金属材料课件-碳素钢
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碳素钢课件.ppt
典型牌号 45
应用 如表2-5（P40）
08F、 20、 45、 65
冷冲压件， 冷冲压件、 调质件：机
如汽车和 焊接件和 床齿轮、机
仪表外壳、 标准件、 床主轴、曲
容器、罩 渗碳件等 轴、连杆等
子等。
零件。
重要零件。
弹性件和 耐磨件： 小尺寸弹 簧、低速 车轮等
08～25#钢的应用
法兰盘 垫圈
化作用。
含量过高会造 成钢的塑性下 降。一般不要 超过0.8％.
硅（Si）的作用
来源：炼钢时加入的脱氧剂（有益元素）
有益作用
有害影响
能消除氧化铁夹杂对
钢的不良响 2FeO+Si=2Fe+SiO2 少量能溶入铁素体
（F）中起固溶强化 作用，提高钢的强度、 硬度及弹性。
过多会造成塑性 下降，冲击性能 变差。含量一般 不超过0.4％.
杂质元素：因冶炼等原因，钢中不
可避免地存在的一些元素。
合金元素：为改善钢的性能，冶炼
时有目的地加入钢中的元素。
一、钢中常存元素及其对性能的影响
锰
钢
中
常 存
硅
磷
杂
质
元
素
硫
氢
锰（Mn）的作用
来源：炼钢时加入的脱氧剂（有益元素）
有益作用
有害影响
能与硫（S）化合形 成硫化锰（MnS），
FeS+Mn=Fe+MnS，减 轻硫（S）的有害影 响；少量能溶入铁素 体（F） 中起固溶强
销子 螺钉
30～55#钢的应用
连杆
曲轴
齿轮
联轴器
60#以上钢的应用
弹簧 弹簧垫圈
板簧
3.碳素工具钢
《碳素钢》课件
两位数字
代表钢的平均碳的质量分数的万分数
08钢：表示平均碳的质量分数Wc为0.08%的钢。
如果优质碳素结构钢中锰的质量分数在0.70%-1.00%范围内，还
要在其牌号后表示出锰的元素符号“Mn”。
碳素钢
按钢的用途分类 碳素工具钢指含碳量Wc为0.65%- 1.35%，主要用于制 造各种刃具、模具、量具等工具用钢。 牌号：
黑色金属
钢铁材料
铁+碳 铁碳合金
碳素钢
Wc<2.11％
钢
合金钢
铸铁
Wc＞2.11％
钢
普通碳素钢 Wp ≤0.045%,Ws ≤0.050%
的
优质碳素钢 Wp ≤0.035%,Ws ≤0.035%
质
高级优质钢 Wp ≤0.025%,Ws ≤0.025%
量
特级优质钢 Wp ≤0.025%,Ws ≤0.015%
普通碳素结构钢
优质碳素结构钢
碳素钢
普通碳素结构钢 牌号：
屈服强度字母+屈服强度数值+质量等级符号+脱氧方法
Q
数值
ABCD四级
F、b、（Z、TZ ）
质量依次提高
沸半 腾镇 钢静
钢
镇特 静殊 钢镇
静 钢
Q235AF:表示屈服强度大于235MPa质量等级为A级的沸腾钢。
碳素钢
优质碳素结构钢 牌号：
普通碳素结构钢
碳素结构钢
最低屈服强度
用
途
优质碳素结构钢
碳素工具钢
Wc万分数
Wc千分数
碳素钢
碳 的 质 量 分 数
钢
钢 的
Wc<
质
量
钢 Wc≤ 钢 ＜Wc≤ 钢 Wc＞
代表钢的平均碳的质量分数的万分数
08钢：表示平均碳的质量分数Wc为0.08%的钢。
如果优质碳素结构钢中锰的质量分数在0.70%-1.00%范围内，还
要在其牌号后表示出锰的元素符号“Mn”。
碳素钢
按钢的用途分类 碳素工具钢指含碳量Wc为0.65%- 1.35%，主要用于制 造各种刃具、模具、量具等工具用钢。 牌号：
黑色金属
钢铁材料
铁+碳 铁碳合金
碳素钢
Wc<2.11％
钢
合金钢
铸铁
Wc＞2.11％
钢
普通碳素钢 Wp ≤0.045%,Ws ≤0.050%
的
优质碳素钢 Wp ≤0.035%,Ws ≤0.035%
质
高级优质钢 Wp ≤0.025%,Ws ≤0.025%
量
特级优质钢 Wp ≤0.025%,Ws ≤0.015%
普通碳素结构钢
优质碳素结构钢
碳素钢
普通碳素结构钢 牌号：
屈服强度字母+屈服强度数值+质量等级符号+脱氧方法
Q
数值
ABCD四级
F、b、（Z、TZ ）
质量依次提高
沸半 腾镇 钢静
钢
镇特 静殊 钢镇
静 钢
Q235AF:表示屈服强度大于235MPa质量等级为A级的沸腾钢。
碳素钢
优质碳素结构钢 牌号：
普通碳素结构钢
碳素结构钢
最低屈服强度
用
途
优质碳素结构钢
