工程结构钢2.ppt

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1、第二章第二章 工程结构钢工程结构钢第一节第一节 钢的分类和编号钢的分类和编号第二节第二节 工程结构钢的合金化工程结构钢的合金化第三节铁素体珠光体钢第三节铁素体珠光体钢第四节第四节 低碳贝氏体和马氏体钢低碳贝氏体和马氏体钢 工程结构钢主要是承受各种载荷，要求有较高的屈服工程结构钢主要是承受各种载荷，要求有较高的屈服强度、良好的塑性和低温韧性，并耐大气腐蚀。强度、良好的塑性和低温韧性，并耐大气腐蚀。结构钢包括结构钢包括工程结构钢工程结构钢和和机械制造结构钢机械制造结构钢两大类两大类.工程结构钢是专门用来制造各种工程结构工程结构钢是专门用来制造各种工程结构,如桥梁、船如桥梁、船体、钢轨、建筑用钢结构

2、等，占总钢用量的体、钢轨、建筑用钢结构等，占总钢用量的80809090。工程结构钢包括工程结构钢包括碳素工程结构钢碳素工程结构钢和和高强度低合金钢高强度低合金钢。第一节第一节 钢的种类和编号钢的种类和编号 钢的分类钢的分类 按用途分类按用途分类按用途分类按用途分类：钢钢 按化学成分分类按化学成分分类按化学成分分类按化学成分分类：按质量分类按质量分类按质量分类按质量分类：钢钢 按冶炼方法分类按冶炼方法分类按冶炼方法分类按冶炼方法分类：钢钢 按金相组织分类按金相组织分类按金相组织分类按金相组织分类：按退火组织分类：按退火组织分类：按正火组织分类：按正火组织分类：按按按按炼钢时脱氧程度的不同炼钢时脱

3、氧程度的不同分类分类分类分类：沸腾钢沸腾钢:脱氧不完全脱氧不完全 镇静钢镇静钢:完全脱氧完全脱氧 半镇静钢半镇静钢:脱氧较完全脱氧较完全 注：注：优质钢和合金一般都是镇静钢优质钢和合金一般都是镇静钢 我我国国钢钢材材的的编编号号是是按按碳碳含含量量、合合金金元元素素的的种种类类和和数数量量以及质量级别来编号的。以及质量级别来编号的。钢的编号钢的编号1.1.碳素结构钢和低合金高强度结构钢碳素结构钢和低合金高强度结构钢 碳碳素素结结构构钢钢和和低低合合金金高高强强度度结结构构牌牌号号表表示示方方法法通通常分为通用钢和专用钢两大类。常分为通用钢和专用钢两大类。通通用用结结构构钢钢采采用用代代表表屈屈

4、服服点点的的拼拼音音字字母母“Q“Q。屈屈服服点点数数值值(单单位位为为MPa)MPa)。例例如如：碳碳素素结结构构钢钢牌牌号号表表示示为为：Q235Q235；低合金高强度结构钢牌号表示为：；低合金高强度结构钢牌号表示为：Q345Q345。碳碳素素结结构构钢钢的的牌牌号号组组成成中中，镇镇静静钢钢符符号号“Z和和特特殊殊镇镇静静钢钢符符号号“TZ可可以以省省略略，例例如如：质质 量量等等级级分分别别为为C级级 和和 D级级 的的 Q235钢钢，其其 牌牌 号号 表表 示示 应应 为为 Q235CZ和和Q235DTZ，但可以省略为，但可以省略为Q235C和和 Q235D。专专用用结结构构钢钢一一

5、般般采采用用代代表表钢钢屈屈服服点点的的符符号号“Q“Q、屈屈服服点点数数值值和和代代表表产产品品用用途途 的的符符号号等等表表示示，例例如如：压压力力容容器器用用钢钢牌牌号号表表示示为为“Q345R“Q345R；耐耐候候钢钢其其牌牌号号表表示示为为：Q340NHQ340NH。注注：根根据据需需要要，通通用用低低合合金金高高强强度度结结构构钢钢的的牌牌号号也也可可以以采采用用两两位位阿阿拉拉伯伯数数字字(以以万万分分之之几几计计平平 均均含含碳碳量量)和和标准的元素符号组成标准的元素符号组成。如。如16Mn。通通常常情情况况下下，屈屈服服强强度度值值小小300MPa时时为为碳碳素素结结构构钢，

6、大于钢，大于300MPa时为低合金高强度钢。时为低合金高强度钢。热连轧钢板热连轧钢板热连轧钢板热连轧钢板 2.2.优质碳素结构钢和优质碳素弹簧钢优质碳素结构钢和优质碳素弹簧钢 优优质质碳碳素素结结构构钢钢采采用用两两位位阿阿拉拉伯伯数数字字(以以万万分分之之几几计计表表示示平均含碳量平均含碳量)。沸沸腾腾钢钢和和半半镇镇静静钢钢，在在牌牌号号尾尾局局部部别别加加符符号号“F“F和和“b“b。例例如如：平平均均含含碳碳量量为为0.08%0.08%的的 沸沸 腾腾钢钢，其其牌牌号号表表示示为为“08F“08F；平平均均含含碳量为碳量为0.10%0.10%的半镇静钢，其牌号表示为的半镇静钢，其牌号表

