工程材料及成型工艺Word下载.docx
《工程材料及成型工艺Word下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《工程材料及成型工艺Word下载.docx（15页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
晶胞能完全反映晶格特征的最小几何单元。
晶体材料中常见的、典型的晶体结构类型有：
体心立方结构、面心立方结构和密排六方结构。
（三）晶体缺陷1.点缺陷：
三维尺度都很小，不超过几个原子直径的缺陷，主要有间隙原子和空位。
2.线缺陷：
二维尺度小而第三维尺度很大的缺陷，位错是金属晶体中常见的缺陷。
3.面缺陷—材料的多晶体结构。
在多晶体结构中，晶粒之间的过渡区域是原子排列紊乱的区域，称为晶界，是金属中主要的面缺陷。
1.
合金----两种或两种以上的金属或金属与非金属组合而成并具有金属特性的物质。
组元----组成合金的基本单元。
组元可以是金属和非金属,也可以是化合物。
2.组织----材料中的直观形貌,可以用肉眼观察到,也可以借助于放大镜、显微镜观察到的微观形貌。
宏观组织:
肉眼或是30倍放大镜所呈现的形貌；
显微组织:
显微镜观察而呈现的形貌。
3.
相----合金中具有同一化学成分、同一晶体晶体结构和性质并以界面相互隔开的均匀组成部分。
1.固溶体---合金在固态下由组元间相互溶解而形成的相。
金属与合金自液态冷却转变为固态的过程，是原子由不规则排列的液体状态逐步过渡到原子作规则排列的晶体状态的过程，称之为结晶。
细小的晶粒，可以使金属获得更高的强度和硬度，与此同时还可以提高金属的韧性，是提高金属强度和韧性非常重要的方法，这种工艺方法称为细晶强化。
二元合金相图的建立1.相图的建立以热分析法为例说明如何测绘Cu—Ni相图，其步骤如下：
（1）
按质量分数先配制一系列具有代表性成分不同的Cu—Ni合金。
（2）
测出上述所配合金及纯Cu、纯Ni的冷却曲线。
（3）
求出各冷却曲线上的临界点。
纯Cu、纯Ni的冷却曲线上有一平台，表示其在恒温下凝固。
合金的冷却曲线上没有平台，而为二次转折，温度较高的折点表示凝固的开始温度，而温度低的转折点对应凝固的终结温度。
4）将各临界点分别投到对应的合金成分、温度坐标中，每个临界点在二元相图中对应一个点。
（5）连接各相同意义的临界点（开始点或终了点）就得到了Cu—Ni合金的二元相图。
2.相图的分析由液相直接结晶出单相固溶体的过程称为匀晶相变。
在相图中，由凝固开始温度连接起来的线成为液相线。
由凝固终了温度连接起来的线成为固相线。
相图中由相界线划分出来的区域称为相区，表明在此范围内存在的平衡相类型和数目。
所谓共晶转变是在一条条件下（温度、成分），由均匀液体中同时结晶出两种不同固相的转变。
所得到两固相的混合物称为共晶组织（体）。
具有共晶转变的相图称为共晶相图。
属于二元共晶相图的合金有：
Pb－Sn、Pb－Sb等。
一、铁碳合金中的基本相基本组成都是铁（Fe）和碳（C）两种元素，故统称为铁碳合金。
铁碳相图是研究铁碳合金的重要工具,对于钢铁材料的研究和使用,特别是热加工工艺的制订都有重要的指导意义。
铁碳相图它描述了钢铁材料成分、温度与组织之间的关系。
在铁碳合金中，Fe与C可以形成Fe3C，它硬而脆，是铁碳合金中重要的强化相。
此外还有两个重要的固溶体相：
奥氏体和铁素体。
奥氏体（A）是C溶解于γ—Fe形成的间隙固溶体，具有面心立方结构，可以溶解较多的碳，1148°
C时最多可以溶解2.11%的碳，到727°
C时含碳量降到0.77%。
奥氏体的硬度（HB170~220）较低，塑性（延伸率δ为40%~50%）高，适合压力加工。
奥氏体的显微组织见图3-12。
