专题五 常用钢材（教案）-浙江省职教高考《金属加工基础》机工版-讲练测

专题五. 常用钢材（讲义）《金属加工基础》专题复习讲练测 [考纲要求] 1. 理解非合金钢的概念及分类标准。 2. 掌握非合金钢常见的牌号及其应用领域。 3. 了解低合金钢和合金钢的区别、分类依据和特点。 4. 熟悉低合金钢的典型牌号及其用途。 5. 能够描述合金钢的特性和应用范围。 [课时安排] 2课时 [知识梳理] 一、非合金钢的分类、牌号及用途 1.非合金钢的分类 非合金钢的分类方法有很多种，常用的分类方法如下。 （1）按碳的质量分数分类：合金钢可分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。 （2）按主要质量等级分类：合金钢可分为普通质量非合金钢、优质非合金钢和特殊质量非合金钢三类。 （3）按用途分类 非合金钢可分为碳素结构钢和碳素工具钢。 （4）其他分类方法：非合金钢还可以从其他角度进行分类，如按专业可分为锅炉用钢、桥梁用钢、矿用钢、造船用钢、铁道用钢、汽车用钢、建筑结构用钢等；按冶炼方法可分为氧气转炉钢、电弧炉钢等；按使用加工方法可分为压力加工用钢、切削加工用钢。 2.碳素结构钢的牌号及用途 碳素结构钢是非合金钢中应用最多的钢种之一，其牌号由屈服强度字母、屈服强度数值、质量等级符号、脱氧方法四部分按顺序组成。屈服强度用“屈”的汉语拼音首位字母“Q”和一组数字表示；质量等级分A、B、C、D四级，从左至右质量依次提高；脱氧方法用F、Z、TZ分别表示沸腾钢、镇静钢、特殊镇静钢，在牌号中“Z”可以省略。 Q195系列和Q215系列的塑性好，常用于制作薄板、线材、焊接钢管、铁钉、铆钉、垫圈、地脚螺栓、冲压件(图2-1)等；Q235系列常用于制作薄板、中板、型材、钢筋、钢管、铆钉、螺栓、连杆、销、小轴、法兰盘(图2-2)、机壳、桥梁与建筑结构件、焊接结构件等；Q275系列的强度较高，常用于制作要求高强度的拉杆、连杆、键、轴、销钉等。 3.优质碳素结构钢的牌号及用途 优质碳素结构钢是优质非合金钢中应用最多的钢种之一。其牌号采用两位数字表示，两位数字表示该钢的平均碳的质量分数的万分之几(以0.01%为单位)。 优质碳素结构钢主要有08F钢或08 钢、10F钢或10钢、15钢、20钢、25钢、30钢、35钢、40钢、45钢、50钢、55钢、60钢、65钢、70钢、75钢、80钢和85钢。它们可分别归属于冷冲压钢、渗碳钢、调质钢和弹簧钢。 (1)冷冲压钢(08钢、10钢和15钢等) 冷冲压钢碳的质量分数低，塑性好，强度低，焊接性好，主要用于制作薄板、冷冲压零件和焊接件。 (2)渗碳钢(15钢、20钢、25钢等) 渗碳钢的强度较低，塑性和韧性较高，冲压性能和焊接性好，可以制造各种受力不大但要求高韧性的零件，如焊接容器与焊接件、螺钉、杆件、轴套、冲压件等。 (3)调质钢(30钢、35钢、40钢、45钢、50钢、55钢等) 调质钢经过热处理后具有良好的综合力学性能，主要用于制作要求强度、塑性、韧性都较高的零件，如齿轮、套筒、轴等零件。这类钢在机械制造中应用广泛，特别是40钢、45钢在机械零件中应用更广泛。 (4)弹簧钢(60钢、65钢、70钢、75钢、80钢、85钢等) 弹簧钢经热处理后可获得较高的弹性极限，主要用于制造尺寸较小的弹簧(图2-4)、弹性零件及耐磨零件等。 4.易切削钢的牌号及用途 易切削钢是在钢中加入一种或几种元素，利用其本身或与其他元素形成一种对切削加工有利的夹杂物，来改善钢材的切削加工性的钢材。易切削钢中常加入的元素有硫(S)、磷(P)、铅(Pb)、钙(Ca)、硒(Se)、(Te)、锰(Mn)等。这些元素可以在钢内形成大量的夹杂物(如MnS等)，切削时，这些夹杂物可起断屑作用，从而减少动力损耗。另外，硫化物在切削过程中还有一定的润滑作用，可以减小刀具与零件表面的摩擦，延长刀具的使用寿命。 易切削钢的牌号以“Y+数字”表示，“Y”是“易”字汉语拼音的首位字母，数字是易切削钢中平均碳的质量分数的万分之几，如Y12表示平均碳的质量分数wc=0.12%的易切削钢。常用的易切削钢有Y12钢、Y20钢、Y30钢、Y35钢、Y40Mn钢、Y45Ca钢等。易切削钢主要用于制造受力较小的标准件，如齿轮轴、花键轴(图2-6)、螺钉、螺母、垫圈、垫片，以及缝纫机、计算机和仪表的零件等；此外，还用于制造炮弹的弹头、炸弹壳等，使之在爆炸时碎裂成更多的弹片来杀伤敌人。 5.碳素工具钢的牌号及用途 碳素工具钢是特殊质量非合金钢中应用最多的钢种之一。碳素工具钢中碳的质量分数wc>0.7%，有害杂质元素(S、P)的含量较少，花键轴量较高，属于优质钢或高级优质钢，主要用于制造刃具、模具和量具等。碳素工具钢一般需要经热处理后使用，其淬火后具有高硬度和高耐磨性。 碳素工具钢的牌号以碳的汉语拼音字首“T”开头，其后的数字表示平均碳的质量分数的千分数。如果是高级优质碳素