7、示为“10b“10b。镇镇静静钢钢(S(S、P P分分别别0.035%)0.035%)一一般般不不标标符符号号。例例如如：平平均均含含碳碳量量为为0.45%0.45%的镇静钢，其牌号表示为的镇静钢，其牌号表示为“45“45。高高级级优优质质碳碳素素结结构构钢钢(S、P分分别别0.030%)，在在牌牌号号后后加加符符号号“A。例例如如：平平均均含含碳碳量量为为0.45%的的高高级级优优质质碳碳素素结结构钢，其牌号表示为构钢，其牌号表示为“45A。特特级级优优质质碳碳素素结结构构钢钢(S0.020%、P0.025%)，在在牌牌号号后后加加符符号号“E。例例如如：平平均均含含碳碳量量为为0.45%的

8、的特特级级优优质质碳碳素结构钢，其牌号表示为素结构钢，其牌号表示为“45E。优优质质碳碳素素弹弹簧簧钢钢牌牌号号的的表表示示方方法法与与优优质质碳碳素素结结构构钢钢牌牌号号表表示方法相同。示方法相同。齿齿轮轮加加工工方方钢钢 3.3.合金结构钢和合金弹簧钢牌号合金结构钢和合金弹簧钢牌号 合合金金结结构构钢钢牌牌号号采采用用阿阿拉拉伯伯数数字字和和标标准准的的化化学学元元素符号表示。素符号表示。用用两两位位阿阿拉拉伯伯数数字字表表示示平平均均含含碳碳量量(以以万万分分之之几几计计)，放在牌号头部。，放在牌号头部。合合金金元元素素含含量量表表示示方方法法为为：平平均均含含量量小小于于1.50%时时

9、，牌牌号号中中仅仅标标明明元元素素，一一般般不不标标明明含含量量；平平均均合合金金含含量量为为1.50%2.49%、2.50%3.49%、3.50%4.49%、4.50%5.49%、时时，在在合合金金元元素素后后相相应应写写成成2、3、4、5。例例如如：碳碳、铬铬、锰锰、硅硅的的平平均均含含量量分分别别为为030%、0.95%、0.85%、1.05%的的合合金金结结构构钢钢，当当S、P含含量量分分别别0.035%时时，其其 牌牌 号号 表表 示示 为为“30CrMnSi。合合金金弹弹簧簧钢钢牌牌号号的的表表示示方方法法与与合合金金结结构构钢钢相相同同。例例如如：碳碳、硅硅、锰锰的的平平均均含含

10、量量分分别别为为0.60%、1.75%、0.75%的弹簧钢，其牌号表示为的弹簧钢，其牌号表示为“60Si2Mn。不锈钢制管板式换热器不锈钢制管板式换热器 4.4.易切削钢易切削钢 采采用用标标准准化化学学元元素素符符号号Y Y和和阿阿拉拉伯伯数数字字表表示示。阿阿拉拉伯伯数数字表示平均含碳量字表示平均含碳量(以万分之几计以万分之几计)。例如：平均含碳量为例如：平均含碳量为0.15%0.15%的易切削钢，其牌号表示为的易切削钢，其牌号表示为“Y15“Y15。5.5.工具钢工具钢 工工具具钢钢牌牌号号表表示示方方法法工工具具钢钢分分为为碳碳素素工工具具钢钢、合合金金工工具具钢和高速工具钢三类。钢和

11、高速工具钢三类。碳碳素素工工具具钢钢采采用用标标准准化化学学元元素素符符号号和和阿阿拉拉伯伯数数字字表表示示。阿阿拉拉伯伯 数数 字字 表表 示示 平平 均均 含含 碳碳 量量(以以 千千 分分 之之 几几 计计)。例如：例如：“T8“T8 ，“T8Mn“T8Mn ，“T8MnA“T8MnA。合金工具钢和高速工具钢合金工具钢和高速工具钢合合金金工工具具钢钢、高高速速工工具具钢钢牌牌号号表表示示方方法法与与合合金金结结构构钢钢牌牌号号表表示示方方法法相相同同。采采用用标标准准规规定定的的合合金金元元素素符符号号和和阿阿拉拉伯数字表示，但一般不标明平均含碳量数字。伯数字表示，但一般不标明平均含碳量

12、数字。丝丝锥锥 如如：含含碳碳量量为为1.60%，含含铬铬、钼钼，钒钒为为11.75%、0.50%、0.22%的的合合金工具钢，表示为金工具钢，表示为“Cr12MoV；平均含碳量为平均含碳量为0.85%，含钨、，含钨、钼、铬、钒为钼、铬、钒为6.00%、5.00%、4.00%、2.00%的高速工具钢的高速工具钢，其牌号表示为，其牌号表示为“W6Mo5Cr4V2。假假设设平平均均含含碳碳量量小小于于1.00%时时，可可采采用用一一位位阿阿拉拉伯伯数数字字表表示示含含碳碳量量(以以千千分分之之几几计计)。例例如如：平平均均含含碳碳量量为为0.80%，含含锰锰量量为为0.95%，含含硅硅量量为为0.

