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1、L/O/G/O 金属材料与热处理金属材料与热处理金属材料与热处理金属材料与热处理精品课件v人类认识和使用材料的人类认识和使用材料的各个阶段各个阶段石器时代 青铜器时代铁器时代 钢铁时代 人工合成材料时代 绪论绪论绪论绪论精品课件石器时代石器时代 旧石器 新石器 距今6000至4000年左右，分为旧石器时代和新石器时代。旧石器时代，人类只会采用敲打而成的石头作为简单的工具；新石器时代，人类已学会通过磨制的方法将石头制成工具，后期还学会用泥土来制作陶器 精品课件青铜器时代青铜器时代 商代四羊方尊商代四羊方尊 青铜时代约从公元前4000年至公元初年，希腊、埃及始于公元前3 000年以前，中国始于公元
2、前1 800年。青铜器时代标志着人类开始学会冶炼和使用金属材料 精品课件铁器时代铁器时代 世界上最早锻造出铁器的是赫梯王国（今土耳其境内），距今约3400年。由于铁器比青铜器的硬度高4倍，所以极大地促进了社会生产力的发展 战国铁锄精品课件钢铁时代钢铁时代 现代工业炼钢现代工业炼钢18世纪的工业革命使人类使用材料的历史产生了重大突破，人类掌握了炼钢的方法。钢铁时代的到来和蒸汽机的发明，使人类的生产力有了空前的发展，人们不再简单的使用工具，而开始使用真正意义的机器，这标志着工业时代的来临 精品课件人工合成材料时代人工合成材料时代 20世纪初酚醛树脂的合成标志着人类进入到了人工合成材料时代。目前，传
3、统合成材料已有几十万种，而新材料的数量正在以每年约5的速度增长；世界上现有800多万种人工合成的化合物，而且还以每年25万种的速度增长，其中相当一部分将成为工业化生产的新材料，为人类社会和科学技术的发展服务精品课件 金属由单一元素构成的具有特殊的光泽、延展性、导电性、导热性的物质，如金、银、铜、铁、锰、锌、铝等。合金由一种金属元素与其他金属元素或非金属元素通过熔炼或其他方法合成的具有金属特性的材料。金属材料金属及其合金的总称，即指金属元素或以金属元素为主构成的，并具有金属特性的物质。精品课件课程主要内容：课程主要内容：1金属材料的基本知识 2金属的性能3金属学基础知识4金属材料及其应用5热处理
4、的基本知识精品课件1 1金属材料的基本知识金属材料的基本知识 主要介绍金属的晶体结构及变形的相关知识。精品课件2 2金属的性能金属的性能 主要介绍金属的力学性能和工艺性能。精品课件3 3金属学基础知识金属学基础知识 主要介绍铁碳合金的组织及铁碳合金相图。精品课件4 4金属材料及其应用金属材料及其应用 主要介绍碳素钢、合金钢、铸铁、有色金属及硬质合金等金属材料的常用牌号、成分、组织、性能及用途，并介绍了国外常用金属材料的牌号和新型工程材料的相关知识。精品课件5 5热处理的基本知识热处理的基本知识 主要介绍热处理的原理（钢在加热、保温、冷却时的组织转变）、热处理的工艺（退火、正火、淬火、回火、表面
5、热处理等）及常用材料的典型热处理工艺。精品课件第一章第一章第一章第一章 金属的结构与结金属的结构与结金属的结构与结金属的结构与结晶晶晶晶11 金属的晶体结构12 纯金属的结晶13 观察结晶过程（实验）精品课件111 1 金属的晶体结构金属的晶体结构一、晶体与非晶体一、晶体与非晶体二、金属的晶格类型二、金属的晶格类型 三、单晶体与多晶体三、单晶体与多晶体 四、晶体的缺陷四、晶体的缺陷 精品课件一、晶体与非晶体非晶体气态液态固态晶体物质存在状态存在状态结构特点结构特点精品课件晶体和非晶体的对比晶体和非晶体的对比项目晶体非晶体定义原子呈有序、有规则排列原子呈有序、有规则排列的物质的物质 原子呈无序、
