第2章第3节碳钢.ppt

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1、2.3 碳 钢,N,D,A,C,E,F,S,K,G,P,B,J,H,+A,L+,L+A,A,F+A,F,L+Fe3C,P,F+P,P+Fe3C,P+Fe3C+Ld,Fe3C+Ld,A+Fe3C,A+Fe3C+Ld,Fe3C+Ld,Ld,Ld,工业应用的碳钢：C：1.4%MnSiSP,一、常存杂质对碳钢性能的影响,碳锰硅硫磷,炼钢时的脱氧剂形成置换式固溶体-固溶强化，提高强度与S形成MnS，消除热脆性1.2%,炼钢时的脱氧剂形成置换式固溶体-固溶强化含量增加时产生脆性0.4%,一、常存杂质对碳钢性能的影响,碳锰硅硫磷,来源于铁矿石(FeS+Fe)低熔点共晶，存在于晶界，形成热脆性与S形成MnS，

2、消除热脆性0.055%,来源于铁矿石溶入铁素体降低钢的韧性，并使韧脆转变温度升高，产生冷脆性0.045%,二 碳钢的分类和牌号,（一)碳钢的分类,1 按含碳量分类,低碳钢（Wc0.6),2 按质量分类,普通碳素钢 Ws0.035%0.05%Wp0.035%0.045%优质碳素钢 Ws0.030%0.035%Wp0.030%0.035%高级优质碳素钢 Ws0.02%Wp0.03%,(二)碳钢的牌号和应用,普通碳素结构钢,要求：主要保证力学性能，在牌号上直接体现,牌号,Q 数字,“屈”的汉语拼音第一个字母、,屈服强度,Q275,Q210,Q数字-A(B,C,D)F(b),A,B,C,D 钢的含硫、

3、磷量依次降低，质量变好F 沸腾钢 b 表示半镇定钢,用途：,用于桥梁、建筑、各种型钢、条钢和铆钉、螺钉、螺母等。,例子,优质碳素结构钢,要求：保证化学成分和力学性能，需要热处理获得需要的性能,牌号含义：,用两位数字表示含碳量的万分数,常用牌号,08 08F 10 10F 塑性韧性好，冷成型性和焊接性能好，可冷轧成薄板，用于仪器仪表外壳、汽车车身等 40 45 50 综合性能好，用于轴类零件，如曲轴、连杆等65 弹性极限高，主要用于弹簧类零件,3 碳素工具钢,要求：保证化学成分和力学性能，需要热处理获得需要的性能,牌号含义：,T 数字(A),常用牌号,T8 T10 T8A T10A T12A(高

4、级优质钢）,性能特点：硬度高，耐磨性好,第四节 铸 铁,一 铸铁概述,铸铁的概念：含碳量大于2.11%(一般为2.5%4.0%)铁碳合金（含Si、Mn、S、P等元素）,铸铁的特点：历史上使用较早最便宜的金属材料之一铸造性能极好，且只能用铸造成形生产成本低，工艺简单，减震性耐磨性好，切削加工性好应用广主要用于制造各种机器零件,二 铸铁的球墨化,石墨化的概念：铸铁中碳原子析出并形成石墨的过程称为石墨化。,固溶在F、A中化合态的渗碳体(Fe3C)游离态石墨（G）,C的存在形式,石墨的析出,从液体和奥氏体中析出渗碳体分解灰口铸铁和球墨铸铁中的石墨主要是从液体中析出；可锻铸铁中的石墨则完全由白口铸铁经长

5、时间退火，由渗碳体分解而得到。,N,D,A,C,E,F,S,K,G,P,B,J,H,+A,L+,L+A,A,F+A,F,L+Fe3C,A+Fe3C（实线）A+石墨（虚线）,F+Fe3C（实线）F+石墨（虚线）,灰铸铁的组织,灰铸铁的力学性能,灰口铸铁的抗拉强度和塑性都很低，这是石墨对基体的严重割裂所致。石墨强度、韧性极低，相当于钢基体上的裂纹或空洞，它减小基体的有效截面，并引起应力集中。石墨越多，越大，对基体的割裂作用越严重，其抗拉强度越低。孕育处理可细化石墨片，减轻其对基体的割裂作用，因而提高铸铁的强度，但塑性无明显改善。,灰铸铁的工艺性能,石墨的存在，使铸铁具备某些优良的工艺性能因石墨的存

6、在，造成脆性切屑，铸铁的切削加工性能优异。灰铸铁的铸造性能良好，铸件凝固时形成石墨产生的膨胀，减少了铸件体积的收缩，降低了铸件中的内应力。石墨有良好的润滑作用，并能储存润滑油，使铸件有很好的耐磨性能。石墨对振动的传递起削弱作用，使铸铁有很好的减振性能。大量石墨的割裂作用，使铸铁对缺口不敏感。,灰铸铁的牌号,灰铸铁的牌号由HT+三位数字组成：其中HT是灰铁的汉语拼音缩写；数字代表铸铁的抗拉强度。如HT200表示最低抗拉强度为200M Pa的灰铸铁。最小的灰铁是HT100，往上以50为间隔递增，最大为HT350。,返回到节,四 可锻铸铁,可锻铸铁又称为玛铁、玛钢；它是由白口铸铁通过石墨化退火处理得

7、到的一种高强铸铁。它有较高的强度、塑性和冲击韧性，可以部分代替碳钢。可锻铸铁不可锻！,铁素体可锻铸铁,五 球墨铸铁,球墨铸铁：在铁水浇注前加球化剂（稀土Mg）使石墨球化最理想状态,牌号：如 QT700-2，表示 b700，2,组织：钢基体(F、F+P、P、S回火、B下)+球状石墨,性能：强、塑、韧、弯曲、疲劳明显优于灰铸铁（球状G 对基体的割裂作用小）；其综合机械性能接近于钢 缺点：消振性能低,六 合金铸铁,在铸铁中加入某些合金元素，得到一些具有特殊性能的合金铸铁。,高强度合金铸铁：加入Cr、Ni、Cu、Mo等，增加基体中珠光体数量并细化珠光体，从而显著提高铸铁强度耐热合金铸铁：加入Si、Al、Cr等，使铸件表面形成一层致密的SiO2、Al2O3、CrO3等氧化膜耐蚀合金铸铁：加入Si、Al、Cr、Cu、Ni等，在铸铁表面形成致密的 保护膜，减少各相间的电位差耐磨合金铸铁：白口铸铁表层灰口铸铁心部（强度好）激冷铸铁、高磷铸铁、高铬耐磨铸铁等,合金铸铁,