机械工程材料及成型工艺第六章

第六章 工业用钢

钢中常存元素的作用； 钢中合金元素的作用； 钢的分类；钢的编号方法; 碳素钢； 合金钢。

一、钢中常存元素的作用

主要元素：Fe、C

有益元素：Mn、Si；

有害元素：S 、P 、O、N、H。

1）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。

2）有害的非气体元素:

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 ( 热裂或称热脆 )。

3）有害的气体元素:

N：钢中过饱和N在常温放置过程中会发生时 效脆化。加Ti、V、Al等元素可消除时效 倾向。

O：钢中的氧化物易成为疲劳裂纹源。 钢中白点 H：原子态的过饱和氢时将降低韧性, 引起氢 脆。当氢在缺陷处以 分子态析出时，会产 生很高内压，形成微 裂纹，其内壁为白色， 称白点。

二、钢中合金元素的作用

合金元素在 钢中的存在形式

固溶体

形成强化相

非金属夹杂

单质

（一）合金元素与铁的相互作用

缩小奥氏体相区的元素：

Cr、Mo、W、Ti、Si、Al、B等；

扩大奥氏体相区的元素：

Ni、Mn、Co、Cu、Zn、N等。

（二）合金元素与碳的相互作用

碳化物形成元素：

Hf（铪) → Zr → Ti → Ta → Nb →

Mo → Cr → Mn → Fe

非碳化物形成元素：

Ni, Al , Si , Co, Cu。

（三）合金元素对热处理工艺的影响

合金元素对钢在加热时奥氏体化的影响

对奥氏体化的影响；对奥氏体晶粒度的影响。

合金元素对淬透性的影响 大多数合金元素提高钢的淬透性，常用的元素有 Cr、Mn、Ni、W、Mo、V、Ti等。 合金元素对回火转变的影响 大多数合金元素均提高钢的回火稳定性；二次硬 化；回火脆性。

三 钢的分类

按用途分类：结构钢、工具钢、特殊性能钢、（专用钢）； 按化学成分分类： 碳素钢—低碳钢、中碳钢、高碳钢 合金钢—低合金钢、中合金钢、高合金钢 主要合金元素来分—锰钢、铬钢、铬镍钢

按显微组织分类：按退火组织—亚共析钢、共析钢、过共析钢

按正火组织分类—珠光体钢、贝氏体钢、马氏体钢、 奥氏体钢、铁素体钢。

按品质（S、P含量）分类： 普通钢、优质钢、高级优质钢、特级优质钢

按冶炼方法分类：根据冶炼所用炼钢炉—平炉钢、转炉钢和电炉钢 根据冶炼时脱氧程度—沸腾钢、镇静钢、半镇静钢

四 钢的编号

（一）碳钢的编号方法

碳素结构钢：Q235-A· F；

优质碳素结构钢：45、45Mn；

碳素工具钢：T8、T8A； 碳素铸钢：ZG200-400。

（二）合金钢的编号方法

合金结构钢：二位数字+元素符号+数字，例：60Si2Mn； 合金工具钢：一位数字+元素符号+数字