13、45%的合金工具钢，其牌号表示为的合金工具钢，其牌号表示为“8MnSi。低铬低铬(平均含铬量平均含铬量1.00%)合金合金工具钢，在含铬量工具钢，在含铬量(以千分之几计以千分之几计)前加数字前加数字“0。如：。如：平均含铬为平均含铬为0.60%的合金工具钢，表的合金工具钢，表示为示为“Cr06。铣刀铣刀铣刀铣刀锉刀锉刀 6.6.轴承钢轴承钢 采用采用“G+Cr+“G+Cr+铬含量铬含量(不标含碳量不标含碳量)，“G“G表示表示“滚滚动轴承钢。动轴承钢。铬含量以千分之几计，铬含量以千分之几计，例如：平均含铬例如：平均含铬1.50%的轴承的轴承钢，表示钢，表示 为为“GCr15。渗碳轴承钢，采用合

14、金渗碳轴承钢，采用合金结构钢的牌号表示方法，另在结构钢的牌号表示方法，另在牌号头部加符号牌号头部加符号“G。例如：。例如：“G20CrNiMo。7.7.不锈钢和耐热钢不锈钢和耐热钢 采用采用“含碳量含碳量+合金元素符号合金元素符号+该元素百分含量该元素百分含量+碳含量表示方法如下：碳含量表示方法如下：当当平平均均含含碳碳量量1.00%1.00%时时，用用两两位位数数字字表表示示，如如11Cr17(11Cr17(平平均均含含碳碳量为量为1.10%)1.10%)；当当1.0%1.0%平平均均含含碳碳量量0.1%0.1%时时，用用一一位位数数字字表表示示,如如2Cr132Cr13平平均均含含碳量为碳

15、量为0.20%0.20%不不锈锈钢钢法法兰兰不不锈锈钢钢型型材材 当当0.1%含含碳碳量量上上限限 0.03%时时，以以“0表表示示，如如0Cr18Ni9含碳量上限为含碳量上限为0.08%；当当0.03%含含碳碳量量上上限限0.01%时时超超低低碳碳，以以“03表示，如表示，如03Cr19Ni10(含碳量上限为含碳量上限为0.03%；当当含含碳碳量量上上限限0.01%时时(极极低低碳碳)，以以“01表表示示，如如01Cr19Ni11含碳量上限为含碳量上限为0.01%。注：旧标准含碳量表示方法为：注：旧标准含碳量表示方法为：当含碳量当含碳量0.08%时，以时，以“0表示，如表示，如0Cr18.当

16、含碳量当含碳量0.03%时，以时，以“00表示，如表示，如00Cr18Ni10.8.8.焊接用钢焊接用钢焊焊接接用用钢钢包包括括焊焊接接用用碳碳素素钢钢、焊焊接接用用合合金金钢钢和和焊焊接接用用不不锈锈钢钢等等，其其牌牌号号表表示示方方法法是是在在各各类类焊焊 接接用用钢钢牌牌号号头头部部加加符符号号“H“H。例例如如：“H08“H08、“H08Mn2Si“H08Mn2Si、“H1Cr18Ni9“H1Cr18Ni9。9.铸钢铸钢 采用采用“ZG+两位数字两位数字”，ZG表示表示“铸钢铸钢”；两位数字表示平均含碳两位数字表示平均含碳量的万分之几量的万分之几,如如ZG25。2.5吨吨大大齿齿轮轮铸

17、铸件件常用钢产品的名称、用途、特性和工艺方法常用钢产品的名称、用途、特性和工艺方法表示符号表示符号GB/T 2212000名称名称名称名称符号符号符号符号位置位置位置位置名称名称名称名称符号符号符号符号位置位置位置位置碳素结构钢碳素结构钢碳素结构钢碳素结构钢QQ头头头头桥梁用钢桥梁用钢桥梁用钢桥梁用钢q q尾尾尾尾低合金高强度钢低合金高强度钢低合金高强度钢低合金高强度钢QQ头头头头锅炉用钢锅炉用钢锅炉用钢锅炉用钢g g尾尾尾尾易切削钢易切削钢易切削钢易切削钢Y Y头头头头焊接气瓶用钢焊接气瓶用钢焊接气瓶用钢焊接气瓶用钢HPHP尾尾尾尾碳素工具钢碳素工具钢碳素工具钢碳素工具钢T T头头头头车辆车

18、轴用钢车辆车轴用钢车辆车轴用钢车辆车轴用钢LZLZ头头头头(滚珠滚珠滚珠滚珠)轴承钢轴承钢轴承钢轴承钢GG头头头头机车车轴用钢机车车轴用钢机车车轴用钢机车车轴用钢JZJZ头头头头焊接用钢焊接用钢焊接用钢焊接用钢H H头头头头沸腾钢沸腾钢沸腾钢沸腾钢F F尾尾尾尾铆螺钢铆螺钢铆螺钢铆螺钢MLML头头头头半镇静钢半镇静钢半镇静钢半镇静钢b b尾尾尾尾船用钢船用钢船用钢船用钢国际符号国际符号国际符号国际符号镇静钢镇静钢镇静钢镇静钢Z Z尾尾尾尾汽车大梁用钢汽车大梁用钢汽车大梁用钢汽车大梁用钢L L尾尾尾尾特殊镇静钢特殊镇静钢特殊镇静钢特殊镇静钢TZTZ尾尾尾尾压力容器用钢压力容器用钢压力容器用钢压力

