第五章非合金钢

非合金钢，碳钢，合金钢，铸铁，焊接工艺解析Fe-Fe3C相图第一章：非合金钢（碳钢）铁碳合金：是以铁和碳为基本组元组成的合金，是钢和铸铁的统称一、非合金钢:含碳量小于2.11%，并含有少量的锰、硅、磷、硫、等杂志元素的铁碳合金。

碳钢的分类：1、按含碳量分类：2、1）、低碳钢（W c<0.25%）2）、中碳钢（W c =0.25~0.60%）3）、高碳钢（W c >0.60%）2、按质量分类1）普通质量碳钢（W s≥0.045%、W p≥0.045%）2）优质碳钢3）特殊质量碳钢（W s≤0.020%、W p≤0.020%）3、按用途分类1）碳素结构钢2）优质碳素结构钢3）碳素工具钢4）碳素碳钢按脱氧方式不同：●沸腾钢（F）脱氧不完全的钢●镇静钢（Z）完全脱氧的钢●半镇静钢（b）●特殊镇静钢（TZ）通常Z和TZ可省略，如：Q235-A·F表示≥235MPa，质量等级为A级。

脱氧方法为沸腾钢的碳素结构钢。

3普通碳素结构钢的牌号、主要成分、力学性能(摘自GB/T700-1988)●如45钢，表示其平均含碳量（万分数）为0.45%。

●优质碳素结构钢分为普通含锰量（W Mn≤0.7%）和较高含锰=0.7%~1.2%）两类。

含锰量较高的优质碳素结构钢量（WMn在两数字后面加Mn字，脱氧方法表示法同碳素结构钢。

碳素工具钢碳素工具钢含碳量比较高（W C =0.65%~1.35%）,硫、磷杂志含量较少，一般经淬火，低温回火后硬度比较高，耐磨性好，但塑性较低。

主要用于要求不很高的刃具，量具和模具。

碳素工具钢的牌号用<碳>的汉语拼音首字母<T>后加数字组成。

数字表示钢中的平均含碳量的千分数，如T9钢，表示钢种平均含碳量为0.9%的优质碳素工具钢，查表可知，随着钢号的增大，含碳量的增大，钢的硬度和耐磨性也增加，但韧性却降低。

碳素铸钢铸钢的含碳量一般在0.15%~0.6%范围。

非合金钢（碳素钢）第一节钢铁生产钢和铁都是主要由铁和碳两种元素组成的合金，其区别只在于碳质量分数的多少，理论上将WC<2.11%的合金称为钢，WC>2.11%的称为铸铁。

生铁由铁矿石经高炉冶炼而得，它是炼钢和铸造的原材料。

现代的炼钢方法是以生铁为主要原料，装入高温的炼钢炉中，通过氧化作用降低生铁中的含碳量而炼成钢水，铸成钢锭后，再经轧制成钢材供应,少数钢锭经锻造成锻件后供应。

一、炼铁现代钢铁工业生产生铁的主要方法是高炉炼铁。

高炉炼铁的炉料主要是铁矿石、燃料和熔剂（CaCO3）。

高炉熔铁过程示如图5—1所示。

生铁中还含有Si、Mn、P、S等元素。

Si来源于炉料中带入的SiO2；铁矿石中含有少量的MnO2 ，MnO2被还原成金属锰进入生铁；铁矿石和生石灰石中都含有少量磷酸盐，几乎全部被还原进入生铁。

炉料中还含有少量的硫和硫化物，尤其焦炭中含硫最多，是生铁中硫的主要来源。

二、炼钢现代炼钢方法是以生铁为主要原料，首先把生铁熔化成液体，将它倾入高温的炼钢炉中，利用氧化作用将碳及其它元素去除到规定范围之内，就得到了钢。

1、炼钢过程现代工业炼钢方法是在1500—1700℃的高温下，把炉料熔化成液体，然后吹入空气、氧气或加入其他物质（如铁矿石）为氧化剂，氧化炉料中的杂质。

进入铁液中的氧首先与铁生成氧化亚铁（FeO），然后FeO再与其他元素反应，使它们氧化，从而使炉料变为成分合格的钢水。

其主要反应如下：（1）碳、硅、锰的氧化FeO+C= Fe+CO↑2FeO+Si= 2Fe+SiO2（渣）FeO+Mn= Fe+MnO（渣）（2）去磷、去硫2P+5FeO=5Fe+P2O5P2O5+4CaO=4CaO·P2O5 （渣）硫在铁中以FeS的形式存在FeS+CaO=FeO+CaS（渣）（3）钢的脱氧向铁液中供入的氧，使碳、硅、锰等杂质氧化的同时，铁也被氧化。

钢液中溶入了过多的氧，必须经过脱氧，才能获得合格的钢。

第五章非合金钢一、名词解释1、热脆：________________________________________________________________2、冷脆：________________________________________________________________3、普通质量非合金钢：____________________________________________________4、优质非合金钢：________________________________________________________5、特殊质量非合金钢：____________________________________________________6 Q195 ______________________________________________________________7、Q235AF ___________________________________________________________8、Y40Mn ____________________________________________________________9、ZG200-400 ________________________________________________________10 : T12A ___________________________________________________________二、填空题1、钢中所含有害杂质元素主要是______ 、___________ O2、非合金钢按钢中碳的质量分数可分为________ 、________ 、________ 三类。

3、碳素结构钢质量等级可分为_____ 、________ 、________ 、________ 四级。