第八章钢铁材料

1、第三小组成员：周楚雄（5）、顾家鑫（24）、李洪国）（12）、周云灿（46）、梅兴印（43）、陈诚（7）、张帅（40）成员分工第一节总结：周楚雄第二节总结：陈诚第三节总结：梅兴印全章汇总：张帅讲述：顾家鑫PPT制作：周云灿、李洪国第一节 碳素钢第二节 低合金钢和合金钢第三节 铸铁钢铁材料优质钢 (p、s均0.035% )普通质量钢(p0.035%0.045%s0.035%0.050% )高级优质钢 （p、s0.025% ）碳素钢常存元素和杂质对钢性能的影响定义：除以铁、碳为主要成分外，还含有少量的锰、硅、硫、磷等常有元素磷的影响锰的影响非金属夹杂物的影响硫的影响硅的影响按质量分数分类分为按冶金

2、质量分类分为按用途分类分为碳素结构钢（用于制造机械零件以及工程结构的钢）碳素工具钢（用于制造韧具，模具，量具的钢）碳钢的分类低碳钢（ c0.6%)第一节 碳素钢总体来说，锰在钢中是一种有益的元素脱氧：FeOFeS+MnMnS （减轻硫的有害作用，降低钢的脆性，改善钢的热加工性能）Mn溶于铁素体对钢有强化作用Mn0.8时，对钢的影响不显著锰的影响Si在钢中是一种有益的元素脱氧能力Mn （防止形成FeO）Si也能溶于铁素体,并使其强化提高钢的强度，硬度，弹性降低钢的塑性，韧性Si0.5 对钢的性能影响不显著硅的影响作用以FeS的形式存在FeS与Fe能形成低熔点的共晶体（985），并且分布在晶界上。

3、当钢在1200进行热压力加工时，由于共晶体熔化，从而导致钢在热加工 时开裂，这种现象叫做“热脆”硫要严格控制在0.050以下S在钢中是一种有害的元素在易切削钢中可适当提高硫的质量分数，提高钢材的切削加工性 ，也算是一个有利的方面硫的影响存在形式热脆能全溶于铁素体提高钢的强度、硬度降低钢的塑性、韧性产生低温脆性限制P的质量分数0.045在易切削刚中可适当提高P的质量分数脆化铁素体，提高钢的切削加工性钢中加入适量的P可提高耐大气腐蚀性能，尤其是在钢加入适量的铜元素时，其耐大气腐蚀性能更显著磷的影响降低钢的力学性能，特别是塑性、韧性及疲劳强度在炼钢过程中，少量的炉渣、耐火材料及冶炼中反应产物可能进入

4、钢液，形成非金属夹杂物在冶炼过程中，与空气接触会吸收一些气体，如氮、氧、氢、等。会对钢的质量产生不良的影响（氢对钢的危害最大，使钢变脆）也可使钢产生微裂纹（称白点），严重影响钢的力学性能非金属夹杂物的影响碳素结构钢铸造钢铁优质碳素结构钢普通碳素结构钢定义：含硫、磷杂质较优质钢多，在相同含碳量及热处理条件下塑性、韧性较低定义：钢中有害杂质硫、磷和非金属夹杂物含量较少，品质较高，塑性和韧性都比普通碳钢为佳定义：铸造钢采用铸造方法成型，工程用铸造钢广泛用于制造重型机械的某些零件，如机车车辆的车架、摇枕、车钩以及车轮等碳素工具钢分类用途优级碳素工具钢用于制造刃具、模具或量具高级优级碳素工具钢低合金钢和

