工程材料4教材

1、铁碳合金3-1 3-1 铁碳合金的基本相铁碳合金的基本相一、一、Fe-FeFe-Fe3 3C C相图的组元相图的组元1 1FeFe组元组元-Fe(bcc) -Fe(fcc-Fe(bcc) -Fe(fcc)-Fe(bcc) ()-Fe(bcc) (同素异构转变同素异构转变) )强度低、硬度低；韧性、塑性好强度低、硬度低；韧性、塑性好2 2FeFe3 3C C （ CementiteCementite， CmCm）（在（在Fe-CFe-C相图中表现为位于相图中表现为位于6.696.69C C处的竖直线）处的竖直线）熔点高，硬而脆，塑性、韧性几乎为零。熔点高，硬而脆，塑性、韧性几乎为零。912912

2、13941394二、二、Fe-FeFe-Fe3 3C C相图中的相相图中的相1 1液相液相L L 液相液相L L是铁与碳的液溶体。是铁与碳的液溶体。2 2 相相 又称高温铁素体，是碳在又称高温铁素体，是碳在FeFe中的间隙固溶体，中的间隙固溶体， 呈体心立方晶格，在呈体心立方晶格，在13941394以上存在。以上存在。3 3 相相 也称铁素体，用也称铁素体，用符号符号F F 或或 表示，是碳在表示，是碳在Fe Fe 中的间隙固溶体，呈体心立方晶格中的间隙固溶体，呈体心立方晶格 强度、硬度强度、硬度 低；塑性好低；塑性好 （室温：（室温：C%=0.0008%, 727 C%=0.0008%, 7

3、27 ： C%=0.0218%C%=0.0218%）4 4 相相 常称奥氏体，用符号常称奥氏体，用符号A A或或 表示，是碳在表示，是碳在FeFe中中 的间隙固溶体，呈面心立方晶格。奥氏体中碳的的间隙固溶体，呈面心立方晶格。奥氏体中碳的 固溶度极大，在固溶度极大，在11481148时碳溶量最大达时碳溶量最大达2.11%2.11%。 奥氏体的强度较低，硬度不高，易于塑性变形。奥氏体的强度较低，硬度不高，易于塑性变形。 5 5Fe3CFe3C相相 是一个化合物相，渗碳体根据生成条件不同有条是一个化合物相，渗碳体根据生成条件不同有条 状、网状、片状、粒状等形态，是钢中主要的强状、网状、片状、粒状等形

4、态，是钢中主要的强 化相，对铁碳合金的力学性能有很大影响。化相，对铁碳合金的力学性能有很大影响。 32 FeFe3C相图的分析相图的分析SQPNJHGECBAA+ Fe3CA+FL+AA+ L+ ALL+ Fe3CF+ Fe3CA+ Fe3CA+ Fe3C+LeLeLe+ Fe3CLe+ Fe3CLeP+ Fe3C+LeP+ Fe3CP+FPF+ Fe3CKFDF FeFe3CC%一、重要点与线的分析一、重要点与线的分析 1、重要的点、重要的点A：纯铁的熔点，：纯铁的熔点，t=1538C ，C=0D：Fe3C的熔点，的熔点，t=1227 C ， C=6.69%G：纯铁同素异构转变点，：纯铁同素

5、异构转变点， - Fe- Fe t=912 C ，C=0 E：C在在 - Fe中的最大溶解度点，中的最大溶解度点，t=1148 C ，C=2.11%，也是钢与白口铁的成分分界点。也是钢与白口铁的成分分界点。P： C在在 - Fe中最大溶解度点，中最大溶解度点，t=727 C ， C=0.0218%。也是纯铁与钢的成分分界点。也是纯铁与钢的成分分界点。C：共晶点，：共晶点，t=1148 C ， C=4.3%S：共析点，：共析点，t=727 C ，C=0.77%2、重要的线、重要的线 ACD：液相线。：液相线。 AECF：固相线。：固相线。ES：碳在奥氏体中的溶解度曲线。以：碳在奥氏体中的溶解度曲