19、容器用钢R R尾尾尾尾质量等级质量等级质量等级质量等级A.B.C.D.EA.B.C.D.E尾尾尾尾 为了能承受更大的载荷并减轻结构的重量，通常向非为了能承受更大的载荷并减轻结构的重量，通常向非合金钢中参加合金元素提高强韧性。合金钢中参加合金元素提高强韧性。第二节第二节 工程结构钢的合金化工程结构钢的合金化工程结构钢的工程结构钢的 特点特点1.低碳低碳，低合金元素含量；，低合金元素含量；2.供应态：热轧或正火；供应态：热轧或正火；3.合金化的目的：提高强韧性。合金化的目的：提高强韧性。南京长江大桥南京长江大桥大型邮轮大型邮轮 由于连接工艺是铆接，所以设计依据是抗拉强度由于连接工艺是铆接，所以设计

20、依据是抗拉强度 钢中碳含量较高，约钢中碳含量较高，约0.30.3 ，热轧态，不控制轧制温度。，热轧态，不控制轧制温度。焊接构件要求降低钢中的碳含量，为保持强度，钢中焊接构件要求降低钢中的碳含量，为保持强度，钢中含锰量增高。但没有注意到锰对钢的韧性的有利作用含锰量增高。但没有注意到锰对钢的韧性的有利作用 焊接构件的脆性断裂，要求钢的韧脆转变温度低些，焊接构件的脆性断裂，要求钢的韧脆转变温度低些，同时认识到高屈服强度更重要。因此，钢中的碳含量进一同时认识到高屈服强度更重要。因此，钢中的碳含量进一步降低，但锰含量仍保持较高水平。步降低，但锰含量仍保持较高水平。工程结构钢的开展历程工程结构钢的开展历程

21、 用晶粒细化剂，如用晶粒细化剂，如AlNAlN，屈服强度从，屈服强度从225MPa225MPa提高到提高到300MPa300MPa。韧脆转变温度降到。韧脆转变温度降到00以下。但这种细化晶粒的以下。但这种细化晶粒的方法只在正火状态使用。方法只在正火状态使用。利用参加利用参加NbNb、V V或或TiTi后的析出强化或沉淀强化，使后的析出强化或沉淀强化，使热轧状态的钢材有较高的强度。但早期轧钢的停轧温度高，热轧状态的钢材有较高的强度。但早期轧钢的停轧温度高，晶粒粗化。晶粒粗化。降低停轧温度，钢的屈服强度到达降低停轧温度，钢的屈服强度到达450450525MPa525MPa，韧脆，韧脆转变温度降到转

22、变温度降到-80-80。往钢中参加往钢中参加ZrZr、ReRe和和CaCa等，控制夹杂物形态，可改善等，控制夹杂物形态，可改善钢的总成型性，特别是改进钢板全厚度上的塑性和韧性。钢的总成型性，特别是改进钢板全厚度上的塑性和韧性。低合金高强度钢具有明显的价格优势，病可使构件重低合金高强度钢具有明显的价格优势，病可使构件重量减轻量减轻20203030 。钢的屈服强度主要取决于显微组织。高强度低合金钢钢的屈服强度主要取决于显微组织。高强度低合金钢所能达到的强度与组织有如下关系：所能达到的强度与组织有如下关系：1 1）铁素体）铁素体-珠光体组织，珠光体组织，s s为为300300350MPa350MPa

23、；2 2）低碳贝氏体组织，）低碳贝氏体组织，s s为为450450650MPa650MPa；3 3）低碳索氏体组织）低碳索氏体组织(经调质处理经调质处理),),s s为为650650800MPa800MPa；工程结构钢的强化工程结构钢的强化 目前，工业上广泛使用的高强度低合金钢中很大一部目前，工业上广泛使用的高强度低合金钢中很大一部分具有铁素体分具有铁素体-珠光体组织。合金元素通过以下方式提高珠光体组织。合金元素通过以下方式提高该钢种的强度：该钢种的强度：铁素体固溶强化；铁素体固溶强化；细晶强化；细晶强化；沉淀沉淀强化；强化；增加珠光体含量。增加珠光体含量。固溶强化固溶强化 由于低碳钢的塑性储

24、备大，可以牺牲部分塑（韧）性由于低碳钢的塑性储备大，可以牺牲部分塑（韧）性来提高强度。来提高强度。实践证明：实践证明：MnMn、SiSi、CuCu和和P P等元素溶入铁素体中，固等元素溶入铁素体中，固溶强化效果显著。各元素添加量：溶强化效果显著。各元素添加量：P P0.10.1；MnMn2 2；SiSi0.80.8；CuCu约为约为0.250.250.5 0.5。细晶强化细晶强化 细化晶粒对强度的奉献符合细化晶粒对强度的奉献符合HallHallPetchPetch公式。公式。细化晶粒的主要措施有：细化晶粒的主要措施有：1 1用用AlAl脱氧时形成脱氧时形成AlNAlN质点；质点；2 2用用Ti