6、无规则堆积原子呈无序、无规则堆积的物质的物质 性能特点具有规则的几何形状具有规则的几何形状 有一定的熔点，性能呈各有一定的熔点，性能呈各向异性向异性 没有规则的几何形状没有规则的几何形状 有固定的熔点，性能呈各有固定的熔点，性能呈各向同性向同性 典型物质石英、云母、明矾、食盐、石英、云母、明矾、食盐、硫酸铜、糖、味精硫酸铜、糖、味精 玻璃、蜂蜡、松香、沥青、玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶橡胶 精品课件二、金属的晶格类型 晶格类型晶格类型金属中原子排列的规律。晶格晶格为了清楚地表示晶体中原子排列的规律，将原子简化为一个质点，再用假想的线将它们连接起来，形成一个能反映原子排列规律的空间格架。晶胞晶胞
7、晶格中能够完整地反映晶体晶格特征的最小几何单元。晶格与晶胞晶格与晶胞精品课件体心立方晶格 面心立方晶格 密排六方晶格 精品课件三、单晶体与多晶体 晶粒晶粒组成金属的小晶体。晶界晶界由晶粒间不规则排列的原子构成。单晶体和多晶体单晶体和多晶体精品课件四、晶体的缺陷 晶体缺陷晶体缺陷由于各种原因，实际晶体中原子的规律排列受到干扰和破坏，使晶体中的某些原子偏离正常位置，造成原子排列的不完全性。常见的晶体缺陷常见的晶体缺陷精品课件112 2 纯金属的结晶纯金属的结晶*一、纯金属的结晶过程一、纯金属的结晶过程 二、晶粒大小对金属材料的影响二、晶粒大小对金属材料的影响 三、同素异构转变三、同素异构转变 精品
8、课件 结晶结晶金属从高温液体状态冷却凝固为原子有序排列的固体状态的过程。结晶潜热结晶潜热结晶的过程中放出的热量。精品课件一、纯金属的结晶过程 过冷度过冷度理论结晶温度和实际结晶温度（T1）之间存在的温度差（T=T0 T1）。金属结晶时，冷却越快，其实际结晶的温度就越低，过冷度T也就越大。结晶冷却曲线结晶冷却曲线精品课件金金属属的的结结晶晶过过程程精品课件二、晶粒大小对金属材料的影响 晶粒愈细，强度、硬度愈高，塑性、韧性也愈好。形核率形核率单位时间、单位体积所形成的晶核数，用字母N表示。精品课件细化晶粒的方法：（1）增加过冷度（2）变质处理（3）振动处理 精品课件三、同素异构转变 金属的同素异构
9、转变金属的同素异构转变在固态下，金属随温度的改变由一种晶格转变为另一种晶格的现象。纯铁的冷却曲线纯铁的冷却曲线精品课件 19世纪末，著名物理家居里在实验室里发现磁石的一个物理特性，就是当磁石加热到一定温度时，原来的磁性就会消失。后来，人们把这个温度叫 “居里点”。居里点也称居里温度或磁性转变点精品课件纯铁同素异构转变示意图精品课件113 3 观察结晶过程（实验）观察结晶过程（实验）一、实验目的1 1通过观察透明盐类的结晶过程及组织特征，理解通过观察透明盐类的结晶过程及组织特征，理解金属的结晶理论。金属的结晶理论。2 2通过观察铸锭表面，建立金属晶体以树枝状形态通过观察铸锭表面，建立金属晶体以树
10、枝状形态成长的直观认识。成长的直观认识。精品课件 由于液态金属的结晶过程难以直接观察，而由于液态金属的结晶过程难以直接观察，而盐类也是晶体物质，其溶液的结晶过程和金属很盐类也是晶体物质，其溶液的结晶过程和金属很相似，区别仅在于盐类是在室温下依靠溶剂蒸发相似，区别仅在于盐类是在室温下依靠溶剂蒸发使溶液过饱和而结晶，金属则主要依靠过冷，故使溶液过饱和而结晶，金属则主要依靠过冷，故完全可通过观察透明盐类溶液的结晶过程来了解完全可通过观察透明盐类溶液的结晶过程来了解金属的结晶过程。金属的结晶过程。二、实验原理二、实验原理精品课件三、实验器材1.生物显微镜和放大镜。2.接近饱和的氯化铵或硝酸铅水溶液（由
