教学重点与难点
1・重点
钢的分类与牌号
2.难点
牌号与应用的关系
教学方法与手段
列举生活与生产中应用所讲钢种，分析其应用，增强感性认识。
教学组织
1 •复习提问10分钟
2.智能平衡代步车讲解水玻璃铸造75分钟
3.小结5分钟 教学内容
♦为了改善钢的某些性能或使之具有某些特殊性能，在炼钢时有意加入的元 素，称为合金元素。
♦含有一种或数种有意添加的合金元素的钢，称为合金钢。
钢中加入的合金元素主要有：硅(Si)、猛(Mn)、銘(Cr)、谋(Ni)、磚(W)、 铝(Mo)、飢(V)、钛(Ti)、锯(Nb)、钻(Co)、铝(A1)、硼(B)及稀土元素(Re) 等。
第一节 合金元素在钢中的作用
一、合金元素在钢中的存在形式及作用
合金元素在钢中主要以两种形式存在，一种形式是溶入铁素体中形成合金铁 素休；另一种形式是与碳化合形成合金碳化物。
(一)合金铁素体
大多数合金元素都能不同程度地溶入铁素体中。溶入铁素体的合金元素，由 于它们的原了大小及晶格类型与铁不同，使铁素体晶格发生不同程度的畸变，其 结果使铁索体的强度、硬度提高，当合金元索超过一定的质量分数后，铁索体的 韧性和塑性会显著降低。 （二）合金碳化物
按合金元索与碳之间的相互作用，可分为碳化物形成和非碳化物形成两类合 金元素。非碳化物形成合金元素，如Si、Al、Ni及Co等，它们只以原子状态存 在于铁素体或奥氏体中。碳化物形成元素，按它们与碳结合的能力，由强到弱的 次序为:Ti、Nb、V、HISEQ2000W、Mo、Cr、Mn和Fe。它们和碳形成的碳化物有:TiC、NbC、 VC、WC、Cr7C3> （Fe, Cr）3C及（Fe’Mn^C等。合金碳化物的存在提高了钢的强度、 硬度和耐磨性。
二、合金元素对钢的热处理和力学性能的影响
（-）合金元素对钢加热转变的影响
合金钢的奥氏体形成过程，基木上与非合金钢相同。由于合金元素的扩散速 度较慢，加之合金碳化物比较稳定，不易溶入奥氏体中，减缓了奥氏体的形成过 程。为了获得均匀的奥
氏体，大多数合金钢需加热到更高的温度，并保温更长的 时间。
（-）合金元素对回火转变的影响
合金元素对钢冋火时组织与性能的变化，都有不同程度的影响，主要是提高 钢的耐回火性，有些合金元素还造成二次硬化现象和产生钢的回火脆性。
1 •提高钢的耐回火性
♦淬火钢件在冋火时抵抗软化的能力，称为耐冋火性（或冋火稳定性）O 合金钢都有较好的耐回火性。若在相同硬度下，合金钢的回火温度则要高于非合 金钢的回火温度。2.产生二次硬化
♦某些含有较多W、Mo、V、Cr> Ti元素的合金钢，在500°C〜600°C高温冋 火时，高硬度的特殊碳化物（W?C、M02C、VC、Cr7C3> TiC等）以弥散的小颗粒状态 析出，使钢的硬度升高，这些铁碳合金在一次或多次回火后提高其硬度的现象称 为二次硕化。
高速钢工具钢和高馅钢在回火时都会产生二次硬化现象，这对于提高它们的 热硬性具有重要作用。
第二节低合金钢和合金钢的分类与牌号
一、低合金钢和合金钢的分类
（一） 低合金钢的分类
低合金钢的分类是按其主要质量等级和主要性能或使用特性分类。
1•按主要质量等级分类
低合金钢按主要质量等级叮分为「普通质量、优质和特殊质量低合金钢。
（1） 普通质量低合金钢
♦普通质量低合金钢是指不规定在生产过程中需要特别控制质量要求的供作 一般用途的低合金钢。
（2） 优质低合金钢
♦优质低合金钢是指除普通质量低合金钢和特殊质量低合金钢以外的低合 金钢。
（3） 特殊质量低合金钢
♦特殊质量低合金钢是指在生产过程中需要特别严格控制质量和性能（特别 是严格控制硫、磷等杂质含量和纯洁度）的低合金钢。
2.按主要性能及使用特性分类
低合金钢按主要性能及使用特性分类，可分为可焊接的低合金强度结构钢、 低合金耐候钢、低合金钢筋钢、铁道用低合金钢、矿用低合金钢和其它低合金钢。
（二） 合金钢的分类
合金钢中合金元素规定质量分数界限值总量是叽25. 43%,并且合金钢是按 其主要质量等级和主要性能或使用特性分类的。
