1、探究案探究案l时间时间1010分钟，要求：分钟，要求：1、请大家积极投入到探究过程中去；2、各组通过探究，对探究案的每一道题目答案达成共识，并快速记忆（简答题可以掌握要点）；1、何为碳钢？碳钢材料有何特点？、何为碳钢？碳钢材料有何特点？2、硫、磷元素的含量为什么在低碳钢中要严格控制？硫、磷元素的含量为什么在低碳钢中要严格控制？探究案4、牌号解释牌号解释Q235-AF5、牌、牌号解释号解释456、牌号解、牌号解释释T87、牌号解释、牌号解释ZG200-4003、碳钢分为哪几类？牌号如何表示？、碳钢分为哪几类？牌号如何表示？一、何为、何为碳素钢?碳钢材料有何特点特点：特点：冶炼方便，价格低廉，产冶
2、炼方便，价格低廉，产量大，具有优良的锻造性，焊接量大，具有优良的锻造性，焊接性和切削加工性能。性和切削加工性能。我的疑惑碳素钢简称碳钢，是最基本碳素钢简称碳钢，是最基本的铁碳合金。它是指在冶炼的铁碳合金。它是指在冶炼时没有特意加入合金元素，时没有特意加入合金元素，且含碳量且含碳量小于小于2.112.11的的铁铁碳合金。碳合金。钢中的常存杂质元素钢中的常存杂质元素二二、硫、磷元素的含量为什么在低碳钢、硫、磷元素的含量为什么在低碳钢中要严格控制？中要严格控制？有害影响硅（硅（Si）能消除能消除FeOFeO夹杂对钢的不良夹杂对钢的不良影响，少量能溶入影响，少量能溶入F F中起固中起固溶强化作用，提高
3、钢的强溶强化作用，提高钢的强度、硬度及弹性。度、硬度及弹性。过多会造成塑性下降，冲击过多会造成塑性下降，冲击性能变差。性能变差。有益元素炼钢时加入的脱氧剂。炼钢时加入的脱氧剂。来 源有益作用炼钢原料和燃料。炼钢原料和燃料。在钢中形成在钢中形成FeS,FeS与与Fe形形成低熔点（成低熔点（985）共晶体共晶体 分布在晶界上，使得对钢进分布在晶界上，使得对钢进行热加工时容易脆化开裂，行热加工时容易脆化开裂，这种现象称为热脆。这种现象称为热脆。硫（硫（S）有害元素来 源有益作用有害影响炼钢时加入的脱氧剂。炼钢时加入的脱氧剂。能与能与S化合形成化合形成MnS，减，减轻轻S的有害影响；少量能的有害影响；
4、少量能溶入溶入F 中起固溶强化作用。中起固溶强化作用。过多会造成塑性下降。过多会造成塑性下降。有益元素 来 源有益作用有害影响锰（锰（Mn）炼钢原料和燃料。炼钢原料和燃料。引起钢的塑性和韧性急剧引起钢的塑性和韧性急剧下降，尤其在低温时脆性下降，尤其在低温时脆性更大，这种现象称为冷脆。更大，这种现象称为冷脆。少量能溶入少量能溶入F中，使强度、中，使强度、硬度显著提高。硬度显著提高。有害元素来 源有益作用有害影响磷（磷（P）三、三、碳钢分为哪几类？牌号如何表示？1）按）按C含量分含量分低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（）按质量分（S、P含
5、量）含量）普通碳素钢 含S量 0.05%，含P量 0.045%优质碳素钢 含S量 0.035%，含P量 0.035%高级优质碳素钢 含S量 0.025%，含P量 0.025%3）按用途分）按用途分 碳素结构钢 用于制造各种机械零件盒工程构件 碳素工具钢 用于制造各种刀具、模具和量具等 4）按冶炼时脱氧程度的不同分类）按冶炼时脱氧程度的不同分类 沸腾钢 脱氧程度完全不同的钢 镇静钢 脱氧程度完全的钢 半镇静钢 脱氧程度介于沸腾钢和镇静钢之间的钢 1.碳钢的分类碳钢的分类碳钢类别牌号表示方法普通碳素结构Q+数字质量等级+脱氧程度 例如235A.F优质碳素结构二位数字 例如 45碳素工具钢T+数字
6、例如 T10铸造碳钢ZG数字两组数字 例如ZG2004002.牌号表示方法牌号表示方法 （1）普通碳素结构钢）普通碳素结构钢QAF屈服强屈服强度度字母字母屈服强度值屈服强度值（MPa）质量等级：质量等级：A、B、C、D脱氧脱氧方法方法沸腾钢沸腾钢F半镇静钢半镇静钢b镇静钢镇静钢Z特殊镇静钢特殊镇静钢TZ通常通常Z和和TZ可省略。可省略。例：例：Q235AF 表示屈服强度为表示屈服强度为235MPa235MPa的的A A级沸腾钢。级沸腾钢。Q285B 表示屈服强度为表示屈服强度为285MPa285MPa的的B B级的碳素结构钢，是镇静钢，省略级的碳素结构钢，是镇静钢，省略Z Z。Q195Q195