11、实验室预先制好）。3.干净玻璃片和吸管。4.酒精灯或电吹风。5.有枝晶的金属铸件实物。精品课件第二章第二章第二章第二章 金属材料的性能金属材料的性能金属材料的性能金属材料的性能21 金属材料的损坏与塑性变形22 金属的力学性能23 金属的工艺性能24 力学性能实验精品课件221 1 金属材料的损坏与塑性变形金属材料的损坏与塑性变形一、与变形相关的几个概念二、金属的变形三、金属材料的冷塑性变形与加工硬化精品课件一、与变形相关的几个概念一、与变形相关的几个概念 （1 1）静载荷）静载荷大小不变或变化过程缓慢的载荷。（2 2）冲击载荷）冲击载荷在短时间内以较高速度作用于零件上的载荷。（3 3）交变载
12、荷）交变载荷大小、方向或大小和方向随时间发生周期性变化的载荷。1 1载荷载荷 载荷载荷金属材料在加工及使用过程中所受的外力。根据载荷作用性质的不同分：载荷的作用形式载荷的作用形式精品课件 内力内力工件或材料在受到外部载荷作用时，为保持其不变形，在材料内部产生的一种与外力相对抗的力，称为。2 2内力内力 应力应力假设作用在零件横截面上的内力大小均匀分布，单位横截面积上的内力。3 3应力应力R：应力，Pa；F：外力，N；S：横截面面积，m2。精品课件二、金属的变形二、金属的变形弹性变形弹性变形弹塑性变形弹塑性变形断裂断裂滑移与位错滑移与位错金属变形实验金属变形实验精品课件金属塑性变形的影响因素：金
13、属塑性变形的影响因素：1晶粒位向的影响2晶界的作用3晶粒大小的影响 精品课件三、金属材料的冷塑性变形与加工硬化三、金属材料的冷塑性变形与加工硬化 形变强化（加工硬化）形变强化（加工硬化）冷塑性变形除了使晶粒的外形发生变化外，还会使晶粒内部的位错密度增加，晶格畸变加剧，从而使金属随着变形量的增加，使其强度、硬度提高，而塑性、韧性下降。精品课件塑性变形后的金属组织 金属的塑性变形，在外形变化的同时，晶粒的形状也会发生变化。通常晶粒会沿变形方向压扁或拉长。精品课件222 2 金属的力学性能金属的力学性能一、强度二、塑性三、硬度四、冲击韧性*五、疲劳强度 任何机械零件或工具，在使用过程中，往往要受到各
14、种形式外力的作用，这就要求金属材料必须具有一种承受机械载荷而不超过许可变形或不破坏的能力，这种能力就是材料的力学性力学性能能。精品课件一、强度一、强度 强度强度金属在静载荷作用下抵抗塑性变形或断裂的能力。其大小用应力表示。l 抗拉强度拉伸实验测定l 抗压强度l 抗剪强度l 抗扭强度l 抗弯强度 精品课件1 1拉伸试样拉伸试样 d试样直径 Lo标距长度低碳钢拉伸实验低碳钢拉伸实验精品课件2 2力伸长曲线力伸长曲线 l 弹性变形阶段l 屈服阶段l 强化阶段l 缩颈阶段力拉伸曲线力拉伸曲线精品课件3 3强度指标强度指标 （1 1）屈服强度）屈服强度当金属材料出现屈服现象时，在实验期间发生塑性变形而力
15、不增加的应力点。屈服强度分为上屈服强度ReH和下屈服强度ReL。ReL 试样的下屈服强度，N/mm2；FeL 试样屈服时的最小载荷，N；So 试样原始横截面面积，mm2。规定产生0.2残余伸长时的应力为条件屈服强度条件屈服强度Rp0.2，替代ReL，称为条件（名义）屈服强度条件（名义）屈服强度。精品课件2 2抗拉强度抗拉强度R Rm m 抗拉强度抗拉强度材料在断裂前所能承受的最大的应力。Rm 抗拉强度，MPa；Fm 试样在屈服阶段后所能抵抗的最大力（无明显屈服的材料，为试验期间的最大力），N；So 试样原始横截面面积，mm2。精品课件二、塑性二、塑性塑性塑性材料受力后在断裂前产生塑性变形的能力
