第十一章 工业用钢

第九章工业用钢一.钢的分类按用途分:结构钢,工具钢,特殊性能钢.按化学成分分:按显微组织分:按品质分:合金钢:碳钢的缺点:9.1钢的分类和编号二.钢的编号化学符号和汉语拼音字母并用化学元素:国际化学符号.产品名称、用途、冶炼、浇铸方法等：汉语拼音。(一)普通碳素结构钢(二)优质碳素结构钢(三)碳素工具钢(四)合金结构钢(五)合金工具钢(六)铬滚动轴承钢(七)不锈钢和耐热钢9.2合金元素在钢中的作用常用的合金元素:Si,Mn,Cr,Ni,Mo,W,V,Ti,Nb,Zr,Al,Co,B,RE等.另外P,S,N有时候也可以起到合金元素的作用.一.合金元素的分布溶于F,A,M中,以固溶体的溶质形式存在形成强化相.形成非金属夹杂物.游离状态存在.合金钢具有优良性能的原因:合金元素与铁,合金元素与碳,以及组织合金元素间的相互作用,改变了钢的内部结构.存在方式:固溶于原来的相中,或者形成新相.二.合金元素与铁和碳的相互作用(一)合金元素与铁的相互作用无限扩大区.(a)有限扩大区.(b)封闭区、无限扩大区(c)。缩小区，但不封闭区(d)。(二）合金元素与碳的相互作用非碳化物形成元素。碳化物形成元素。F形成元素A形成元素三.合金元素对相变的影响(一)对Fe-C相图的影响对共析点S,A3,A1线的影响.(二)对钢的加热转变的影响固溶--------延长A均匀化时间.化合物-----阻碍A晶粒长大.(三)对A冷却转变的影响(P,B,M)大多数合金元素使C-曲线右移-----提高A稳定性-----提高淬透性(四)对淬火与回火转变的影响(M分解,残余A转变,碳化物形成,F回复再结晶,回火脆性)四.合金元素对钢的强韧性的影响强度韧性通常,强度和韧性是一对矛盾,提高强度往往降低韧性,反之亦然(一)强化途径:固溶强化,晶界强化,第二相强化,位错强化.塑性是由位错的滑移造成的,所以强化的途径就在于增大位错的阻力,从组织上造成位错运动的障碍.(二)韧化途径提高微空聚集型断裂抗力减少第二相提高基体的塑性提高组织的均匀性提高解理断裂的抗力提高延晶断裂抗力小结:合金元素的主要作用对固溶体的影响对晶体结构影响对自由能的影响对扩散的影响碳原子扩散自扩散析出相对晶界和形核的影响应用工作条件特点钢的性能要求钢种热处理工艺组织构件用钢用于大型构件:桥梁,屋架等.长期的静载荷较高的刚度,不产生塑性变形和断裂.低碳钢,低合金钢.正火.大量P和少量F.机器零件用钢机器零件:齿轮,轴承零件,弹簧等.工作时承受:拉伸,压缩,剪切,冲击,震动等.高的强度、塑性和韧性，良好的疲劳强度和耐磨性。优质钢和高级优质钢。淬火+回火。回火马氏体。回火索氏体。工具钢刃具钢，模具钢，量具钢。高硬度和高耐磨性。优质钢和高级优质钢。淬火+回火。回火马氏体+粒状碳化物。9.3几种主要钢种工程结构用钢概述：桥梁、船舶、车辆、锅炉、容器力学性能特点1.屈服现象：吕德斯带、柯氏气团2.硬变实效和淬火实效3.冷脆倾向合金元素对性能的影响1.对力学性能:固溶、细晶、增加P、沉淀强化。2.对焊接性：碳当量(<0.4-0.5%)3.对大气腐蚀：铜常用工程用钢:1.碳素结构钢：C(0.06-0.38%),P、S含量高，例如：Q195-Q2752.低合金高强度结构钢：C（<0.20%）加少量合金元素,主要Mn.例如：Q295-Q460铸钢:

应用：齿轮

性能要求:高耐磨性、接触疲劳强度、弯曲疲劳强度和屈服强度，还要有较高的塑性和韧性。化学成分：低碳、提高淬透性元素、阻止A晶粒长大元素等。

热处理工艺：淬火+低温回火，获得高强度的表面和强而韧的心部。

最终组织：渗碳后，表面为高碳钢，最终组织为回火M和粒状碳化物，具有高的强度、耐磨性和接触疲劳强度。心部为低碳钢，其组织为位错M（全淬透）或部分F（为淬透），具有很高的强度、塑性和韧性。实例1.渗碳钢（碳、氮共渗）实例2.调质钢

应用：轴、连杆等。

性能要求：很高的强度、良好的塑性和韧性。

化学成分：中碳、低碳、提高淬透性元素、防止第二回火脆性的元素、阻止A晶粒长大元素等。

热处理工艺：预备热处理（正火或退火），便于切削加工。最终处理（淬火+回火）。

最终组织：回火索氏体或回火马氏体。实例3滚动轴承钢

应用：滚动轴承套圈，滚动体。性能要求：很高的硬度和强度、很高的接触疲劳强度、很高的耐磨性。化学成分：高碳、Cr(Si,