一、碳素鋼及元素特性
碳素鋼——簡(jiǎn)稱碳鋼,是最基本的鐵碳合金。它是指在冶煉時(shí)沒(méi)有特意加入合金元素,且含碳量大于0.0218%而小于2.11%的鐵碳合金。
錳——有益元素,有很好的脫氧能力,還可與硫形成MnS,從而消除了硫的有害作用。
硅——有益元素,脫氧能力比錳強(qiáng),還能提高鋼的強(qiáng)度及質(zhì)量,硅作為雜質(zhì)一般應(yīng)不超過(guò)0.4%。
硫——有害元素,常以FeS形式存在,易使鋼材變脆(熱脆性)。
磷——有害元素,它使鋼在低溫時(shí)變脆(冷脆性)。
氫——有害元素,能造成氫脆、白點(diǎn)等缺陷。
二、碳素鋼的分類
1.按鋼的含碳量分
低碳鋼:C≤0.25%
中碳鋼:0.25%<C <0.60%
高碳鋼:C ≥0.60%
2.按鋼的質(zhì)量分
普通鋼:S ≤0.050%,P≤ 0.045%
優(yōu)質(zhì)鋼:S ≤0.035%,P≤ 0.035%
高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼:S≤ 0.025%,P≤ 0.025%
3.按鋼的用途分
結(jié)構(gòu)鋼:含碳量一般均小于0.70%
工具鋼:含碳量一般均大于0.70%
4.按冶煉時(shí)脫氧程度的不同分
沸騰鋼:脫氧程度不完全的鋼
鎮(zhèn)靜鋼:脫氧程度完全的鋼
特殊鎮(zhèn)靜鋼:比鎮(zhèn)靜鋼脫氧程度更充分徹底的鋼
三、碳素鋼牌號(hào)及用途
學(xué)元素符號(hào)+漢語(yǔ)拼音字母+阿拉伯?dāng)?shù)字
1.(普通)碳素結(jié)構(gòu)鋼
1.(普通)碳素結(jié)構(gòu)鋼
1)前綴符號(hào):Q(鋼屈服強(qiáng)度“屈”,漢語(yǔ)拼音字首)+屈服強(qiáng)度值(單位MPa)。
2)質(zhì)量等級(jí)符號(hào):A、B、C、D級(jí),從A到D依次提高。
3)(必要時(shí))脫氧方法符號(hào):F-沸騰鋼、Z-鎮(zhèn)靜鋼、TZ-特殊鎮(zhèn)靜鋼,Z與TZ符號(hào)在鋼號(hào)組成表示方法中予以省略。
4)(必要時(shí))在牌號(hào)尾加產(chǎn)品用途、特性和工藝方法表示符號(hào)。如壓力容器用鋼—R、鍋爐用鋼—G、橋梁用鋼——Q 等。
2.優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼
牌號(hào)用兩位數(shù)字表示,這兩位數(shù)字表示該鋼的平均含碳量的萬(wàn)分?jǐn)?shù)。
45表示平均含碳量為0.45%的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼
08表示平均含碳量為0.08%的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼
若為高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼、特級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼時(shí),分別在牌號(hào)尾加A、E表示
3.碳素工具鋼
牌號(hào)以漢字“碳”的漢語(yǔ)拼音字母字頭“T”及后面的阿拉伯?dāng)?shù)字表示,其數(shù)字表示鋼中平均含碳量的千分?jǐn)?shù)。
例如:T8表示平均含碳量為0.80%的優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼。若為高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼,則在牌號(hào)后面標(biāo)以字母A。
4.鑄造碳鋼
牌號(hào)由“鑄鋼”兩漢字的漢語(yǔ)拼音字母字頭“ZG”后面加兩組數(shù)字組成:第一組數(shù)字代表屈服強(qiáng)度,第二組數(shù)字代表抗拉強(qiáng)度值。
例如:ZG270—500表示屈服強(qiáng)度不小于270MPa,抗拉強(qiáng)度不小于500MPa的鑄造碳鋼。
四、有色金屬的基本概念
合金——以一種金屬為基礎(chǔ),加入其他金屬或非金屬,經(jīng)過(guò)熔合而獲得的具有金屬特性的材料。即合金是由兩種或兩種以上的元素所組成的金屬材料。
組元——組成合金最簡(jiǎn)單的、最基本的、能夠獨(dú)立存在的元物質(zhì),簡(jiǎn)稱元。
相——合金中成分、結(jié)構(gòu)及性能相同的組成部分。
組織——合金中不同相之間相互組合配置的狀態(tài)。換言之,數(shù)量、大小和分布方式不同的相構(gòu)成了合金不同的組織。
五、有色金屬合金的組織分類
1.固溶體:一種組元的原子溶入另一組元的晶格中所形成的均勻固相。
間隙固溶體:溶質(zhì)原子分布于溶劑晶格中而形成的固溶體。
置換固溶體:溶質(zhì)原子置換了溶劑晶格結(jié)點(diǎn)上某些原子而形成的固溶體。
2.金屬化合物:在合金中,當(dāng)溶質(zhì)含量超過(guò)固溶體的溶解度時(shí),除可形成固溶體外,還將出現(xiàn)新的相,其晶體結(jié)構(gòu)不同于任一組元,而是組元之間相互作用形成一種具有金屬特性的物質(zhì)。
3.混合物:兩種或兩種以上的相按一定的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)組成的物質(zhì)。
固溶強(qiáng)化——無(wú)論是間隙固溶體還是置換固溶體,在其形成過(guò)程中,都會(huì)使溶劑晶格發(fā)生畸變,從而使合金對(duì)變形的抗力增加。也即通過(guò)溶入溶質(zhì)元素形成固溶體而使金屬材料強(qiáng)度、硬度提高的現(xiàn)象。
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