碳素工具钢
Wc万分数
Wc千分数
碳素钢
碳 的 质 量 分 数
钢
钢 的
Wc<
质
量
钢 Wc≤ 钢 ＜Wc≤ 钢 Wc＞
第06章碳素钢
• 6.2.1.3 按钢的用途分类 • (1) 碳素结构钢: 用于制造工程构件和机器零件的钢。
工程用钢主要用于建筑、桥梁、船舶和车辆等；机器零 件用钢包括渗碳钢、调质钢、轴承钢和弹簧钢等。这类 钢一般属于低碳钢和中碳钢。 • (2) 碳素工具钢: 用于制造各种工具的钢。包括刃具钢 、量具钢、模具钢。这类钢一般属于高碳钢。 • (3) 特殊性能钢: 具有某种特殊性能的钢。包括不锈钢 、耐热钢和耐磨钢等。
• 工程用铸钢牌号首位冠以“ZG”(“铸钢”二字汉语拼音 字首)。根据GB/T5613—1995规定, 在“ZG”后面有两 组数字, 第一组数字表示该牌号钢屈服点的最低值, 第 二组数字表示其抗拉强度的最低值。
6.2.3 钢铁及合金统一数字代号体系
• 我国国家标准GB/T176156—1998对钢铁及合金产品牌号规定了统一 数字代号, 与现行的GB/T22—2000
• 6.1.6 氢的影响 • 氢在钢中能产生白点，使钢的脆性加大，其他力学性能也明显降低，因此，氢
是钢中的有害元素，必须控制在牌号规定的范围内。
• 钢中杂质除上述6种以外还有很多种，在此不再过多介绍。生产中常需检验的元 素有: 碳、硅、锰、硫、磷5种元素。
6.2 碳钢的分类、编号、性能和用 途
• 6.2.1 碳钢的分类
0.37%以内。由于含量不多, 在碳钢中仅作
为少量杂质存在时, 它对• 锰也是作为脱氧剂加入钢中的。锰有较强的脱氧能力, 消除氧对钢的不利影 响；锰和硫结合形成MnS, 可减轻硫在钢中的有害作用；锰大部分溶于铁素 体中, 形成置换固溶体, 并使铁素体强化, 从而提高钢的强度；一部分锰能溶 于渗碳体中形成合金渗碳体, 从而提高硬度和耐磨性。所以锰也是钢中的有 益元素。
• 氧与铁化合生成氧化铁, 氧化铁与硫化物结合可形成熔点为950℃的共晶体 (FeO+FeS), 使钢在950～1 100℃热加工时引起脆裂, 即“热脆”性。增加钢中 的含氧量, 还降低了钢的塑性、韧性、疲劳强度, 且使钢的冲压和切削等工艺 性能和磁性变坏。
工程用钢主要用于建筑、桥梁、船舶和车辆等；机器零 件用钢包括渗碳钢、调质钢、轴承钢和弹簧钢等。这类 钢一般属于低碳钢和中碳钢。 • (2) 碳素工具钢: 用于制造各种工具的钢。包括刃具钢 、量具钢、模具钢。这类钢一般属于高碳钢。 • (3) 特殊性能钢: 具有某种特殊性能的钢。包括不锈钢 、耐热钢和耐磨钢等。
• 工程用铸钢牌号首位冠以“ZG”(“铸钢”二字汉语拼音 字首)。根据GB/T5613—1995规定, 在“ZG”后面有两 组数字, 第一组数字表示该牌号钢屈服点的最低值, 第 二组数字表示其抗拉强度的最低值。
6.2.3 钢铁及合金统一数字代号体系
• 我国国家标准GB/T176156—1998对钢铁及合金产品牌号规定了统一 数字代号, 与现行的GB/T22—2000
• 6.1.6 氢的影响 • 氢在钢中能产生白点，使钢的脆性加大，其他力学性能也明显降低，因此，氢
是钢中的有害元素，必须控制在牌号规定的范围内。
• 钢中杂质除上述6种以外还有很多种，在此不再过多介绍。生产中常需检验的元 素有: 碳、硅、锰、硫、磷5种元素。
6.2 碳钢的分类、编号、性能和用 途
• 6.2.1 碳钢的分类
0.37%以内。由于含量不多, 在碳钢中仅作
为少量杂质存在时, 它对• 锰也是作为脱氧剂加入钢中的。锰有较强的脱氧能力, 消除氧对钢的不利影 响；锰和硫结合形成MnS, 可减轻硫在钢中的有害作用；锰大部分溶于铁素 体中, 形成置换固溶体, 并使铁素体强化, 从而提高钢的强度；一部分锰能溶 于渗碳体中形成合金渗碳体, 从而提高硬度和耐磨性。所以锰也是钢中的有 益元素。
• 氧与铁化合生成氧化铁, 氧化铁与硫化物结合可形成熔点为950℃的共晶体 (FeO+FeS), 使钢在950～1 100℃热加工时引起脆裂, 即“热脆”性。增加钢中 的含氧量, 还降低了钢的塑性、韧性、疲劳强度, 且使钢的冲压和切削等工艺 性能和磁性变坏。
第三节碳素钢-PPT文档资料
3）按用途分
4）按冶炼时脱氧程度的不同分类