1.按主要质量等级分类
合金钢按主要质量等级可分为：优质合金钢和特殊质量合金钢。
（1） 优质合金钢
♦优质合金钢是指在生产过程中需要特别控制质量和性能，但其生产控制和 质量要求不如特殊质量合金钢严格的合金钢。
（2） 特殊质量合金钢
♦特殊质量合金钢是指在生产过程中需要特别严格控制质量和性能的合金 钢。除优质合金钢以外的所有其他合金钢都为特殊质量合金钢。
2.按主要性能及使用特性分类
合金钢按主要性能及使用特性分类，可分为工程结构用合金钢（如一般工程 结构用合金钢、合金钢筋钢、高猛耐磨钢等）；机械结构用合金钢（如调质处理合 金结构钢、表面硬化合金结构钢、合金弹簧钢等）；不锈、耐蚀和耐热钢（如不锈 钢、抗氧化钢和热强钢等）；工具钢（如合金工具钢、高速工具钢）；轴承钢（如高
碳洛轴承钢、不锈轴承钢等）；特殊物理性能钢，如软磁钢、永磁钢、无磁钢（如 0Crl6Nil4）等;其它,如铁道用合金钢等。
二、低合金钢和合金钢的牌号
（一）低合金高强度结构钢的牌号
例如，Q390A表示屈服点os2390N/mm2,质量为A级的低合金高强度结构 钢。
（-）合金钢（包括部分低合结构钢）的牌号
1 •合金结构钢的牌号
例如 60Si2Mn,表示平均 Wc二0. 60%、WSi=2%> WMn<1.5%的合金结构钢;09Mn2 表示平均Wc=0. 09%> WMn二2%的合金结构钢。钢中饥、钛、铝、硼、稀土等合金 元素,虽然含量很低，仍应在钢中标出,如40MnVB、25MnTiBRE等。
2.合金工具钢的牌号
当钢中平均Wc<1.0%时，牌号前数字以千分之几（一位数）表示；当Wc21% 时，为了避免与合金结构钢相混淆，牌号前不标数字。例如9Mn2V表示平均 Wc二0.9%, %二2%、Wv<1.5%的合金工具钢;CrWMn 表示钢中平均 WcMl.O%、Ww< 1.5%> W柔性线路Mn<1.5%的合金工具钢；高速工具钢牌号不标出碳的质量分数值，女口 W18Cr4Vo
3 .滚动轴承钢的牌号
滚动轴承钢牌号前面冠以汉语拼音字母其后为钻元素符号"，铭的质 量分数以千分Z几表示，其余合金元素与合金结构钢牌号规定相同，如 GCrl5SiMn 钢。
4.不锈钢和耐热钢的牌号
不锈钢和耐热钢的牌号表示方法与合金工具钢基木相同，只是0. 08% WWc W0. 03%及WcWO. 03%时，在牌号前分别冠以“0"及“OCT',如 0Cr21Ni5Ti>00Cr30Mo2 等。
一、低合金高强度结构钢
低合金高强度结构钢的合金元素以猛为主，此外，还有饥、钛、铝、锐等元 素。它与非合金钢相比具有较高的强度、韧性、耐腐蚀性及良好的焊接性，而且 价格与非合金钢接近。因此，低合金高强度结构钢广泛用于制造桥梁、车辆、船 舶、建筑钢筋等。
二、低合金耐候钢
耐候钢是指耐大气腐蚀钢，它是在低碳非合金钢的基础上加入少量铜、钻、 釦等合金元索，使其在金属表面形成一层保护膜的钢材。
第一类，如12MnCuCr适用于桥梁、建筑及其他要求耐候性的钢结构；
第二类，如09CuPCrNi-A适用于机车车辆、建筑、塔架和其他耍求高耐候性 的钢结构。
三、低合金专业用钢
1.汽车用低合金钢
汽车用低合金钢是一类用量较大的专业用钢，主要用于制造汽车大梁、托架 及车壳等结构件,如 09MnREL> 06TiL、08TiL模板支撑体系、16MnL> 16MnREL 等。
2.低合金钢筋钢
低合金钢筋钢主要用于建筑使用的钢筋结构，如20MnSi、20MnTi、20MnSiV、 25MnSi 等。
3.铁道用低合金钢
铁道用低合金钢主要用于重轨、轻轨和异型钢，如U71Cu、U71Mn. U71MnSi.
U71MnSiCu> 45SiMnP> 50SiMnP、 聚氨酯墙板09CuPRE、 09V 等。
4.矿用低合金钢
矿用低合金钢主要用于矿用结构件，如20MnK、20MnVK. 25MnK、25MnVK等。
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