铁素体（F）是C溶于α－Fe形成的间隙固溶体。
铁素体的含碳量非常低，在727℃时C在α－Fe中最大溶解量为0.0218%，室温下含碳仅为0.005%，所以其性能与纯铁相似：
硬度（HB50~80）低，塑性（延伸率δ为30%~50%）高。
铁素体的显微组织与工业纯铁相同。
一、
共晶转变共晶线：
ECF水平线（1148℃），C点为共晶点，wc=2.11～6.69%的Fe、C合金缓冷到ECF线均发生共晶反应，即：
L4.30→A2.11+Fe3C。
转变产物为A和Fe3C组成的共晶混合物称为莱氏体，用Ld表示。
2.共析转变共析线：
PSK水平线（727℃），S点为共析点。
凡wc>
0.0218%的Fe、C合金冷却到PSK线均发生共析反应，即：
A0.77→F0.0218+Fe3C。
共析转变的相图特征与共晶转变的非常相似，所不同的是反应相不是液相而是固相。
转变产物为F和Fe3C组成的机械混合物称为珠光体，用P表示。
①GS线：
A中开始析出F的起始温度或F全部溶入（升温时）A的转变线（终了温度）。
常用A3表示。
因这条线在共析转变线以上，故又称为先共析F相开始析出线。
常称为A3线或A3温度。
②ES线：
C在A中溶解度曲线。
常用Acm表示，称为Acm温度。
当温度低于此Acm时，溶解度降低，将析出Fe3C。
为了区别自液（CD线）态合金中直接析出的一次Fe3C，将A中析出的Fe3C称为二次Fe3C，记为Fe3CII。
③PQ线：
C在F中溶解度曲线。
在727℃时，C在F中的最大溶解度0.0218%，但温度下降，C在中溶解度下降，当温度低于此线时，会析出少量的渗碳体，称为三次Fe3C，为区别于沿CD线和ES线析出的Fe3C。
记为Fe3CIII。
Fe—Fe3C相图中存在四个单相区和七个两相区的区：
4个单相区：
L、A、F、Fe3C。
5个两相区：
L+A、L+Fe3C、A+Fe3C、A+F、F+Fe3C。
2个三相共存区：
L+A+Fe3C（ECF线）A+F+Fe3C（PSK线）白口铸铁是含碳量在Wc=2.11～6.69%之间的Fe、C合金。
其特点液态合金结晶时都发生共晶反应，液态时有良好的流动性，因而铸铁都具有良好的铸造性能。
但因共晶产物是以Fe3C为基的莱氏体组织，所以性能很脆。
它们的断口呈银白色，故称为白口铸铁。
共析钢（Wc=0.77%）室温组织为P（F+Fe3C），P呈层片状，是F和Fe3C的层片交替重叠的机械混合物。
钢的热处理：
将钢在固态下通过加热、保温、冷却改变其组织从而获得所需性能的一种工艺方法。
热处理的目的不仅在于消耗毛坯中的缺陷改善其工艺性能，为后续工艺过程创造条件，能提高刚的力学性能，充分发挥刚的潜力，提高零件寿命。
热处理的分类：
1.普通热处理：
退火;
正火;
淬火;
回火。
2表面热处理：
表面淬火（感应加热淬火.火焰加热淬火）3.化学热处理：
渗碳;
渗氮;
碳氮共渗。
钢在冷却时的转变：
当温度在A1以上时,奥氏体是稳定的。
当温度降到A1以下，奥氏体即处于过冷状态，这种奥氏体称为过冷奥氏体。
过冷A是不稳定的，会转变为其它的组织。
钢在冷却时的转变，实质上是过冷A的转变。
在不同过冷度下反映过冷奥氏体转变产物量与时间的关系曲线称为过冷奥氏体等温转变曲线，又称为C-曲线。
1）珠光体转变：
在A1～550℃之间,过冷奥氏体的转变产物为珠光体型组织,此温区称珠光体转变区。
珠光体型组织是铁素体和渗碳体的机械混合物,渗碳体呈层片状分布在铁素体基体上，转变温度越低，层间距越小，可将珠光体型组织按层间距大小分为珠光体（P）、索氏体（S）和屈氏体（T）。
奥氏体向珠光体的转变为扩散型的生核、长大过程,是通过碳、铁的扩散和晶体结构的重构来实现的。
2）贝氏体转变：
转变温度：
560—Ms（2300C）转变产物：