NingXia Institute of Scinece and Technology
NingXia Institute of Scinece and Technology
三、碳钢的牌号
1、碳素结构钢：牌号 —— 如 Q215B，表示 s ≥ 215 Mpa
（厚度 ≤ 16mm），B级质量。
Q×××AF
屈服强 度字母 屈服强度值 （MPa） 脱氧 方法
沸腾钢F
半镇静钢b 镇静钢Z 特殊镇静钢TZ
质量等级：A、B、C、D
NingXia Institute of Scinece and Technology
例：
Q235AF ：表示屈服强度为235MPa的A
NingXia Institute of Scinece and Technology
Si
来 源：炼钢时加入的脱氧剂。 有益作用：能消除FeO夹杂对钢的不良影响， 少量能溶入F中起固溶强化作用， 提高钢的强度、硬度及弹性。 有害影响：过多会造成塑性下降，冲击性能 变差。
NingXia Institute of Scinece and Technology
一、常存杂质元素对碳钢性能的影响
Mn
Si
钢中的常 存杂质元 素
S
P
NingXia Institute of Scinece and Technology
Mn
来 源：炼钢时加入的脱氧剂。
有益作用：能与S化合形成MnS，减轻S的有害 影响；少量能溶入F中起固溶强化 作用。
有害影响：过多会造成塑性下降。
NingXia Institute of Scinece and Technology
普通碳素结构钢分解PPT课件
温故而知新工程材料的分类工程材料的分类钢铁材料钢铁材料有色金属有色金属非金属材料非金属材料黑色金属黑色金属温故而知新钢铁材料钢铁材料铸铁铸铁211铁碳合金铁碳合金碳素钢的化学成分碳素钢的化学成分主要元素主要元素杂质杂质有益杂质有益杂质有害杂质有害杂质温故而知新温故而知新按质量按用途按脱氧方法低碳钢中碳钢高碳钢普通碳钢优质碳钢高级优质碳钢结构钢工具钢沸腾钢f镇静钢z半镇静钢b特殊镇静钢tz温故而知新温故而知新新知探索碳素结构钢碳素结构钢普通碳素结构钢普通碳素结构钢优质碳素结构钢优质碳素结构钢成分特点
普通碳素结构钢
易勇遵
2021
1
温故而知新
工程材料 的分类
钢铁材料
（黑色金属）
有色金属
非金属材料
2
2021
温故而知新
钢 （ωc≤2.11%）
钢铁材料 (铁碳合金）
铸铁 （ωc＞2.11%）
3
2021
温故而知新
碳素钢的 化学成分
主要元素 铁和碳
杂质
有益杂质 硅和锰 有害杂质 硫和磷
4
2021
温故而知新
C.强度降低、塑性降低 D.强度增加、塑性降低
3.以下( A)会增加钢材的热脆性。
A、S
B、P
C、Si
D、Mn
4.Q235－A·F 为( A )。
A、碳素结构钢 B、低合金结构钢
C、热轧带肋钢筋 D、热轧光圆钢筋
18
2021
5，Q215—B·F是一种（ A ）质量的钢。 A，普通 B，优质 C，高级优质
质量增
9
2021
新知探索
牌号
识读
普通碳素结构钢
例： Q235—D·Z表示屈服强度 不低于235 Mpa
普通碳素结构钢
易勇遵
2021
1
温故而知新
工程材料 的分类
钢铁材料
（黑色金属）
有色金属
非金属材料
2
2021
温故而知新
钢 （ωc≤2.11%）
钢铁材料 (铁碳合金）
铸铁 （ωc＞2.11%）
3
2021
温故而知新
碳素钢的 化学成分
主要元素 铁和碳
杂质
有益杂质 硅和锰 有害杂质 硫和磷
4
2021
温故而知新
C.强度降低、塑性降低 D.强度增加、塑性降低
3.以下( A)会增加钢材的热脆性。
A、S
B、P
C、Si
D、Mn
4.Q235－A·F 为( A )。
A、碳素结构钢 B、低合金结构钢
C、热轧带肋钢筋 D、热轧光圆钢筋
18
2021
5，Q215—B·F是一种（ A ）质量的钢。 A，普通 B，优质 C，高级优质
质量增
9
2021
新知探索
牌号
识读
普通碳素结构钢
例： Q235—D·Z表示屈服强度 不低于235 Mpa
碳素钢课件
螺钉
槽钢
角钢
观看微课《鸟巢用钢的选择》，讨论：鸟巢的建造为什么不 选用普碳钢？
口诀： Q命名普Hale Waihona Puke 钢，低碳塑性焊接好，含碳越高强度高。
