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第2章 钢铁材料与应用
材料科学与工程学院
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材料概论-钢铁材料及其应用
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材料概论-钢铁材料及其应用
绪 论
钢的合金化
为了改善钢的性能，在碳钢中加入某些合金元素，从而达到变化其使用性能和工艺性能的目的以满足在现代多种高技术和特殊规定条件下的应用。
合金元素总含量不不小于或等于5%： 低合金钢
合金元素总含量在5%～10%范围：中合金钢
合金元素总含量超过10%： 高合金钢
加入了合金元素的钢：合金钢
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材料概论-钢铁材料及其应用
绪 论
钢的合金化
1、钢中的合金元素
奥氏体形成元素，如C、N、Mn、Ni、Cu、Co
铁素体形成元素，如Cr、Mo、W、V、Ti、Si、A1
碳化物形成元素，如Cr、Mo、W、V、Ti、Nb、Zr
非碳化物形成元素，如Ni、Si、Al、Cu、P
钢中加入合金元素的重要目的是为了提高钢的性能
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钢的合金化
2、钢的强韧化
（1）钢的强化
强化的重要手段：钢的合金化、冷热变形、热处理
铁素体的屈服强度随晶粒细化而增长
Hall—Petch公式
现代钢铁材料的生产非常重视最终铁素体的晶粒度。，即粗晶粒时，屈服强度约为100MPa；，即细晶粒时，其屈服强度高达500MPa以上。
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钢的合金化
（2）钢的韧化
①细化奥氏体晶粒，从而细化铁素体晶粒；②采用特殊冶炼措施和调整合金化元素，以减少有害元素的作用；③细化碳化物颗粒，消除晶界上的碳化物薄膜；④细化亚构造；⑤运用残存奥氏体韧化；⑥运用相变诱发塑性
细化晶粒对提高材料性能是
十分重要的，它能同步提高钢的
强度和韧性。
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绪 论
钢的分类和编号措施
1、钢的分类
按用途分类可满足使用者的规定；按金相组织和化学成分分类可便于检查和研究工作；按冶金措施分类有助于钢铁企业的管理……
按用途分类：构造钢（包括工程构件用钢和机器零件用钢）、工具钢和特殊性能钢。
按化学成分分类：非合金钢和合金钢
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钢的分类和编号措施
2、钢的编号措施
（1）碳素构造钢
屈服强度第一种字母Q、屈服强度数值、质量等级、脱氧措施符号。Q235-Α·F
（2）优质碳素钢
以平均含碳量的万分之几表达：10、45、30Mn
（3）碳素工具钢
符号T(碳)标识，其后以含碳量的千分之几表达：T8、T10、T8Mn
？
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（4）合金构造钢
钢的分类和编号措施
按含碳量、合金元素化学符号及含量的次序表达，含碳量以万分之几表达，合金元素平均含量以百分之几表达：45Cr、45Mn2、20MnVB
（5）合金工具钢
含碳量以千分之几表达，当钢中的w(C)>％时，不再标出含C量；其合金元素的表达措施与合金构造钢相似：5CrMnMo、Cr12MoV
％时，仅标明元素名称而不注明含量。
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工程构件用钢
工程构件的工作特点：基本上长期承受静载荷，偶尔有动
载荷
特殊规定：在寒冷地区使用的构件，规定有较低的韧脆转变温度和良好的韧性；工程构件长期使用于露天和野外;桥梁、船舶、石油钻井平台还长期与海水接触，因而还规定构件用钢要有良好的耐大气腐蚀性和耐海水腐蚀性能。
性能规定：构件用钢要有较高的强度，一定的塑性和抗过
载能力；
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