《金属工艺学》课程教学课件（PPT讲稿）第4章 工业用钢

第四章工业用钢

第四章 工业用钢

第四章工业用钢 ■钢：用生铁（炼钢生铁）或生铁加一部分废钢炼成的。 钢中含碳量低于2.11%，并使其杂质（主要指$、P)含量 降低到规定标准。 ■ 钢的分类 钢的种类很多，按照钢的化学成分、品质、冶炼方法和用 途等的不同，可对钢进行多种的分类。 >GB/T13304-2008《钢分类》 非合金钢（碳素钢）、低合金钢、合金钢

第四章 工业用钢 ◼ 钢：用生铁（炼钢生铁）或生铁加一部分废钢炼成的。 钢中含碳量低于2.11%，并使其杂质（主要指S、P）含量 降低到规定标准。 ◼ 钢的分类 ➢ 钢的种类很多，按照钢的化学成分、品质、冶炼方法和用 途等的不同，可对钢进行多种的分类。 ➢ GB/T13304-2008《钢分类》 • 非合金钢（碳素钢）、低合金钢、合金钢

>按冶炼方法分类 转炉钢：是把空气或氧气吹入铁水中，使铁水中的C、M、 Si、P、S等迅速氧化、靠氧化时放出的热量来升温，而 不靠燃料供热的炼钢方法。转炉钢由于节省燃料，是目前 主要炼钢设备。 一电炉钢：利用电能作为热源的炼钢方法。电炉钢主要生产 高质量和高合金钢

➢ 按冶炼方法分类 − 转炉钢：是把空气或氧气吹入铁水中，使铁水中的C、Mn、 Si、 P、S等迅速氧化、靠氧化时放出的热量来升温，而 不靠燃料供热的炼钢方法。转炉钢由于节省燃料，是目前 主要炼钢设备。 − 电炉钢：利用电能作为热源的炼钢方法。电炉钢主要生产 高质量和高合金钢

通氧气 加废钢 兑铁水 吹氧 通氨气 吹氩、搅拌 出钢 测温、取祥 转炉炼钢工艺流程图 吊往连铸

>按工艺方法（脱氧程度)分类 一沸腾钢：只用M铁（价格低、脱氧效果差)脱氧，所以钢 中含氧较多，浇注时，钢中氧与碳发生作用析出大量C0。 因此钢水在钢模内呈沸腾现象，称沸腾钢。沸腾钢成材率 高，成本低。但化学成份不均匀、偏析、杂质多。沸腾钢 钢号最后用“℉”表示。 一镇静钢：除用Mn铁，还用Si铁（有时用AI)脱氧，钢中氧 已很少，浇注时没有沸腾现象。镇静钢化学成分均匀，力 学性能较好，但有缩孔，成本高。镇静钢钢号后加“Z”。 一半镇静钢：脱氧程度在镇静钢与沸腾之间，性能也介于之 间，钢号后加“b”。半镇静钢应用较少

➢ 按工艺方法（脱氧程度）分类 − 沸腾钢：只用Mn铁（价格低、脱氧效果差）脱氧，所以钢 中含氧较多，浇注时，钢中氧与碳发生作用析出大量CO。 因此钢水在钢模内呈沸腾现象，称沸腾钢。沸腾钢成材率 高，成本低。但化学成份不均匀、偏析、杂质多。沸腾钢 钢号最后用“F”表示。 − 镇静钢：除用Mn铁，还用Si铁（有时用Al)脱氧，钢中氧 已很少，浇注时没有沸腾现象。镇静钢化学成分均匀，力 学性能较好，但有缩孔，成本高。镇静钢钢号后加“Z”。 − 半镇静钢：脱氧程度在镇静钢与沸腾之间，性能也介于之 间，钢号后加“b”。半镇静钢应用较少

