1 目的：

1.1 通過對碳鋼與不銹鋼之深入介紹，加深部分員工對此鋼材的了解，并建立機械的資料庫。

2 現狀：

2.1 目前公司一部分人員對鋼材知識的了解較淺，尚需要進行在對鋼材相關方面的知識介紹，以提升員工的專業知識。

3 碳鋼：

3.1定義：

3.1.1主要指碳的質量分數小于2.11%而不含有特意加入的合金元素的鋼。有時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。

牌號說明：

即：Q235AF表示屈服點為235MPa、質量為A級的碳素結構鋼，是沸騰鋼。

3.2 分類：

3.2.1 按用途可以把碳鋼分為碳素結構鋼、碳素工具鋼和易切削結構鋼三類，碳素結構鋼又分為工程構建鋼和機器制造結構鋼兩種;

3.2.2 按冶煉方法可分為平爐鋼、轉爐鋼;

3.2.3 按脫氧方法可分為沸騰鋼(F)、鎮靜鋼(Z)、半鎮靜鋼(b)和特殊鎮靜鋼(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 按鋼的質量可以把碳素鋼分為：

普通質量碳鋼 ws≥0.045%、wp≥0.045%。一般用碳素結構鋼，碳素鋼筋鋼等。

優質碳鋼 ws、wp比普通質量碳鋼少。機械、工程結構用優質碳鋼等。

特質質量碳鋼 ws≤0.020%、wp≤0.020%。保證淬透性碳鋼、碳素彈簧鋼、工具鋼等。

說明：一般碳鋼中含碳量較高則硬度越大，強度也越高，但塑性較低。

分 類編 號 方 法常 用 牌 號用 途

舉 例說 明

碳素結構鋼Q235-A F屈服點為235MPa、質量為A級的沸騰鋼Q195、Q215A，Q235B、Q255A、Q255B、Q275等一般以型材供應的工程結構件，制造不太重要的機械零件及焊接件(參見 GB700-88)

優質碳素結構鋼45表示平均ωc為萬分之45的優質碳素結構鋼08F、10、20、35、40、50、60、65用于制造曲軸、傳動軸、齒輪、連桿等重要零件(參見 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表示高級優質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 GB1298-86)

一般工程鑄造碳鋼ZG200-400表示屈服強度為200MPa、抗拉強度為400MPa的碳素鑄鋼ZG230-450、ZG270-500、ZG310-570、ZG340-640形狀復雜的需要采用鑄造成形的鋼質零件(參見 GB11352-89)

3.3 雜質元素對碳鋼性能的影響：

3.3.1 錳

約為0.25%~0.80%。固溶強化;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%，固溶強化;除FeO對鋼質量的不良影響，有益。

3.3.3 硫

FeS與Fe形成低熔點共晶體(熔點為985℃)，在1000~1250℃熱加工時導致鋼變脆而開裂，“熱脆”。有害。

3.3.4 磷

強度、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稱或統稱，是在空氣和淡水中或化學腐蝕介質中能夠抵抗腐蝕的一種高合金鋼。通俗地說，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 按鋼的功能特點分類，如低溫不銹鋼、無磁不銹鋼、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。

以下是三種常見不銹鋼的主要性能比較：

分類金相組織磁性強度耐蝕性加工性

200系奧氏體無高一般較好

300系奧氏體無較高好好

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)型不銹鋼無磁性。目前市場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量的鉻。迄今為止，還沒有不含鉻的不銹鋼。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，鋼表面自動形成一種非常薄的無色、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構。在不銹鋼中增加鎳的一個主要原因就是形成奧氏體晶體結構，從而改善和加強鉻的鈍化機理，其抗晶間腐蝕能力得到提高，同時如加工性、可焊接性和韌性等機械性能提高。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，因為在焊接后它會造成敏化腐蝕和隨后的晶間腐蝕問題。氮元素形成奧氏體的能力也是鎳的30倍，但由于溶解度問題，只能在不銹鋼中添加數量有限的氮。添加錳和銅會造成鋼材使用過程中的焊接問題。

4.4四種鑒別不銹鋼的方法

4.4.1光譜：

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

4.4.2化學試劑：

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，說明該不銹鋼含鎳在1%—2%左右;生成玫瑰紅色且不褪色，說明該不銹鋼含鎳在4%以上，玫瑰紅色越鮮艷說明含鎳量越高。

4.4.3 色澤：

經過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上磨，觀其火花。如火花呈流線形，并有較多較密的節花，即為含錳較高的200系不銹鋼;如無節花即為300或400系不銹鋼。

備注：上述幾種方法均為簡便易行的鑒別方法，但也存在一定誤差，尤其

是第4.4.3、4.4.4種方法完全靠視覺經驗判斷，可能誤差會更大。

最精確的方法當然還是有資質的檢驗機構出具的檢驗報告。

5 小結：

這次的報告是為了以后機械課在正常投產后運作建立自己的資料庫，本次報告簡單學習了解鋼材的基本知識，并且相關具體的規范標準在這邊已經存檔整理作為以后的資料查詢依據。另外下周我們將把機械常用的零件，管件，板件做系統的介紹，同樣對其做資料整理存檔作為資料的查詢依據。