钢铁及合金(费先锋)

钢铁及合金§钢铁的分类§各种元素对钢铁性能的影响§钢碳中碳含量的测定§钢铁牌号表示方法§检测项目主要内容钢铁的分类•钢即铁碳合金．根据C含量不同性质不同．用途也不同．还有受热处理的影响．根据C含量和组织的不同可分为：（1）工业纯铁是C含量＜0.0218％的铁碳合金；（2）碳钢是C含量在0.0218％－2.11％的铁碳合金，其中包含亚共析刚＼共析刚＼和过共析刚；（3）白口铸铁其含C量在2.11％－6.69％．由于断口成白色，故叫白口铸铁，又分为亚共晶白口铁，共晶白口铁和过共晶白口铁．各种元素对钢铁性能的影响•铬在不锈钢中的决定作用：决定不锈钢性属的元素只有一种，这就是铬，每种不锈钢都含有一定数量的铬。迄今为止，还没有不含铬的不锈钢。铬之所以成为决定不锈钢性能的主要元素，根本的原因是向钢中添加铬作为合金元素以后，促使其内部的矛盾运动向有利于抵抗腐蚀破坏的方面发展。各种元素对钢铁性能的影响•目前已知的化学元素有100多种，在工业中常用的钢铁材料中可以遇到的化学元素约二十多种。对于人们在与腐蚀现象作长期斗争的实践而形成的不锈钢这一特殊钢系列来说，最常用的元素有十几种，除了组成钢的基本元素铁以外，对不锈钢的性能与组织影响最大的元素是：碳、铬、镍、锰、硅、钼、钛、铌、钛、锰、氮、铜、钴等。这些元素中除碳、硅、氮以外，都是化学元素周期表中位于过渡族的元素。各种元素对钢铁性能的影响•碳在不锈钢中的两重性•碳是工业用钢的主要元素之一，钢的性能与组织在很大程度上决定于碳在钢中的含量及其分布的形式，在不锈钢中碳的影响尤为显著。碳在不锈钢中对组织的影响主要表现在两方面，一方面碳是稳定奥氏体的元素，并且作用的程度很大(约为镍的30倍)，另一方面由于碳和铬的亲和力很大，与铬形成—系列复杂的碳化物。所以，从强度与耐腐烛性能两方面来看，碳在不锈钢中的作用是互相矛盾的。•认识了这一影响的规律，我们就可以从不同的使用要求出发，选择不同含碳量的不锈钢。各种元素对钢铁性能的影响•①铬使铁基固溶体的电极电位提高•②铬吸收铁的电子使铁钝化•钝化是由于阳极反应被阻止而引起金属与合金耐腐蚀性能被提高的现象。构成金属与合金钝化的理论很多，主要有薄膜论、吸附论及电子排列论。各种元素对钢铁性能的影响•.镍在不锈钢中的作用是在与铬配合后才发挥出来。•镍是优良的耐腐蚀材料，也是合金钢的重要合金化元素。镍在钢中是形成奥氏体的元素，但低碳镍钢要获得纯奥氏体组织，含镍量要达到24%；而只有含镍27%时才使钢在某些介质中的耐腐蚀性能显著改变。所以镍不能单独构成不锈钢。但是镍与铬同时存在于不锈钢中时，含镍的不锈钢却具有许多可贵的性能。基于上面的情况可知，镍作为合金元素在不锈钢中的作用，在于它使高铬钢的组织发生变化，从而使不锈钢的耐腐蚀性能及工艺性能获得某些改善钢铁牌号表示方法•碳素结构钢•①由Q+数字+质量等级符号+脱氧方法符号组成。它的钢号冠以“Q”，代表钢材的屈服点，后面的数字表示屈服点数值，单位是MPa例如Q235表示屈服点（σs）为235MPa的碳素结构钢钢铁牌号表示方法•②必要时钢号后面可标出表示质量等级和脱氧方法的符号。质量等级符号分别为A、B、C、D。脱氧方法符号：F表示沸腾钢；b表示半镇静钢：Z表示镇静钢；TZ表示特殊镇静钢，镇静钢可不标符号，即Z和TZ都可不标。例如Q235-AF表示A级沸腾钢。钢铁牌号表示方法•③专门用途的碳素钢，例如桥梁钢、船用钢等，基本上采用碳素结构钢的表示方法，但在钢号最后附加表示用途的字母钢铁牌号表示方法•碳素工具钢•①钢号冠以“T”，以免与其他钢类相混。•②钢号中的数字表示碳含量，以平均碳含量的千分之几表示。例如“T8”表示平均碳含量为0.8%。•③锰含量较高者，在钢号最后标出“Mn”，例如“T8Mn”。•④高级优质碳素工具钢的磷、硫含量，比一般优质碳素工具钢低，在钢号最后加注字母“A”，以示区别，例如“T8MnA”。钢铁牌号表示方法•易切削钢•①钢号冠以“Y”，以区别于优质碳素结构钢。•②字母“Y”后的数字表示碳含量，以平均碳含量的万分之几表示，例如平均碳含量为0.3%的易切削钢，其钢号为“Y30”。•③锰含量较高者，亦在钢号后标出“Mn”，例如“Y40Mn”。钢铁牌号表示方法•合金结构钢•①钢号开头的两位数字表示钢的碳含量，以平均碳含量的万分之几表示，如40Cr。•②钢中主要合金元素，除个别微合金元素外，一般以百分之几表示。当平均合金含量＜1.5%时，钢号中一般只标出元素符号，而不标明含量，但在特殊情况下易致混淆者，在元素符号后亦可标以数字“1”，例如钢号“12CrMoV”和“12Cr1MoV”，前者铬含量为0.4-0.6%，后者为0.9-1.2%，其余成分全部相同。当合金元素平均含量≥1.5%、≥2.5%、≥3.5%……时，在元素符号后面应标明含量，可相应表示为2、3、4……等。例如18Cr2Ni4WA。钢碳中碳含量的测定钢碳中碳含量的测定钢碳中碳含量的测定钢碳中碳含量的测定钢碳中碳含量的测定谢谢欣赏•谢谢欣赏