5、合金钢合金元素对钢回火转变的影响合金元素对钢 冷却转变的影响合金元素对钢 加热转变的影响对合金钢力学 性能的影响合金元素在钢中的作用合金钢低合金钢第二节 低合金钢和合金钢按主要性能及使用特性分类按主要质量等级分类低合金钢特殊质量低合金钢优质低合金钢普通质量低合金钢矿用低合金钢铁道用低合金钢低合金耐候钢低合金钢筋钢可焊接的低合金强度结构钢其他低合金钢合金钢按用途分按主要质量等级分按化学成份分只有不同特殊物理、化学性能制造各种刃具、量具、模具制造金属零件及各种金属结构钢结构钢工具钢特殊用途钢低合金钢中合金钢高合金钢优级合金钢特殊合金钢滚动轴承钢合金弹簧钢调质用钢合金渗透钢机械结构用合金钢定义：用于

6、制造渗碳零件的合金钢称为合金渗碳钢定义：调质钢指通常经调质后使用的钢，主要用于制造承受很大变动载荷与冲击载荷或各种复合应力的零件（如机器中传递动力的轴、连杆、齿轮等） 定义及性能：弹簧钢是用于制造弹簧等弹性元件的钢种，因此弹簧钢要有高的弹性极限和屈服比，还应具有足够的疲劳强度和韧性，才能承受交变载荷和冲击载荷的作用定义：滚动的轴承钢是指制造各种滚动轴承内外套圈及滚动体（滚珠、滚柱、滚针）的专用钢种f合金工具钢刃具钢模具钢量具钢分类合金刃具钢冷作模具钢高速工具钢塑料模具钢热作模具钢第三节 铸铁分类蠕墨铸铁可锻铸铁球墨铸铁灰铸铁铸 铁铸铁铸铁以铁、石墨、硅为主c=2.5%4%碳主要以游离Fe3C形

7、式存在，断口成银白色主要以片状石墨形成析出，断口成灰色由一定的化学成分的白口铸铁经锻化退火使渗碳体分解从而获得团絮状石墨铁经过球化处理而不是在凝固后热处理金相组织中石墨主要状态为蠕状碳部分以游离渗碳体形式析出，部分以石墨形式析出，断口灰白相间可锻铸铁组成麻口铸铁球墨铸铁灰铸铁白口铸铁分类蠕墨铸铁组织为在珠光体+铁素体基体上分布片状石墨，强度和硬度高而塑性和韧性低，用来制造中等应力零件灰铸铁碳硅含量高（硫磷较少）组织为铁素基体上分布片装石墨，强度和硬度低，但塑性韧性高常用制造低载荷零件组织为珠光体基体上为片状石墨，强度硬度最高，塑性和韧性低，用来制造重要零件化学成分特点铁素体灰铸铁珠光体+铁素体

8、灰铸铁珠光体灰铸铁分类球墨铸铁含碳与硅量较高，含锰较低，对硫磷限制严退火的目的是为了得到珠光体的球墨铸铁，提高塑性和韧性，改善切削加工性能消除内应力正火的目的是为了得到珠光体基体的球墨铸铁，提高强度和耐磨性为了得到回火索氏体基体的球墨铸铁，获得良好的力学性能为了得到贝氏体基体的球墨铸铁，从而获得高强度、高硬度、高韧度的综合力学性能材料化学成分特点退火热处理方法 贝氏体等温淬火调制处理正火可锻铸铁可锻铸铁又称马铁或玛钢，可锻铸铁是先制出白口铸铁件，然后发生分解，从而获得具有团絮状石墨的铸铁。为了保证铸件在冷却时获得白口组织又要在退火时容易使渗碳体分解，并呈团絮状石墨析，要求严格控制铁液的化学成分可锻铸铁化学成分定义可锻铸铁具有高的强度，特别的是塑性比普通灰铸铁高得多，因两得名可锻铸铁，实际上可锻铸铁并不能锻造。性能特点可锻铸铁根据化学成分、退火工艺、性能及组织不同，分为黑心可锻铸铁（铁素体可锻铸铁）、珠光体可锻铸铁及白心可教铸铁三类分类 蠕墨铸铁它是用高碳、低硫、低磷的铁液加入蠕化剂（稀土镁钛合金、稀土镁钙合金、稀土硅铁合金等），经蠕化处理后