贝氏体（B）贝氏体结构：
由过饱和铁素体和渗碳体组成的混合物。
560--3500C:
贝氏体呈羽毛状，称为上贝氏体，记为B上.几乎没有使用价值；
350--Ms（2300C）：
贝氏体呈针叶状，称之为下贝氏体，记为B下。
（2）亚共析钢和过共析钢过冷奥氏体等温转变：
亚共析钢的过冷奥氏体等温转变曲线与共析钢C曲线不同的是,在其上方多了一条过冷奥氏体转变为铁素体的转变开始线。
亚共析钢随着含碳量的减少，C曲线位置往左移，同时Ms、Mf线住上移。
亚共析钢的过冷奥氏体等温转变过程与共析钢类似。
只是在高温转变区过冷奥氏体将先有一部分转变为铁素体，剩余的过冷奥氏体再转变为珠光体型组织。
过共析钢过冷A的C曲线的上部为过冷A中析出二次渗碳体（Fe3CII）开始线。
当加热温度为Ac1以上30～50℃时，过共析钢随着含碳量的增加,C曲线位置向左移,同时Ms、Mf线往下移。
过共析钢的过冷A在高温转变区,将先析出Fe3CII,其余的过冷A再转变为珠光体型组织。
马氏体转变：
转变特点：
过冷A转变为马氏体是低温转变过程,转变温度在Ms～Mf之间,该温区称马氏体转变区。
由于冷却速度快，铁和碳原子都不能进行扩散，故形成碳在α-Fe中的过饱和固溶体，即马氏体。
组织与性能：
碳质量分数在0.25%以下时，基本上是板条马氏体（亦称低碳马氏体），板条马氏体在显微镜下为一束束平行排列的细板。
当碳质量分数大于1.0%时，则大多数是针状马氏体。
针状马氏体在光学显微镜中呈竹叶状或凸透镜状。
碳质量分数在0.25～1.0%之间时，为板条马氏体和针状马氏体的混和组织。
马氏体力学性能取决于马氏体中的含碳量。
高碳马氏体硬而脆；
而低碳马氏体则具有良好的强韧性。
此外，马氏体的比容比奥氏体大。
当奥氏体转变为马氏体时，体积会膨胀。
在实际生产中，对一些精度要求高的零件，为了保证它们的使用精度，可将淬火件放到零下温度的介质中，以最大限度地消除残余奥氏体，达到提高硬度、耐磨性与稳定尺寸的目的，这种处理称为“冷处理”三、钢的整体热处理一般零件生产的工艺路线:
毛坯生产→预备热处理→机械粗加→工最终热处理→机械精加工。
预备热处理:
退火和正火。
最终热处理:
淬火和回火。
1.退火将组织偏离平衡状态的钢加热到适当温度，保温一定时间，然后缓慢冷却（一般为随炉冷却），以获得接近平衡状态组织的热处理工艺叫做退火。
钢的退火主要有完全退火、等温退火、球化退火、扩散退火和去应力退火等。
其中球化退火主要用于共析钢和过共析钢，目的是使二次渗碳体及珠光体中的渗碳体球状化（退火前正火将网状渗碳体破碎），以降低硬度，改善切削加工性能；
并为以后的淬火作组织准备。
去应力退火是为消除铸造、锻造、焊接和机加工、冷变形等冷热加工在工件中造成的残留内应力而进行的低温退火。
正火：
钢材或钢件加热到Ac3（对于亚共析钢）和Accm（对于过共析钢）以上30℃～50℃,保温适当时间后,在自由流动的空气中均匀冷却的热处理称为正火。
正火后的组织：
亚共析钢为F+S,共析钢为S,过共析钢为S+Fe3CII。
其主要目的：
作为最终热处理；
提高低碳钢的硬度，改善切削加工性能；
对于共析钢和过共析钢采用正火消除网状的二次渗碳体。
钢的淬火：
将钢加热到相变温度以上（亚共析钢为Ac3以上30℃～50℃；
共析钢和过共析钢为Ac1以上30℃～50℃），保温一定时间后快速冷却以获得马氏体组织的热处理工艺称为淬火。
常用的冷却介质是水和油。
常用的淬火方法有单介质淬火，双介质淬火，分级淬火和等温淬火等。
淬透性是在规定条件下，决定钢材有效淬硬层深度和硬度分布的特性。
钢的淬透性主要取决于马氏体的临界冷却速度。
钢淬火后能够达到的最高硬度叫钢的淬硬性，它主要决定于M的碳含量。