25、Ti、NbNb、V V等元素合金化时形成碳化物、氮化物以等元素合金化时形成碳化物、氮化物以及碳氮化物如下图及碳氮化物如下图 3 3用用CrCr、NiNi、MnMn等等元素降低元素降低A3A3温度，使奥温度，使奥氏体在更低温度转移而氏体在更低温度转移而细化铁素体晶粒和珠光细化铁素体晶粒和珠光体区域。体区域。沉淀强化沉淀强化 利用利用V V、NbNb、TiTi的微合金化，使过冷奥氏体发生相间的微合金化，使过冷奥氏体发生相间沉淀和铁素体中析出弥散的碳化物和碳氮化物，产生沉淀沉淀和铁素体中析出弥散的碳化物和碳氮化物，产生沉淀强化。强化。微合金钢中微合金钢中的主要沉淀强化的主要沉淀强化相有相有VCVC、

26、NbCNbC、TiCTiC以及以及Nb(C,N)Nb(C,N)等。等。具有铁素体具有铁素体-珠光体组织的工程结构钢在珠光体组织的工程结构钢在-50-50+100+100范围使用，因而要求有较低的脆韧转变温度范围使用，因而要求有较低的脆韧转变温度FATT50()FATT50()。对对FATT50()FATT50()产生影响的因素有：产生影响的因素有：含碳量含碳量越低，珠光体量增加（即片层状渗碳体减少），越低，珠光体量增加（即片层状渗碳体减少），铁索体量升高，从而降低铁索体量升高，从而降低FATT50()FATT50()值；值；细化晶粒细化晶粒，可提高强度和冲击韧性，降低，可提高强度和冲击韧性，降

27、低FATT50()FATT50()值。值。添加固溶元素添加固溶元素（MnMn，NiNi，CrCr等），固溶于等），固溶于相中，促进滑相中，促进滑移，阻碍移，阻碍FeFe3 3C C析出，析出，可降低可降低FATT50()FATT50()值。值。铁素体珠光体组织的冷脆性铁素体珠光体组织的冷脆性 焊缝与母材结合牢固，强度不低于母材，焊接的热影焊缝与母材结合牢固，强度不低于母材，焊接的热影响区有较高的韧性，没有焊接裂纹。响区有较高的韧性，没有焊接裂纹。工程结构钢的焊接性工程结构钢的焊接性金属焊接的根本要求：金属焊接的根本要求：1 1）焊缝冷却速度大，一般超过母材钢种的临界冷却速度焊缝冷却速度大，一般

28、超过母材钢种的临界冷却速度而发生局部淬火，产生相变，在焊缝和热影响区产生很大而发生局部淬火，产生相变，在焊缝和热影响区产生很大的内应力。的内应力。焊接裂纹产生的主要原因：焊接裂纹产生的主要原因：2 2热影响区由于温度高而引起晶粒粗化。热影响区由于温度高而引起晶粒粗化。合金元素加入对焊接性的影响合金元素加入对焊接性的影响:1 1）增加钢的淬透性，焊后冷却发生马氏体相变，升高内增加钢的淬透性，焊后冷却发生马氏体相变，升高内 应力；应力；2 2）降低降低MsMs点，使马氏体转变温度降低，此时钢的塑性差；点，使马氏体转变温度降低，此时钢的塑性差；3 3）钢中含碳量增高马氏体的比容和硬度，升高内应力；钢

29、中含碳量增高马氏体的比容和硬度，升高内应力；4 4）氢脆引起塑性下降。氢脆引起塑性下降。焊接工艺的控制减少焊接内应力焊接工艺的控制减少焊接内应力 1 1严格控制碳当量。严格控制碳当量。经验说明，一般把碳当量控制在焊经验说明，一般把碳当量控制在焊 缝热影响区的硬度不超过缝热影响区的硬度不超过250HV250HV为宜。为宜。2 2预热焊接母材预热焊接母材 3 3焊后退火焊后退火 螺纹钢螺纹钢螺纹钢螺纹钢圆钢圆钢圆钢圆钢 Cu Cu能沉积在钢的外表，它具有正电位，成为钢外表的能沉积在钢的外表，它具有正电位，成为钢外表的附加阴极，促使钢在很小的阳极电流下到达钝化状态；附加阴极，促使钢在很小的阳极电流下

30、到达钝化状态；Ni Ni、CrCr都能促进钢的钝化；都能促进钢的钝化；业也发现，业也发现，CuCu、P P等元素配合添加对大气防腐最为有等元素配合添加对大气防腐最为有效。我国研制开发了效。我国研制开发了09CuPTi09CuPTi，10MnPNbRe10MnPNbRe等耐候钢。等耐候钢。工程结构钢的耐大气腐蚀性能工程结构钢的耐大气腐蚀性能 工程结构钢一般在潮湿空气中服役，会产生电化学腐工程结构钢一般在潮湿空气中服役，会产生电化学腐蚀。可通过参加蚀。可通过参加CuCu、P P、NiNi、CrCr等元素来防腐。等元素来防腐。第三节第三节 铁素体珠光体钢铁素体珠光体钢 按国标，碳素工程结构钢可依据按