优质碳素结构钢
课堂活动: 请每组的三位同学进行锯割比赛，锯割材料分别是20钢、45钢和65钢。
含碳量越高，材料的强度和硬度越高，锯割时间越长。
优质碳素结构钢
牌号： 用两位数字表示钢中平均含碳量的万分数 。
普通碳素结构钢
牌号：
Q 235- A·F
表示屈服强度为235MP的A级沸腾钢。
脱氧方法符号： F-沸腾钢; b-半镇静钢; Z-镇静钢;TZ-特殊镇静钢 质量等级为A级（A、B 、C、D 级由低到高) 屈服强度数值（单位为MP） 屈服强度
普通碳素结构钢
用途：
通常轧制成钢板和各种型材，用于厂房，桥梁，船舶等的建造或制作 一些受力不大的机械零件，如铆钉，螺钉，螺母等。
情境导入
《矛与盾》
情境导入 钻头能钻透钢板吗？
碳素钢的分类
碳素钢
碳素结构钢 碳素工具钢
普通碳素结构钢 优质碳素结构钢
槽钢
齿轮
麻花钻
普通碳素结构钢
成分特点： 性能特点：
含碳量较低，Wc<0.30%，属于低碳钢；含杂质和 非金属夹杂物较多（冶炼容易，价格便宜）。
具有良好的塑性与韧性；并具有良好的焊接性；能满 足一般工程结构及普通零件的要求。
螺钉
冲压件
法兰盘
优质碳素结构钢的性能及用途
30-55钢：
属中碳钢，具有较高的强度和硬度，其塑性和韧性随含碳量的增加 而逐步降低，调质后能获得较好的综和力学性能。主要用于受力较 大的机械零件，如曲轴、连杆、齿轮、联轴器等。
碳素钢的分类
❖ ❖ ❖ ❖
钢 合金钢
❖ ❖ ❖ ❖ ❖ ❖ ❖
合金结构钢Q195 Q215 优质碳素结构钢 08 10 20 45
碳素工具钢 T08 T10 T13 普通低合金结构 16Mn
钢弹簧钢 65Mn
调质钢
40Cr
渗碳钢
20Gr
轴承钢
GGr9 GGr15
量具刀具钢 9SiGr
❖ 按用途来分：
❖ A、普通碳素结构钢： ❖ 因为价格便宜，这类钢材大量用于金属结构和一般机械零件的
制造。它的塑性和韧性好，焊接性也好，但是机械强度一般。 共有A、B、C、D四个质量等级；普通结构钢有F、b、Z、TZ 四种脱氧方法。 ❖ B、优质碳素结构钢： ❖ 一般用来制造重要的机械零件。使用前一般都要经过热处理来 改善力学性能。优质碳素结构钢牌号用两位数字表示，这两位 数字表示该钢平均含碳量的万分之几。如45号钢表示平均含碳 量0。45%。 ❖ C、碳素工具钢： ❖ 碳素工具钢的牌号有T7等，牌号后的数字表示平均含碳的质量 分数千分量。如T8表示平均含碳质量分数为0。8%的碳素工具 钢。工具钢在淬火热处理后可以获得很高的强度，经常用来制 造木工刀具和一些尺寸不大的模具。
冷作模具钢 Gr12
热作模具钢 5GrMnMo
塑料模具钢 3Gr2Mo
高速工具钢 w18Gr4V
不锈钢
1Gr18Ni9Ti
耐热钢
12GrMoV
耐磨钢
ZGMn13
❖一、碳素结构钢的分类
❖ 碳素钢简称碳钢，它的分类有很多种： ❖ 按含碳量来分的方法 ： ❖ ≤0.02%的铁碳合金纯铁；0.02%—0.25%低碳钢；
金属概况
金属是具有光泽、有良好的导电性与机 械性能，并具有正的温度、电阻系数的物质。
碳素结构钢ppt课件
一碳素结构钢碳素结构钢况加工和热处理概念23退火将钢材加热到723910以上然后在退火炉中保温缓慢况却退火能消除钢材中的内应力改善钢的显微结构使晶粒成为均匀细致的组织以达到降低硬度提高塑性和韧性的目的4正火或称正常化处理将钢材加热到723910或更高温度然后在空气中况却钢材经正火处理能获得均匀细致的显微结构不退火处理相比较刚才的强度和硬度提高但塑性减小
一、碳素结构钢
1、 碳素结构钢的使用
s30c进口优质碳素结构钢
碳素结构钢一般情况下都不经热处理，而在供 应状态下直接使用。通常Q195、Q215、Q235 钢碳的质量分数低，焊接性能好，塑性、韧性 好，有一定强度，常轧制成薄板、钢筋、焊接 钢管等，用于桥梁、建筑等结构和制造普通螺 钉、螺母等零件。Q255和Q275钢碳的质量分数 稍高，强度较高，塑性、韧性较好，可进行焊 接，通常轧制成型钢、条钢和钢板作结构件以 及制造简单机械的连杆、齿轮、联轴节、销等 零件。
3）磷，硫为钢中有害杂质，含量稍多，会严 重影响钢的塑性和韧性，使钢显著变脆。此 外，含于钢中的微量的氧，氮等元素，以及 钢材内部的显微结构，微观缺陷等，对钢的 性能都有一定的影响。