6、线。以Acm表示。表示。 凡含凡含C量高于量高于0.77%的铁碳合金自的铁碳合金自1148 C 冷冷到到727C 时，均会从奥氏体中沿晶界析出网状时，均会从奥氏体中沿晶界析出网状 Fe3C 。PQ：碳在铁素体中的溶解度曲线。碳在铁素体中的溶解度曲线。 凡含凡含C量大于零的铁碳合金自量大于零的铁碳合金自727C 冷到室温冷到室温时均会从铁素体中析出时均会从铁素体中析出 Fe3C I ，但是因含量很但是因含量很少一般不予考虑少一般不予考虑。 GS：从不同含碳量的奥氏体中析出铁素体的开：从不同含碳量的奥氏体中析出铁素体的开始线。以始线。以A3表示。表示。 EFC：共晶线。共晶反应发生在含碳为：共晶线

7、。共晶反应发生在含碳为 2.11 6.69%的铁碳合金中。的铁碳合金中。 PSK：共析线，：共析线，以以A1表示。共析反应发生在含表示。共析反应发生在含碳为碳为 0.0218 6.69%的铁碳合金中。的铁碳合金中。3 3 3 3 典型合金的结晶过程典型合金的结晶过程 1.1.铁碳合金的分类铁碳合金的分类根据根据FeFeFeFe3 3C C相图，铁碳合金可分为相图，铁碳合金可分为三三类：类： 1)1)工业纯铁工业纯铁wwc c 0.0218%0.0218% 2) 2)钢钢0.0218% w0.0218% wc c 2.11% 2.11% 3) 3)白口铸铁白口铸铁2.11% 2.11% w wc

8、 c 6.69% 6.69% 工业纯铁的室温平衡组织为铁素体（工业纯铁的室温平衡组织为铁素体（F F），呈白色），呈白色状。由于其强度低、硬度低状。由于其强度低、硬度低, ,不宜用作结构材料。不宜用作结构材料。钢的共同特点是高温下都有塑性很好的钢的共同特点是高温下都有塑性很好的A A体组织，体组织，适合于压力加工。适合于压力加工。白口白口铸铸铁因为在高温时都有脆性的共晶莱氏体，铁因为在高温时都有脆性的共晶莱氏体，所以不能进行锻压，而共晶成分合金的流动性好，所以不能进行锻压，而共晶成分合金的流动性好，适合于铸造。适合于铸造。2 2、典型合金的结晶、典型合金的结晶工业纯铁工业纯铁共析钢共析钢 过共

9、析钢过共析钢亚共析钢亚共析钢 共晶白口铸铁共晶白口铸铁亚共晶白口铸铁亚共晶白口铸铁过共晶白口铸铁过共晶白口铸铁工业纯铁工业纯铁（C%0.0218%） 工业纯铁结晶过程示意图LL+AAA+FFF+FeLL+AAA+FFF+Fe3 3C CIIIIII相组成物：相组成物： FeFe3 3C C%=6.69%C C%=6.69%F C%0.0008%F C%0.0008%相相对量：相相对量： F%= F%= Fe Fe3 3C%= C%= 组织组成物：组织组成物：F F（等轴晶）（等轴晶）和和FeFe3 3C CIIIIII（小片状）（小片状）1 12 23 34 45 5共析钢共析钢 C%=0.7

10、7%C%=0.77%L L+A A PL L+A A P相组成物：相组成物：F F和和FeFe3 3C C 组织组成物组织组成物 ： P (P (层片状层片状) 100%) 100%1 12 23-33-3铁素体和渗碳体组成的机械混合物。铁素体和渗碳体组成的机械混合物。亚共析钢亚共析钢 0.0218%C%0.77%0.0218%C%0.77%2、亚共析钢、亚共析钢LL+A A A+F P+F含含0.45%C钢的组织钢的组织含含0.20%C钢的组织钢的组织含含0.60%C钢的组织钢的组织LL+A A A+F A+P+F P+FLL+A A A+F A+P+F P+F相组成物：相组成物：F F，F

