第4章钢材4.1钢材的分类与编号4.2合金元素的影响4.3合金结构钢4.4合金工具钢4.4特殊钢一不锈钢二低温钢三耐磨钢四低磁钢五耐大气及海水腐蚀用钢4.5船舶与海洋工程用钢钢的分类碳钢的牌号和用途表碳素结构钢牌号、成分、性能和应用指出下列各种钢的类别、符号、数字的含义、：Q235-C、40、45、08、20、20R、20G、T10A.表合金钢的编号方法表常用低合金高强度结构钢的成分、性能和用途1.杂质对钢材性能的影响2.合金元素影响概述Ⅰ.延缓奥氏体的形成Ⅱ.合金元素阻碍奥氏体晶粒长大Ⅲ.对过冷奥氏体稳定性(淬透性)的影响Ⅳ.合金元素对马氏体的影响Ⅴ.合金钢的回火特点概述钢中杂质5．氮的影响氮在a-Fe、γ-Fe中的溶解度不一样，a—Fe的溶氮能力低。在200～300℃加热过程中常呈氮化物析出(时效现象)，使钢的强度极限升高，塑性下降，这种现象称作钢的兰脆现象。除氮的有效方法是在钢中加入铝进行脱氮处理。6．氧的影响炼钢过程就是氧化过程。在氧化过程中。钢中一部分氧化成FeO。氧主要以FeO的形式存在于钢中。钢中由于存FeO，致使其强度、塑性下降。通常使用锰铁、硅铁或铝进行脱氧。7．氢的影响氢在钢的不同相中溶解度相差很大(在α-Fe中的溶解度小，在r—Fe中的溶解度大)。如果冷却速度太快。氢来不及扩散到金属外部而只能聚积在晶体的缺陷处，(空位、滑移线、晶界)，聚积的氢将产生很大压力，使钢材的内部出现裂纹(所谓白点)。对于合金钢，氢的影响尤为显著。最常见的合金元素有：Mn(>0.08％)、si(>0.50％)、cr、Ni、Mo、W、V、Ti、AL等。这些元素以下面的方式存在于钢中。(1)溶于铁基固溶体中，形成合金铁素体、合金奥氏体、合金马氏体，起强化基体作用。(2)溶于渗碳体中。形成合金渗碳体，[如(FeCr)3C]或单独成化合物，可大大改善钢的性能。合金元素还可与碳形成碳化物，各元素形成碳化物的能力由强到弱如下：Ti—Nb—Zr—V—Mo—W—Cr—Mn—Fe1．延缓奥氏体的形成2.合金元素阻碍奥氏体晶粒长大3．对过冷奥氏体稳定性(淬透性)的影响4．合金元素对马氏体的影响5．合金钢的回火特点概述1.工程结构用钢2.机械零件用钢这类钢冶炼简单，成本低，具有相当的力学性能，能满足工程用钢的良好焊接性、冷成形性、韧性和较高强度的性能要求，故使用量很大。1、性能特点2．成分特点3．热处理特点性能特点在含碳量小于0.2％的低碳钢的基础上，加入少量合金元素(Mn为主加元素，合金总量小于3％)，即形成低合金高强度结构钢。锰是强化的基本元素，既提高了强度又改善了韧性和塑性。钛、铌、钒等在钢中形成稳定性极高的微细碳化物，起到细化晶粒和弥散强化的作用，从而进一步提高钢的强度等。铜、磷可提高钢对大气的抗蚀性能。热处理特点表常用低合金高强度结构钢的成分、性能和用途硫、磷含量均控制在0.035％以下，非金属夹杂物也较少，质量级别较高，一般在热处理后使用。1．调质钢2．弹簧钢3．渗碳钢4.滚动轴承钢5、易切削钢1．调质钢往往受力情况复杂,同时承受多种应力负荷的作用。如汽车主轴，既传递扭矩又承受弯矩，常因疲劳断裂而失效。调质后要有良好的综合力学性能，以满足承受多种较复杂工作载荷的重要零件的要求，如齿轮、轴类件、连杆、高强螺栓等。要求有高的屈服点和疲劳强度，良好的塑性和韧性，还要有一定的耐磨性。(1)含碳量机器零件制造工艺流程一般为：下料→毛坯成形(通常为锻造)→预备热处理→粗加工→最终热处理→精加工→装配。(1)预备热处理：通常采用退火(或正火)，其目的是改善组织，降低(或调整)硬度，便于切削加工，为最终热处理做好组织上的准备。完全退火：对于合金元素含量较少的部分调质钢，通常用正火代替退火。退火(或正火)后的组织为F+P(S)。(2)最终热处理；淬火和高温回火（500~650），调质处理（淬火+高温回火)：组织为S回，具有良好的综合力学性能，适用于各种受力复杂的重要零件，如轴类件、齿轮、连杆、螺栓等。有些零件还要求局部(或整体)表面硬度高、耐磨性好。此时，经调质处理后还要进行表面淬火和低温回火或渗氮处理。表6.6典型调质钢的牌号、成分、热处理、性能及用途弹簧钢要求有高的屈服点和屈强比(σs／σb)，高的疲劳强度，足够的塑性和韧性，较好的淬透性和低的脱碳敏感性以适应弹性元件的使用要求，即利用弹性变形吸收能量，以缓和振动和冲击，或依靠弹性储能起驱动作用。弹簧钢对冶金质量的要求较高,以防止钢中的夹杂物对疲劳性能的不利影响。弹簧对钢的表面质量要求很严，不能有脱碳、折叠、斑疤、气泡、夹杂和压入氧化皮等。(1)含碳量分为冷成形弹簧和热成形弹簧(1)预备热处理：通常采用