一、碳素结构钢
2、 碳素结构钢的化学成分
一、碳素结构钢
2、 碳素结构钢冷加工和热处理概念
钢材经冷拉，冷拔，冷轧等冷加工后，性能会发生显著变化，表现为强度提高， 塑性减小，变硬，变脆，这种现象为“冷加工硬化”。
一、碳素结构钢
2、 碳素结构钢冷加工和热处理概念
一、碳素结构钢
2、 碳素结构钢冷加工和热处理概念
一、碳素结构钢
3、 碳素结构钢的应用
碳素结构钢的和优质碳素结构钢在新的《钢 分类》国家标准中均属于非合金类钢。他们 的主要区别是：前者的碳含量较低，对性能 要求以及磷硫和其他残余元素含量的限制较 宽，而后者的杂质元素（磷硫等）含量较低， 夹杂物也较少，钢的纯洁度和均匀性较好。 因而其综合力学性能比碳素结构钢优良。从 用途看碳素结构钢大多为工程结构用材，一 般在热轧状态使用，少部分用于机械制造， 优质碳素结构钢通常以热轧材，冷拉材或锻 材供应，主要作为接卸制造用钢，其中一类 供热压力加工，热锻以及冷拔的胚料，另一 类供冷加工（切削，冲压）用胚料。
一、碳素结构钢
1、 碳素结构钢的使用
s30c进口优质碳素结构钢
碳素结构钢一般情况下都不经热处理，而在供 应状态下直接使用。通常Q195、Q215、Q235 钢碳的质量分数低，焊接性能好，塑性、韧性 好，有一定强度，常轧制成薄板、钢筋、焊接 钢管等，用于桥梁、建筑等结构和制造普通螺 钉、螺母等零件。Q255和Q275钢碳的质量分数 稍高，强度较高，塑性、韧性较好，可进行焊 接，通常轧制成型钢、条钢和钢板作结构件以 及制造简单机械的连杆、齿轮、联轴节、销等 零件。
3）磷，硫为钢中有害杂质，含量稍多，会严 重影响钢的塑性和韧性，使钢显著变脆。此 外，含于钢中的微量的氧，氮等元素，以及 钢材内部的显微结构，微观缺陷等，对钢的 性能都有一定的影响。
一、碳素结构钢
2、 碳素结构钢的化学成分
一、碳素结构钢
2、 碳素结构钢冷加工和热处理概念
钢材经冷拉，冷拔，冷轧等冷加工后，性能会发生显著变化，表现为强度提高， 塑性减小，变硬，变脆，这种现象为“冷加工硬化”。
一、碳素结构钢
2、 碳素结构钢冷加工和热处理概念
一、碳素结构钢
2、 碳素结构钢冷加工和热处理概念
一、碳素结构钢
3、 碳素结构钢的应用
碳素结构钢的和优质碳素结构钢在新的《钢 分类》国家标准中均属于非合金类钢。他们 的主要区别是：前者的碳含量较低，对性能 要求以及磷硫和其他残余元素含量的限制较 宽，而后者的杂质元素（磷硫等）含量较低， 夹杂物也较少，钢的纯洁度和均匀性较好。 因而其综合力学性能比碳素结构钢优良。从 用途看碳素结构钢大多为工程结构用材，一 般在热轧状态使用，少部分用于机械制造， 优质碳素结构钢通常以热轧材，冷拉材或锻 材供应，主要作为接卸制造用钢，其中一类 供热压力加工，热锻以及冷拔的胚料，另一 类供冷加工（切削，冲压）用胚料。
g第六章 碳素钢.ppt
高碳钢--含碳量一般大于0.60%。此类钢一般不用 于制造钢管。
15、20、25钢，属于渗碳钢。强度、硬度
较低，塑性、韧性较高，焊接性能良好。
这类钢经“淬火+低温回火”后，表面具有很高 的硬度和耐磨性，而心部保持良好的强度、塑 性和韧性，常用于制造表面受摩擦、又有冲击 载荷作用下的零件，如齿轮、活塞销等。
♫ 一是锰能够溶入铁素体中而使钢产生固溶强化； ♫ 二是锰能与硫化合生成硫化锰，从而减低硫的含量，改善
钢的质量。所以，锰也是一种有益元素。
三、硫的影响
硫是在熔炼时由矿石和燃料（焦炭）带入钢中的。
硫在钢中主要与铁形成硫化亚铁（FeS），FeS与 Fe形成低熔点(985℃)的共晶体，分布在奥氏体的 晶界上。
第三节 常用碳素钢
一、结构钢
结构钢分两大类，即工程结构用结构钢和机器零件用结构钢。
工程结构用钢一般是指桥梁、船舶、塔架、锅炉等所
用的钢。
机器零件用结构钢是指用来加工齿轮、凸轮、连杆、
轴类及螺栓螺母等机器零件用钢。
从质量上讲，工程结构用钢一般属于普通质量钢，机器零件 用钢一般属于优质钢或高级优质钢。
第六章 碳素钢
定义
工业用钢
按化学成分分为碳素钢和合金钢两大类。
碳素钢是指含碳量低于2.11%的铁碳合金。 合金钢是指为了提高钢的性能，在碳钢基础
上有意加入一定量合金元素所获得的铁基合 金。