16、。1 1断后伸长率断后伸长率A A 试样拉断后，标距的伸长量与原始标距之比的百分率。2 2断面收缩率断面收缩率Z Z 试样拉断后，缩颈处面积变化量与原始横截面面积比值的百分率。精品课件 【例例】有一直径 d=10mm，Lo=100mm 的低碳钢试样，拉身实验时测得FeL=21kN，Fm=29kN，du=5.65mm，Lu=138mm。求此试样的ReL、Rm、A11.3、Z。解题过程解题过程精品课件三、硬度三、硬度 硬度硬度材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划痕的能力。硬度是通过在专用的硬度试验机上实验测得的。布氏硬度试验机 洛氏硬度试验机 维氏硬度试验机 精品课件1 1布氏硬度布氏硬度
17、布氏硬度值布氏硬度值用球面压痕单位面积上所承受的平均压力来表示，单位为MPa，但一般均不标出，用符号HBW表示：布氏硬度原理布氏硬度原理精品课件表示方法：表示方法：布氏硬度用硬度值、硬度符号、压头直径、实验力及实验力保持时间表示。当保持时间为1015s时可不标。例：例：170HBW10/1000/30：直径10mm的压头，在9807N（1000kg）的试验力作用下，保持30 s时测得的布氏硬度值为170。600HBW1/30/20：直径为1mm压头，在294.2N（30kg）的实验力作用下，保持20 s时测得的布氏硬度值为600。精品课件应用范围：应用范围：主要用于测定铸铁、有色金属及退火、正
18、火、调质处理后的各种软钢等硬度较低的材料。精品课件2 2洛氏硬度洛氏硬度 洛氏硬度计表盘 洛氏硬度试验原理 洛氏硬度原理洛氏硬度原理HR=100 HR=100 精品课件表示方法：表示方法：符号HR前面的数字表示硬度值。HR后面的字母表示不同的洛氏硬度标尺。例：例：45HRC表示用C标尺测定的洛氏硬度值为45。常用的三种洛氏硬度标尺的试验条件和适用范围常用的三种洛氏硬度标尺的试验条件和适用范围 硬度标硬度标尺尺压头类型压头类型总测试力总测试力(N)(N)硬度值有效范围硬度值有效范围应用举例应用举例HRCHRC120120金刚石圆锥体金刚石圆锥体1471.02067HRC一般淬火钢一般淬火钢HRB
19、HRB1.581.5875mm 硬质合金球硬质合金球980.725100HRB软钢、退火钢、铜合金等软钢、退火钢、铜合金等HRAHRA120120金刚石圆锥体金刚石圆锥体588.46085HRA硬质合金、表面淬火钢等硬质合金、表面淬火钢等精品课件四、冲击韧性四、冲击韧性 冲击韧性冲击韧性金属材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力。材料的冲击韧性用夏比摆锤冲击弯曲试验来测定。精品课件冲击试样 用试样所吸收的能量用试样所吸收的能量K K的大小来作为衡量材料韧性好坏的大小来作为衡量材料韧性好坏的指标，称为的指标，称为冲击吸收能量冲击吸收能量。用。用U U形和形和V V形缺口试样测得的形缺口试样测得的冲击
20、吸收能量分别用冲击吸收能量分别用KUKU和和KVKV表示。表示。冲击实验冲击实验精品课件*五、疲劳强度五、疲劳强度 由于所承受的载荷为交变载荷，零件承受的应力虽低于材料的屈服强度，但经过长时间的工作后，仍会产生裂纹或突然发生断裂。金属这样的断裂现象称为疲劳断裂疲劳断裂。金属材料抵抗交变载荷作用而不产生破坏的能力称为疲劳强度疲劳强度。疲劳极限用符号R1表示。精品课件23 金属的工艺性能金属材料的一般加工过程金属材料的一般加工过程 金属材料的工艺性能金属材料的工艺性能金属材料对不同加工工艺方法的适应能力。它包括铸造性能、锻造性能、切削加工性能和焊接性能、热处理性能等。冶炼铸造铸件铸锭热锻热轧焊接机
