【正文】 號(hào)：用 “ T” 加數(shù)字表示，該數(shù)字表示鋼中平均含碳量為 千分之幾。 例如： 45號(hào)鋼表示鋼中平均碳含量為 %。 30～ 55鋼 主要用于受力較大的機(jī)械零件 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 牌號(hào) ： 用兩位數(shù)字表示，該數(shù)字表示鋼中平均含碳量為 萬分之幾。若鋼中錳的含量較高，在兩位數(shù)字后面加 Mn。 10～ 25鋼 主要用于沖壓件、焊接件、強(qiáng)度要求不高的零件。若鋼中錳的含量較高，在兩位數(shù)字后面加 Mn。 例如： 45號(hào)鋼表示鋼中平均碳含量為 %。 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 牌號(hào) ： 用兩位數(shù)字表示，該數(shù)字表示鋼中平均含碳量為 萬分之幾。 Q235AF代表屈服點(diǎn) σ s=235Mpa、質(zhì)量為 A級(jí)的沸騰碳素結(jié)構(gòu)鋼。 二 、非合金鋼的牌號(hào)及其應(yīng)用 碳素結(jié)構(gòu)鋼 牌號(hào)： Q+屈服點(diǎn)數(shù)值 +質(zhì)量等級(jí) (A、 B、 C、 D、 E共五級(jí) )+脫氧方式（ F沸騰鋼、 b半鎮(zhèn)靜鋼、 Z鎮(zhèn)靜鋼、 TZ特殊鎮(zhèn)靜鋼）。 按用途分類 ? 分為三大類 ： 結(jié)構(gòu)鋼 ， 工具鋼 ， 特殊性能鋼 。 按鋼中所含有的主要合金元素不同可分為 錳鋼、硅鋼、硼鋼、鉻鎳鎢鋼、鉻錳硅鋼等。 根據(jù)鋼中合金元素含量的多少，又可分為低合金鋼，中合金鋼和高合金鋼。 根據(jù)碳含量的高低又可分成 低碳鋼 （ [C]≤ %） ， 中碳鋼 (%≤[C]≤ %)和 高碳鋼 ([C]%)。 （二） 鋼的分類與編號(hào) 鋼的分類 鋼 碳素鋼 （非合金鋼） 合金鋼 按含碳量分 低碳鋼 % C % 中碳鋼 % C % 高碳鋼 % C% 按質(zhì)量和用途分 碳素結(jié)構(gòu)鋼 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 碳素工具鋼 易切削結(jié)構(gòu)鋼 鑄鋼 合金鋼 特殊性能鋼 低合金鋼， 按化學(xué)成分分類 按是否加入合金元素可鋼分為把 碳素鋼、低合金鋼和合金鋼。 鋁加到鋼中將與氧發(fā)生反應(yīng)生成 Al2O3，在出鋼、鎮(zhèn)靜和澆鑄時(shí)生成的 Al2O3大部分上浮排除，在凝固過程中大量細(xì)小分散的 Al2O3還 能促進(jìn)形成細(xì)晶粒鋼 。 （ 6）鋁 (Al)對鋼能的影響 鋁是終脫氧劑 ，生產(chǎn)鎮(zhèn)靜鋼時(shí)， [Al]多在 %%，通常為 %%。 生產(chǎn)沸騰鋼時(shí) ， [Si]為 %%， [Mn]為 %%。 （ 6）硅 (Si)對鋼能的影響 硅是鋼中 最基本的脫氧劑 。 ? 如不脫氧 ， 在出鋼 、 澆鑄中 ， 溫度降低 ， 氧溶解度降低 ， 促使碳氧反應(yīng) ， 鋼液劇烈沸騰 ， 使?jié)茶T困難 ， 得不到正確凝固組織結(jié)構(gòu)的連鑄坯 。 