第一节 常存杂质元素对钢性能的影响
杂质元素是指熔炼时被炉料带入而非特意
加入的元素
这些杂质元素有些是有益的，能使钢的性能得 到改善；
Q195为低碳钢，塑性好，强度低，一般由于制
造铁钉、铁丝、黑铁皮、白铁皮等。
Q235使用比较广泛，常见的槽钢、角钢、工
15、20、25钢，属于渗碳钢。强度、硬度
较低，塑性、韧性较高，焊接性能良好。
这类钢经“淬火+低温回火”后，表面具有很高 的硬度和耐磨性，而心部保持良好的强度、塑 性和韧性，常用于制造表面受摩擦、又有冲击 载荷作用下的零件，如齿轮、活塞销等。
♫ 一是锰能够溶入铁素体中而使钢产生固溶强化； ♫ 二是锰能与硫化合生成硫化锰，从而减低硫的含量，改善
钢的质量。所以，锰也是一种有益元素。
三、硫的影响
硫是在熔炼时由矿石和燃料（焦炭）带入钢中的。
硫在钢中主要与铁形成硫化亚铁（FeS），FeS与 Fe形成低熔点(985℃)的共晶体，分布在奥氏体的 晶界上。
第三节 常用碳素钢
一、结构钢
结构钢分两大类，即工程结构用结构钢和机器零件用结构钢。
工程结构用钢一般是指桥梁、船舶、塔架、锅炉等所
用的钢。
机器零件用结构钢是指用来加工齿轮、凸轮、连杆、
轴类及螺栓螺母等机器零件用钢。
从质量上讲，工程结构用钢一般属于普通质量钢，机器零件 用钢一般属于优质钢或高级优质钢。
第六章 碳素钢
定义
工业用钢
按化学成分分为碳素钢和合金钢两大类。
碳素钢是指含碳量低于2.11%的铁碳合金。 合金钢是指为了提高钢的性能，在碳钢基础
上有意加入一定量合金元素所获得的铁基合 金。
第一节 常存杂质元素对钢性能的影响
杂质元素是指熔炼时被炉料带入而非特意
加入的元素
这些杂质元素有些是有益的，能使钢的性能得 到改善；
Q195为低碳钢，塑性好，强度低，一般由于制
造铁钉、铁丝、黑铁皮、白铁皮等。
Q235使用比较广泛，常见的槽钢、角钢、工
中职教学ppt课件 碳素钢
碳素钢
３.１ 碳素钢
碳素钢又称碳钢，是含碳量小于2.11%（实际在1.35%以下）的铁碳合金，并含 有冶炼中难以除净的少量杂质，如硅、锰、硫、磷等。碳钢在工业上占有很重要的 地位。这是由于碳钢不仅具有较好的机械性能，良好的工艺性能，而且价格低廉、 品种多样，能够满足各种场合的使用要求，所以约占钢总产量的90%以上。
2）按钢的质量分 • （1）普通碳素钢ω S≤0.05%，ω P≤0.045%，主要用于各类工程上。 • （2）优质碳素钢ω S≤0.035%，ω P≤0.035%， 主要用来制造各种 机器零件，通常是热处理后使用。 • （3）高级碳素钢ω S≤0.025%，ω P≤0.025%，主要用来制造工具和 要求特别高的零件。
非金属夹杂物降低钢的强度、塑性，因而夹杂物越少，钢的质量越好。
３.１ 碳素钢
3．1．2 碳素钢的分类、牌号和用途
1、碳素钢的分类 碳素钢的分类方法很多，最常见的有以下三种：
1）按钢中的含碳量分 • （1）低碳钢 含碳量ω c<0.25%； • （2）中碳钢 含碳量ω c=0.25∽0.6% • （3）高碳钢 含碳量ω c>0.6%
3）按钢的用途分 碳素结构钢 主要用来制造各种工程构件（如汽车、机架、桥梁等）。一 般为中、低碳钢。 碳素工具钢主要用来制造各种刃具，模具和量具等。一般为高碳钢。
３.１ 碳素钢
2、碳素结构钢 碳素结构钢的牌号由代表屈服点“屈”字的拼音字首Q、屈服点数植、质
量等级符号（分A、B、C、D，A级质量最差，D级质量最好）和脱氧方法符号 （F、B、Z、TZ）四个部分按顺序组成。如Q215BF属碳素结构钢。碳素钢结构 钢牌号、化学成分、力学性能及用途表３-1。 3、优质碳素结构钢
σ b为400MPa的铸钢。
３.１ 碳素钢
碳素钢又称碳钢，是含碳量小于2.11%（实际在1.35%以下）的铁碳合金，并含 有冶炼中难以除净的少量杂质，如硅、锰、硫、磷等。碳钢在工业上占有很重要的 地位。这是由于碳钢不仅具有较好的机械性能，良好的工艺性能，而且价格低廉、 品种多样，能够满足各种场合的使用要求，所以约占钢总产量的90%以上。
2）按钢的质量分 • （1）普通碳素钢ω S≤0.05%，ω P≤0.045%，主要用于各类工程上。 • （2）优质碳素钢ω S≤0.035%，ω P≤0.035%， 主要用来制造各种 机器零件，通常是热处理后使用。 • （3）高级碳素钢ω S≤0.025%，ω P≤0.025%，主要用来制造工具和 要求特别高的零件。
