钢的牌号.

第五章金属材料传统上将金属材料分为三大类：钢铸铁非铁合金非铁合金—除铁合金外的所有金属及合金。金属材料中95％为钢铁，是应用最多的工程材料。1.钢的分类①按碳质量分数分类②按品质分类结构钢工具钢特殊性能钢钢2.）碳素钢的分类③按用途分类④按合金元素的总质量分类低合金钢合金钢钢•3）.钢材的分类•钢经压力加工制成各种形状的材料•型材•板材•钢管•钢丝1.铸铁碳2.0%∼4.0%的铁、碳、硅多元合金根据碳在铸铁中的存在形态可分为：1）白口铸铁（生铁）。碳除少量溶于铁素体外，绝大部分以渗碳体形式存在，其断口呈银白色。特点是硬和脆，难以加工，但耐磨。一般不直接用来制造机器零件，常用作炼钢原料或制造可锻铸铁件。2）灰铸铁。碳主要以自由状态的片状石墨形态存在，断口为暗灰色。铸造性能好，是工业中应用最广泛的一种铸铁。2.铸铁3）可锻铸铁。一定成分的白口铸铁经过长时间的可锻化退火，使渗碳体主要以团絮状石墨形态存在.如图1-25，这种铸铁并不可锻，塑性和韧性比白口铸铁好。图1-25团絮状石墨4）球墨铸铁。铁液在经球化处理后浇注，碳大部分或全部以自由状态的球状石墨存在，如图1-26，用于力学性能要求高的铸件。图1-26球状石墨5）蠕墨铸铁。碳主要以蠕虫状石墨存在铸铁中，类似于片状石墨，但片短而厚，头部较圆，形似蠕虫。3.非铁金属的分类二、合金元素在钢中的作用合金元素S和P：有害元素。S与Fe形成的FeS与Fe在钢中形成低熔点的共晶体（熔点983℃），分布在晶界上，在1000～1200℃对钢进行加热锻造时，共晶体将熔化，使钢产生热脆开裂现象，称为热脆。P使材料在低温脆性和韧性显著降低，，称为冷脆。Mn和Si：有益元素。提高钢的强度和硬度。Mn与S形成MnS，消除S的有害作用。1、合金元素对钢基本相的的影响钢基本相是固溶体和碳化物合金元素在钢中两种形式存在：非碳化物形成元素Ni、Co、Cu、Si、Al、N、B，与碳结合力弱，不易形成化合物溶解于碳钢原有的相中固溶体），产生固溶强化，使强度硬度提高，塑性韧性下降碳化物形成元素，与碳作用生成碳化物，按与碳亲合力的大小，可形成不同类型的碳化物溶入渗碳体中，①形成合金渗碳体（Fe，Mn）3C②合金化合物Fe3W3C③形成特殊碳化物WC、TiC从渗碳体到特殊碳化物稳定性、硬度依次增强。碳化物形成元素：Mn、Cr、Mo、W、V、Ti、Nb、Zr。与碳亲和力有弱到强。2.合金元素对铁碳相图的影响•对奥氏体相区的影响扩大奥氏体区域的元素有镍、锰、碳、氮等，这些元素使A1和A3温度降低，从而使奥氏体区域扩大，常温保持稳定的单向奥氏体组织，利用合金元素扩大奥氏体相区的作用可产生奥氏体钢。缩小奥氏体区的元素有铬、钼、硅、钨，使A1和A3温度升高，从而使奥氏体区域缩小使钢常温和高温保持铁素体组织，这类钢称为铁素体钢。•对S、E点的影响•合金元素都使S点、E点向左移动，使共析含碳量和奥氏体对碳的最大溶解度降低。若合金元素足够高，可使含碳0.4%的钢种产生过共析组织，1%的钢中产生莱氏体3、合金元素对钢的热处理的影响（1）对奥氏体化及奥氏体晶粒长大的影响使合金钢的奥氏体需要的温度高保温时间长（高熔点碳化物的细小颗粒分散在奥氏体中，能机械的阻碍晶粒的长大）（2）冷却时对过冷奥氏体转变的影响大多数元素除Co外，使钢的淬透性增加。使C曲线位置右移，临界冷却速度减小，从而提高钢的淬透性有利于大面截面积零件的淬透有利于较缓和的冷却介质淬火有利于降低淬火应力，减少变形、开裂除Co、Al外，合金元素大部分可使Ms点下降，并增加残余奥氏体量（3）对回火转变的影响•合金元素对淬火钢、回火转变的影响（1）提高钢的耐回火性（回火稳定性）淬火钢在回火时抵抗强度、硬度下降的能力（2）在回火过程中有二次硬化作用；1.普通碳素结构钢约占钢总产量的70～80％，大部分作工程结构件。普通碳素结构钢的牌号以“Q＋数字＋字母＋字母”表示。牌号：Q+σS+质量等级+脱氧方法。