《工程材料》课程教学资源（PPT课件讲稿）第三章 金属材料 3.1 碳钢 3.2 合金钢

第3章金属材料 3.1碳钢 3.2合金钢 33铸钢与铸铁 3.4有色金属及其合金

3.1 碳钢 3.2 合金钢 3.3 铸钢与铸铁 3.4 有色金属及其合金 第3章 金属材料

3.1碳钢 31.1碳钢的成分和分类 312碳钢的牌号及用途

3.1.1 碳钢的成分和分类 3.1.2 碳钢的牌号及用途 3.1 碳钢

3.1.1碳钢的成分和分类 成分—w(C)≤2.11% Mn、Si→固溶强化 S→热脆 冷脆 O、N、H→强度、塑性、韧性↓ 2.分类 1)按C含量分 低C钢w(C)≤0.25% 中C钢0.25%0.6% 2)按质量分(S、P含量)—普通碳素钢;优质碳素钢;高级优质碳素钢。 3)按用途分—碳素结构钢、碳素工具钢

3.1.1 碳钢的成分和分类 １. 成分 —— w(C) ≤2.11% Mn、Si →固溶强化 S → 热脆 P → 冷脆 O、N、H → 强度、塑性、韧性↓ ２. 分类 1）按C含量分 低C钢 w(C) ≤ 0.25% 中C钢 0.25%＜w(C) ≤ 0.6% 高C钢 w(C) ＞ 0.6% 2）按质量分（S、P含量）——普通碳素钢；优质碳素钢；高级优质碳素钢。 3）按用途分—— 碳素结构钢、碳素工具钢

3.1.2碳钢的牌号及用途 碳素结构钢 2.优质碳素结构钢 3.碳素工具钢

3.1.2 碳钢的牌号及用途 1．碳素结构钢 2．优质碳素结构钢 3．碳素工具钢

1.碳素结构钢 牌号—如Q215B,表示≥215MPa(厚度≤16mm),B级质量。 表33联票率年单d8 G/T00解太准 年89标准 牌 材厚度直径,画钢半钢校糖能单 学成和力性能均俫证 保还成分,温 Ol 161066-105003 学性能x 9米0150小时?0中不小于 019335A191614-220340385-90B93—A850C2045Fb 2232-2993102100,5 Q235cDP7392400s32b352017-7 93285600470-51094929501/9284519450-7 O37 038-0.38529010460-61020180050619045

1．碳素结构钢 牌号 —— 如 Q215B，表示s ≥ 215 MPa（厚度≤ 16mm），B级质量。 表3-1 碳素结构钢的牌号和化学成分(GB/T700-1988) 牌号 等级 化学成分 脱氧 w(C) 方法 % w( Mn) % w( Si) % w(S ) % w( P) % 不大于 Q195 － 0.06-0.12 0.25-0.50 0.30 0.050 0.045 F,b,Z Q215 A / B 0.09-0.15 0.25-0.55 0.30 0.050 / 0.045 0.045 F,b,Z Q235 A 0.14-0.22 0.30-0.65 0.30 0.050 0.045 F,b,Z B 0.12-0.20 0.30-0.70 0.30 0.045 0.045 F,b,Z C 0.18 0.35-0.80 0.30 0.040 0.040 Z D 0.17 0.35-0.80 0.30 0.035 0.035 TZ Q255 A / B 0.18-0.28 0.40-0.70 0.30 0.050 / 0.045 0.045 Z Q275 － 0.28-0.38 0.50-0.80 0.35 0.050 0.045 Z GB/T700-1988 标准 GB700-79 标准 化学成分和力学性能均须保证 A 类钢 —— 保证力学性能， B 类钢 —— 保证化学成分， C 类钢 —— 保证化学成分及力学性能。 Q195 A1；B1 Q215 A2；C2 Q235 A3；C3 Q255 A4；C4 Q275 C5 碳素结构钢 新、老标准钢号对照 表3-2 碳素结构钢的机械性能(GB/T700-1988) 牌 号 等 级 拉 伸 试 验 冲击试验 屈服点s，MPa 抗拉 强度 b / MPa 伸长率 s , % 温度 ℃ V型冲 击功 (纵向) J 钢材厚度(直径)，mm 钢材厚度(直径), mm  16 >40 ~60 >100 ~150 > 150  16 >40 ~60 >100 ~150 > 150 不小于 不小于 不小于 Q195 － 195 － － － 315-390 33 － － － － － Q215 A/B 215 195 175 165 335-410 31 29 27 26 －/20 －/27 Q235 A/B C/D 235 215 195 185 375-460 26 24 22 21 －/20 0/-20 －/27 Q255 A/B 255 235 215 205 410-510 24 22 20 19 －/20 －/27 Q275 － 275 255 235 225 490-610 20 18 16 15 － －