非金属夹杂物降低钢的强度、塑性，因而夹杂物越少，钢的质量越好。
３.１ 碳素钢
3．1．2 碳素钢的分类、牌号和用途
1、碳素钢的分类 碳素钢的分类方法很多，最常见的有以下三种：
1）按钢中的含碳量分 • （1）低碳钢 含碳量ω c<0.25%； • （2）中碳钢 含碳量ω c=0.25∽0.6% • （3）高碳钢 含碳量ω c>0.6%
3）按钢的用途分 碳素结构钢 主要用来制造各种工程构件（如汽车、机架、桥梁等）。一 般为中、低碳钢。 碳素工具钢主要用来制造各种刃具，模具和量具等。一般为高碳钢。
３.１ 碳素钢
2、碳素结构钢 碳素结构钢的牌号由代表屈服点“屈”字的拼音字首Q、屈服点数植、质
量等级符号（分A、B、C、D，A级质量最差，D级质量最好）和脱氧方法符号 （F、B、Z、TZ）四个部分按顺序组成。如Q215BF属碳素结构钢。碳素钢结构 钢牌号、化学成分、力学性能及用途表３-1。 3、优质碳素结构钢
σ b为400MPa的铸钢。
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1 碳素结构钢
相关知识 2 碳素工具钢
3 铸造碳钢
一 合金结构钢
普通碳素结构钢
成分及性能特点 成分特点： 杂质和非金属夹杂物较多 性能特点： 冶炼容易，工艺性好，价格便宜，产量大
常用牌号和用途 牌号: Q215-A.F Q235 Q255 牌号解释: Q215表示屈服点为215MPa的A级沸腾钢。
任务实施
锉刀 选材：碳素工具钢 如T12
课题四 碳素钢
作业
解释下列牌号并各举一例说明主要用途。 Q215 –A.F 20 40Mn T12 ZG200-400
为下列构件选择合适的制造材料
构件名称 齿轮
材料牌号
机座
锉刀
叶片
弹簧
再见
普通碳素结构钢
用途
厂房
普通碳素结构钢
铆钉
普通碳素结构钢
套环
普通碳素结构钢
钢轨
优质碳素结构钢
成分及性能特点 成分特点:
含硫，磷及非金属夹杂物量较少
性能特点：
低碳钢强度，硬度较低，塑性，韧性及焊接性良好； 中碳钢较高的强度，硬度，其塑性和韧性随含碳量的增加而逐步降低 高碳钢较高的强度，硬度和弹性，但焊接性不好
丝锥
碳素工具钢
锉刀
铸造碳钢
成分及性能特点 成分特点: 以碳为主要合金元素并含有少量其他元素 性能特点： 较高的强度、塑性和韧性，成本较低
常用牌号和用途 牌号： ZG200-400 ZG200-400 ZG270-500 ZG310-570 牌号解释： ZG200-400表示屈服强度不小于200MPa,抗拉强度不
成分及性能特点 成分特点:
含碳量高, 硫，磷及非金属夹杂物量较少
性能特点： 钢强度，硬度高，淬透性低,加工性良好，价格低廉
常用牌号和用途
牌号：
T8 T10A T12
牌号解释： T8表示平均含碳量0. 8%的碳素工具钢。
T10A表示平均含碳量1.0%的高级优质碳素工具钢.
碳素工具钢
用途
模具
碳素工具钢
课题四 碳素钢
技能点：
会根据常见工件的性能要求，合理选用碳素 结构钢，碳素工具钢，铸造碳钢的牌号及用 途
知识点：
碳素结构钢，碳素工具钢，铸造碳钢的牌号、 成分、热处理、性能和用途
任务提出 选择适当的制造材料
课题四 碳素钢
齿轮
受力情况：工作时齿表面承受较大 的压力和摩擦，齿部还承受较大的 交变应力和冲击力
性能要求：较高强度，硬度，优良 的综合力学性能
材料选择：含碳量适当的碳素钢制 造
任务分析
叶片
受力情况：承受较小的冲击载荷 和磨檫力
性能要求：要求一般的强度，硬 度
材料选择：含碳量适当的碳素钢 制造
锉刀 受力情况：承受较大的磨檫力
性能要求：要求高的硬度，耐磨 性
材料选择：含碳量较高的碳素钢 制造
一 合金结构钢
碳素工具 钢
铸造碳钢
Q235-A.F
厂房、船舶、桥梁建筑结构或 受力不大零件
45 08 重要机械零件如法兰盘,齿轮等
T10 T12 制造刀具,量具,模具等
ZG200- 制造形状复杂力学性能要求较 400 高的零件
课题四 碳素钢
齿轮 选材 ：中碳优质碳素结构钢 如55钢
叶片
选材：普通碳素结构钢 如Q195
小于400MPa 的铸造碳钢.
