第三章机械工程材料工业用钢钢铁材料又称黑色金属材料，是以铁和碳元素为主要化学成分的一系列金属材料钢、生铁、铸铁和铸钢的总称。各行各业都用钢，为了保证钢的质量，国家及有关部门对各种钢作了规格和标准。GB国家规定的标准；YB冶金部规定的标准。一、钢的分类根据合金元素含量可分为：1、非合金钢：普通质量非合金钢优质非合金钢特殊质量非合金钢2、低合金钢：普通质量低合金钢优质低合金钢特殊质量低合金钢3、合金钢：优质合金钢特殊质量合金钢二、杂质元素和合金元素在钢钟的影响钢中基本元素为：Fe、C；杂质元素主要有：Si、M
、S、P。1Si、M
在碳钢中ωsi≤037ωm
02508对力学性能影响不大。但作为合金元素，可提高钢的力学性能。2S、PSFe在固态时几乎不溶，液态时溶解大量的S，凝固时FeS析出（熔点1190℃）当钢加热到1000℃1200℃进行塑性成型加工时，FeS→熔化→导致钢沿晶界开裂这种现象叫钢的“热脆”。P：Fe在固态、液态时都能溶解P，固态时P全部溶入铁素体中，P能使铁素体的σ↑，但δ↓↓ak↓↓。当ωp03时钢室温下的ak≈0这种现象叫钢的“冷脆”。S→热脆P→冷脆，是有害元素越少越好，因此衡量钢的质量的主要指标为含S、P量。3气体与非金属夹杂物1）氢脆：氢分子大的气压白点氢脆2）氮的时效：来不及逸出的氮，放置一段时间后，以氮化物的形式析出，使钢变脆。3）氧以氧化物的形式存在于钢中，形成非金属夹杂物，如SiO2、M
O、Al2O3等，降低钢的塑性、冲击韧性和疲劳强度等。4、合金元素在钢中的作用为了提高钢的性能，在炼钢时有意识地向钢中加入一些合金元素，这样获得的钢称为合金钢。钢中常加合金元素有：M
、Si、Cr、Ni、Mo、V、Ti、Nb、Zr、Co、B、Re等。1）对钢的基本相及其性能的影响（1）渗入铁素体，总的趋势：随着合金元素的增加，强度硬度上升，塑性韧性下降。（2）渗入渗碳体（a）形成合金渗碳体，如M
、Cr、Mo、W等。（b）形成复杂碳化物，如M
、Cr、Mo、W等。
f（c）形成简单碳化物，如Ti、Zr、Nb、V等。以上三类碳化物比渗碳体稳定性高，熔点和硬度也更高。如经热处理，使碳化物呈颗粒状，强度硬度上升，而冲击韧性不下降。3）对热处理的影响（1）加热温度、加热速度、保温时间及晶粒度的影响。（2）淬透性提高。（3）提高回火稳定性，产生二次硬化及回火脆性。钢在回火时的组织转变主要是马氏体分解及碳化物形成、析出和聚集的过程，这个过程是依靠元素的扩散来完成的。r