淬透性的应用在机械制造中，一般截面尺寸大、形状较为复杂以及承受轴向拉伸载荷、压缩应力或交变应力、冲击载荷的零件，希望在整个截面上性能均匀一致，应优先选用淬透性好的钢。
另外，对于形状复杂、要求变形较小的零件，常采用淬透性好的材料以便在缓和的冷却介质中淬火。
也就是说，淬透性对材料选用以及热处理工艺制定都有重要的使用意义。
淬火缺陷及其防止：
（1）变形与开裂在淬火冷却过程中，由于工件内外温差而导致热胀冷缩不一致，由此而产生的应力称为热应力。
除此之外，在组织转变过程中，由比容的变化而产生的内应力称为组织应力。
当工件淬火内应力大于材料的屈服强度时，就会造成工件的塑性变形；
当淬火内应力超过材料的强度极限时，在应力集中处就会造成工件开裂。
变形不大的零件，可在淬火和回火后进行矫直；
变形较大或出现裂纹时，零件只好报废。
在实际生产中，为减少淬火件变形，防止工件开裂，需注意正确选择材料和合理设计工件结构。
（2）硬度不足硬度不足是指工件上较大区域内的硬度达不到技术要求。
形成此缺陷的原因很多，主要是：
淬火冷却冷却能力不足；
淬火加热温度过低或保温时间短，淬火组织中存在珠光体或铁素体；
表面脱碳降低了钢的淬硬性。
对于硬度不足的工件可以重新淬火（即返修），但在重新淬火前，应对工件进行一次退火、正火或高温回火以消除淬火应力，防止在重新淬火的过程中产生更大的变形甚至开裂。
（3）氧化与脱碳钢在加热时，铁和合金元素与氧化性介质作用在工件表面生成氧化膜的现象称为氧化。
脱碳是指钢在加热时，钢表层中的碳与周围介质中氧、二氧化碳等发生化学反应，生成含碳气体逸出钢外，使钢表层含碳量下降。
氧化会使工件尺寸减小，表面粗糙度增加。
脱碳会降低钢的表面硬度、耐磨性和抗疲劳能力。
氧化脱碳还会增加淬火开裂倾向。
为了防止工件在加热时氧化和脱碳，生产中常采用脱氧良好的盐浴加热、保护气氛加热、真空加热、高温短时加热等工艺方法。
回火钢件淬火后,为了消除内应力并获得所要求的组织和性能,将其加热到Ac1以下某一温度,保温一定时间,然后冷却到室温的热处理工艺叫做回火。
回火的种类：
根据回火的温度将其分为低温回火、中温回火和高温回火。
（1）低温回火回火温度为150℃～250℃。
低温回火的目的是降低淬火应力，提高工件韧性，保证淬火后的高硬度（一般为58HRC～64HRC）和高耐磨性。
主要用于处理各种高碳钢工具、模具、滚动轴承以及渗碳和表面淬火的零件。
2）中温回火回火温度为350℃～500℃，得到铁素体基体与大量弥散分布的细粒状渗碳体的混合组织，叫做回火屈氏体（回火T）。
回火屈氏体具有高的弹性极限和屈服强度，同时也具有一定的韧性，主要用于处理各类弹簧，部分模具以及承受小能量、多次冲击载荷的零件。
3）高温回火：
回火温度为500℃～650℃,得到粒状渗碳体和铁素体基体的混和组织,称回火索氏体（回火S）。
钢的表面热处理：
仅对钢的表面加热、冷却而不改变其成分的热处理工艺称为表面热处理,也叫表面淬火。
感应加热的原理：
感应线圈中通以交流电时，即在其内部和周围产生一与电流相同频率的交变磁场。
若把工件置于磁场中，则在工件内部产生感应电流，并由于电阻的作用而被加热。
表面淬火一般用于中碳钢和中碳低合金钢,如45、40Cr、40MnB钢等。
用于齿轮、轴类零件的表面硬化，提高表面耐磨性，同时保持工件心部良好的强韧性。
表面淬火也可用于高碳钢，主要是一些承受较小冲击和交变载荷的工具、量具等。
感应加热表面热处理的特点
（1）高频感应加热时，加热速度快、时间短、表面氧化、脱碳较小，生产率较高。
（2）表面层淬得马氏体后,由于体积膨胀在工件表面层造成较大的残余压应力,显著提高工件的疲劳强度。
（3）表层组织细小，表面硬度较高，且脆性较低。
（4）工件变形较小。
钢的化学热处理：