铸造碳钢
用途
机座
铸造碳钢
连杆
铸造碳钢
大齿轮
课题四 碳素钢
小结
碳素钢的分类
按钢的含碳量分 低碳钢 中碳钢
按钢的质量分
普通钢 Байду номын сангаас质钢
按钢的用途分
结构钢 工具钢
按冶炼时脱氧程度的不同分 沸腾钢
高碳钢 高级优质钢
镇静钢 半镇静钢
分类
牌号
主要用途
普通碳素 结构钢
优质碳素 结构钢
常用牌号和用途 牌号： 08F 20 45 60Mn 牌号解释： 08F表示平均含碳量0.08%的优质碳素结构钢,沸腾钢。
20表示平均含碳量0.20%的优质碳素结构钢. 60Mn表示平均含碳量0.60%的高锰优质碳素结构钢.
优质碳素结构钢
用途
法兰盘
优质碳素结构钢
曲轴
优质碳素结构钢
螺旋弹簧
碳素工具钢
相关知识 2 碳素工具钢
3 铸造碳钢
一 合金结构钢
普通碳素结构钢
成分及性能特点 成分特点： 杂质和非金属夹杂物较多 性能特点： 冶炼容易，工艺性好，价格便宜，产量大
常用牌号和用途 牌号: Q215-A.F Q235 Q255 牌号解释: Q215表示屈服点为215MPa的A级沸腾钢。
任务实施
锉刀 选材：碳素工具钢 如T12
课题四 碳素钢
作业
解释下列牌号并各举一例说明主要用途。 Q215 –A.F 20 40Mn T12 ZG200-400
为下列构件选择合适的制造材料
构件名称 齿轮
材料牌号
机座
锉刀
叶片
弹簧
再见
普通碳素结构钢
用途
厂房
普通碳素结构钢
铆钉
普通碳素结构钢
套环
普通碳素结构钢
钢轨
优质碳素结构钢
成分及性能特点 成分特点:
含硫，磷及非金属夹杂物量较少
性能特点：
低碳钢强度，硬度较低，塑性，韧性及焊接性良好； 中碳钢较高的强度，硬度，其塑性和韧性随含碳量的增加而逐步降低 高碳钢较高的强度，硬度和弹性，但焊接性不好
丝锥
碳素工具钢
锉刀
铸造碳钢
成分及性能特点 成分特点: 以碳为主要合金元素并含有少量其他元素 性能特点： 较高的强度、塑性和韧性，成本较低
常用牌号和用途 牌号： ZG200-400 ZG200-400 ZG270-500 ZG310-570 牌号解释： ZG200-400表示屈服强度不小于200MPa,抗拉强度不
成分及性能特点 成分特点:
含碳量高, 硫，磷及非金属夹杂物量较少
性能特点： 钢强度，硬度高，淬透性低,加工性良好，价格低廉
常用牌号和用途
牌号：
T8 T10A T12
牌号解释： T8表示平均含碳量0. 8%的碳素工具钢。
T10A表示平均含碳量1.0%的高级优质碳素工具钢.
碳素工具钢
用途
模具
碳素工具钢
课题四 碳素钢
技能点：
会根据常见工件的性能要求，合理选用碳素 结构钢，碳素工具钢，铸造碳钢的牌号及用 途
知识点：
碳素结构钢，碳素工具钢，铸造碳钢的牌号、 成分、热处理、性能和用途
任务提出 选择适当的制造材料
课题四 碳素钢
齿轮
受力情况：工作时齿表面承受较大 的压力和摩擦，齿部还承受较大的 交变应力和冲击力
性能要求：较高强度，硬度，优良 的综合力学性能
材料选择：含碳量适当的碳素钢制 造
任务分析
叶片
受力情况：承受较小的冲击载荷 和磨檫力
性能要求：要求一般的强度，硬 度
材料选择：含碳量适当的碳素钢 制造
锉刀 受力情况：承受较大的磨檫力
性能要求：要求高的硬度，耐磨 性
材料选择：含碳量较高的碳素钢 制造
一 合金结构钢
碳素工具 钢
铸造碳钢
Q235-A.F
厂房、船舶、桥梁建筑结构或 受力不大零件
45 08 重要机械零件如法兰盘,齿轮等
T10 T12 制造刀具,量具,模具等
ZG200- 制造形状复杂力学性能要求较 400 高的零件
课题四 碳素钢
齿轮 选材 ：中碳优质碳素结构钢 如55钢
叶片
选材：普通碳素结构钢 如Q195
小于400MPa 的铸造碳钢.
铸造碳钢
用途
机座
铸造碳钢
连杆
铸造碳钢
大齿轮
课题四 碳素钢
小结
碳素钢的分类
按钢的含碳量分 低碳钢 中碳钢
按钢的质量分
普通钢 Байду номын сангаас质钢
按钢的用途分
结构钢 工具钢
按冶炼时脱氧程度的不同分 沸腾钢
高碳钢 高级优质钢
镇静钢 半镇静钢
分类
牌号
主要用途
普通碳素 结构钢
优质碳素 结构钢
常用牌号和用途 牌号： 08F 20 45 60Mn 牌号解释： 08F表示平均含碳量0.08%的优质碳素结构钢,沸腾钢。
20表示平均含碳量0.20%的优质碳素结构钢. 60Mn表示平均含碳量0.60%的高锰优质碳素结构钢.
优质碳素结构钢
用途
法兰盘
优质碳素结构钢
曲轴
优质碳素结构钢
螺旋弹簧
碳素工具钢