11、eFe3 3C C相相对量：相相对量：F%= F%= FeFe3 3C%= C%= 组织组成物：组织组成物：F F、P PP%= P%= F%= F%= 45钢金相钢金相FP过共析钢过共析钢3、过共析钢、过共析钢LL+A A A+ Fe3C P+ Fe3C LL+AAA+FeLL+AAA+Fe3 3C CII IIP+FeP+Fe3 3C CII II相组成物：相组成物：F F，FeFe3 3C C F%= F%= FeFe3 3C%=C%= 组织组成物：组织组成物：P P，FeFe3 3C CII II组织相对量：组织相对量：FeFe3 3C CII II%= %= P%= P%= 4-43

12、21T12钢金钢金相相Fe3CIIP含含1.4%C钢的组织钢的组织钢的共同特点是高温下都有塑性很好的钢的共同特点是高温下都有塑性很好的A体组体组织，适合于压力加工。织，适合于压力加工。共晶白口铁（共晶白口铁（C%=4.3%C%=4.3%） l1、共晶白口铁、共晶白口铁L Ld(A+Fe3C) Ld(A + Fe3C +Fe3C) Ld(P + Fe3C +Fe3C)奥氏体和渗碳体组成的机械混合物奥氏体和渗碳体组成的机械混合物。LL+LdLd(A+FeLL+LdLd(A+Fe3 3C C共晶共晶) ) Ld(A+FeLd(A+Fe3 3C C共晶共晶+Fe+Fe3 3C CII II) ) Ld

13、(P+FeLd(P+Fe3 3C C共晶共晶+Fe+Fe3 3C CII II) ) 相组成物：相组成物：F F，FeFe3 3C C F%= F%= FeFe3 3C%= C%= 组织组成物：组织组成物：LdLd共晶白口铁共晶白口铁金相金相亚共晶白口铸铁亚共晶白口铸铁 2.11%C%4.3% n2、亚共晶白口铁、亚共晶白口铁 L L+A A+ Ld A+ Fe3C +Ld P + Fe3C +L d相组成物：相组成物：F F，FeFe3 3C C相相对量：相相对量：F%= F%= FeFe3 3C%= C%= 组织组成物：组织组成物：P P，LdLd，FeFe3 3C CII II亚共晶白口

14、亚共晶白口铸铁金相铸铁金相 过共晶白口铸铁过共晶白口铸铁 n3、过共晶白口铁、过共晶白口铁 L L+ Fe3C Fe3C +Ld Fe3C +L d 因为白口铁在高温时都有脆性的共晶莱氏体，因为白口铁在高温时都有脆性的共晶莱氏体，所以不能进行锻压，而共晶成分合金的流动性所以不能进行锻压，而共晶成分合金的流动性好，适合于铸造。好，适合于铸造。相组成物：相组成物：F%= Fe3C%= 组织组成物：组织组成物：Ld，Fe3C Fe3C%= Ld%=Ld%= 过共晶白口过共晶白口铸铁金相铸铁金相 总结：铁碳合金相图总结：铁碳合金相图 l点：点：符号、成分、温度符号、成分、温度莱氏体莱氏体Le(A+ F

15、e3C) Le(P+Fe3C)珠光体珠光体P(F+ Fe3C)复相组织组成物：复相组织组成物：组织组成物标注组织组成物标注相区标注相区标注线：线：液固相线、水液固相线、水平线、固溶线、固平线、固溶线、固溶体转变线溶体转变线A 1538D 1227N 1394G 912PSK 727ECF 1148HJB 1495FeFe3CSQPNJHGECBAA+ Fe3CA+FL+AA+ L+ F ALL+ Fe3CF+ Fe3CA+ Fe3CA+ Fe3C+LdLdLd+ Fe3CLd+ Fe3CLdP+ Fe3C+LdP+ Fe3CP+FPF+ Fe3C温度温度KFDC%FeFe3CSQPNKJHGF

