1、一、金屬材料基礎(chǔ)知識(shí)-21金屬材料分為兩大類(lèi)，即黑色金屬和有色金屬。在元素周期表中除鐵、錳、鉻三種元素為黑色金屬元素外，其余的金屬元素均為有色金屬元素。通常將以鐵、錳、鉻為基的合金稱(chēng)為黑色金屬，其中以鐵為基的合金通常稱(chēng)為鋼。以其余金屬元素為基的合金稱(chēng)為有色金屬。（1）按冶煉方法分類(lèi)：平爐鋼、轉(zhuǎn)爐鋼和電爐鋼，每一種還可以根據(jù)爐襯材料的不同，分為堿性和酸性。按鋼液脫氧程度和鑄錠制度的不同，碳素鋼可分：沸騰鋼、鎮(zhèn)靜鋼、半鎮(zhèn)靜鋼科技開(kāi)發(fā)研究中心一、金屬材料基本知識(shí)（2）按用途分類(lèi)：結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼、特殊性能更鋼（3）按金相組織分類(lèi)按平衡狀態(tài)或退火狀態(tài)的組織分：亞共析鋼、共析鋼、過(guò)共析鋼、萊氏體鋼按正火組

2、織分：珠光體鋼、貝氏體鋼、馬氏體鋼、奧氏體鋼按加熱冷卻時(shí)有無(wú)相變和室溫時(shí)的金相組織分：鐵素體鋼、奧氏體鋼、馬氏體鋼科技開(kāi)發(fā)研究中心一、金屬材料基本知識(shí)（一）鋼鐵的冶煉（一）鋼鐵的冶煉高爐高爐煉鐵煉鐵鑄鐵錠鑄鐵錠生產(chǎn)鑄鐵件生產(chǎn)鑄鐵件煉鋼生鐵煉鋼生鐵轉(zhuǎn)爐轉(zhuǎn)爐平爐平爐電爐電爐生產(chǎn)鋼件生產(chǎn)鋼件轉(zhuǎn)爐煉鋼轉(zhuǎn)爐煉鋼平爐煉鋼平爐煉鋼電弧爐煉鋼電弧爐煉鋼1.煉鐵的冶金反應(yīng)特點(diǎn)煉鐵的冶金反應(yīng)特點(diǎn):還原反應(yīng)還原反應(yīng) Fe2O3 Fe3O4FeOFeCO氣體氣體高溫高溫 2.煉鋼的冶金反應(yīng)特點(diǎn)煉鋼的冶金反應(yīng)特點(diǎn): :還原反應(yīng)還原反應(yīng)煉鋼生鐵煉鋼生鐵鋼鋼還原反應(yīng)還原反應(yīng)（二）鋼錠的組織、質(zhì)量及缺陷（二）鋼錠的組織、質(zhì)量

3、及缺陷一一)雜質(zhì)元素對(duì)鋼的質(zhì)量和性能的影響雜質(zhì)元素對(duì)鋼的質(zhì)量和性能的影響 Mn 脫氧、去硫脫氧、去硫, ,提高鋼的強(qiáng)度提高鋼的強(qiáng)度 和硬度。和硬度。 Si 有很強(qiáng)的固溶強(qiáng)化作用有很強(qiáng)的固溶強(qiáng)化作用, ,能脫能脫 氧。氧。1.有益元素有益元素2.有害元素有害元素: : P 有很強(qiáng)的固溶強(qiáng)化作用有很強(qiáng)的固溶強(qiáng)化作用, ,低溫低溫 韌性差韌性差 ( ( 冷脆冷脆 ) )。 S 能引起鋼在熱加工時(shí)或高溫工能引起鋼在熱加工時(shí)或高溫工 作下開(kāi)裂作下開(kāi)裂 ( ( 熱裂熱裂 ) )。3.氣體元素氣體元素: N：鋼中過(guò)飽和：鋼中過(guò)飽和N在常溫放置過(guò)程中會(huì)發(fā)生在常溫放置過(guò)程中會(huì)發(fā)生時(shí)時(shí) 效脆化效脆化。加。加Ti、