21、加工冷轧、冷拔、冷冲板料、棒材、型材、管材机加工机加工零件精品课件一、铸造性能二、锻压性能三、焊接性能四、切削加工性能五、热处理性能精品课件一、铸造性能一、铸造性能 铸造成形过程中获得外形准确、内部健全铸件的能力，主要取决于金属的流动性、收缩性流动性、收缩性和偏析倾向偏析倾向等。精品课件 1 1流动性流动性 熔融金属的流动能力。2 2收缩性收缩性 铸造合金由液态凝固和冷却至室温的过程中，体积和尺寸减小的现象。3 3偏析倾向偏析倾向 金属凝固后，内部化学成分和组织不均匀现象。精品课件二、锻压性能二、锻压性能 用锻压成形方法得优良锻件的难易程度。常用塑性塑性和变形抗力变形抗力两个指标来综合衡量。精
22、品课件三、焊接性能三、焊接性能 金属材料对焊接加工的适应性，也就是在一定焊接工艺条件下，获得优质焊接接头的难易程度。对碳钢和低合金钢而言，焊接性能主要与其化学化学成分成分有关（其中碳的影响最大）。精品课件四、切削加工性能四、切削加工性能 切削加工性能切削加工性能切削金属材料的难易程度。一般用工件切削时的切削速度、切削抗力的大小、断屑能力、切削速度、切削抗力的大小、断屑能力、刀具的耐用度刀具的耐用度以及加工后的表面粗糙度表面粗糙度来衡量。表面加工硬化表面加工硬化切削塑性金属材料时，工件在加工表面层的硬度明显提高而塑性下降的现象。精品课件五、热处理性能五、热处理性能 l 淬透性l 淬硬性l 过热敏
23、感性l 变形开裂倾向l 回火脆性倾向l 氧化脱碳倾向精品课件24 力学性能实验实验1 拉伸实验实验2 硬度测试液压式万能试验机液压式万能试验机拉伸实验拉伸实验布氏硬度测试步骤布氏硬度测试步骤洛氏硬度测试步骤洛氏硬度测试步骤精品课件第三章第三章第三章第三章 铁碳合金铁碳合金铁碳合金铁碳合金31 合金及其组织32 铁碳合金的基本组织与性能33 铁碳合金相图34 碳素钢35 观察铁碳合金的平衡组织 （实验）精品课件黑色金属黑色金属以铁及以铁碳为主的合金（钢铁）。有色金属有色金属其他金属及其合金。精品课件331 1 合金及其组织合金及其组织一、合金的基本概念一、合金的基本概念二、合金的组织二、合金的组
24、织精品课件一、合金的基本概念一、合金的基本概念 合金合金以一种金属为基础，加入其他金属或非金属，经过熔合而获得的具有金属特性的材料。即合金是由两种或两种以上的元素所组成的金属材料。组元组元组成合金最简单的、最基本的、能够独立存在的元物质，简称元元。相相合金中成分、结构及性能相同的组成部分。组织组织合金中不同相之间相互组合配置的状态。换言之，数量、大小和分布方式不同的相构成了合金不同的组织。精品课件二、合金的组织二、合金的组织1 1固溶体固溶体 间隙固溶体 置换固溶体2 2金属化合物金属化合物3 3混合物混合物单相组织单相组织多相组织多相组织精品课件1 1固溶体固溶体 一种组元的原子溶入另一组元
25、的晶格中所形成的均匀固相。间隙固溶体间隙固溶体溶质原子分布于溶剂晶格中而形成的固溶体。置换固溶体置换固溶体溶质原子置换了溶剂晶格结点上某些原子而形成的固溶体。精品课件间隙固溶体置换固溶体精品课件2 2金属化合物金属化合物 在合金中，当溶质含量超过固溶体的溶解度时，除可形成固溶体外，还将出现新的相，其晶体结构不同于任一组元，而是组元之间相互作用形成一种具有金属特性的物质。两种或两种以上的相按一定的质量百分数组成的物质。3 3混合物混合物精品课件 固溶强化固溶强化无论是间隙固溶体还是置换固溶体，在其形成过程中，都会使溶剂晶格发生畸变，从而使合金对变形的抗力增加。也即通过溶入溶质元素形成固溶体而使金
