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1、碳素钢机械组：李忠梅一：课题：碳素钢二：课型：新课三：教学目的与要求1、掌握优质碳素结构钢的牌号、分类、性能及用途；2、掌握碳素工具钢、铸造钢的牌号、分类、性能及用途四：教学重点与难点：优质碳素结构钢、碳素工具钢、铸钢的牌号及用途是教学重点，亦是教学难点。五：预计学时：1学时六：教学过程：思考：这两件同学们天天见到的厨具材料有什么不同？思考：在机械加思考：在机械加工专业领域，如工专业领域，如何区分铁和钢？何区分铁和钢？复习提问：复习提问：1、什么是铁？、什么是铁？2、什么是钢？、什么是钢？钢：含碳量小于2.11%的铁碳合金。铁：含碳量大于2.11%的铁碳合金。新课导入：新课导入：一直以来，有一
2、种材料冶炼简便，加工容易，价格便宜，而且在一般情况下能满足使用性能的要求，被广泛使用在工农业生产中，是应用最多的工程金属材料。这就是碳钢。前苏联作家尼古拉奥斯特洛夫斯基的小说。主人公保尔柯察金作为苏联第一代革命青年不怕困难、艰苦奋斗、勇于胜利的大无畏精神，鼓舞了一代又一代有志青年去实现自己的理想。那在我们机械加工行业，钢铁又是怎么炼成的呢？这是我国现代炼铁，炼钢的设备。那不管是以前，还是现代，我们炼铁的原料都是：铁矿石 焦炭 石灰石 高温 Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2；在初中化学里面，大家学到了，地壳中含量最多的就是氧，其次是硅，铝，铁，还有磷硫等物质。如图：所以碳钢的成分：主要元素：
3、铁（主要元素：铁（Fe）、碳（）、碳（C）常存杂质：实际使用的碳钢，含有少量常存杂质：实际使用的碳钢，含有少量锰（锰（Mn）、硅（）、硅（Si）、硫（）、硫（S）、磷）、磷（P）、氢（）、氢（H）等非特意加入的杂质元）等非特意加入的杂质元素。素。锰硫硫硅硅磷磷钢中常存杂质元素氢氢一、钢中常存元素及其对性能的影响一、钢中常存元素及其对性能的影响锰（Mn）的作用有益作用有益作用有害影响有害影响来源：炼钢时加入的脱氧剂炼钢时加入的脱氧剂（有益元素）（有益元素）能与能与硫硫（S S）化合形化合形成成硫化锰硫化锰（MnSMnS），），FeS+Mn=Fe+MnSFeS+Mn=Fe+MnS，减，减轻轻硫硫（
4、S S）的有害影的有害影响；少量能溶入响；少量能溶入铁素铁素体体（F F）中起固溶强中起固溶强化作用。化作用。含量过高会造含量过高会造成钢的塑性下成钢的塑性下降。一般不要降。一般不要超过超过0.80.8.硅（Si）的作用有益作用有益作用有害影响有害影响来源：炼钢时加入的脱氧剂炼钢时加入的脱氧剂（有益元素）（有益元素）能消除能消除氧化铁氧化铁夹杂对夹杂对钢的不良响钢的不良响2 2FeO+Si=2Fe+SiO2少少量能溶入量能溶入铁素体铁素体（F F）中起固溶强化）中起固溶强化作用，提高钢的强度、作用，提高钢的强度、硬度及弹性。硬度及弹性。过多会造成塑性过多会造成塑性下降，冲击性能下降，冲击性能变
5、差。含量一般变差。含量一般不超过不超过0.4.磷（P）的作用有益作用有益作用有害影响有害影响来源：炼钢原料和燃料。（有害元素有害元素）少量能溶入少量能溶入铁素铁素体体（F F）中，使）中，使强度、硬度显著强度、硬度显著提高。提高。引起钢的塑性和引起钢的塑性和韧性急剧下降，韧性急剧下降，尤其在低温时脆尤其在低温时脆性更大，这种现性更大，这种现象称为象称为冷脆性。冷脆性。含量含量0.045硫（S）来源：炼钢原料和燃料。（有害元素有害元素）有害影响在钢中形成在钢中形成FeS,FeSFeS,FeS与与FeFe形成低熔点形成低熔点（985985）共晶体）共晶体 分布在晶界上，使分布在晶界上，使得对钢进行
6、热加工时容易脆化开裂，得对钢进行热加工时容易脆化开裂，这种现象称为这种现象称为热脆性。含量热脆性。含量0.05氢（H）来源：炼钢原料和燃料。（有害元素有害元素）有害影响 造成氢脆、白点等缺陷按钢的含碳量分类碳素钢碳素钢C0.60%C=0.25%0.60%低碳低碳钢 高碳高碳钢中碳中碳钢C0.25%C代表含碳量，含碳量越高硬度越高，塑性越差。按钢的质量分类碳素钢碳素钢S0.025%P0.025%S0.035%P0.035%普通普通钢 高高级优质钢优质钢S0.050%P0.045%S代表含硫量，P代表含磷量。按钢的用途分类碳素钢碳素钢结构钢结构钢工具钢工具钢制造各种刀具，模具，量具机械零件，工程结
7、构件，建筑结构件刚才我们讲到了，地壳中含量最多的就是氧元素，在高温高压下，它变成一个个氧分子。也就是形成了氧气。1、钢在冶炼后期不加脱氧剂（如硅、铝等），浇注时钢液在钢锭模内产生沸腾现象（气体逸出）。2、通常注成上大下小带保温帽的锭型，浇注时钢液镇静不沸腾。3、浇注时有沸腾现象，但较沸腾钢弱。那第三个分类方法就是按照脱氧的方法分，也就是在钢水在浇注过程中所产生的现象。即：按冶炼时的脱氧程度不同分类碳素钢碳素钢脱氧程度脱氧程度完全的钢完全的钢Z脱氧程度介脱氧程度介于沸于沸腾钢和和镇静静钢之之间的的钢b沸沸腾钢 镇静静钢半半镇静静钢脱氧程度不脱氧程度不完全的钢完全的钢F杂质元素总结MnPH 总结总结SiS元素有益与有害是相对的：硅锰虽有元素有益与有害是相对的：硅锰虽有益，但也不是多多益善；硫磷虽有害，益，但也不是多多益善；硫磷虽有害，但炼铁过程中又不可避免其存在，因但炼铁过程中又不可避免其存在，因此应严格控制其含量此应严格控制其含量二、碳素钢的分类按含碳按含碳量量按按质量量按用途按用途按脱氧按脱氧程度程度低碳低碳钢中碳中碳钢高碳高碳钢 普通碳普通碳钢优质碳碳钢高高级优质碳碳钢结构构钢工具工具钢沸沸腾钢镇静静钢半半镇静静钢特殊特殊镇静静钢作业1、课后习题4-22、预习第二节碳钢的牌号及用途。The end