化学热处理是将钢件置于一定温度的活性介质中保温，使一种或几种元素渗入它的表面，改变其化学成分和组织，达到改进表面性能，满足技术要求的热处理过程。
化学热处理种类如渗碳、渗氮、碳氮共渗等。
1.钢的渗碳为了增加表层的碳含量和获得一定碳浓度梯度,钢件在渗碳介质中加热和保温，使碳原子渗入表面的工艺称为渗碳。
2.钢的渗氮向钢件表面渗入氮的工艺。
渗氮的目的在于更大程度地提高钢件表面的硬度和耐磨性，提高疲劳强度和抗蚀性。
常用的氮化钢有35CrAlA,38CrMoAlA,38CrWVAlA等。
气体氮化其工艺过程是：
氨被加热分解出活性氮原子2NH3→3H2+2[N]），氮原子被钢吸收并溶入表面，在保温过程中向内扩散，形成渗氮层。
钢的渗氮的特点：
1）氮化温度低,零件变形小。
主要用于耐磨性、精度均要求很高的零件。
2）钢件氮化后具有很高的硬度（1000HV～1100HV）,且可以保持到600℃～650℃不下降,具有很高的耐磨性和热硬性。
3）钢氮化后,渗层体积增大,造成表面压应力,使疲劳强度大大提高。
4）渗氮时间长，工艺较复杂，渗层较薄。
碳氮共渗碳氮共渗就是同时向零件表面渗入碳和氮的化学热处理工艺，也称氰化，性能特点共渗及淬火后,得到的是含氮马氏体,耐磨性比渗碳更好。
此外，共渗层具有比渗碳层更高的压应力,因而疲劳强度更高,耐蚀性也较好。
共渗工艺与渗碳相比，时间短、生产效率高，表面硬度高，变形小。
但共渗层较薄，主要用于形状复杂、要求变形小的小型耐磨零件。
常用的加工工艺路线：
整体淬火：
锻造→退火或正火→粗加工、半精加工→淬火+回火→精加工。
表面淬火：
锻造→退火或正火→粗加工→调质→半精加工→表面淬火+回火→精加工。
整体渗碳：
锻造→正火→粗加工→渗碳+淬火+回火→精加工。
局部渗碳：
锻造→正火→粗加工→渗碳→去除局部渗层→淬火+回火→精加工。
渗氮：
锻造→退火→粗加工→调质→精加工→去应力退火→粗磨→渗氮→精磨515表示调质处理；
513-04表示感应加热淬火；
521-06表示激光加热表面淬火。
非铁合金的固溶强化：
铝合金中经常加入的合金元素有铜、镁、锌、硅、锰。
非铁合金的固溶-时效强化：
将成分位于相图中D～F之间的合金加热到α相区,经保温获得单相α固溶体后迅速水冷，可在室温得到过饱和的α固溶体,这种处理方式称固溶处理。
固溶处理旨在获得过饱和的固溶体，为时效作组织上的准备。
经过固溶处理的合金，强度较低，塑性较好。
对于非铁合金，经固溶处理后一方面可利用其良好的塑性，对其进行压力加工；
另一方面，利用强化相的脱溶析出可提高合金的强度。
固溶处理后得到的组织是不稳定的，有分解出强化相过渡到稳定状态的倾向。
在室温下放置或低温加热，强度和硬度会明显升高。
这种现象称为时效或时效硬化。
1．化学气相沉积法化学气相沉积是在高温下将炉内抽成真空或通人氢气，然后通人反应气体并在炉内产生化学反应，使工件表面形成覆层的方法，简称CVD法。
其工艺过程有三个要点：
第一，涂层的形成是通过气相的化学反应完成；
第二，涂层的形核和长大是在基体的表面上进行的；
第三，所有涂层的反应均为吸热反应，所需热量依靠外部热源供给。
2.物理气相沉积法物理气相沉积是把金属蒸气离子化后在高压静电场中使离子加速并直接沉积于金属表面形成覆层的方法，简称PVD法。
电镀是在将直流电通过电解液中在零件表面沉积金属镀层的工艺过程。
它的主要作用：
①提高金属表面的耐磨性；
②提高金属表面的耐腐蚀性；
③使零件获得具有装饰性的外观④其他一些特殊用途，例如防止局部渗碳的镀铜、防止局部渗氮的镀锡、提高零件导电性能的镀银等。
4.激光表面处理激光表面处理包括激光表面强化、激光表面合金化及激光表面气相沉积。
激光表面强化是利用激光束加热工件表面，达到表面改性，提高工件耐磨性和硬度的工艺。
其特点是加热速度快，冷却后的组织细小，性能提高比较显著。