26、属材料强度、硬度提高的现象。间隙固溶体置换固溶体精品课件332 2 铁碳合金的基本组织与性能铁碳合金的基本组织与性能一、铁素体（一、铁素体（F F）二、奥氏体（二、奥氏体（A A）三、渗碳体（三、渗碳体（FeFe3 3C C或或C Cm m）四、珠光体（四、珠光体（P P）五、莱氏体（五、莱氏体（L Ld d）精品课件一、铁素体（一、铁素体（F F）碳溶解在Fe中形成的间隙固溶体，用符号 F 表示。铁素体的晶胞示意图 铁素体的显微组织 精品课件二、奥氏体（二、奥氏体（A A）碳溶于Fe中形成的间隙固溶体，用符号A表示。奥氏体的晶胞示意图 奥氏体的显微组织 精品课件三、渗碳体（三、渗碳体（Fe3
27、C或或Cm）渗碳体是含碳量为6.69的铁与碳的金属化合物，其化学式为Fe3C。渗碳体的晶胞示意图 精品课件四、珠光体（四、珠光体（P P）珠光体是铁素体和渗碳体的混合物，用符号P表示。光学显微镜观察组织 电子显微镜观察组织 精品课件五、莱氏体（五、莱氏体（Ld）莱氏体是奥氏体和渗碳体的混合物，用符号Ld表示。低温莱氏体的显微组织 低温莱氏体低温莱氏体室温下的莱氏体，由珠光体和渗碳体组成，用符号Ld表示。精品课件333 3 铁碳合金相图铁碳合金相图一、铁碳合金相图的组成一、铁碳合金相图的组成二、二、FeFeFeFe3 3C C相图中特性点、线的含义及相图中特性点、线的含义及 各区域内的组织各区域
28、内的组织三、铁碳合金的分类三、铁碳合金的分类四、典型铁碳合金结晶过程分析四、典型铁碳合金结晶过程分析五、铁碳合金的成分、组织与性能的关系五、铁碳合金的成分、组织与性能的关系六、六、FeFeFeFe3 3C C相图的应用相图的应用精品课件一、铁碳合金相图的组成一、铁碳合金相图的组成 铁碳合金相图铁碳合金相图表示在缓慢冷却（或缓慢加热）的条件下，不同成分的铁碳合金的状态或组织随温度变化的图形。Fe C相图的组成 在铁碳合金中，铁和碳可以形成一系列的化合物，如Fe3C、Fe2C、FeC 等。精品课件简化后的FeFe3C相图 精品课件二、二、FeFe3C相图中特性点、线的含义及各相图中特性点、线的含义
29、及各区域内的组织区域内的组织1 1主要特性点主要特性点2 2主要特性线主要特性线主要特性点主要特性点主要特性线主要特性线精品课件三、铁碳合金的分类三、铁碳合金的分类 纯铁纯铁含碳量小于0.0218%的铁碳合金。钢钢含碳量大于0.0218%而小于2.11%的铁碳合金。铸铁铸铁含碳量大于2.11%的铁碳合金。精品课件四、典型铁碳合金结晶过程分析四、典型铁碳合金结晶过程分析精品课件1共析钢 共析钢在室温时的组织是珠光体，合金的组织按下列顺序变化：精品课件2亚共析钢亚共析钢的室温组织由珠光体和铁素体组成合金亚共析钢的室温组织由珠光体和铁素体组成合金的组织按下列顺序变化：的组织按下列顺序变化：精品课件3
30、过共析钢室温下为珠光体和网室温下为珠光体和网状二次渗碳体组织。状二次渗碳体组织。钢中含碳量越多，二钢中含碳量越多，二次渗碳体也越多。次渗碳体也越多。精品课件4白口铸铁v亚共晶白口铸铁v共晶白口铸铁v过共晶白口铸铁精品课件随含碳量的不同，其组织顺序：FF+PPP+Fe3 CP+Fe3 C+Fe3 C 含碳量越高，钢的强度、硬度越高，而塑性、韧性越低，这在钢经过热处理后表现尤为明显。五、铁碳合金的成份、组织与性能的关系五、铁碳合金的成份、组织与性能的关系精品课件六、六、FeFe3C相图的应用相图的应用1作为选材的依据 2在铸造生产中的应用3在锻造工艺上的应用4在热处理工艺上的应用精品课件334 4