31、国标，碳素工程结构钢可依据ss分类共五级：分类共五级：碳素工程结构钢碳素工程结构钢 Q195(Q195(无分级）无分级）Q215 Q215（A A、B B两级）两级）编号编号 Q235 Q235（A A、B B、C C、D D四级，区别四级，区别P P、S S含量）含量）Q255 Q255（A A、B B两级）两级）Q275(Q275(无分级）无分级）其中其中Q Q表示表示“屈，数字表示屈服强度值。屈，数字表示屈服强度值。按冶炼脱氧程度分类：按冶炼脱氧程度分类：钢号钢号+F+F：W W（SiSi）0.07 0.07编号编号 钢号钢号+B+B：W W（SiSi）0.050.17 钢号：钢号：W

32、W（SiSi）0.120.30 碳素工程结构钢中的碳素工程结构钢中的C C、SiSi、MnMn、S S、P P五种常存元素，五种常存元素，是冶炼中为脱氧和稳定是冶炼中为脱氧和稳定S S而参加的。而参加的。高强度低合金钢高强度低合金钢 我国把该钢种分为六个级别：我国把该钢种分为六个级别：Q300Q300；Q350Q350；Q400Q400；Q450Q450；Q500Q500；Q650Q650。1 1）基本不加入基本不加入CrCr和和NiNi，降低成本；，降低成本；2 2）以以MnMn为主，附加元素为为主，附加元素为V V、TiTi、MoMo、NbNb、B B等；等；3 3）利用少量利用少量P P

33、来提高抗大气腐蚀性；来提高抗大气腐蚀性；4 4）加入微量稀土元素，可脱加入微量稀土元素，可脱S S去气，净化组织。去气，净化组织。特特 点：点：微合金钢微合金钢 微合金钢主要是添加微合金钢主要是添加V V、NbNb、TiTi等微量元素，合理选等微量元素，合理选择加工工艺，以到达细化晶粒和沉淀强化效果的钢种。择加工工艺，以到达细化晶粒和沉淀强化效果的钢种。微合金元素的作用主要表达在以下四个方面微合金元素的作用主要表达在以下四个方面:抑制奥氏体形变再结晶抑制奥氏体形变再结晶 在热加工过程中，诱变析出在热加工过程中，诱变析出V V、NbNb、TiTi等的氮化物，等的氮化物，沉淀在晶界、亚晶界和位错上

34、；或以固溶原子的形式偏聚沉淀在晶界、亚晶界和位错上；或以固溶原子的形式偏聚在晶界处，阻碍晶界、位错的运动。在晶界处，阻碍晶界、位错的运动。阻碍奥氏体晶粒长大阻碍奥氏体晶粒长大 在锻造或轧制过程中，每一道次后，再结晶结束就要在锻造或轧制过程中，每一道次后，再结晶结束就要发生晶粒长大。通过发生晶粒长大。通过TiTi、NbNb等元素等元素TiNTiN或或Nb(CNb(C，N)N)弥散分弥散分布可阻止奥氏体晶粒长大。布可阻止奥氏体晶粒长大。沉淀强化沉淀强化 一般微合一般微合金中的沉淀强金中的沉淀强化相主要是低化相主要是低温下析出的温下析出的VCVC和和Nb(CNb(C，N)N)。改变钢的显微组织改变钢

35、的显微组织1 1传统控轧工艺：传统控轧工艺：T T轧轧 T T T再再/终了终了 ，允许奥氏体发生，允许奥氏体发生再结再结晶，并抑制再结晶奥氏体的相变和防止应变诱导析出。晶，并抑制再结晶奥氏体的相变和防止应变诱导析出。V-Ti V-TiN N钢：微量钢：微量TiTi析出析出TiNTiN质点抑制奥氏体晶粒长大，质点抑制奥氏体晶粒长大，V V用来低温析出用来低温析出V(C,N)V(C,N)沉淀相。沉淀相。第四节第四节 低碳贝氏体和马氏体钢低碳贝氏体和马氏体钢 具有铁素体具有铁素体-珠光体组织的低合金钢和微合金钢的屈珠光体组织的低合金钢和微合金钢的屈服强度的极限约服强度的极限约440MPa440MP

36、a。为进一步提高强度，可参加少量。为进一步提高强度，可参加少量合金元素，通过轧制和正火工艺状态下获得低碳贝氏体或合金元素，通过轧制和正火工艺状态下获得低碳贝氏体或马氏体组织。马氏体组织。显著推迟先共显著推迟先共析铁素体和珠光体析铁素体和珠光体转变，而对贝氏体转变，而对贝氏体转变推迟较少。转变推迟较少。低碳贝氏体钢低碳贝氏体钢右图：右图：低碳钼钢低碳钼钢和钼硼钢的过冷奥和钼硼钢的过冷奥氏体恒温转变开始氏体恒温转变开始曲线。曲线。Mo Mo和和B B的添加的添加 进一步推迟先共析铁素体和珠光体转变，并使进一步推迟先共析铁素体和珠光体转变，并使BsBs点点下降，以获得具有更高强度和低得多的韧下降，以

