文档介绍：石油金属结构制作技师培训
金属材料
金属材料
第一部分碳素钢
第二部分合金钢
第三部分不锈复合钢板
第四部分金属材料力学性能
第一部分、碳素钢
碳素钢(简称碳钢)%的铁碳合金,%,其中还含有少量Si、Mn、P、S等杂质。
(1)、碳钢的分类
碳钢有以下三种分类方法。
  1、按钢的含碳量可分为:
低碳钢:含碳量0≤%
中碳钢:含碳量(~)%。
高碳钢:含碳量>%。
2、按钢的质量可分为:
根据钢中有害杂质S、P的多少来分:
普通钢:S≤%,P≤%
优质钢:S、P均≤%
高级优质钢:S、P均≤%
3、按用途可分为:
碳素结构钢:用于制造工程结构(如桥梁、船舶、建筑、高压容器等)和机械零件(如齿轮、轴、螺钉、螺母、连杆等), 这类钢一般为低、中碳钢。
碳素工具钢:用于制造各种工具(如刃具、模具和量具等),这类钢一般为高碳钢
(2)、碳钢的牌号和用途
与合金钢相比,碳钢冶练方便,价格低廉,产量大,且具有优良的锻造性、焊接性和切削加工性能,能满足许多场合机械加工用钢的要求,故在工业中应用非常广泛。
为了生产、选用和管理,不致造成混乱,对各种钢材进行合理的命名和编号。
1、碳素结构钢
碳素结构钢是工程中应用最多的钢种,其产量约占钢总产量的(70~80)%。
根据国标(GB700-88)规定,碳素结构钢牌号由以下四部分组成:
(1).屈服点字母:Q-钢屈服强度“屈”,汉语拼音字首。
(2).屈服点强度数值(单位MPa)。
(3).质量等级符号:A、B、C、D级,从A到D依次提高。
(4).脱氧方法符号:F-沸腾钢、b-半镇静钢、Z-镇静钢、TZ-特殊镇静钢
在牌号中若为Z和TZ则予以省略。
代表钢种:Q235B,Q345B
这类钢中有害杂质及非金属夹杂物含量较少,化学成分控制得也较严格,塑性、韧性较好,运用于制造较重要的机械零件。这类钢的牌号用两位数字表示平均含碳量的万分数,如45钢即表示C=%的优质碳素结构钢。
根据含锰量的不同,将含锰量为(~)%的优质碳素结构钢称为普通含锰钢,将含锰量为(~)%的优质碳素结构钢称为较高含锰量钢(标出锰元素)。
08钢是冷变形钢,15、20钢是一般的表面渗碳钢,用于制造导套、挡块、磨擦片等耐磨零件。40、45、50钢属于调质钢,主要用于制造齿轮、丝杆、连杆和各种轴类零件。65~85则是碳素弹簧钢。
碳素工具钢主要用于制造***、量具和模具,具有较高的硬度和耐磨性,其平均含碳量为(~)%,属于高碳钢。这类钢的质量较高,要求S、P等杂质的含量特别低,是经过精炼的优质钢。所有碳素工具钢都要经过热处理后,才能进一步提高硬度和耐磨性。
碳素工具钢的牌号是在“碳”字汉语拼音首位字母“T”的后面附加数字表示,数字表示平均含碳量的千分数,若为高级优质碳素工具钢,则在其牌号后加符号A。
例如,T12 %的高级优质碳素工具钢。
铸造碳钢(简称为铸钢)主要用于受冲击负荷作用的形状复杂件,如轧钢机机架,重载大型齿轮、飞轮等。这是因为,对于许多形状复杂件,很难用锻压等方法成形,用铸铁又难以满足性能要求,这时常需选用铸钢件。
铸钢的牌号由“ZG”即“铸钢”两字的汉语拼音字首和两组数字组成,前一组数字表示为铸件的屈服强度()的最低值,后一组数字表示抗拉强度(σb)的最低值。
例如,ZG200-400表示σs≥200MPa,σb≥400MPa的铸钢。
常存杂质对钢性能的影响
1、锰
锰是钢中的有益元素,是炼钢时用锰铁脱氧而残留在钢中的,锰有很好的脱氧能力,还可以与硫形成MnS,从而消除了硫的有害作用。%。
2、硅
硅也是钢中的有益元素,也是作为脱氧剂而进入钢的,硅的脱氧能力比锰还强,还能提高钢的强度及质量,%。
3、硫
硫是钢中有害元素,常以FeS形式存在,FeS与Fe 形成低熔点的共晶体, 熔点为985℃,分布在晶界,当钢材在(1000~1200)℃进行压力加工时,共晶体熔化,使钢材变脆,这种现象称为热脆性。为了避免热脆,钢中含硫量必须严格控制,通常应使S<%。
4、磷
磷也是钢中的有害元素,它使钢在低温时变脆,这种现象称为冷脆性,因此,钢中含磷量也要严格控制,通常应使P<%。
5、氢
钢中氢能造成氢脆、白点等缺陷,是有害元素。