模塊三非合金鋼模塊三非合金鋼任務四鑄造非合金鋼及其應用任務三非合金工具鋼及其應用任務二非合金結構鋼及其應用任務一非合金鋼概述01非合金鋼概述1．硅硅來自生鐵和脫氧劑，能溶于鐵素體中產生固溶強化，可提高鋼的強度和硬度，所以硅是鋼中的有益元素。硅在非合金鋼中的含量一般小于0.5%。2．錳錳也來自生鐵和脫氧劑，能溶于鐵素體中產生固溶強化，可以提高鋼的強度和硬度。此外，錳能與硫形成MnS（因為錳和硫的親和力比鐵和硫的親和力強），從而減輕硫對鋼的危害，所以錳是鋼中的有益元素。錳在非合金鋼中的含量一般為0.25%～0.80%。任務一非合金鋼概述一、鋼中常見元素對各項性能的影響3．硫硫來自生鐵和燃料，硫在鋼中主要與鐵生成化合物FeS。FeS

與鐵形成共晶體（Fe+FeS），其熔點較低（985℃），當鋼材加熱到1000～1200℃進行軋制或鍛造時，沿晶界分布的（Fe+FeS）共晶體已經熔化，晶粒間結合被破壞，導致鋼材開裂，這種現(xiàn)象稱為熱脆，所以硫是鋼中的有害元素。非合金鋼中硫的含量一般小于0.050%。為消除鋼中硫的有害作用，除了嚴格控制鋼中硫的含量外，還可以增加鋼中錳的含量，因錳和硫有較強的親和力，錳優(yōu)先與硫形成高熔點的MnS（熔點1620℃），可以有效避免熱脆的發(fā)生。任務一非合金鋼概述4．磷磷來自生鐵，當鋼中含磷量不高時，磷主要溶解在鐵素體中，使鐵素體的強度、硬度提高，但同時使鋼的塑性和韌性急劇下降，尤其是在低溫時更為嚴重，這種現(xiàn)象稱為冷脆，所以磷在鋼中是有害元素。非合金鋼中磷的含量一般小于0.045%。但是，在易切削鋼中適當提高硫、磷含量，可以增加鋼的脆性，有利于在切削時形成斷裂切屑，從而提高鋼的切削加工性。任務一非合金鋼概述非合金鋼的分類方法有很多，常用的分類方法有以下幾種。1．按含碳量分類（1）低碳鋼：含碳量大于0.0218%小于等于0.25%的非合金鋼。（2）中碳鋼：含碳量大于0.25%小于等于0.60%的非合金鋼。（3）高碳鋼：含碳量大于等于0.60%小于等于2.11%的非合金鋼。任務一非合金鋼概述二、非合金鋼的分類2．按質量等級分類（1）普通質量非合金鋼是指生產過程中不規(guī)定需要特別控制質量要求的非合金鋼。（2）優(yōu)質非合金鋼是指在生產過程中需要特別控制質量（例如控制晶粒度，降低硫、磷含量，改善表面質量或增加工藝控制等），以達到比普通質量非合金鋼特殊的質量要求更高（例如良好的抗脆斷性能，良好的冷成型性等）的非合金鋼。這種鋼的生產過程控制不如特殊質量非合金鋼嚴格（如不控制淬透性）。（3）特殊質量非合金鋼是指在生產過程中需要特別嚴格控制質量和性能（例如，控制淬透性和純潔度）的非合金鋼。任務一非合金鋼概述3．按用途分類（1）結構鋼：主要用于制造各種工程構件和機械零件，其含碳量一般小于或等于0.70%。（2）工具鋼：主要用于制造各種刀具、模具和量具，其含碳量一般大于0.70%。4．按冶煉時脫氧程度的不同分類（1）沸騰鋼：脫氧程度不完全的鋼。（2）鎮(zhèn)靜鋼：脫氧程度完全的鋼。（3）半鎮(zhèn)靜鋼：脫氧程度介于沸騰鋼和鎮(zhèn)靜鋼之間的鋼。（4）特殊鎮(zhèn)靜鋼：脫氧程度比鎮(zhèn)靜鋼更充分、更徹底的鋼。需要注意的是，對鋼命名時，往往將用途、成分、質量等分類方法結合起來。任務一非合金鋼概述任務一非合金鋼概述1．鋼中的常見元素有哪些？每種元素對鋼的性能有什么影響？2．低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼是怎樣劃分的？02非合金結構鋼及其應用1．性能和用途非合金結構鋼冶煉容易，工藝性好，價格便宜，產量大，在性能上能滿足一般工程結構及普通零件的要求。非合金結構鋼通常軋制成鋼板和各種型材（圓鋼、方鋼、角鋼、工字鋼、槽鋼、鋼筋等），用于廠房、橋梁、船舶等建筑結構或受力不大的機械零件（如螺釘、螺母、鉚釘?shù)龋＿@類鋼主要保證力學性能。一般情況下，在熱軋狀態(tài)使用，不再進行熱處理。但對某些零件，也可以進行正火、調質、滲碳等處理，以提高使用性能。任務二非合金結構鋼及其應用一、非合金結構鋼2．牌號表示方法碳素結構鋼牌號表示方法為：Q+屈服強度數(shù)值（單位為MPa）+質量等級符號+脫氧方法符號。其中：Q——是指鋼材屈服強度“屈”字漢語拼音首位字母；質量等級符號——用字母A、B、C、D表示，其中A級硫、磷含量最高，D級硫、磷含量最低；脫氧方法符號——用F、b、Z、TZ表示。F表示沸騰鋼；b表示半鎮(zhèn)靜鋼；Z表示鎮(zhèn)靜鋼（可省略）；TZ表示特殊鎮(zhèn)靜鋼（可省略）。例如，Q235AF表示非合金結構鋼，屈服強度為235MPa的A級沸騰鋼；Q275C表示非合金結構鋼，屈服強度為275MPa的C級鎮(zhèn)靜鋼。任務二非合金結構鋼及其應用常用非合金結構鋼的牌號、化學成分及用途見表3-1。任務二非合金結構鋼及其應用注：①鋼鐵牌號統(tǒng)一數(shù)字代號體系見附錄Ⅳ。②表中為鎮(zhèn)靜鋼、特殊鎮(zhèn)靜鋼牌號的統(tǒng)一數(shù)字，沸騰鋼牌號的統(tǒng)一數(shù)字代號如下：Q195F——U11950；Q215AF——U12150，Q215BF——U12153；Q235AF——U12350，Q235BF——U12353；Q275AF——U12750。1．性能和用途優(yōu)質非合金結構鋼通常是按化學成分和力學性能供應的，常用來制造重要的機械零件，使用前一般要經過熱處理改善其力學性能。任務二非合金結構鋼及其應用二、優(yōu)質非合金結構鋼2．牌號表示方法優(yōu)質非合金結構鋼的牌號用兩位數(shù)字表示，這兩位數(shù)字以萬分數(shù)表示鋼的平均含碳量。如45鋼表示平均含碳量為0.45%的優(yōu)質非合金結構鋼。優(yōu)質非合金結構鋼按鋼中含錳量的不同，分為普通含錳量（wMn

