钢铁材料基础.docx

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1、钢铁材料基础生铁的分类分分类名说明类称按炼钢生炼钢生铁是指用于平炉、转炉炼钢用的生铁,一般含硅量较低（Si不大于1.75%）,用铁含硫量较高（S不大于0.07%）它是炼钢用的主要原料，在生铁产量中占80% 途90%炼钢生铁质硬而脆，断口呈白色，所以也叫白口铁铸造生铸造生铁是指用于铸造各种生铁铸件的生铁，俗称翻砂铁。一般含硅量较高（3Si铁 达3.75%）,含硫量稍低WS不大于0.06%）它在生铁产量中约占10% ,是钢铁厂中的主要商品铁，其断口为灰色，所以也叫灰口铁按 普通生普通生铁是?旨不含其他合金元素的生铁，如炼钢生铁，铸造生铁都属于这一类生 化 铁 铁学特 天 天然合金生铁是指用含有共生

2、金属如铜、钢、镶等的铁矿石或精矿，用还原剂还成种然原而炼成的一种特种生铁，它含有一定量的合金元素（一种或多种，由矿石的成分分生 合 来决定），可用来炼钢，也可用于铸造铁铁合金和天然合金生铁不同之处，是在炼铁时特意加入其他成分，炼成含有多种合 合金元素的特种生铁。铁合金是炼钢的原料之一，也可用于铸造。在炼钢时作钢金 的脱氧剂和合金元素添加剂，用以改善钢的性能铁合金的品种很多，如按所含 的元素来分，可分为：硅铁、锌铁、珞铁、铝铁、铝铁、钛铁、钢铁、磷铁、硼 铁、馍铁、铝铁、硅铳合金、稀土合金等等，其中用量最大的是铳铁、硅铁和格 铁。按照生产方法的不同，铁合金通常又分为：高炉铁合金、电炉铁合金、炉外

3、 法铁合金、真空碳还原铁合金等铸铁的分类分 名 说明类 称按 灰这种铸铁中的碳大部或全部以自由状态的片状石墨形式存在，其断口呈暗灰色，断 铸故称为灰铸铁。它有一定的力学性能和良好的被切削加工性，是工业上应用最普口 铁遍的一种铸铁颜白白口铸铁是组织中完全没有或几乎完全没有石墨的一种铁碳合金，其中碳全部以色口渗碳体形式存在，断口呈白亮色，因而得名。这种铸铁硬而且脆，不能进行切削分铸加工，工业上很少直接应用它来制作机械零件。在机械制造中，有时仅利用它来铁制作需要耐磨而不承受冲击载荷的机件，如拉丝板、球磨机的铁球等，或用激冷的办法制作内部为灰铸铁组织、表层为白口铸铁组织的耐磨零件，如火车轮圈、轧混、犁

4、锌等，这种铸铁具有很高的表面硬度和耐磨性，通常又称为激冷铸铁或 冷硬铸铁麻这是介于白口铸铁和灰铸铁之间的一种铸铁，它的组织由珠光体+渗碳体+石墨组口 成，断口呈灰白相间的麻点状，故称麻口铸铁，这种铸铁性能不好，极少应用铸铁按 普普通铸铁是指不含任何合金元素的铸铁，一般常用的灰铸铁、可锻铸铁、激冷铸化 通铁和球墨铸铁等，都属于这一类铸铁学 铸成 铁分合它是在普通铸铁内有意识地加入一些合金元素，借以提高铸铁某些特殊性能而配分金制成的一种高级铸铁，如各种耐蚀、耐热、耐磨的特殊性能铸铁，都属于这一类铸 型的铸铁铁按 普（参见灰铸铁）生 通产 灰方 铸法 铁和孕孕育铸铁又称变质铸铁，它是在灰铸铁的揄出上

5、，采用“变质处理即是在铁水组育中加入少量的变质剂（硅铁或硅钙合金），造成人工晶核，使能获得细晶粒的珠八 铸光体和细片状石墨组织的一种高级铸铁。这种铸铁的强度、塑性和韧性均比一般性 铁灰铸铁要好得多，组织也较均匀一致，主要用来制造力学性能要求较高而截面尺能寸变你大的大型铸铁1牛分可可锻铸铁是由一定成分的白口铸铁经石墨化退火后而成，其中破大部或全部呈团锻絮状石墨的形式存在，由于其对基体的破坏作用，较之片状石墨大大减轻，因而铸比灰铸铁具有较高的韧性，故又称韧性铸铁。可锻铸铁实际并不可以锻造，只不铁过具有一定的塑性而已，通常多用来制造承受冲击载荷的铸件球 球墨铸铁简称球铁。它是通过在浇铸前往铁水中加入

