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第三节 非合金钢（碳钢）. 杂质元素和合金元素在钢中的作用. 钢中的元素. 钢中除 Fe 、 C 两种主要组成元素外。. 杂质元素：. 因冶炼等原因，钢中不 可避免地存在的一些元素。. 合金元素：. 为改善钢的性能，冶炼 时有目的地加入钢中的元素。. 不管是杂质元素、还是合金元素，. 都会对钢的组织和性能产生影响。. 一、杂质元素对钢性能的影响. 钢中的常存杂质元素. Mn、Si、S、P. 1、Si 的作用. 来 源. 炼钢时加入的脱氧剂。. 有益作用. 能消除 FeO 夹杂对钢的不良影响，少量能溶入 F 中起固溶强化作用，提高钢的强度、硬度及弹性。. - PowerPoint PPT Presentation
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钢中的元素
杂质元素： 钢中除 Fe 、 C 两种主要组成元素外。
合金元素：
因冶炼等原因，钢中不 可避免地存在的一些元素。 为改善钢的性能，冶炼 时有目的地加入钢中的元素。
钢中的常存杂质元素
来 源有益作用
有害影响
炼钢时加入的脱氧剂。能消除 FeO 夹杂对钢的不良影响，少量能溶入 F 中起固溶强化作用，提高钢的强度、硬度及弹性。过多会造成塑性下降，冲击性能变差。
有益元素
来 源有益作用
有害影响
炼钢时加入的脱氧剂。能与 S 化合形成 MnS ，减轻 S 的有害影响；少量能溶入 F 中起固溶强化作用。过多会造成塑性下降。
有益元素
来 源有益作用有害影响
炼钢原料和燃料。
在钢中形成 FeS , FeS 与 Fe 形成低熔点（ 985℃ ）共晶体 分布在晶界上，使得对钢进行热加工时容易脆化开裂，这种现象称为热脆。
有害元素
来 源有益作用
有害影响
炼钢原料和燃料。
引起钢的塑性和韧性急剧下降，尤其在低温时脆性更大，这种现象称为冷脆。有害元素
少量能溶入 F 中，使强度、硬度显著提高。
二、钢的分类
按化学成分分类
非合金钢（碳素钢）
低合金钢
合金钢
按碳含量 Wc
低碳钢：<0.25%中碳钢：0.25~0.60%
高碳钢：>0.60%
按质量普通质量碳钢：优质碳钢：特殊质量碳钢：
按用途
非合金钢分类 碳素结构钢：
碳素工具钢：碳素铸钢：
按质量普通质量低合金钢优质低合金钢特殊质量低合金钢
按主要性能及特性
可焊接的低合金高强度结构钢低合金耐热钢低合金钢筋钢
低合金钢分类
铁道用低合金钢，等
按质量优质合金钢
特殊质量合金钢
按主要性能及特性
工程结构用合金钢机械结构用合金钢不锈、耐蚀和耐热钢
合金钢分类 工具钢
轴承钢特殊性能钢
三、碳素结构钢：
Q×××AF
屈服点
屈服点 s 的值质量等级： A 、 B 、 C 、 D 、E
脱氧方法
沸腾钢 F半镇静钢 b
镇静钢 Z特殊镇静钢 TZ
例：Q235AF 表示屈服点为 235MPa、质量为 A级的碳素结构钢，是沸腾钢。Q285B 表示屈服点为 285MPa、质量为 B级的碳素结构钢，是镇静钢，省略 Z。
成 分热 处 理性 能典型牌号
含碳量较低， Wc<0.30%正火，使用时不进行热处理。较高的强度，良好的塑性与韧性；并具有良好的焊接性。
Q235
如表 2-4 （ P40 ）
Q195 、 Q215 、 Q235 、 Q255 、275一般桥梁、建筑结构，普通机械零件，如螺钉、螺母等。
可用于受力较大的机械零件，如链轮、拉杆等。
应 用
四、优质碳素结构钢：
用两位数字表示钢中平均碳的质量分数的万分数。
例：45 —— 表示平均碳质量分数为 0.45%的优质碳素结构钢。
08F ———表示Wc 为 0.08%的优质碳素结构钢，属沸腾钢。
65Mn ———表示Wc 为 0.65%、含锰量较高（WMn=0.9~1.2%)的优质碳素结构钢。
成 分热 处 理性 能典型牌号
Wc=0.05-0.85% ，多数为低中碳成分，少数高碳。一般使用时必须进行热处理。较高强度，较好塑性与韧性。性能变化范围较大。 45
如表 2-5 （ P40 ）
08F 、 20 、 45 、 65冷冲压件，如汽车和仪表外壳、容器、罩子等。
冷冲压件、焊接件和标准件、渗碳件等零件。
调质件：机床齿轮、机床主轴、曲轴、连杆等重要零件。
弹性件和耐磨件：小尺寸弹簧、低速车轮等
应 用
五、碳素工具钢：
T （“碳”） + 两位数字（表示钢中平均碳的质量分数的千分数）。例：T8 —— 表示平均碳质量
分数为 0.8%的碳素工具钢。T12A —— 表示平均碳质
量分数为 1.20%的高级优质碳素工具钢。
成 分热 处 理性 能典型牌号
Wc=0.70-1.30% ，高碳钢必须经淬火回火处理。高的硬度、强度，良好的耐磨性，一定的塑性与韧性。
T8 、 T10 、 T12A各类手工工具和低速工具。
如表 2-6 （ P41 ）
T7 、 T8 、 T10 、 T12 、 T13A承受振动、冲击的工具，如冲头、大锤、木工工具。
用于需要较高耐磨性和一定韧性的工具，如手工锯条、剪金属用剪刀。
不受振动和冲击的耐磨工具，如丝锥、锉刀、乔刀、板牙、量具等。
应 用
六、铸造碳钢： ZG+ 两组数字（分别表示最小屈服点和最小抗拉强度）。例：ZG310-570 ——
表示最小屈服点为 310MPa、最小抗拉强度为 570MPa的铸造碳钢。
成 分热 处 理性 能典型牌号
Wc=0.20-0.60% ，低中碳铸造成形，经热处理后使用。较高的硬度、强度和塑性、韧性，即综合力学性能较好。
ZG200-400
如表 2-7 （ P42 ）
ZG200-400 、 ZG270-500 、 ZG310-570用于受力不大，要求良好塑性和焊接性的零件，如机座、变速箱壳体。
用于受力较大的复杂零件，如轧钢机机架、轴承座、连杆、曲轴、缸体。
强度和耐磨性较好，但韧性、焊接性降低。用于重载齿轮、制动轮。
应 用