為0.25%～0.8%）及較高含錳量（wMn

為0.7%～1.2%）兩組，較高含錳量的優(yōu)質非合金結構鋼在牌號后面加元素符號“Mn”，如50Mn表示平均含碳量為0.50%的含錳量較高的優(yōu)質非合金結構鋼。高級優(yōu)質非合金結構鋼在數(shù)值后面加“A”，特級優(yōu)質非合金結構鋼在數(shù)值后面加“E”，優(yōu)質鋼不用字母表示。任務二非合金結構鋼及其應用常用優(yōu)質非合金結構鋼的牌號、性能及用途見表3-2。任務二非合金結構鋼及其應用注：①表中所列牌號為優(yōu)質鋼。如果是高級優(yōu)質鋼，在牌號后面加“A”；如果是特級優(yōu)質鋼，在牌號后面加“E”。②對于15Mn～65Mn等較高含錳量的鋼（15Mn～50Mn表中未列出），其淬透性和強度比相應鋼號的鋼稍高。任務二非合金結構鋼及其應用1．非合金低碳鋼、非合金中碳鋼和非合金高碳鋼是如何劃分的？2．說明下列牌號是屬于哪類鋼，并說明其符號及數(shù)字的含義，各舉一實例，說明它們的主要用途。Q235A

20

65Mn45

45

0803非合金工具鋼及其應用非合金工具鋼常用于制造刀具、量具和模具。由于大多數(shù)工具都要求高硬度和高耐磨性，非合金工具鋼的含碳量一般都在0.70%以上，可分為優(yōu)質非合金工具鋼（簡稱碳素工具鋼）與高級優(yōu)質非合金工具鋼兩類。各種牌號的非合金工具鋼淬火后硬度相近，但隨著含碳量的增加，鋼的耐磨性增加，韌性降低。非合金工具鋼多用于制造手工工具，低速、小切削用量的機用刀具，量具，小型模具等。任務三非合金工具鋼及其應用一、性能和用途非合金工具鋼的牌號表示方法為：在“T”（“碳”字漢語拼音首位字母）后面標以阿拉伯數(shù)字，該數(shù)字表示鋼中平均含碳量的千分數(shù)。如T8表示平均含碳量為0.8%的非合金工具鋼。若是高級優(yōu)質非合金工具鋼，則在牌號后加“A”，如T12A表示平均含碳量為1.2%的高級優(yōu)質非合金工具鋼。任務三非合金工具鋼及其應用二、牌號表示方法常用碳素工具鋼的牌號、化學成分、性能及用途見表3-3。任務三非合金工具鋼及其應用注：表中所列牌號為優(yōu)質鋼，優(yōu)質鋼中wS≤0.030%，wP≤0.035%；高級優(yōu)質鋼在牌號后面加“A”，wS≤0.020%，wP≤0.030%。任務三非合金工具鋼及其應用1．說明下列牌號是屬于哪類鋼，并說明其符號及數(shù)字的含義，各舉一實例，說明它們的主要用途。T8

T122．非合金工具鋼的含碳量不同對其性能有什么影響？04鑄造非合金鋼及其應用生產中有許多形狀復雜、力學性能要求高的零件難以用鍛壓或切削加工的方法制造，通常采用鑄造碳鋼制造。鑄造非合金鋼的含碳量一般在0.20%～0.60%。鑄造非合金鋼廣泛用于制造重型機械、礦山機械、冶金機械、機車車輛上的零件和構件，如機架、砧座、軸承蓋、車鉤、車輛側架等形狀復雜、力學性能要求較高的零件。任務四鑄造非合金鋼及其應用一、鑄造非合金鋼的性能和用途鑄造非合金鋼的牌號用“ZG”（“鑄鋼”漢語拼音首位字母）后面加兩組數(shù)字組成。第一組數(shù)字代表屈服強度的最低值，第二組數(shù)字代表抗拉強度的最低值。如ZG270-500表示屈服強度不小于270MPa，抗拉強度不小于500MPa的鑄造非合金鋼。任務四鑄造非合金鋼及其應用二、鑄造非合金鋼的牌號表示方法一般工程用鑄造非合金鋼的牌號、化學成分、力學性能及用途見表3-4。