31、 碳素钢碳素钢一、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二、碳素钢的分类二、碳素钢的分类三、碳素钢牌号及用途三、碳素钢牌号及用途 碳素钢碳素钢简称碳钢，是最基本的铁碳合金。它是指在冶炼时没有特意加入合金元素，且含碳量大于0.0218%而小于2.11%的铁碳合金。精品课件一、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 锰锰有益元素，有很好的脱氧能力，还可与硫形成MnS，从而消除了硫的有害作用。硅硅有益元素，脱氧能力比锰强，还能提高钢的强度及质量，硅作为杂质一般应不超过0.4%。硫硫有害元素，常以FeS形式存在，易使钢材变脆（热脆性）。磷磷有害元素，它使钢在
32、低温时变脆（冷脆性）。氢氢有害元素，能造成氢脆、白点等缺陷。精品课件二、碳素钢的分类二、碳素钢的分类1 1按钢的含碳量分按钢的含碳量分 低碳钢：C0.25 中碳钢：0.25C 0.60 高碳钢：C 0.602 2按钢的质量分按钢的质量分 普通钢：S 0.050，P 0.045 优质钢：S 0.035，P 0.035 高级优质钢：S 0.025，P 0.025精品课件3 3按钢的用途分按钢的用途分 结构钢：结构钢：含碳量一般均小于0.70%工具钢：工具钢：含碳量一般均大于0.70%4 4按冶炼时脱氧程度的不同分按冶炼时脱氧程度的不同分 沸腾钢：沸腾钢：脱氧程度不完全的钢 镇静钢：镇静钢：脱氧程度
33、完全的钢 特殊镇静钢：特殊镇静钢：比镇静钢脱氧程度更充分彻底的钢 精品课件三、碳素钢牌号及用途三、碳素钢牌号及用途化学元素符号汉语拼音字母阿拉伯数字1 1（普通）碳素结构钢（普通）碳素结构钢2 2优质碳素结构钢优质碳素结构钢3 3碳素工具钢碳素工具钢4 4铸造碳钢铸造碳钢精品课件1 1（普通）碳素结构钢（普通）碳素结构钢1 1）前缀符号：）前缀符号：Q（钢屈服强度“屈”，汉语拼音字首）+屈服强度值（单位MPa）。2 2）质量等级符号：）质量等级符号：A、B、C、D级，从A到D依次提高。3 3）（必要时）脱氧方法符号：）（必要时）脱氧方法符号：F沸腾钢、Z镇静钢、TZ特殊镇静钢，Z与TZ符号在钢
34、号组成表示方法中予以省略。4 4）（必要时）在牌号尾加产品用途、特性和工艺方法表示符号。）（必要时）在牌号尾加产品用途、特性和工艺方法表示符号。如压力容器用钢R、锅炉用钢G、桥梁用钢Q 等。精品课件2 2优质碳素结构钢优质碳素结构钢 牌号用两位数字表示，这两位数字表示该钢的平均含碳量的万分数。l 45表示平均含碳量为0.45的优质碳素结构钢l 08表示平均含碳量为0.08的优质碳素结构钢l若为高级优质钢、特级优质钢时，分别在牌号尾加A、E表示精品课件3 3碳素工具钢碳素工具钢 牌号以汉字“碳”的汉语拼音字母字头“T”及后面的阿拉伯数字表示，其数字表示钢中平均含碳量的千分数。例如：例如：T8表示平均含碳量为0.80的优质碳素工具钢。若为高级优质碳素工具钢，则在牌号后面标以字母A。精品课件4 4铸造碳钢铸造碳钢 牌号由“铸钢”两汉字的汉语拼音字母字头“ZG”后面加两组数字组成：第一组数字代表屈服强度，第二组数字代表抗拉强度值。例如：例如：ZG270500表示屈服强度不小于270MPa，抗拉强度不小于500MPa的铸造碳钢。精品课件335 5 观察铁碳合金的平衡组织（实验）观察铁碳合金的平衡组织（实验）金相显微镜照明系统金相显微镜照明系统金相显微镜光学系统金相显微镜光学系统观察铁碳合金的平衡组织观察铁碳合金的平衡组织精品课件