6、一定量的球化剂（如纯镁或 墨 其合金）和墨化剂（硅铁或硅钙合金），以促进破呈球状石墨结晶而获得的。由 铸 于石墨呈球形，应力大为减轻，它主要减小金属基体的有效截面积，因而这种铸 铁 铁的力学性能比普通灰铸铁高得多，也比可锻铸铁好，此外，它还具有比灰铸铁好的焊接性和接受热处理的性能，和钢相比，除塑性、韧性稍低外，其他性能均 接近，是一种同时兼有钢和铸铁优点的优良材料，因此在机械工程上获得了广泛 的应用特这是一组具有某些特性的铸铁，根据用途的不同，可分为耐磨铸铁、耐热铸铁、殊耐蚀铸铁等等。这类铸铁大部分都属于合金铸铁，在机械制造上应用也较为广泛性能铸铁钢的分类分分类名称说明类按按冶炼冶设备分平炉钢

7、平炉钢是指用平炉炼钢法所炼制出来的钢，按炉衬材料的不同，分酸性和碱性两种，一般平炉都是碱性的，只有特殊情况下才在酸性子炉炼内炼制。平炉炼钢法具有原料范围宽，设备能力大、品种多、质量好方等优点，在20世纪50年代前，平炉钢在世界总产量中占绝对优势，法以后由于氧气顶吹转炉炼钢法的出现很快使平炉相形见细，现在世界各国都有停建平炉的趋势。平炉钢的主要品种是普碳钢、低合金钢和优质碳素钢转炉钢转炉钢是指用转炉炼钢法所炼制出来的钢，除分为酸性和碱性转炉钢 外，还可分为底吹、侧吹、顶吹和空气吹炼、纯氧吹炼等转炉钢。它 们常常混合使用，例如：贝氏炉为底吹酸性转炉钢，托马斯钢为底吹 碱性转炉钢。我国现在大量生产的

8、为侧吹碱性转炉钢和氧气顶吹转炉 钢，氧气顶吹转炉钢具有生产速度快、质量高、成本低、投资少、基 建快等一系列优点，是当代炼钢的主要方法。转炉钢的主要品种是普 碳钢，氧气顶吹转炉亦生产优质碳素钢和合金钢电炉钢 电炉钢四旨用电炉炼钢法所炼制出来的钢，可分为电弧炉钢、感应电炉钢、真空感应电炉钢、电渣炉钢、真空自耗炉钢、电子束炉钢等。工业上大量生产的,主要是碱性电弧炉钢，品种是优质钢和合金钢按脱氧程沸腾钢这是脱氧不完全的钢，浇注时在钢锭模里产生沸腾，因而得名，其特度和浇注点是收得率高、成本低、表面质量及深冲性能好；但成分偏析大、质制度分量不均匀，耐腐蚀性和机械强度较差。这类钢大量用以轧制普通碳素钢的型钢

9、和钢板镇静钢 它是脱氧完全的钢，在浇注时钢液镇静，没有沸腾现象，所以称镇静 钢。其特点是成分偏析少、质量均匀，但金属的收得率低（缩孔多）， 成本比较高。一般合金钢和优质碳素钢都是镇静钢半镇静 它是脱氧程度介于沸腾钢和镇静钢之间的钢,浇注时沸腾现象较沸腾钢钢弱。钢的质量、成本和收得率也介于沸腾钢和镇静钢之间。它的生产较难控制，故目前在钢的生产中所占比重不大按碳素钢碳素钢是指含碳量U）C低于2% ,并含有少量铳、硅、硫、磷、氧等杂化质元素的铁碳合金。按其含碳量的不同可分为：1）工业纯铁一一为含学碳量u）C0.04%的铁碳合金2）低碳钢为含碳量3C0.25%的钢3）成中碳钢为含碳量C 0.25% 0

10、.60%的钢4）局）碳钢为含碳量分C060%的钢此外，按照钢的质量和用途的不同，碳素钢通常又分为：普通碳素结构钢、优质碳素结构钢和工具碳素钢三大类合金钢合金钢是指在碳素钢的基础上，为了改善钢的性能，在冶炼时特意加 入一些合金元素（如铭、镖、硅、镒、铝、铸、机、钛、硼等）而炼 成的钢按其合金元素的种类不同,可分为：铭钢、镒钢、铝镒钢、铭 擦钢、铝铝钢、硅锈钢、硅镒铝机钢、铝镶铝钢、镒钢硼钢等许多钢组按其合金元素的总含量，可分为：1）低合金钢一一这类钢的合金按结建筑及用构工程用途钢结构钢分机械制造用结构钢元素总质量分数V% 2）中合金钢一一这类钢的合金元素总质量分数 5%10% 3）高合金钢一一这