>按钢的品质分 -普通钢：钢中含杂质元素较多，含硫量w。一般≤0.05%， 含磷量wp≤0.045%，如碳素结构钢、低合金结构钢等； 优质钢：钢中含杂质元素较少，含硫及磷量W。、W。,一般 均≤0.035%，如优质碳素结构钢、合金结构钢、碳素工 具钢和合金工具钢、弹簧钢、轴承钢等； -高级优质钢：钢中含杂质元素极少，含硫量w。一般≤0.03 %,含磷量wp≤0.03%，如合金结构钢和工具钢等。高级 优质钢在钢号后面，通常加符号“A”或汉字“高”，以 便识别

➢ 按钢的品质分 − 普通钢：钢中含杂质元素较多，含硫量ws一般≤0.05％， 含磷量wP≤0.045％，如碳素结构钢、低合金结构钢等； − 优质钢：钢中含杂质元素较少，含硫及磷量ws、wp，一般 均≤0.035％，如优质碳素结构钢、合金结构钢、碳素工 具钢和合金工具钢、弹簧钢、轴承钢等； − 高级优质钢：钢中含杂质元素极少，含硫量ws一般≤O.03 ％，含磷量wP≤0.03％，如合金结构钢和工具钢等。高级 优质钢在钢号后面，通常加符号“A”或汉字“高” ，以 便识别

>按钢的用途分 一结构钢：包括建筑及工程用结构钢和机械制造用结构钢； 一工具钢：一般用于制造各种工具，如碳素工具钢、合金工 具钢、高速工具钢等。如按用途又可分为刃具钢、模具钢、 量具钢； 一特殊钢：具有特殊性能的钢，如不锈耐酸钢、耐热不起皮 钢、高电阻合金、耐磨钢、磁钢等； >专业用钢：指各个工业部门专业用途的钢，如汽车用钢、 农机用钢、航空用钢、化工机械用钢、锅炉用钢、电工用 钢、焊条用钢等

➢ 按钢的用途分 − 结构钢：包括建筑及工程用结构钢和机械制造用结构钢； − 工具钢：一般用于制造各种工具，如碳素工具钢、合金工 具钢、高速工具钢等。如按用途又可分为刃具钢、模具钢、 量具钢； − 特殊钢：具有特殊性能的钢，如不锈耐酸钢、耐热不起皮 钢、高电阻合金、耐磨钢、磁钢等； ➢ 专业用钢：指各个工业部门专业用途的钢，如汽车用钢、 农机用钢、航空用钢、化工机械用钢、锅炉用钢、电工用 钢、焊条用钢等

第1节碳素钢 1化学成分对碳钢性能的影响 C<1.5%,含有Si、Mn、P、S等杂质 ■含C量对碳素钢组织性能影响 300r1200 60 7240 HBS 2501000 50 200 至20- 800 40 160 150 600 30 120 100 400 20 180 d 200 o 40 00.20.40.60.81.01.21.4 W/%

第1节 碳 素 钢 1 化学成分对碳钢性能的影响 • C<1.5%，含有Si、Mn、P、S等杂质 ◼ 含C量对碳素钢组织性能影响

一亚共析钢随含碳量增加，P量增加，钢的强度、硬度升高， 塑性、韧性下降。 -0.77%C时，组织为100%P,钢的性能即P的性能。 ->0.9%C,Fe3C,为晶界连续网状，强度下降，但硬度仍上升。 F→F+P→P→P+Fe3C- 00.02180.77 2.11

− 亚共析钢随含碳量增加，P量增加，钢的强度、硬度升高， 塑性、韧性下降。 − 0.77%C时，组织为100% P, 钢的性能即P的性能。 − ＞0.9%C，Fe3 CⅡ为晶界连续网状，强度下降,但硬度仍上升

■有益元素 Si一有很强的固溶强化作用，能脱氧。 M一脱氧、去硫，提高钢的强度和硬度。 有害元素 P一有很强的固溶强化作用，低温韧性差（冷脆）。 S一能引起钢在热加工时或高温工作下开裂（热脆）

◼ 有益元素 • Si — 有很强的固溶强化作用，能脱氧。 • Mn — 脱氧、去硫，提高钢的强度和硬度。 ◼ 有害元素 • P — 有很强的固溶强化作用,低温韧性差 (冷脆)。 • S — 能引起钢在热加工时或高温工作下开裂 (热脆)