37、获得具有更高强度和低得多的韧-脆转变温度的脆转变温度的下贝氏体组织。下贝氏体组织。右图右图 低碳贝氏低碳贝氏体钢中贝氏体的体钢中贝氏体的抗拉强度和韧脆抗拉强度和韧脆转化温度的关系转化温度的关系 再参加再参加MnMn、CrCr、NiNi等元素等元素 这类钢的显微组织是低碳或超低碳的针状铁素体，属这类钢的显微组织是低碳或超低碳的针状铁素体，属于贝氏体组织，其中于贝氏体组织，其中呈板条状，具有高位错密度。呈板条状，具有高位错密度。针状铁素体钢针状铁素体钢 显微组织显微组织 合金元素添加合金元素添加添加添加NbNb：可获得可获得Nb(C,N)Nb(C,N)，细化晶粒，并沉淀强化。，细化晶粒，并沉淀强化

38、。添加添加MoMo或或MnMn：推迟先共析铁素体和珠光体转变，降低推迟先共析铁素体和珠光体转变，降低BsBs点。点。通常添加通常添加MoMo、NbNb、V V、B B、MnMn、CrCr等，使钢得到好的淬等，使钢得到好的淬透性，防止发生先共析铁素体和珠光体转变。另外，透性，防止发生先共析铁素体和珠光体转变。另外，NbNb还还可细化晶粒。可细化晶粒。低碳马氏体钢低碳马氏体钢典型钢种：典型钢种：BHS-1BHS-1钢钢 成分：成分：W(CW(C=0.1%=0.1%；W(CW(C1.81.8；W(MoW(Mo0.450.45；W(Nb W(Nb0.050.05；热处理工艺：锻轧后空冷或直接淬火并回火

39、处理，得到热处理工艺：锻轧后空冷或直接淬火并回火处理，得到 “贝氏体贝氏体+马氏体马氏体+铁素体混合组织。铁素体混合组织。通过在通过在+两相区加热淬火，或热轧后空冷得到两相区加热淬火，或热轧后空冷得到20203030马氏体马氏体+70+708080铁素体。其中马氏体呈小岛状或显铁素体。其中马氏体呈小岛状或显微状分布在铁素体基体上。微状分布在铁素体基体上。双相钢双相钢 显微组织显微组织 适于薄板冲压冷拉成形，零件表面光洁，无吕德斯带。适于薄板冲压冷拉成形，零件表面光洁，无吕德斯带。用途用途-3LDXsqRsw%KUf2i$W:PP;U#g:bQGYqmKjkPuCXzrLfcDdhNuE.%0J

40、CYutWyDU(sgy0ucn!P(xsPnnRvBV-vlE74t25Ago#M!phC76x8cKrC%1KE!yy!EK1%CrKd8x68Diq!M#pgB53t48Fmw+WCwSooQtz)Q$odv.g-+l:7HsG3e!Y5Z$f5HuK92ol.2Aiu-XGAYwx#EL2(0GwQjgFfiOtCFxSnmNpt!JUe2j%X2SS2Z*m6iYO)AwVuw!GP77PH!wuVwA)OZj6n(#3TT3Z&k4gVK%vqPnpUzG;$.EwQkhIimSzJ2-5OH%zz!DJ;#xmE50o.s6dOyL90j(%a%(j:8KxMb4pCsLeaA9

41、cHnv)T-xpKfdEfkRzJ4=8SM+GG+MS84KzSkgFegLqy+U+xoJdbCdgNuE;&2LE#xwZCH.ju+Y.JE$AC(LSalq5cNyMb2m+)e-p5fSFVleA65yafOxI4aVQMN:W%l5jZQ+DA#AD+PYi4j$U.MKOT8+1FtLc6u12w9gQANa0j*$8#%geZU0RS4!+rbp(X;LI-JM:Z-seu*8XW5#(l3fTHZrlJhiMqx)R&siC52r14Afo#N$rjEa8AbgOwG1-6QL-FF+MT96MBUnjIikPuDDvQljJlpWDN8FyUrqSvA+R%pdv.g)

42、-k;5GqE1cYV2VYb1DpF4.i)(f=$:ICYvuXAF;s7ePAOb2m=)e)=o4eQDTibx32u6cKsE:)5QL-GHPWd;bRI!vrRrtZFO78RJ&Ay#BGW(rfw;f*(g0Ajw$2OK+IK.V&m8m&W;LJ=LQ4&2Bkx!1MI(FHQYg1fWO-CA#BES$l8o)#4TS1X$i1cRGYqlJhiMry-T(ulE85v58Eku(S-xqMhgIkpXFQb:h!W0RR2Z(n7k#Q+CzYyA(LUd:eWO+EC%FJ;Y+uhy:g(g0zjv#0MH(FHR#i3iZRGD&FJ.X)rev)b#9*ra