11、类钢的合金元素总质量分数10%按 照钢中主要合金元素的种类，又可分为：1）三元合金钢一一指除铁、 碳以外，还含有另一种合金元素的钢，如铳钢、铝钢、硼钢、铝钢、 硅钢、银钢等2）四元合金钢一一指除铁、碳以外，还含有另外两种合 金元素的钢，如：硅铳钢、镒硼钢、珞锈钢、铝银钢等3）多元合金钢 一一指除铁、碳以外，还含有另外三种或三种以上合金元素的钢，如： 铭镒钛钢、硅镒铝钢钢等建筑及工程用结构钢，简称建造用钢，它是指用于建筑、桥梁、船舶、 锅炉或其他工程上制作金属结构件的钢。这类钢大多为低碳钢，因为 它们多要经过焊接施工，含碳量不宜过高，一般都是在热轧供应状态 或正火状态下使用属于这一类型的钢，主要

12、有：普通碳素结构钢 一一按用途又分为：a一般用途的普碳钢b专用普碳钢低合金钢 一一按用途又分为：a.低合金结构钢b.耐腐蚀用钢低温用钢小钢筋 钢e钢轨钢f耐磨钢g特殊用途的专用钢机械制造用结构钢是指用于制造机械设备上上结构零件的钢。这类钢 基本上都是优质钢或高级优质钢，它们往往要经过热处理、冷塑成形 和机械切削加工后才能使用属于这一类型的钢，主要有：优质碳 素结构钢合金结构钢上述两种钢按其工艺特征分为：调质结构 钢表面硬化结构钢（渗碳钢、渗氮钢、液体碳氮共渗钢、表面淬火用钢）冷塑性成型用钢（如冷冲压钢、冷徽钢、冷挤压用钢等）易切结构钢 弹簧钢 滚动轴承钢工具钢工具钢是指用于制造各种工具的钢这类

13、钢按其化学成分，通常分为：1）碳素工具钢2）合金工具钢3）高速钢按照用途又可分为：1）刃具钢 （或称刀具钢）2）模具钢（包括冷作模具钢和热作模具钢）3）量具钢特殊钢特殊钢是指用特殊方;去生产、具有特殊物理、化学性能或力学性能的钢属于这一类型的钢，主要有：1）不锈耐酸钢2）耐热不起皮钢3）高 电阻合金4）低温用钢5）耐磨钢6）磁钢（包括硬磁钢和软磁钢）7）抗磁 钢8）超高强度钢（指。b21400MPa的钢）专业用钢这是指各个工业部门专业用途的钢。例如；农机用钢、机床用钢、重型机械用钢、汽车用钢、航空用钢、宇航用钢、石油机械用钢、化工 机械用钢、锅炉用钢、电工用钢、焊条用钢等按按退火后亚共析含碳量

14、3C小于0.80% ,组织为游离铁素体+珠光体金的金相组钢相织分共析钢含碳量C为0.80% ,组织全部为珠光体组过共析含碳量C大于0.80% ,组织为游离碳化物+珠光体织钢莱氏体实际上也是过共析钢，但其组织为碳化物和奥氏体的共晶体，通常把钢它另分为一类按正火后珠光体当合金元素含量较少，于空气中冷却可得到珠光体或索氏体、托氏体的金相组织分按加热、冷却时有无相变和室温时的金相组织分钢、贝的，就属于珠光体钢，若得到贝氏体组织的，就属于贝氏体钢氏体钢马氏体当合金元素含量较高，于空气中冷却，可得到马氏体组织的，称为马钢 氏体钢奥氏体当合金元素含量很多时，在空气中冷却，奥氏体直到室温仍不转变的，钢称为奥氏体钢破化物当含碳量较高并含有大量碳化物组成元素时，于空气中冷却,可得到钢由碳化物及其基体组织（珠光体或马氏体，奥氏体）所构成的混合物组织的,称为碳化物钢。最典型的碳化物钢时高速钢铁素体 这类钢含碳量很低并含有多量的形成或稳定铁素体的元素，如铝、硅钢 等，以致加热或冷却时，始终保持铁素体组织半铁素这类钢含碳量较低并含有较多的形成或稳定铁索体的元素（如铭、硅），体钢在加热或冷却时，只有部分发生-相变，其他部分始终保持a相的铁素体组织半奥氏 这类钢含有一定的形成或稳定奥氏体的元素（如银、镒），以致在加热或体钢冷却时，只有部分发生a-相变，其他部分始终保持丫相的奥氏体组织奥氏体 这类钢含有