7、、Q215Q215、Q235Q235、Q255Q255、275275一般桥梁、建筑一般桥梁、建筑结构，普通机械结构，普通机械零件，如螺钉、零件，如螺钉、螺母等。螺母等。可用于受力较可用于受力较大的机械零件，大的机械零件，如链轮、拉杆如链轮、拉杆等。等。应应 用用建筑构件钢桥梁多边型角钢多边型角钢螺钉、铆钉螺钉、铆钉钢筋、螺纹钢钢筋、螺纹钢用途：钢板、钢筋、型钢等，作桥梁、建筑等构件。用途：钢板、钢筋、型钢等，作桥梁、建筑等构件。（2）优质碳素结构钢优质碳素结构钢：牌号牌号 用两位数字表示钢中平均含碳量的用两位数字表示钢中平均含碳量的万分数。如万分数。如 45 钢，含钢，含C量为量为 45/10
8、000=0.45%。08F 表示表示Wc为为0.08%的优质碳素的优质碳素结构钢，属沸腾钢。结构钢，属沸腾钢。65Mn 表示表示Wc为为0.65%、含锰量、含锰量较高（较高（WMn=0.91.2%)的优质碳素结构钢。的优质碳素结构钢。08F08F、2020、4545、6565冷冲压件，冷冲压件，如汽车和如汽车和仪表外壳、仪表外壳、容器、罩容器、罩子等。子等。冷冲压件、冷冲压件、焊接件和焊接件和标准件、标准件、渗碳件等渗碳件等零件。零件。调质件：机调质件：机床齿轮、机床齿轮、机床主轴、曲床主轴、曲轴、连杆等轴、连杆等重要零件。重要零件。弹性件和弹性件和耐磨件：耐磨件：小尺寸弹小尺寸弹簧、低速簧、
9、低速车轮等车轮等应应 用用用途用途较重要的零件，如齿轮、轴、连杆、弹簧等较重要的零件，如齿轮、轴、连杆、弹簧等。汽车曲轴汽车曲轴08-25钢含碳量低，强度、硬度较低，塑性、韧性及焊接性良好，主要用于制造冲压件，焊接结构件及强度要求不高的机械零件弹簧垫圈弹簧垫圈小轴小轴3055属于调质钢，经过调质处理后具有良好的综合力学性能，主要用于制造受力较大的机械零件。万向连轴器万向连轴器曲轴曲轴60钢以上的属于弹簧钢，经过热处理后可以获得较高的弹性极限，主要用于制造弹性零件。汽车板簧汽车板簧螺旋弹簧螺旋弹簧（3）碳素工具钢碳素工具钢牌号牌号：用“碳”的汉语拼音字首“T加数字（表示钢的平均Wc的千分数）表示
10、，如如 T12A 钢，含钢，含C量为量为 12/1000=1.2%，A表示高级优质，表示高级优质，w(S)0.020%，w(P)0.030%用途用途：冲头、凿子、钻头、冲头、凿子、钻头、锉刀、量规等。锉刀、量规等。螺纹量规螺纹量规（4）铸造碳钢）铸造碳钢牌号：牌号：ZG270-500表示屈服点不小于表示屈服点不小于270MPa、抗拉强度不小于、抗拉强度不小于500MPa。应用：制造形状复杂、力学性能要求较应用：制造形状复杂、力学性能要求较高的机械零件。如：轧钢机机架、水高的机械零件。如：轧钢机机架、水压机横梁等。压机横梁等。训练案训练案练习题练习题1、碳素钢中除铁和碳两种元素外，还含有硅、锰、
11、硫、磷等，其中 、是有益元素，、是有害元素；硫具有 ；磷具有 。2、钢是以铁为主要元素，含碳量在 以下，铸铁是含碳量大于 的铁碳合金。3、常用的机械工程材料有 、。4、45钢按含碳量分属于 钢，按质量分属于 ，按用途分属 。T12A 按用途分属于 钢，按含碳量分属于 钢，按质量分属于 钢。解释牌号的含义：解释牌号的含义：1、Q215-AZ：8.602、20：9.ZG200-4003、65Mn：4、T8：5、T12A：6、45：7 Q285C小结小结作业作业1 1、完成训练案题目、完成训练案题目2 2、练习册、练习册 1 1、熟悉钢的分类、概念、熟悉钢的分类、概念 2 2、常用碳钢的牌号表示方法、常用碳钢的牌号表示方法
