,碳的质量分数低，塑性好，强度低，焊接性能好，,主要用于制作薄板，用于制造冷冲压零件和焊接件，,常用的钢种有,08,钢和,10,钢。,（,2,）渗碳钢,渗碳钢强度较低，塑性和韧性较高，冷冲压性能和焊接性能很好；,可以制造各种受力不大但要求高韧性零件，如焊接容器与焊接件、螺钉、杆件、轴套、冷冲压件等。,常用的钢种有,15,、,20,、,25,钢等。,（,3,）调质钢,调质钢经过热处理后具有良好的综合力学性能。,主要用于制作要求强度、塑性、韧性都较高的零件件，如齿轮、套筒、轴类零件等。,常用的钢种有,30,、,35,、,40,、,45,、,50,、,55,钢等。,（,4,）弹簧钢,弹簧钢经热处理后可获得较高的弹性极限；,主要用于制造尺寸较小的弹簧、弹性零件及耐磨零件，如机车车辆及汽车上的螺旋弹簧、板弹簧、气门弹簧、弹簧发条等。,常用的钢种有,60,、,65,、,70,、,75,、,80,、,85,钢等。,16,三 其他专用优质非合金钢,在优质碳素结构钢的基础上发展的一些专门用途的钢。,牌号,：在牌号的首部或尾部表明专用钢的用途符号。,17,1,易切削钢,易切削结构钢是钢中加入一种或几种元素，利用其本身或与其他元素形成一种对切削加工有利的夹杂物，来改善钢材的切削加工性。目前在易切削结构钢中常用加入的元素是：硫（,S,）、磷（,P,）、铅（,Pb,）、钙（,Ca,）、硒（,Se,）、碲（,Te,）等。,【,用途,】,主要用于制造受力较小、不太重要且大批生产的标准件、如螺钉、螺母、垫片、垫圈、缝纫机、计算机和仪表零件等,。,此外，还用于制造炮弹的弹头、炸弹壳等，使之在爆炸时碎裂成更多的弹片来杀伤敌人。,教材,45,页，,表,5-5,【,牌号,】,Y+,两位数字,Y12,、,Y40Mn,19,2,锅炉用钢,【,牌号,】,两位数字,+g,例，,20g,，,22 g,，,16gMn,【,特点,】,要求化学成分与力学性能均匀，经过冷态变形后在长期存放和使用过程中，仍能保证足够高的韧性。,3,工程中铸造碳钢,（,Wc=0.20,0.60,）,【,牌号,】,ZG+,数字数字,“,铸钢,”,+,屈服强度抗拉强度,如：,ZG200,400,【,常用牌号及用途,】,广泛用于制造重型机械的某些零件，,如箱体、曲轴、连杆、轧钢机机架、水压机横梁、锻锤砧座等。,教材,46,页，表,5,6,21,四 特殊质量非合金钢,优质和特殊质量，碳素工具钢用于制造刀具、量具、模具的钢种。,1,牌号,T,+,数字,“,碳,”,+,W,c,千分之几,特殊质量碳素工具钢,T+,数字,+A,如：,T8,T12A,2,化学成分,Wc,0.7,3,力学性能,高硬度，耐磨性好。随着碳的质量分数的增加，硬度和耐磨性提高，而韧性下降。,22,木工凿,手锤,圆冲,T7,钢、,T9,钢,用于要求韧性稍高的工具，如冲头、錾子、简单模具、木工工具等。,23,T10,钢,用于要求中等韧性，高硬度的工具，如手工锯条、丝锥、板牙等，也可用于要求不高的模具。,T12,钢,具有较高的硬度及耐磨性，但韧性低，用于制造量具、锉刀、钻头、刮刀等。,丝锥,锉刀,手锯条,钻头,24,高级优质碳素工具钢,含杂质和非金属夹杂物少，适于制造重要的、要求较高的工具。,