金属(jīnshǔ)工艺学研究学习(xuéxí)目标学习(xuéxí)目标重点难点主要(zhǔyào)内容第一节钢铁材料(cáiliào)的生产炼铁生铁由铁矿石经高炉冶炼而得，它是炼钢和铸件生产(shēngchǎn)的主要原材料。高炉炼铁的炉料主要是铁矿石、燃料（焦炭）和熔剂（石灰石）。（1）熔铁的基本过程炼铁的基本过程包括燃料的燃烧、铁的还原和增碳、杂质的混入、造渣等。（2）高炉产品高炉冶炼出的铁不是纯铁，而是含有碳、硅、锰、硫、磷等杂质元素的合金，称为生铁。生铁是高炉冶炼的主要产品。根据用户的不同(bùtónɡ)需要，生铁可分为两类：铸造生铁和炼钢生铁。（一）炼钢的基本过程(guòchéng)1．氧化过程(guòchéng)2．脱氧过程(guòchéng)（二）炼钢方法如表所示：1．转炉炼钢法2．电炉炼钢法钢铁生产（一）板材和型材生产中。将钢锭通过一系列轧机扎制成板材和型材（二）管材通过成型辊把带钢弯成管行，再通过焊接滚焊接成有缝管材；也可先用斜轧穿孔机在实心管坯上穿孔，然后用一种(yīzhǒnɡ)特殊的方法轧制所需尺寸的管材，通常称为无缝管材。（三）线材直径在6mm以下的线材多采用拉丝机生产。杂质元素及合金元素在钢中的作用(zuòyòng)（一）碳钢中常存杂质元素及其作用(zuòyòng)碳钢中除铁以外的主要元素是碳。其它常存的杂质元素有硅、锰、硫、磷等，还有熔炼中夹杂进入的氧、氢、氮等气体元素（1）硅和锰：硅和锰是炼钢后期在脱氧和合金化时，加入钢液而残留在钢中的，是有益(yǒuyì)元素。当硅和锰的含量不多时，对钢的性能影响不大。（2）磷和硫：是钢中的有害元素，磷会形成硬脆化合物Fe2P,造成“冷淬”；硫与铁生成FeS，并形成Fe-FeS二元低熔点共晶体，造成“热淬”。（3）氧、氢和氮：这三种气体元素也是钢中有害气体。在高温时融入钢液，冷却时来不及逸出而积聚在组织中形成高压细微气孔，使钢的塑性、韧度和疲劳强度急剧降低，严重时会造成裂纹、淬断，是必须严格控制的有害元素。（二）合金元素在钢中的作用1．强化(qiánghuà)，合金元素对合金钢其有效的强化(qiánghuà)作用；2．稳定组织、细化晶粒；3．提高淬透性；4．提高抗氧化性和耐腐蚀能力。第二节非合金钢（一）按碳的含量分类：（1）低碳钢：Wc=0.08%～0.25%，塑性好，多用作冲压、焊接和渗碳工作。（2）中碳钢：Wc=0.25%～0.60%，强度和韧度均较高，热处理后有良好的的综合力学性能，多用于要求良好强韧度的各种重要结构(jiégòu)零件。（3）高碳钢：Wc=0.60%～1.40%，硬度较高，多用作工具、模具和量具等工件。（二）按质量(zhìliàng)分类（质量(zhìliàng)划分主要按有害杂质元素硫和磷的含量来划分）（1）普通钢：钢中S≤0.050%，P≤0.045%；（2）优质钢：钢中S≤0.035%，P≤0.035%；（3）高级优质钢：钢中S≤0.030%P≤0.030%；（三）按用途分类（1）碳素结构钢：主要用于建筑、桥梁等工程结构和各种机械零件；（2）碳素工具钢：主要用于各类刀具(dāojù)、量具和模具如丝锥、板牙、锯条等；（3）专用钢：包括锅炉钢、船用钢、易切钢等。（四）按钢液脱氧程度分类：（1）沸腾钢（F）：脱氧不完全(wánquán)的钢，组织不致密，成分不均匀，性能较差；（2）镇静钢（Z）：脱氧完全(wánquán)的钢，组织致密、成分较均匀，性能较好。优质钢和高优质钢多为镇静钢；（3）半镇静钢（D）：脱氧程度介于沸腾钢和镇静钢之间。碳素结构钢1）用途适用于一般工程用热轧钢板、钢带、型钢、棒钢等，可供焊接、铆接(mǎojiē)、栓接构件使用。优质碳素结构钢优质碳素结构钢对硫、磷控制较严，用于制作较重要的机械零件；08F塑性好，可制造冷冲压零件；10、20钢冷冲压性与焊接性能良好，可用作冲压件及焊接件，经过热处理（如渗碳(shèntàn)）也可以制造轴、销等零件；35、40、45、50钢经热处理后，可获得良好的综合机械性能，用来制造齿轮、轴类、套筒等零件；60、65钢主要用来制造弹簧。铸钢（1）化学成分特点铸钢是含碳量Wc=0.15%～0.60%铸造碳钢，其牌号为ZG后面加两组数字组成，第一组数字代表屈服点的最低值，第二组数字代表抗拉强度的最低值。例如，ZG200-400表示屈服点≥200MPa，抗拉强度≥400MPa的一般工程(gōngchéng)用铸造碳钢。（2）用途铸钢一般用作形状较复杂而难于锻压成型，但对强度、韧度要求较高的工件，如齿轮拔叉、大型齿轮、压力机械基座等。第三节合金