43、m!Q-AvUsuYDK2(1IzTnkKkoUBK4+6PI&Az!DI;Z=wkC4;mf$Y5Y!d2ErG5.j)(e+salZN&vpNkkOry-R&rhA3:o.0vajUGVjbw1:q15Cku)VCwTppSvB=T(shA2;m.s7ePBPd4o+h=JG(GJV&oaq-!3SR0V#f.8MBSjeB9aDhoYIVi8s=h+o4dPAPe6s.5IuKa3pm;3Ckw=Z.ID!zz%IP6+4KAUnkKkmSyH0(2KCYtsTvA-P#l9r*9#a)r7gSDShav0;q15Dlv+XZynG95u35AfnZKYnez41s37Elv-WCwSp

44、oRuA+S&qfx:aQG#uqQqtZFO78QJ&Ay#CGW)sgx;g()h2Bly&4QMKN:Y(pap)Z1OMPT7-:CqH71on07GpB;(6RNKM;W&m7l$TIG(HL;Y-sfvDuNheEehOuD.$:HAWrqSuz)P!mas)b$%d=;yiv$2OL=KM:Y)pbq-!3RP;SXb3HvMd7u11u8eOxK6f!W2UW9)xjx(8WT1VZd4IvLc5s;r39IrD:)7SNKM.V%l5j#RGD%EHU&naq+$5UT2X%i0cQFXojHfgKov(Q%rhB51r14Agp!N$skGbaBdiQyJ49TNIJQWd

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46、iNsz=V+xoIdaAbeLrB#.GzVrrTvA+R%pdv.g)-j.4EpC0+aXT0TW9-;AnC1f&%b(q8jXL$toLjjNqx)R&qhA3:o;0vbkVHWldx31s37Fmx=YFzWttWzFY=wmE73r02xckVGVjav:.o;2zgq%Q(wpMihKns!KVh6o+*a!$e0Alz.(7UR;SV8);AnC2h*&d-tbm!P(ytQopTxEYypIb8x7aFlu(S)woKfdFglTAL6bVPJJQXd.9PFYrmLlnSxG;$;GxSnlLmqYFP9.dXQJJPVb6LASlgFdfKow)S(ulFa7x8bI

47、oyYDwTpoQsy(P#mbs-d&*gzlA0e$!a&+o6hVJ!smKhiLpw(P$pfz2;n.:vajUGVkcx20r27Emw=XFzVssVzFi)(f=udo$R-AvSqrVzG.#ArKeaA9cIox+V=zrMigIjoV.7LzQhbz66zdjTCPc2l($8!%f3EqE3f%!9%)l2cQDUkeA77AciRAN9;g$X3UW8*vgu$4ROPT6(.zmC2wgt+Z:LH)GIT$l7l%V.LKMQ5*.AoF6:mm06FoB.(6RNLN;X*n8m&V.KI+JN1!viy;e&%d-udo%S=DyWuw#FM4-2JAUolL

48、mpVCL5=7PI&Az!DI.Z=wkC3;mo29JtH4e#X3WZc=0CoD3g*%b(p7iWK!smJghKou&N#ncv;jq5ePBPe6qk:weo!P*wpMjiLou%MYlasg%#8!*j:9MzPf8u0:r49IqC;*4PK-GHQXe:cTK%xuUux%JSb;dWO=FE(IN2%znE60op3aKuH4dZV2UX9-;zlA:=c#Y6!*k1cPDUkeB88BflUEQd2l($8#$e1CnC0c#X5Z%h;8LyOe8u00t5bKtF0+8TOLM;V%k5j#RFC$CFS$l8o(Z2RQ:UZe.8NBTkfDbbFjq!LY

49、lcv:l.t9iUGVkdy32t5aHpA$0KE!zz$GM3(:FvOhdCbdJow-T-xoJecDeiPxH1-5PI*CC&HN3(:EtMeay79Diq!M#ofA41s26Djt(T+zsOkjMou$LWi7p=*a!$d=:zkxPS5&wjy;+c!Z8%-n5gUJ#rmJhhLpw*P$pgz2;o.0vbkVHWldy31t48GnyZ.HBYvvYBI;kw$1NJ-GIT!j4j#RHE*GK;Y-sfv-b!#a(ram!Q-AwUsuYDK2(1HySnkKknUAK3+6OH%zy#CI.Y=vkB3;lo29JtH4h(&d)r8jXL$toLij

50、Mpw(P$pfy1.mn;2Ahr*S+ztQmmPsy)Q$pex:jo3bMxL90l-(d)=o5eREUkdz65xafOwI4aVQNO:W&l6j#R=EB!BE=Q#j5l%W;NMtbmZN&vpMjjMpv*O!ndw;jp4cOzNc3o+htakXK#rkGdcFioWFRd2l(!6YZb-.yiw&5SP.QT7(.zmC2g*&d+tbn!Q-zuSqrVzG.#BrLebBadJpy=WBtOkiKmqYGRc0h!V:QQ1X&k4hXM*yvUtv!GO77PH$wuVxB-P#k7o-!5VV5!)n6iXN*ytSrsXCK2(1IAUomMnqXEO8