16、EDCBAA+ Fe3CA+FL+AA+ L+ F ALL+ Fe3CF+ Fe3CA+ Fe3CA+ Fe3C+LdLdLd+ Fe3CLd+ Fe3CLdP+ Fe3C+LdP+ Fe3CP+FPF+ Fe3CC%温度温度合金合金相的相对重量百分比相的相对重量百分比组织组成物的相对重组织组成物的相对重量百分比量百分比45钢钢T10钢钢含碳含碳3.0%亚亚共晶白共晶白口铁口铁%7 . 6%1000008. 069. 60008. 045. 03 CFeQ%3 .93%7 . 6%100 FQ%4 .58%1000008. 077. 00008. 045. 0 PQ%6 .41%4 .58%1

17、00 FQ%9 .14%1000008. 069. 60008. 00 . 13 CFeQ%1 .85%9 .14%100 FQ%9 . 3%10077. 069. 677. 00 . 13 CFeQ%1 .96%9 . 3%100 PQ%6 .40%10011. 23 . 411. 20 . 3 LeQ%4 .1377. 069. 677. 011. 2%)6 .401(3 CFeQ%46%4 .13%6 .40%100 PQ%2 .55%1000008. 069. 60 . 369. 6 FQ%8 .44%2 .55%1003 CFeQ杠杆定律的应用杠杆定律的应用3 3、铁碳合金的成分、铁

18、碳合金的成分- -组织组织- -性能关系性能关系 1 1、成分变化：、成分变化：铁碳合金在室温下的组织皆由铁碳合金在室温下的组织皆由F F和和FeFe3 3C C两相组成。随碳两相组成。随碳含量的增加，含量的增加，F F的含量逐渐变少，由的含量逐渐变少，由100%100%按直线关系减少按直线关系减少到到0%0%，FeFe3 3C C的含量则由的含量则由0%0%增加到增加到100%100%。2 2、组织变化：、组织变化： 铁碳合金碳含量增加，组织按下列顺序变化：铁碳合金碳含量增加，组织按下列顺序变化：F F、F+PF+P、P P、P+FeP+Fe3 3C C、P+ FeP+ Fe3 3C C+

19、Ld+ Ld、LdLd、Ld+ Ld+ FeFe3 3C C、FeFe3 3C C （1 1）力学性能）力学性能 硬度硬度主要决定于组织中组成相或组织组成物的硬度和质量分主要决定于组织中组成相或组织组成物的硬度和质量分数，随碳含量的增加，合金的硬度呈直线关系增大。数，随碳含量的增加，合金的硬度呈直线关系增大。强度强度对组织形态很敏感。随碳含量的增加，亚共析钢中对组织形态很敏感。随碳含量的增加，亚共析钢中P P增增多而多而F F减少。减少。P P的强度比较高，所以亚共析钢的强度随碳含的强度比较高，所以亚共析钢的强度随碳含量的增大而增大。当碳含量超过共析成分之后，由于强度很量的增大而增大。当碳含量

20、超过共析成分之后，由于强度很低的低的FeFe3 3C C沿晶界出现，合金强度的增加变慢，到约沿晶界出现，合金强度的增加变慢，到约0.90.9时，时，FeFe3 3C C沿晶界形成完整的网，强度迅速降低。沿晶界形成完整的网，强度迅速降低。塑性塑性合金的塑性变形全部由合金的塑性变形全部由F F提供。所以随碳含量的增大，提供。所以随碳含量的增大，F F量不断减少时，合金的塑性连续下降。量不断减少时，合金的塑性连续下降。 3 3、性能变化：、性能变化：l 含碳量对力学性能的影响含碳量对力学性能的影响l亚共析钢随含碳量增加，亚共析钢随含碳量增加，P 量增加，量增加，钢的强度、硬度钢的强度、硬度升高，塑性