4、V、Al等元素可消除時(shí)效等元素可消除時(shí)效 傾向。傾向。 O：鋼中的氧化物易成為：鋼中的氧化物易成為疲勞裂紋源疲勞裂紋源。 H：原子態(tài)的過(guò)飽和氫將降低韌性：原子態(tài)的過(guò)飽和氫將降低韌性, 引起引起氫氫 脆脆。當(dāng)氫在缺陷處以。當(dāng)氫在缺陷處以 分子態(tài)析出時(shí)，會(huì)產(chǎn)分子態(tài)析出時(shí)，會(huì)產(chǎn) 生很高內(nèi)壓，形成微生很高內(nèi)壓，形成微 裂紋，其內(nèi)壁為白色，裂紋，其內(nèi)壁為白色， 稱(chēng)稱(chēng)白點(diǎn)白點(diǎn)或或發(fā)裂發(fā)裂。鋼中白點(diǎn)鋼中白點(diǎn)二二) )鋼錠的組織及其宏觀缺陷鋼錠的組織及其宏觀缺陷鎮(zhèn)靜鋼鎮(zhèn)靜鋼沸騰鋼沸騰鋼半鎮(zhèn)靜鋼半鎮(zhèn)靜鋼1.鎮(zhèn)靜鋼鎮(zhèn)靜鋼 ( killed steel ) 鋼液在澆注前用錳鐵、硅鐵和鉛進(jìn)行了充分脫氧 ,Wo = 0

5、.01%左右, 成分較均勻、組織較致密。主要用于機(jī)械性能要求較高的零件。2.沸騰鋼沸騰鋼 ( boiling steel ) 鋼液在澆注之前進(jìn)行輕度假脫氧,Wo = 0.03%0.07%,成分偏析較嚴(yán)重、組織不致密。機(jī)械性能不均勻, 沖擊韌性差, 常用于要求不高的零件。3.半鎮(zhèn)靜鋼半鎮(zhèn)靜鋼 ( balanced steel ) 半鎮(zhèn)靜鋼是脫氧過(guò)程介于鎮(zhèn)靜鋼和沸騰鋼之間的鋼,是用錳鐵和硅鐵進(jìn)行脫氧。其質(zhì)量也介于二者之間,可代替部分鎮(zhèn)靜鋼,一般不適于做重要零件。（一）（一）碳素鋼的分類(lèi)、編號(hào)及用途碳素鋼的分類(lèi)、編號(hào)及用途碳素鋼的分類(lèi)碳素鋼的分類(lèi)碳素鋼的編號(hào)及用途碳素鋼的編號(hào)及用途一一) )碳素鋼碳

6、素鋼的分類(lèi)的分類(lèi)1.按碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分類(lèi)按碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分類(lèi): : * * 低碳鋼低碳鋼: : Wc 0.25% * * 中碳鋼中碳鋼: : 0.25% Wc 0.6% * * 高碳鋼高碳鋼: : Wc 0.6%2.按鋼的質(zhì)量分類(lèi)按鋼的質(zhì)量分類(lèi): :* * 碳素鋼碳素鋼: : Wp = (0.035% 0.045%) Ws = (0.035% 0.050%)* * 優(yōu)質(zhì)碳素鋼優(yōu)質(zhì)碳素鋼: : Wp = 0.035% Ws = (0.030% 0.035%) * * 高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素鋼高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素鋼: : Wp 0.030% Ws = ( 0.020%0.025% ) 3.按鋼的用途分類(lèi)按鋼的用途分類(lèi):碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼 ( carbon structural steel ) 用于制造各種機(jī)械零件、工程用于制造各種機(jī)械零件、工程構(gòu)件構(gòu)件。一般為。一般為低、中碳鋼。低、中碳鋼。碳素工具鋼碳素工具鋼 ( carbon tool steel ) 用于制造各種工具。一般為高碳鋼。用于制造各種工具。一般為高碳鋼。二二) )碳素鋼的編號(hào)及用途碳素鋼的編號(hào)及用途 1.碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼: : Q 235 A F沸騰鋼沸騰鋼A等級(jí)等級(jí)235 MPa屈服強(qiáng)度屈服強(qiáng)度2.優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼* * 45 - Wc = 45%00* * 較高錳質(zhì)量分?jǐn)?shù)的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼較高錳質(zhì)量分?jǐn)?shù)的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