（1）钢的氧化处理钢的氧化处理是将钢件在空气——水蒸气或化学药物中加热到适当温度，使其表面形成一层蓝或黑色氧化膜，以改善的钢的耐蚀性和外，这种工艺称为氧化处理，又叫发蓝处理。
磷化处理把钢件浸入磷酸盐为主的溶液中，使其表面沉积，形成不溶于水的结晶型磷酸盐转化膜的过程称为磷化处理。
钢中常存元素对钢性能的影响：
1.有益元素：
Si—有很强的固溶强化作用,能脱氧。
Mn—脱氧、去硫,提高钢的强度和硬度。
2.有害元素:
P—有很强的固溶强化作用,低温韧性差（冷脆）。
S—能引起钢在热加工时或高温工作下开裂（热裂）。
3.气体元素:
N：
钢中过饱和N在常温放置过程中会发生时效脆化。
加Ti、V、Al等元素可消除时效倾向。
O：
钢中的氧化物易成为疲劳裂纹源。
H：
原子态的过饱和氢时将降低韧性,引起氢脆。
当氢在缺陷处以分子态析出时，会产生很高内压，形成微裂纹，其内壁为白色，称白点或发裂。
钢的分类1.按用途分类
（1）结构钢可分为工程构件用钢（如建筑工程用钢、桥梁工程用钢、船舶工程用钢、车辆工程用钢）和机器零件用钢（如调质钢、渗碳钢、弹簧钢、轴承钢等）。
（2）工具钢根据用途不同可分为刃具钢、模具钢、量具钢等。
（3）特殊性能钢可分为不锈钢、耐热钢、耐磨钢等。
2.按化学成分分类分为非合金钢、低合金钢和合金钢。
3.按质量分类主要按钢中的有害杂质磷、硫含量来分类。
可分为普通钢（WS、WP≥0.045%）优质钢；
高级优质钢；
特级优质钢等。
4.按冶炼方法分类可按炉别分为平炉钢、转炉钢、电炉钢。
5.按金相组织分类按退火组织分：
亚共析钢、共析钢、过共析钢。
按正火组织分：
珠光体钢、贝氏体钢、马氏体钢及奥氏体钢等。
6.按工艺方法（脱氧程度）分类按脱氧程度不同分为沸腾钢、镇静钢和半镇静钢。
1.普通碳素结构钢1）主要用途适用于一般工程用各种热轧钢板、钢带、型钢等，可供焊接、铆接、连接构件使用。
（2）性能要求具有一定的强度和良好的塑性与韧性，同时具有良好的工艺性能（如焊接性和冷变形成形性），以及较小的冷脆倾向和一定的耐大气腐蚀性。
（3）成分和热处理特点普通碳素结构钢的S、P含量较高，平均含碳量为0.06％～0.38％。
该类钢一般在供应状态（热轧）下使用，不再进行热处理，但也可根据需要在使用前对其进行热加工或热处理，以调整其力学性能。
（4）常用钢种常用普通碳素结构钢的牌号、成分、力学性能及其应用Q195钢碳含量较低，塑性好，常作铁钉、铁丝及各种薄板等，Q275钢属于中碳钢，强度较高，能代替30、40钢制造零件，Q235-C，Q235-D质量较好，可用于制作一些较重要的焊接构件及机件。
2.优质碳素结构钢常用的有05F、08F、10、15、20和25钢。
一般碳素工程构件钢强度低，其屈服强度较低，因此用于力学性能要求不高的工程构件。
3.低合金高强度结构钢
（1）主要用途：
主要用于制造各种要求强度较高的工程结构，如桥梁、船舶、车辆、锅炉、高压容器、输油输气管道、大型钢结构等。
（2）性能要求：
1）高强度：
一般屈服强度在300MPa以上；
2）足够的塑性和韧性；
3）良好的焊接性能和冷成型性能；
4）良好的耐蚀性；
（3）成分特点：
1）含碳量：
一般不超过0.2％；
2）合金元素：
主加元素：
Mn；
附加元素：
Nb、Ti、V、Cu等。
（4）热处理特点：
一般在热轧空冷状态下使用，不需要进行专门的热处理。
若为改善焊接区性能，可进行正火。
（5）常用钢种：
Q345（16Mn）强度比普通碳素结构钢Q235高约20%～30%，耐大气腐蚀性能高20%～38%。
Q420（15MnVN）中等级别强度钢中使用最多的钢种。
强度较高，且韧性、焊接性及低温韧性也较好，被广泛用于制造桥梁、锅炉、船舶等大型结构。
碳素铸钢1.主要用
升级会员 