工程材料第七章 合金钢(合)

工程材料第七章 合金钢(合)

第七章 合金钢

第七章 合金钢碳素钢 合金 ？主要由Fe、C两元素组 杂质元素 成，含其它杂质元素， 如Si、Mn、S、P、N等

合金钢

在碳素钢的基础上有目的 合金元素 地添加了其它合金元素， 如Mn、Si、Ni、V等。

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第七章 合金钢

同为Si、M等非Fe、C元素，为何在碳素钢中称 为杂质元素，而在合金钢中则称为合金元素？ 为了改善钢的某种性能，有意加入的元素称 为合金元素，而在炼钢过程中作为脱氧剂或者由 于其它某种原因残留在钢中的称为杂质元素！ 为何要在碳钢的基础上加上其它合金元素？ 获得比碳素钢更好的性能—强硬度、塑韧性、 耐腐蚀性、尺寸稳定性、耐摩擦性能、易切削性 等。

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第七章 合金钢

本 章 主 要 内 容§7.1 碳素钢

§7.2 合金钢§7.3 合金结构钢

§7.4 合金工具钢§7.5 特殊性能钢

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§7.1

碳素钢

§7.1一、成分和分类1. 成分

碳素钢

主要元素C:0.0218-2.11% 有益常存元素Si、Mn:产生固溶强化 有害常存元素P:冷脆 S:热脆 O、H、N:强度、塑性、韧性↓

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§7.1

碳素钢

2. 分类 按含碳量分类

低碳钢：0.0218-0.25%

中碳钢：0.25-0.6%高碳钢：0.6-2.11%

普通碳素钢按质量(S、P 含量)分类 优质碳素钢 高级优质碳素钢 碳素结构钢 按用途分类 优质碳素钢 碳素工具钢

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§7.1 碳素钢

二、碳素钢的牌号及用途1. 碳素结构钢 成分： 含碳量在0.06-0.38%之间； 非金属夹杂物和有害元素含量较高。 牌号：如 Q235-A,F 其中Q表示屈服强度，235为屈服强度最小值， A为质量等级，F脱氧方法

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§7.1 碳素钢

碳素结构钢的牌号和化学成分(GB/T700-1988)化学成分 w( Si) w( Mn) % % 0.25-0.50 0.25-0.55 0.60-0.65 0.60 0.60 0.60 w(S ) % 不大于 0.050 0.050 / 0.045 0.050 w( P) % 0.045 0.045 0.045 脱氧 方法 F,b,Z F,b,Z F,b,Z

牌号

等级

w(C) % 0.06-0.12 0.09-0.15 0.14-0.22

Q195 Q215 Q265

- A/ B A

B C D Q255Q275

0.12-0.20 0.18 0.17 0.18-0.280.28-0.68

0.60-0.70 0.65-0.80 0.65-0.80 0.40-0.700.50-0.80

0.60 0.60 0.60 0.600.65

0.045 0.040 0.065 0.050 / 0.0450.050

0.045 0.040 0.065 0.0450.045

F,b,Z Z TZ ZZ

A/ B-

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§7.1 碳素钢

应用：钢板、钢筋、型钢等，做桥梁建筑构件

多边型角钢 钢桥梁 钢筋、螺纹钢 建筑构件 螺钉、铆钉

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§7.1 碳素钢

2. 优质碳素钢 成分： 含碳量在0.05-0.7%之间； 有害元素含量较低。

牌号：如 45钢(0.45%),60钢(0.6%)等 两位数字表示含碳量，以万分之一为单位

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§7.1 碳素钢

优质碳素钢的化学成分和性能 化学成分，% 钢号 C 08F 10 20 65 40 45 50 60 65 0.05-0.11 0.07-0.16 0.17-0.26 0.62-0.69 0.67-0.44 0.42-0.50 0.47-0.55 0.57-0.65 0.62-0.70 Mn 0.25-0.50 0.65-0.65 0.65-0.65 0.50-0.80 0.50-0.80 0.50-0.80 0.50-0.80 0.50-0.80 0.50-0.80 Si 0.06 0.17-0.67 0.17-0.67 0.17-0.67 0.17-

0.67 0.17-0.67 0.17-0.67 0.17-0.67 0.17-0.67 S <0.065 <0.065 <0.065 <0.065 <0.065 <0.065 <0.065 <0.065 <0.065 P <0.065 <0.065 <0.065 <0.065 <0.065 <0.065 <0.065 <0.065 <0.065 s ,MPa

≥ 175 205 245 615 665 655 675 400 420

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§7.1 碳素钢

应用：较重要机械零件，如轴、齿轮、弹簧等

汽车曲轴

需要进行一定的热处理， 如淬火、回火，渗碳等

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§7.1 碳素钢

3. 碳素工具钢 成分： 含碳量较高； S和P的含量严格控制。 牌号：如 T8(0.8%), T12(1.2%) 如在数字后出现A,表示高级优质钢，如T12A

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§7.1 碳素钢

碳素工具钢的化学成分和性能(淬火后HRC≥62)钢号 T7 T8 T8Mn T9 T10Mn T10 T12 T16 C, % 0.65-0.74 0.75-0.84 0.80-0.90 0.85-0.94 0.95-1.04 0.95-1.04 1.15-1.24 1.25-1.65 Mn, % 0.40 0.40 0.40-0.60 0.40 0.40-0.60 0.40 0.40 0.40 Si, % 0.65 0.65 0.65 0.65 0.65 0.65 0.65 0.65 S, % 0.060 0.060 0.060 0.060 0.060 0.060 0.060 0.060 P, % 0.065 0.065 0.065 0.065 0.065 0.065 0.065 0.065 退火后 HBS, 187 187 187 192 19 207 207 217 水冷淬火 温度，℃ 800-820 780-800 780-800 760-780 760-780 760-780 760-780 760-780

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§7.1 碳素钢

用途： 冲头、凿子、钻头、锉刀、量规等 热处理：淬火 + 低温回火

组织：回火M+ 粒状Fe3C + A'螺纹量规

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§7.1 碳素钢

碳素钢牌号1. 碳素结构钢

Q235-A,F;Q2552. 优质碳素钢 20钢(0.2%);45钢(0.45%)万分之一 3. 碳素工具钢 T8(0.8%);T12(1.2%)千分之一

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§7.1 碳素钢

碳素钢总结 碳素钢品种齐全，冶炼、加工成型比较简单，价格低廉。 经过一定的热处理后，其力学性能得到不同程度的改善和 提高，可满足工农业生产中许多场合的需求。 但是碳素钢的淬透性比较差，强度、屈强比、高温强度、 耐磨性、耐腐蚀性、导电性和磁性等也都比较低，它的应 用受到了限制。 为了提高钢的某些性能，满足现代工业和科学技术迅猛 发展的需要，人们在碳素钢的基础上，有目的地加人了锰、 硅、镍、钒、钨、钼、铬、钛、硼、铝、铜、氮和稀土等 合金元素，形成了合金钢