第3章-碳钢..ppt

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1、第三章第三章 碳钢碳钢 含碳量低于含碳量低于2.11%的铁碳合金称为钢。工业的铁碳合金称为钢。工业用碳钢除碳外还含有其它元素，如用碳钢除碳外还含有其它元素，如Si、Mn、S、P、O、N、H等。其中等。其中Si、Mn是在钢冶炼时作为是在钢冶炼时作为脱氧元素而加入的，脱氧元素而加入的，S和和P是冶炼时未能除尽的杂是冶炼时未能除尽的杂质元素，在碳钢中含量大致如下：质元素，在碳钢中含量大致如下：Mn0.7%，Si0.5%，P0.05%，S0.04%，O、N、H的含量与冶炼方法有关，一般只有十万分之几到的含量与冶炼方法有关，一般只有十万分之几到万分之几，非常少。万分之几，非常少。第一节第一节 钢的宏观组

2、织钢的宏观组织 概述：钢的宏观组织最初是在铸造中形成概述：钢的宏观组织最初是在铸造中形成的，在以后的热加工过程中还要经历各种的，在以后的热加工过程中还要经历各种变化。变化。形成的原因：凝固过程中比容的变化；碳形成的原因：凝固过程中比容的变化；碳和其他合金元素的重新分布；气体的形成和其他合金元素的重新分布；气体的形成析出；夹杂物的形成。析出；夹杂物的形成。分析方法分析方法(低倍检验低倍检验)：低倍酸浸试验；：低倍酸浸试验；断口分析以及各种无损探伤断口分析以及各种无损探伤(超声波、超声波、X X射射线线)等。等。一、三种不同形式的钢锭一、三种不同形式的钢锭1.沸腾钢：只用一定量的弱脱氧剂锰铁对沸腾

3、钢：只用一定量的弱脱氧剂锰铁对钢液脱氧，钢液的含氧量较高。钢液脱氧，钢液的含氧量较高。组织特点：外层比较纯净；内部有大量组织特点：外层比较纯净；内部有大量气泡，但很少有缩孔；偏析较严重。气泡，但很少有缩孔；偏析较严重。只限于生产普通低合金钢。只限于生产普通低合金钢。2.镇静钢：在浇注之前，不仅用弱脱氧剂镇静钢：在浇注之前，不仅用弱脱氧剂锰铁而且还使用强脱氧剂硅铁和铝对钢液锰铁而且还使用强脱氧剂硅铁和铝对钢液脱氧，钢液的含氧量较低。脱氧，钢液的含氧量较低。组织特点：与沸腾钢相比，没有气泡但组织特点：与沸腾钢相比，没有气泡但有缩孔和疏松，并且钢坯的收得率低有缩孔和疏松，并且钢坯的收得率低(85-9

4、0%)，成本较高。，成本较高。用于生产优质碳钢、高级优质碳钢以及用于生产优质碳钢、高级优质碳钢以及全部的合金钢。全部的合金钢。3.半镇静钢：除了用弱脱氧剂锰铁，也加入部分半镇静钢：除了用弱脱氧剂锰铁，也加入部分强脱氧剂硅铁和铝对钢液脱氧，脱氧程度介于沸强脱氧剂硅铁和铝对钢液脱氧，脱氧程度介于沸腾钢和镇静钢之间。腾钢和镇静钢之间。组织特点：钢锭内部有分散气泡；偏析程度比组织特点：钢锭内部有分散气泡；偏析程度比沸腾钢小；没有镇静钢钢锭头部的集中缩孔。沸腾钢小；没有镇静钢钢锭头部的集中缩孔。可以用于生产低合金钢。可以用于生产低合金钢。二、镇静钢的宏观组织二、镇静钢的宏观组织 1.物理的不均匀性物理的

5、不均匀性 包括缩孔、疏松、气泡、裂纹包括缩孔、疏松、气泡、裂纹 2.初生晶粒的不均匀性初生晶粒的不均匀性(结晶不均匀性结晶不均匀性)包括三个结晶带：细小等轴晶、柱状晶、粗包括三个结晶带：细小等轴晶、柱状晶、粗大等轴晶大等轴晶 3.化学不均匀性化学不均匀性 包括枝晶偏析、区域偏析、带状偏析包括枝晶偏析、区域偏析、带状偏析三、沸腾钢的宏观组织三、沸腾钢的宏观组织 特点：有规律的分布着气泡特点：有规律的分布着气泡第二节第二节 碳和杂质元素对碳钢显微组织和碳和杂质元素对碳钢显微组织和 性能的影响性能的影响一、碳对缓冷钢显微组织和性能的影响一、碳对缓冷钢显微组织和性能的影响 1.对显微组织的影响对显微组

6、织的影响 2.对性能的影响对性能的影响二、常存元素和其他元素对碳钢显微组织的二、常存元素和其他元素对碳钢显微组织的影响影响1.Mn2.Si3.S4.P5.O6.N7.H8.Al9.其他元素其他元素Cu、Ni、Cr等等第三节第三节 钢中的非金属夹杂物钢中的非金属夹杂物一、非金属夹杂物的来源和种类一、非金属夹杂物的来源和种类1.1.根据来源：外来夹杂物和内生夹杂物根据来源：外来夹杂物和内生夹杂物2.2.按化学成分分类按化学成分分类 1)1)第一类夹杂物：简单氧化物，第一类夹杂物：简单氧化物，FeOFeO、Cr2O3Cr2O3 2)2)第二类夹杂物：复杂氧化物，尖晶石类、钙第二类夹杂物：复杂氧化物，

7、尖晶石类、钙 的铝酸盐等的铝酸盐等 3)3)第三类夹杂物：硅酸盐和硅酸盐玻璃第三类夹杂物：硅酸盐和硅酸盐玻璃 4)4)第四类夹杂物：硫化物第四类夹杂物：硫化物 5)5)第五类夹杂物：氮化物第五类夹杂物：氮化物二、非金属夹杂物的脆性二、非金属夹杂物的脆性根据形变程度分为：根据形变程度分为：第一类：脆性夹杂物第一类：脆性夹杂物第二类：范性夹杂物第二类：范性夹杂物第三类：球状不变形夹杂物第三类：球状不变形夹杂物第四类：半范性夹杂物第四类：半范性夹杂物第六节第六节 碳钢的分类和用途碳钢的分类和用途一、分类一、分类冶炼方法冶炼方法化学成分化学成分用途用途质量质量二、普通质量钢按供应条件分为二、普通质量钢按供应条件分为1.甲类钢：按力学性能供应，不考虑化学成甲类钢：按力学性能供应，不考虑化学成分，分，A0、A1、A2A72.乙类钢：只保证化学成分，不保证力学性乙类钢：只保证化学成分，不保证力学性能，能，B0、B1、B2B73.特类钢：既保证化学成分，又保证力学性特类钢：既保证化学成分，又保证力学性能，能，C1、C2