21、、韧性下降升高，塑性、韧性下降。l0.77%C时，时，组织为组织为100% P, 钢的性能即钢的性能即P的性能。的性能。l0.9%C，Fe3C为晶界为晶界连续网状，连续网状，强度下降强度下降, 但但硬度仍上升。硬度仍上升。l2.11%C，组织中有以组织中有以Fe3C为基的为基的Le,合金太脆合金太脆.对于应用最广的结构材料亚共析钢，合金的对于应用最广的结构材料亚共析钢，合金的硬度、强度和塑性可根据成分或组织作如下硬度、强度和塑性可根据成分或组织作如下估算：估算：硬度硬度8080F%+180F%+180P%(HB)P%(HB)或硬度或硬度8080F%+800F%+800Fe3C%(HB)Fe3C

22、%(HB)强度强度230230F%+770F%+770P%(MPa)P%(MPa)延伸率延伸率()50()50F%+20F%+20P%(%)P%(%)l 含碳量对工艺性能的影响含碳量对工艺性能的影响l 切削性能切削性能: 中碳钢合适中碳钢合适l 可锻性能可锻性能: 低碳钢好低碳钢好l 焊接性能焊接性能: 低碳钢好低碳钢好l 铸造性能铸造性能: 共晶合金好共晶合金好l 热处理性能热处理性能:铸铸造造焊缝组织焊缝组织模锻模锻切削加工的基本形式切削加工的基本形式车车刨刨钻钻铣铣磨磨34 Fe-Fe34 Fe-Fe3 3C C相图的应用相图的应用 1.1.在钢铁材料选用方面的应用在钢铁材料选用方面的应

23、用 (1)(1)分析零件的工作条件分析零件的工作条件, , 根据铁碳合金成分、根据铁碳合金成分、组织、性能之间的变化规律进行选择材料。组织、性能之间的变化规律进行选择材料。(2)(2)根据铁碳合金成分、组织、性能之间的变化根据铁碳合金成分、组织、性能之间的变化规律规律 , , 确定选定材料的工作范围。确定选定材料的工作范围。建筑结构和各种型钢需用塑性、韧性好的材料，建筑结构和各种型钢需用塑性、韧性好的材料，因此选用碳含量较低的钢材。因此选用碳含量较低的钢材。各种机械零件需用强度、塑性及韧性都较好的各种机械零件需用强度、塑性及韧性都较好的材料。应选用碳含量适中的中碳钢。各种工具需材料。应选用碳含

24、量适中的中碳钢。各种工具需用硬度高和耐磨性好的材料，则选碳含量高的钢用硬度高和耐磨性好的材料，则选碳含量高的钢种。种。纯铁磁导率高，矫顽力低，可作软磁材料使用，纯铁磁导率高，矫顽力低，可作软磁材料使用，例如做电磁铁的铁心等。例如做电磁铁的铁心等。白口铸铁硬度高、脆性大，不能切削加工，也白口铸铁硬度高、脆性大，不能切削加工，也不能锻造，但其耐磨性好，铸造性能优良，适不能锻造，但其耐磨性好，铸造性能优良，适用于作要求耐磨、不受冲击、形状复杂的铸件，用于作要求耐磨、不受冲击、形状复杂的铸件，例如拔丝模、冷轧辊、货车轮、犁铧、球磨机例如拔丝模、冷轧辊、货车轮、犁铧、球磨机的磨球等。的磨球等。 2.2.

