1 目的：

1.1 通過(guò)對(duì)碳鋼與不銹鋼之深入介紹，加深部分員工對(duì)此鋼材的了解，并建立機(jī)械的資料庫(kù)。

2 現(xiàn)狀：

2.1 目前公司一部分人員對(duì)鋼材知識(shí)的了解較淺，尚需要進(jìn)行在對(duì)鋼材相關(guān)方面的知識(shí)介紹，以提升員工的專業(yè)知識(shí)。

3 碳鋼：

3.1定義：

3.1.1主要指碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于2.11%而不含有特意加入的合金元素的鋼。有時(shí)也稱為普碳鋼或碳素鋼。

3.1.2 碳鋼除含碳外一般還含有少量的硅、錳、硫、磷。

牌號(hào)說(shuō)明：

即：Q235AF表示屈服點(diǎn)為235MPa、質(zhì)量為A級(jí)的碳素結(jié)構(gòu)鋼，是沸騰鋼。

3.2 分類：

3.2.1 按用途可以把碳鋼分為碳素結(jié)構(gòu)鋼、碳素工具鋼和易切削結(jié)構(gòu)鋼三類，碳素結(jié)構(gòu)鋼又分為工程構(gòu)建鋼和機(jī)器制造結(jié)構(gòu)鋼兩種;

3.2.2 按冶煉方法可分為平爐鋼、轉(zhuǎn)爐鋼;

3.2.3 按脫氧方法可分為沸騰鋼(F)、鎮(zhèn)靜鋼(Z)、半鎮(zhèn)靜鋼(b)和特殊鎮(zhèn)靜鋼(TZ);

3.2.4 按含碳量可以把碳鋼分為低碳鋼(WC ≤ 0.25%),中碳鋼(WC0.25%—0.6%)和高碳鋼(WC>0.6%);

3.2.5 按鋼的質(zhì)量可以把碳素鋼分為：

普通質(zhì)量碳鋼 ws≥0.045%、wp≥0.045%。一般用碳素結(jié)構(gòu)鋼，碳素鋼筋鋼等。

優(yōu)質(zhì)碳鋼 ws、wp比普通質(zhì)量碳鋼少。機(jī)械、工程結(jié)構(gòu)用優(yōu)質(zhì)碳鋼等。

特質(zhì)質(zhì)量碳鋼 ws≤0.020%、wp≤0.020%。保證淬透性碳鋼、碳素彈簧鋼、工具鋼等。

說(shuō)明：一般碳鋼中含碳量較高則硬度越大，強(qiáng)度也越高，但塑性較低。

分 類編 號(hào) 方 法常 用 牌 號(hào)用 途

舉 例說(shuō) 明

碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235-A F屈服點(diǎn)為235MPa、質(zhì)量為A級(jí)的沸騰鋼Q195、Q215A，Q235B、Q255A、Q255B、Q275等一般以型材供應(yīng)的工程結(jié)構(gòu)件，制造不太重要的機(jī)械零件及焊接件(參見(jiàn) GB700-88)

優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼45表示平均ωc為萬(wàn)分之45的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼08F、10、20、35、40、50、60、65用于制造曲軸、傳動(dòng)軸、齒輪、連桿等重要零件(參見(jiàn) GB699-88)

碳素工具鋼T8、T8A表示平均ωc為千分之8的碳素工具鋼，A表示高級(jí)優(yōu)質(zhì)T7、T8Mn、T9、T10、T11、T12、T13制造需較高硬度、耐磨性、又能承受一定沖擊的工具，如手錘、沖頭等(參見(jiàn) GB1298-86)

一般工程鑄造碳鋼ZG200-400表示屈服強(qiáng)度為200MPa、抗拉強(qiáng)度為400MPa的碳素鑄鋼ZG230-450、ZG270-500、ZG310-570、ZG340-640形狀復(fù)雜的需要采用鑄造成形的鋼質(zhì)零件(參見(jiàn) GB11352-89)

3.3 雜質(zhì)元素對(duì)碳鋼性能的影響：

3.3.1 錳

約為0.25%~0.80%。固溶強(qiáng)化;清除FeO，降低鋼的脆性;與硫化合成MnS，可以減輕硫的有害作用。有益。

3.3.2硅

約為0.10%~0.40%，固溶強(qiáng)化;除FeO對(duì)鋼質(zhì)量的不良影響，有益。

3.3.3 硫

FeS與Fe形成低熔點(diǎn)共晶體(熔點(diǎn)為985℃)，在1000~1250℃熱加工時(shí)導(dǎo)致鋼變脆而開(kāi)裂，“熱脆”。有害。

3.3.4 磷

強(qiáng)度、硬度提高，但使塑性和韌性降低，“冷脆”。有害。

4 碳鋼：

4.1不銹鋼的定義

不銹鋼是不銹鋼和耐酸鋼的簡(jiǎn)稱或統(tǒng)稱，是在空氣和淡水中或化學(xué)腐蝕介質(zhì)中能夠抵抗腐蝕的一種高合金鋼。通俗地說(shuō)，不銹鋼就是不容易生銹的鋼。不銹鋼的不銹性和耐蝕性是由于其表面上富鉻(Cr)氧化膜(鈍化膜)的形成。