用途 钢板、钢筋、型钢等,作桥梁、建筑等构件。 热处理:热轧空冷 组织:S+F homei96963.com 钢桥梁 建筑构件

用途 钢板、钢筋、型钢等，作桥梁、建筑等构件。 热处理：热轧空冷 组织：S＋F 多边型角钢 钢筋、螺纹钢 螺钉、铆钉 钢桥梁 建筑构件

2.优质碳素结构钢 牌号—如45钢,含C量为45/10000=0.45%。 表3-4优质碳素钢的化学成分和性能 化学成分,% MPa 钢号 08F0.05-0.110.25-0.50≤0.03<0.035<0.035 175 100.07-0.130.35-0.650.17-037<0.035<0.035 205 200.17-0.230.35-0650.17-0.37<0.035<0.035245 350.32-0.390.50-0.800.17-0.37<0.035<0.035 315 400.37-0.440.50-0.800.17-0.37<0.035<0.035 335 450.42-0.500.50-0.800.17-0.370.035<0.035355 500.47-0.550.50-0.800.17-0.37<0.035<0.035 375 600.57-0.650.50-0.800.17-0.37<0.035<0.035 400 650.62-0.700.50-0.800.17-0.37<0.035<0.035 420 摘自GB/T699-1999)

2．优质碳素结构钢 牌号 —— 如 45 钢，含C量为45 / 10000 = 0.45 % 。 表3-4 优质碳素钢的化学成分和性能 钢号 化学成分，% s ，MPa ≥ C Mn Si S P 08F 10 20 35 40 45 50 60 65 0.05-0.11 0.07-0.13 0.17-0.23 0.32-0.39 0.37-0.44 0.42-0.50 0.47-0.55 0.57-0.65 0.62-0.70 0.25-0.50 0.35-0.65 0.35-0.65 0.50-0.80 0.50-0.80 0.50-0.80 0.50-0.80 0.50-0.80 0.50-0.80 0.03 0.17-0.37 0.17-0.37 0.17-0.37 0.17-0.37 0.17-0.37 0.17-0.37 0.17-0.37 0.17-0.37 <0.035 <0.035 <0.035 <0.035 <0.035 <0.035 <0.035 <0.035 <0.035 <0.035 <0.035 <0.035 <0.035 <0.035 <0.035 <0.035 <0.035 <0.035 175 205 245 315 335 355 375 400 420 (摘自GB/T699-1999)

用途 较重要的零件,如齿轮、轴、连杆、弹簧等。 热处理: 渗碳、淬火、回火等。 汽车曲轴 y

用途 较重要的零件，如齿轮、轴、连杆、弹簧等。 汽车曲轴 热处理： 渗碳、淬火、回火等

3.碳素工具钢 牌号—如T12A钢,含C量为12/1000=1.2%, A表示高级优质,w(S)≤0.020%,w(P)≤0.030%。 表3-4碳素工具钢的化学成分和性能(淬火后HRC≥62) 钢号 C.% Mn. %o 8%P%6退火后水冷淬火 HBS≤温度,℃ 0.65-0.74≤0.40 ≤0.3500300.035 800-820 T80.75-0.84≤0.40 0.3500300.035 187 780-800 T8Mn0.80-0.900.40-0.60≤0.350.0300.035 187 780-800 0.85-0.94 0.40 <0.35 0.0300.035 192 760-780 T10Mn0.95-1.040.40-0.60 <0.35 0.0300.035 760-780 T10 0.95-1.04 <0.40 <0.35 0.0300035 207 760-780 T12 1.15-1.24≤0.40 ≤0350.0300.035 207 760-780 T13 1.25-1.35≤0.40 ≤0.350.0300.035 217 760-780 (摘自GB/T298-1986)

3．碳素工具钢 牌号 —— 如 T12A钢，含C量为12 / 1000 = 1.2 % ， A表示高级优质，w(S)  0.020 % ，w(P)  0.030 % 。 钢号 C, % Mn, % Si, % S, %  P, %  退火后 HBS,  水冷淬火 温度，℃ T7 T8 T8Mn T9 T10Mn T10 T12 T13 0.65-0.74 0.75-0.84 0.80-0.90 0.85-0.94 0.95-1.04 0.95-1.04 1.15-1.24 1.25-1.35 0.40 0.40 0.40-0.60 0.40 0.40-0.60 0.40 0.40 0.40 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 0.030 0.030 0.030 0.030 0.030 0.030 0.030 0.030 0.035 0.035 0.035 0.035 0.035 0.035 0.035 0.035 187 187 187 192 19 207 207 217 800-820 780-800 780-800 760-780 760-780 760-780 760-780 760-780 表3-4 碳素工具钢的化学成分和性能（淬火后HRC≥62) (摘自GB/T1298-1986)

用途 冲头、凿子、钻头、锉刀、量规等 热处理:淬火+低温回火 组织:回火M+粒状Fe3C+A 螺纹量规 引部64HRC~67HRC 柄部 <35HIRC

用途 冲头、凿子、钻头、锉刀、量规等。 螺纹量规 热处理：淬火+ 低温回火 组织：回火M＋粒状Fe3C + A