25、在铸造工艺方面的应用在铸造工艺方面的应用 根据根据FeFeFeFe3 3C C相图可以确定合金的浇注温度。浇相图可以确定合金的浇注温度。浇注温度一般在液相线以上注温度一般在液相线以上5050100100。 3.3.在热缎、热轧工艺方面的应用在热缎、热轧工艺方面的应用 锻造或轧制要求好的塑性、变形抗力，选在单相奥锻造或轧制要求好的塑性、变形抗力，选在单相奥氏体区内进行。氏体区内进行。 4.4.在热处理工艺方面的应用在热处理工艺方面的应用 FeFeFeFe3 3C C相图对于制订热处理工艺有着特别重相图对于制订热处理工艺有着特别重要的意义。一些热处理工艺如退火、正火、淬火的要的意义。一些热处理工艺

26、如退火、正火、淬火的加热温度都是依据加热温度都是依据FeFeFeFe3 3C C相图确定的。相图确定的。 在运用在运用FeFeFeFe3 3C C相图时应注意以下两点：相图时应注意以下两点： FeFeFeFe3 3C C相图只反映铁碳二元合金中相的平相图只反映铁碳二元合金中相的平衡状态，如含有其它元素，相图将发生变化。衡状态，如含有其它元素，相图将发生变化。 FeFeFeFe3 3C C相图反映的是平衡条件下铁碳合金相图反映的是平衡条件下铁碳合金中相的状态，若冷却或加热速度较快时，其组织转中相的状态，若冷却或加热速度较快时，其组织转变就不能只用相图来分析了。变就不能只用相图来分析了。 碳素钢碳

27、素钢是指含碳量低于是指含碳量低于2.11%2.11%的铁碳合金。的铁碳合金。3434 一、常存杂质元素对一、常存杂质元素对性能的影响性能的影响钢中的杂质一般是指钢中的杂质一般是指MnMn、SiSi、P P、S S和气体元素和气体元素HH、OO 等。等。1 1锰锰 有益（有益（0.25-0.80%0.25-0.80%） a. a. 脱氧剂：脱氧剂： 降低降低FeOFeO脆性，脆性， b. b. 脱硫剂：脱硫剂： Mn+SMnSMn+SMnS Mn能与能与S亲合力大，形成亲合力大，形成MnS， ，其熔点高（，其熔点高（1620 1620 CC），常呈粒状分布在晶内，且具有一定的塑性，可），常呈粒状

28、分布在晶内，且具有一定的塑性，可降低降低FeSFeS的有害作用。的有害作用。热加工性能热加工性能 c. c. 固溶强化：固溶强化： 使性能更优。使性能更优。MnMn可以溶于可以溶于F F中，中，强化钢；强化钢；MnMn可以增加可以增加P P相对含量，并使相对含量，并使P P细化，钢强度细化，钢强度提高提高2硅硅 有益有益 a. 脱氧脱氧脆性脆性 b. 固溶强化固溶强化 Si溶于溶于F中，提高钢的强度硬度中，提高钢的强度硬度和弹性；但硅使钢的塑性韧性降低，一般控制钢和弹性；但硅使钢的塑性韧性降低，一般控制钢中含量小于中含量小于0.35%。3磷磷 有害有害 P能部分溶入铁素体中，部分形成脆性很大的

29、化合物能部分溶入铁素体中，部分形成脆性很大的化合物Fe3P，使钢在常温下塑性、韧性急剧下降，脆性转化温，使钢在常温下塑性、韧性急剧下降，脆性转化温度提高，度提高，冷脆冷脆4硫硫 有害有害 硫在钢中与硫在钢中与Fe形成形成FeS，FeS又与又与Fe形成低熔点形成低熔点985C的共晶体，的共晶体，并常分布在晶界，当钢在并常分布在晶界，当钢在1000 C以上热加工时，低熔点的共晶熔以上热加工时，低熔点的共晶熔化，导致钢沿晶界开裂，使钢产生化，导致钢沿晶界开裂，使钢产生“热脆”性。性。加入加入Mn Mn与与S形成高熔点的形成高熔点的MnS (1620) ，可消除，可消除硫的有害作用硫的有害作用（除硫）