當(dāng)鋼中的 [S]＞ %時(shí) ， 在 1150～ 1200℃ 的熱加工過程中 ， 晶界處的共晶體熔化 ， 鋼受壓時(shí)造成晶界破裂 ，即 發(fā)生 “ 熱脆 ” 現(xiàn)象 。 （ 3） 鋼中的硫 硫 對鋼的性能會(huì)造成不良影響 ， 鋼中硫含量高 ， 會(huì)使鋼的熱加工性能變壞 ， 即造成鋼的 “ 熱脆 ” 性 。 磷在鋼中是以 [Fe3P]或 [Fe2P]形式存在，但通常是以 [P]來表達(dá)。鋼中磷的含量高會(huì)引起鋼的 “ 冷脆 ” ， 即從高溫降到 0℃ 以下， 鋼的塑性和沖擊韌性降低 ，并使鋼的焊接性能與冷彎性能變差。 ? 鋼中的碳決定了冶煉、軋制和熱處理的溫度制度。 （ 1）鋼中的成分 (碳 ) ? 煉鋼的重要任務(wù)之一就是要 把熔池中的碳氧化脫除至所煉鋼種的要求 。 ? 簡單地說 ，是對生鐵降 碳 、去 硫磷 、調(diào) 硅錳 含量的過程。 煉鋼的基本任務(wù)和生產(chǎn)過程 煉鋼的基本任務(wù) 是脫碳 、 脫磷 、 脫硫 、 脫氧 ， 去除有害氣體和非金屬夾雜物 ， 提高溫度和調(diào)整成分 。 高 爐 鋼與生鐵的區(qū)別 ： 首先是碳的含量，理論上一般把碳含量小于%稱之鋼，它的熔點(diǎn)在 1450～ 1500℃ ，而生鐵的熔點(diǎn)在 1100～ 1200℃ 。 ? 煉鐵 方法主要有 高爐法、直接還原法、熔融還原法 等。 ?掌握常用鑄鐵、常用非鐵合金的類型、牌號(hào)、性能及其用途 。能夠用牌號(hào)識(shí)記。 第三章 工程材料 能力目標(biāo) ?根據(jù)使用要求，為機(jī)械零件選擇材料，確定金屬材料的名稱、牌號(hào)。 ?掌握各種碳鋼、合金鋼名稱、牌號(hào)；掌握常用鑄鐵的選用方法；掌握軸瓦材料的選用方法、名稱、牌號(hào)。 知識(shí)目標(biāo) ?掌握非合金鋼，低合金鋼、合金鋼的分類、牌號(hào)、熱處理、性能特點(diǎn)及其應(yīng)用。 一、鋼材的生產(chǎn)過程及鋼的類型 （一）鋼材的生產(chǎn) 鐵礦石 生鐵 鋼 (鋼錠 ) 型材 鑄鐵 生鐵的冶煉 原料：鐵礦石 燃料：焦炭 熔劑：石灰石 設(shè)備：高爐 鋼的冶煉 原料：生鐵、廢鋼 燃料：焦炭 熔劑：石灰石；氧化劑，脫氧劑 設(shè)備：煉鋼爐 （鋼板、型鋼、鋼管） 鐵的生產(chǎn)過程 ? 煉鐵 過程實(shí)質(zhì)上是將 鐵 從其自然形態(tài) — 礦石等含鐵化合物中還原出來的過程。 ? 原理： 礦石在特定的氣氛中（還原物質(zhì) CO、H C；適宜溫度等）通過反應(yīng)獲取還原后的 生鐵 。 在鋼中碳元素和鐵元素形成 Fe3C固熔體，隨著碳含量的增加，其強(qiáng)度、硬度增加，而塑性和沖擊韌性降低 。 ? 煉鋼 把生鐵中的含碳量去除到規(guī)定范圍，并使其它元素的含量減少或增加到規(guī)定范圍的過程。這一過程基本上是一個(gè)氧化過程，是用不同來源的氧來氧化鐵水中的碳、硅錳等元素。從鋼的性質(zhì)可看出碳也是重要的合金元素，它可以 增加鋼的強(qiáng)度和硬度，但對韌性產(chǎn)生不利影響。 [C]≤% 時(shí)，每增 %的碳 ? 熔點(diǎn)降低 ℃ ? 密度減少 4kg/m3 ? 溶解度降低 % （ 2）磷對鋼性能的影響 ? 磷 是有害元素。 ? 磷 是僅次于硫在鋼的中偏析度高的元素（ 合金中各組成元素在結(jié)晶時(shí)分布不均勻的現(xiàn)象稱為偏析 ） ，偏析很難消除，從而嚴(yán)重影響鋼的性能，所以脫磷是煉鋼過程的重要任務(wù)之一。 不同用途的鋼對磷的含量有嚴(yán)格要求： 非合金鋼中普通質(zhì)量級(jí)鋼 [P]≤% 優(yōu)質(zhì)級(jí)鋼 [P]≤% 特殊質(zhì)量級(jí)鋼 [P]≤% 有的甚至要求 [P]≤% 有些鋼種 :炮彈鋼，需加 P元素。 硫在鋼中以 FeS的形式存在 ， Fe與 FeS組成的共晶體的熔點(diǎn)只有 985℃ 。 ? 不同鋼種對硫含量有嚴(yán)格的規(guī)定： 普通質(zhì)量級(jí)鋼 [S]≤% 優(yōu)質(zhì)級(jí)鋼 [S]≤% ， 特殊質(zhì)量級(jí)鋼 [S]≤% （ 4）氧對鋼性能的影響 ? 在煉鋼過程中 ， 向熔池供入了大量的氧氣 ， 到吹煉終點(diǎn)時(shí) ， 鋼水中含有過量的氧 。 （ 5） 錳 (Mn)對鋼能的影響 錳的作用是 消除鋼中硫的熱脆傾向 ， 改變硫化物的形態(tài)和分布以提高鋼質(zhì)； 錳是 一種非常弱的脫氧劑 ， 在碳含量非常低 、 氧含量很高時(shí) ， 可以顯示出脫氧作用 ， 協(xié)助脫氧 ， 提高他們的脫氧能力； 錳還可以 略微提高鋼的強(qiáng)度 ， 并可提高鋼的淬透性能 ， 穩(wěn)定并擴(kuò)大奧氏體區(qū) ， 常作為合金元素生成奧氏體不銹鋼 、 耐熱鋼等 。 普通鋼中含硅在%%。 硅能 提高鋼的機(jī)械性能 ， 增加了鋼的電阻和導(dǎo)磁性 。鋼中鋁的加入量因氧量而異，對高碳鋼應(yīng)少加些，而低碳鋼則應(yīng)多加，加入量一般為 :。鋁是 調(diào)整鋼的晶粒度的有效元素。 碳素鋼 是指鋼中除含有一定量為了脫氧而加入硅（ 一般 ≤ %） 和錳 （ 一般 ≤ %） 等合金元素外 ，不含其他合金元素的鋼 。 合金鋼是指鋼中除含有硅和錳脫氧元素外，還加有其他合金元素的鋼。一般合金元素總含量小于 3%的為普通低合金鋼，總含量為 3%～ 5%的為低合金鋼，大于 10%的叫高合金鋼，總含量介于 5%～10%之間為中合金鋼。 按脫氧程度和質(zhì)量水平分類 ? 按脫氧程度不同可分為 沸騰鋼 （ 不經(jīng)脫氧或微弱脫氧 ） 、 半鎮(zhèn)靜鋼 （ 脫氧不完全 ， 介于鎮(zhèn)靜鋼和沸騰鋼之間 ） 、 鎮(zhèn)靜鋼 （ 脫氧充分 ） 和 特種鎮(zhèn)靜鋼 . ? 按冶金質(zhì)量水平不同可分為 普通鋼 、 優(yōu)質(zhì)鋼 和高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼 。 ? 結(jié)構(gòu)鋼 是目前生產(chǎn)最多 、 使用最廣的鋼種 ， 它包括 碳素結(jié)構(gòu)鋼 和 合金結(jié)構(gòu)鋼 ， 主要用于制造機(jī)器和結(jié)構(gòu)的零件及建筑工程用的金屬