其中，“Q”字是钢材的屈服强度“屈”字的汉语拼音字首，紧跟后面的是屈服强度值，再其后分别是质量等级符号和脱氧方法。例如：Q235AF即表示屈服强度值为235MPa的A级沸腾钢。牌号中规定了A、B、C、D四种质量等级，A级质量最差，D级质量最好。按脱氧制度，沸腾钢在钢号后加“F”，半镇静钢在钢号后加“b”，镇静钢则不加任何字母。含碳量在0.06%∼0.38%之间，硫、磷含量较高，在供应状态下使用，不需热处理。常用于一般工程结构及普通零件。二、非合金钢2.优质碳素结构钢多用于制造重要的零件。一般是经热处理后使用。钢的牌号用2位数字表示，以“两位数字＋元素＋数字＋…”●钢号的前两位数字表示平均含碳量的万分之几；●沸腾钢、半镇静钢以及专门用途的优质碳素结构钢，应在钢号后特别标出；●合金元素以化学元素符号表示，合金元素后面的数字则表示该元素的含量，一般以百分之几表示。凡合金元素的平均含量小于1.5%时，钢号中一般只标明元素符号而不标明其含量。如果平均含量≥1.5%、≥2.5%、≥3.5%、时,则相应地在元素符号后面标以2、3、4……；●如为高级优质钢，则在其钢号后加“A”。●钢中的V、Ti、Al、B、RE等合金元素，虽然它们的含量很低，但在钢中能起相当重要的作用，故仍应在钢号中标出。如：45钢表示平均含碳量为0.45%的优质碳素结构钢；20CrMnTi表示平均含碳量为0.20%，主要合金元素Cr、Mn含量均低于1.5%，并含有微量Ti的合金结构钢；60Si2Mn表示平均含碳量为0.60%，主要合金元素Mn含量低于1.5%，Si含量为1.5~2.5%的合金结构钢。3、碳素工具钢生产成本低，加工性能良好，可用制作低速、手动刀具及常温下使用的工具、模具、量具等。个牌号的碳素工具钢淬火后硬度相差不大，但岁含碳量的增加，二次渗碳体增多，耐磨性和韧性降低，因此不同牌号的工具钢适用不同用途的工具。碳素工具钢的牌号是用“碳或T+数字”表示，数字表示钢的平均碳质量分数的千分数。如碳12或T12表示钢的平均碳质量分数为1.2％的碳素工具钢。若是高级优质碳素工具钢，则在钢号数字后加一个“高”或“A”，如T8A或碳8高。如有T8Mn或T8MnA，则表示碳质量分数为0.8％,含Mn量较高的碳素工具钢或高级碳素工具钢。4.易切削钢采用标准化学元素符号（Y）和阿拉伯数字表示。阿拉伯数字表示平均含碳量(以万分之几计)。例如：平均含碳量为0.15%的易切削钢，其牌号表示为“Y15”。5.碳素铸钢•用于铸造的碳素钢称为铸造铸钢，简称铸钢。•铸钢的牌号是“ZG”加2组数字组成，第一组数字表示屈服强度，第二组数字表示抗拉强度。如ZG230—450表示σS为230MPa和σb为450MPa。•常用牌号有：ZG200—400、ZG230—450、ZG270—500、ZG310—570、ZG340—640。合金钢分类和牌号1.分类合金结构钢合金工具钢特殊性能钢建筑及工程用钢或构件用钢机器制造用钢渗碳钢调质钢弹簧钢滚动轴承钢刃具钢模具钢量具钢不锈钢耐热钢耐磨钢磁钢1）按用途分:三、合金钢•编号方法原则采用“数字+化学元素符号+数字”的方法。•对结构钢万分计数•工具钢千分计数•元素符号表示钢中所含的合金元素，后面的数字表示合金元素平均含量的百分数。只有Gr的是千分之表示。凡合金元素的平均含量小于1.5%时，钢号中一般只标明元素符号而不标明其含量。如果平均含量≥1.5%、≥2.5%、≥3.5%、时，合金元素的平均含量四舍五入。,则相应地在元素符号后面标以2、3、4……；合金结构钢•牌号：用两位阿拉伯数字表示平均含碳量(以万分之几计，放在牌号头部)+元素符号表示。例如：①碳、铬、锰、硅的平均含量分别为0.30%、0.95%、0.85%、1.05%的合金结构钢，当S、P含量分别≤0.035%时，其牌号表示为“30CrMnSi”。②合金弹簧钢牌号的表示方法与合金结构钢相同。例如：碳、硅、锰的平均含量分别为0.60%、1.75%、0.75%的弹簧钢，其牌号表示为“60Si2Mn”。