30、（除硫）脱氧用硅铁脱氧用硅铁5 5气体元素气体元素OO、N N、HHOO 钢中的氧化物易成为疲劳裂纹源，钢中的氧化物易成为疲劳裂纹源，机械性机械性 能能 ，强度、塑性降低，强度、塑性降低，有害元素有害元素N N 钢中过饱和钢中过饱和N N在常温放置过程中会发生在常温放置过程中会发生时效脆时效脆 化化。 加加TiTi、V V、AlAl等元素可消除时效倾向等元素可消除时效倾向; ; N N是钢产生是钢产生兰脆兰脆的主要原因，的主要原因，有害元素有害元素钢中白点钢中白点HH 原子态的过饱和氢时将原子态的过饱和氢时将 降降低韧性低韧性, , 引起引起氢脆氢脆；当氢在缺陷处；当氢在缺陷处以分子态析出时，

31、会产生很高内压，以分子态析出时，会产生很高内压，形成微裂纹，其内壁为白色，称白形成微裂纹，其内壁为白色，称白点或发裂。点或发裂。有害元素有害元素转炉炼钢平炉炼钢平炉钢平炉钢转炉钢转炉钢电炉钢电炉钢按按 炉炉 别别 分分生沸腾。这种钢成材率高，但不致密。生沸腾。这种钢成材率高，但不致密。沸腾钢沸腾钢：脱氧不充分，浇注时：脱氧不充分，浇注时C C与与OO反映发反映发镇静钢镇静钢：脱氧充分，组织致密，成材率低。：脱氧充分，组织致密，成材率低。半镇静钢半镇静钢：介于前两者之间。：介于前两者之间。按脱氧程度分按脱氧程度分特殊镇静钢特殊镇静钢二、碳钢的分类二、碳钢的分类电弧炉炼钢钢钢 类类碳碳 素素 钢钢

32、合合 金金 钢钢P PS SP PS S普通质量钢普通质量钢0.0450.0450.0500.0500.0450.0450.0450.045优优 质质 钢钢0.0350.0350.0350.0350.0350.0350.0350.035高级优质钢高级优质钢0.0300.0300.0200.0200.0250.0250.0250.025特级优质钢特级优质钢0.0250.0250.0150.0150.0250.0250.0150.0152 2、按质量分、按质量分钢的质量是以钢的质量是以磷、硫磷、硫的含量来划分的。的含量来划分的。分为分为普通质量钢、优质钢、高级优质钢和特级优质钢普通质量钢、优质钢、

33、高级优质钢和特级优质钢。根据现行标准，各质量等级钢的磷、硫含量如下：根据现行标准，各质量等级钢的磷、硫含量如下：工程构件用钢工程构件用钢 建筑、桥梁、船舶、车辆建筑、桥梁、船舶、车辆机器零件用钢机器零件用钢 齿轮、轴、螺母、弹簧齿轮、轴、螺母、弹簧碳素结构钢碳素结构钢刃具钢刃具钢模具钢模具钢量具钢量具钢碳素工具钢碳素工具钢铸铸 钢钢4 4、按化学成分分、按化学成分分 中碳钢中碳钢 0.250.6%C0.250.6%C高碳钢高碳钢 0.6%C0.6%C低碳钢低碳钢 0.25%C0.25%C碳素钢碳素钢齿轮齿轮刀具刀具三、碳钢的编号方法三、碳钢的编号方法齿轮齿轮刀具刀具我国钢材的编号是采用汉语拼音