4.2不銹鋼的分類

4.2.1按主要化學(xué)組成可分為鉻不銹鋼(俗稱400系)、鉻鎳不銹鋼、鉻鎳鉬不銹鋼(俗稱300系)、鉻錳氮不銹鋼(俗稱200系)。

4.2.2 按鋼的功能特點(diǎn)分類，如低溫不銹鋼、無(wú)磁不銹鋼、易切削不銹鋼，超塑性不銹鋼等。

4.2.3按金相組織分類為：鐵素體(F)型不銹鋼、馬氏體(M)型不銹鋼、奧氏體(A)型不銹鋼、奧氏體-鐵素體(A-F)型雙相不銹鋼、奧氏體-馬氏體(A-M)型雙相不銹鋼和沉淀硬化(PH)型不銹鋼。

以下是三種常見(jiàn)不銹鋼的主要性能比較：

分類金相組織磁性強(qiáng)度耐蝕性加工性

200系奧氏體無(wú)高一般較好

300系奧氏體無(wú)較高好好

400系鐵素體/馬氏體有中/高良一般

備注：不銹鋼金相組織決定其是否具有磁性。其中鐵素體(F)型不銹鋼、馬氏體(M)型不銹鋼具有磁性;奧氏體(A)型不銹鋼無(wú)磁性。目前市場(chǎng)上將是否具有磁性將不銹鋼分為不銹鋼和“不銹鐵”是不科學(xué)的。

4.3 鉻與鎳在不銹鋼中作用

4.3.1鉻在不銹鋼中的決定作用

每種不銹鋼都必須含有一定數(shù)量的鉻。迄今為止，還沒(méi)有不含鉻的不銹鋼。鉻之所以成為決定不銹鋼性能的主要元素，根本的原因是向鋼中添加12%以上的鉻作為合金元素以后，鋼表面自動(dòng)形成一種非常薄的無(wú)色、透明且非常光滑的一層富鉻的氧化物膜(即鈍化膜)，這層膜的形成大大緩減了鋼的氧化。

4.3.2鎳與鉻配合在不銹鋼中發(fā)揮重要作用

鎳在不銹鋼中的主要作用在于它改變了鋼的晶體結(jié)構(gòu)。在不銹鋼中增加鎳的一個(gè)主要原因就是形成奧氏體晶體結(jié)構(gòu)，從而改善和加強(qiáng)鉻的鈍化機(jī)理，其抗晶間腐蝕能力得到提高，同時(shí)如加工性、可焊接性和韌性等機(jī)械性能提高。即300系不銹鋼。

然而，鎳并不是唯一的奧氏體形成元素，常見(jiàn)的奧氏體形成元素還有：碳、氮、錳、銅等。最著名的是下面的公式：

奧氏體形成能力=Ni%+30C%+30N%+0.5Mn%+0.25Cu%

所以，在不銹鋼中通過(guò)增加一定量錳、氮元素，也可以形成奧氏體不銹鋼，即200系不銹鋼。

雖然碳是一種較強(qiáng)的奧氏體形成元素，但是它不能被添加到耐腐蝕的不銹鋼中，因?yàn)樵诤附雍笏鼤?huì)造成敏化腐蝕和隨后的晶間腐蝕問(wèn)題。氮元素形成奧氏體的能力也是鎳的30倍，但由于溶解度問(wèn)題，只能在不銹鋼中添加數(shù)量有限的氮。添加錳和銅會(huì)造成鋼材使用過(guò)程中的焊接問(wèn)題。

4.4四種鑒別不銹鋼的方法

4.4.1光譜：

用高壓電激發(fā)光譜儀(該儀器體積小，攜帶方便)打光譜可定性區(qū)分出鋼的元素種類，以及含量的大致高低。

4.4.2化學(xué)試劑：

有一種專門的試劑叫鎳定性液，將其滴在不銹鋼表面，通電后瞬間氧化，生成淡白色或淺黃色，說(shuō)明該不銹鋼不含鎳;生成淡玫瑰紅色且馬上褪色變成深黃色，說(shuō)明該不銹鋼含鎳在1%—2%左右;生成玫瑰紅色且不褪色，說(shuō)明該不銹鋼含鎳在4%以上，玫瑰紅色越鮮艷說(shuō)明含鎳量越高。

4.4.3 色澤：

經(jīng)過(guò)酸洗的不銹鋼的表面色澤：300系不銹鋼銀白色并呈玉色;400系不銹鋼白色并稍灰，光澤弱;200系不銹鋼的色澤與300系不銹鋼相似，稍淡。

未經(jīng)酸洗的不銹鋼的表面色澤：300系不銹鋼呈棕白色;400系不銹鋼呈棕黑色;200系不銹鋼呈黑色。

4.4.4火花：

火花鑒別是把不銹鋼在砂輪機(jī)上磨，觀其火花。如火花呈流線形，并有較多較密的節(jié)花，即為含錳較高的200系不銹鋼;如無(wú)節(jié)花即為300或400系不銹鋼。

備注：上述幾種方法均為簡(jiǎn)便易行的鑒別方法，但也存在一定誤差，尤其

是第4.4.3、4.4.4種方法完全靠視覺(jué)經(jīng)驗(yàn)判斷，可能誤差會(huì)更大。

最精確的方法當(dāng)然還是有資質(zhì)的檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)出具的檢驗(yàn)報(bào)告。

5 小結(jié)：

這次的報(bào)告是為了以后機(jī)械課在正常投產(chǎn)后運(yùn)作建立自己的資料庫(kù)，本次報(bào)告簡(jiǎn)單學(xué)習(xí)了解鋼材的基本知識(shí)，并且相關(guān)具體的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)在這邊已經(jīng)存檔整理作為以后的資料查詢依據(jù)。另外下周我們將把機(jī)械常用的零件，管件，板件做系統(tǒng)的介紹，同樣對(duì)其做資料整理存檔作為資料的查詢依據(jù)。