合金工具钢和高速工具钢牌号表示方法与合金结构钢同。用两位数字表示平均含碳量(以千分之几计)+元素符号表示。wc%＜1%表以一位数表示。wc%＞1%一般不标明含碳量数高速工具钢一般不表含碳量丝锥如：如9SiCr表示平均碳质量数为0.9％，Si、Cr的平均含量＜1.5％；CrMn表示平均碳质量分数≥1.0％，Cr、Mn平均含量＜1.5％。•对于高速钢不论碳质量分数多少，均不标出。如W18Cr4V表示平均碳质量分数为0.7％～0.8％、含钨量为18％、含铬量为4％、含钒量＜1.5％。•含碳量为1.60%，含铬、钼，钒为11.75%、0.50%、0.22%的合金工具钢，•表示为“Cr12MoV”；•如：平均含碳量为0.85%，含钨、钼、铬、钒为6.00%、5.00%、4.00%、2.00%的高速工具钢牌号•“W6Mo5Cr4V2”。特殊性能钢•牌号与合金工具钢同，两位数字表示平均含碳量(以千分之几计)+元素符号表示。•如9Cr18表示碳质量分数为0.9％，含铬量为18％。当平均碳质量分数≤0.03％及0.08％时，在钢号前分别标以“00”及“0”。如00Cr18Ni10表示平均碳质量分数≤0.03％、含铬量为18％、含镍量为10％；又如0Cr19Ni9表示平均碳质量分数≤0.08％、平均含铬量为19％、平均含镍量为9％。一、低合金钢低碳、低合金，C0.2％，合金元素总量3.0％，低合金高强度结构钢•碳素结构钢和低合金高强度结构牌号表示方法通常分为通用钢和专用钢两大类。②专用结构钢一般采用代表钢屈服点的符号“Q”、屈服点数值和代表产品用途的符号等表示，例如：压力容器用钢牌号表示为“Q345R”。注：根据需要，通用低合金高强度结构钢的牌号也可以采用两位阿拉伯数字(以万分之几计平均含碳量)和标准的元素符号组成。如16Mn。通常情况下，屈服强度值小300MPa时为碳素结构钢，大于300MPa时为低合金高强度钢。热连轧钢板低合金专业用钢•为了适应某些专业的特殊需要，对地合金结构钢的成分、工艺性能做了调整，发展成低合金专用钢。例如锅炉和各种压力容器船舶、桥梁、汽车等，•工程结构钢的特点：低碳，低合金元素含量；供应态：热轧或正火；合金化的目的：提高强韧性机械结构用合金钢•主要用于制造各种机械零件，质量等级属于特殊质量等级。大多需经热处理•按用途和热处理特点分：•调质钢、弹簧钢、滚动轴承钢等•1.合金渗碳钢1.合金渗碳钢用途及性能特点：经渗碳淬火然后低温回火，硬度HRC60～66。心部硬度HRC25～40；具有表硬，心强韧的特点。主要用于承受强烈冲击载荷和摩擦磨损的机械零件，如汽车，拖拉机的变速箱齿轮，内燃机的凸轮等。常用钢种及热处理特点：20CrMnTi，热处理渗碳后+直接淬火+低温回火，表层为高碳M回+合金渗碳体，心部为F+P+少量低碳M，硬度HRC25～40合金元素含量≤4.0％，淬透性较好，热处理后表面硬度高，而心部强韧性好，用作承受冲击载荷的齿轮、轴和凸轮盘等。2.合金调质钢用途、性能特点经调质后使用的钢，主要用于重载荷作用同时又受冲击载荷作用的场合上的重要零件，要求高强度和高韧性相结合的良好综合力学性能。汽车、拖拉机、机床上的轴、齿轮等零件。常用的钢种及热处理特点低淬透性合金调质钢主要40Cr、40MnB等。合金元素总量2.5％，淬透性低，综合力学性能及工艺性能好，可用于制造中小截面零件。如汽车、拖拉机轴、连杆、齿轮。是指淬火+高温回火（调质处理）后使用的结构钢。回火温度一般为500-650°C，组织为S回。3.合金弹簧钢用途、性能特点是一种用于制造各种弹簧或类似零件的专用结构钢。有较高的弹性极限和屈强比，足够的疲劳强度和韧性。常用的钢种及热处理特点常用的有65Mn、60Si2Mn。热处理一般是，淬火后加中温回火（450～550℃），组织为S回，43～48HRC。4.滚动轴承钢用途、性能特点用来制造轴承的滚珠、滚针、内外套圈和一些工、量、