34、字我国钢材的编号是采用汉语拼音字母、化学元素符号和阿拉伯数字相母、化学元素符号和阿拉伯数字相结合的方法。结合的方法。采用汉语拼音字母表示钢产品的名采用汉语拼音字母表示钢产品的名称、用途、特性和工艺方法时，一称、用途、特性和工艺方法时，一般从代表钢产品名称的汉字的汉语般从代表钢产品名称的汉字的汉语拼音中选取第一个字母。拼音中选取第一个字母。名称名称符号符号位置位置名称名称符号符号位置位置碳素结构钢碳素结构钢Q Q头头桥梁用钢桥梁用钢q q尾尾低合金高强度钢低合金高强度钢Q Q头头锅炉用钢锅炉用钢g g尾尾易切削钢易切削钢Y Y头头焊接气瓶用钢焊接气瓶用钢HPHP尾尾碳素工具钢碳素工具钢T T头头

35、车辆车轴用钢车辆车轴用钢LZLZ头头( (滚珠滚珠) )轴承钢轴承钢G G头头机车车轴用钢机车车轴用钢JZJZ头头焊接用钢焊接用钢H H头头沸腾钢沸腾钢F F尾尾铆螺钢铆螺钢MLML头头半镇静钢半镇静钢b b尾尾船用钢船用钢国际符号国际符号镇静钢镇静钢Z Z尾尾汽车大梁用钢汽车大梁用钢L L尾尾特殊镇静钢特殊镇静钢TZTZ尾尾压力容器用钢压力容器用钢R R尾尾质量等级质量等级A.B.C.D.EA.B.C.D.E尾尾1 1、碳素结构钢、碳素结构钢牌号表示方法牌号表示方法Q+Q+最低屈服强度值最低屈服强度值+ +质量等级符号质量等级符号+ +脱氧脱氧方法符号方法符号 共共5 5类牌号：类牌号：Q1

36、95Q195、Q215Q215、Q235Q235、Q255Q255、Q275Q275，其中，其中Q195 Q195 、Q275Q275不分质量等级，既保证力学性能又保证化学不分质量等级，既保证力学性能又保证化学成分。成分。 Q215Q215、Q235Q235、Q255Q255的的A A级只保证力学性能，化级只保证力学性能，化学成分除学成分除S S、P P、SiSi外，其它不保证。其它质量等级同时外，其它不保证。其它质量等级同时保保证力学性能和证力学性能和化学成分。化学成分。QQ表示表示“屈服强度屈服强度”；屈服强度值单位是；屈服强度值单位是MPaMPa；质量等级质量等级符号为符号为A A、B

37、B、C C、DD、E E。由由A A到到E E，其，其P P、S S含量依次下降，质量提高。含量依次下降，质量提高。脱氧方法符号脱氧方法符号：沸腾钢沸腾钢F F；镇静钢；镇静钢Z Z；半镇静；半镇静钢钢b b；特殊镇静钢；特殊镇静钢TZTZ。例例Q235-AFQ235-AF表示屈服强度为表示屈服强度为235MPa235MPa的的A A级沸腾钢。级沸腾钢。1 1）成分：）成分：0.4%C0.4%C，P P、S S 量较多。量较多。2 2）性能：）性能：可焊性、塑性好。可焊性、塑性好。3 3）热处理：）热处理：热轧空冷态下使用。热轧空冷态下使用。4 4）使用状态下组织）使用状态下组织：F+PF+P热轧钢板热轧钢板5 5）用途：）用途：常以热轧型材使用，常以热轧型材使用，约占钢材总量的约占钢材总量的70%70%。用于建筑结构，适合焊接、铆用于建筑结构，适合焊接、铆接、栓接等。接、栓接等。lQ195、Q215主要用于薄板、焊接钢管、主要用于薄板、焊接钢管、铁丝等。铁丝等。lQ235主要用于中板、钢管、钢筋、小轴、主要用于中板、钢管、钢筋、小轴、螺栓。螺栓。lQ255、Q275主要用于连杆、键、轴等。主要用于连杆、键、轴等。牌号为两位数字（或加字母牌号为两位数字（或加字母MnMn）这两位数字表示钢这两位数字表示钢平均含碳量的万分之几平均含碳