普通碳素结构钢牌号及其应用

教学目的：

 

通过学习，使学生了解普通碳素结构钢的牌号以及碳素钢在工业领域中的应用。

 

教学重难点：

 

（1）    理解普通碳素结构钢牌号各部分的意义。

 

（2）    看到牌号学会辨认何为普通碳素结构钢。

 

（3）    了解普通碳素结构钢的应用领域。

 

教学课时：

 

1课时。

 

教学内容及步骤：

 

【引入】

 

上节课我们了解了碳素结构钢按质量可以分为普通碳素结构钢和碳素结构钢。首先，我们先来回忆一下何为碳素结构钢。

 

结构钢是指用于制造机械零件和各种工程结构件的钢，而碳素钢是指平均含碳量ωc＜2%，化学成分只包含硫、磷、锰、硅的钢，所以碳素结构钢是平均含碳量ωc＜2%，化学成分只包含硫、磷、锰、硅，用于制造机械零件和各种工程结构件的钢。

 

了解了碳素结构钢的含义，我们再来看看普通碳素结构钢的含义。普通碳素结构钢是指ωs≤0.035%，ωp≤0.035%的碳素结构钢。

 

接下来，我们来真正认识一下普通碳素结构钢。

 

【展开】

 

一．            牌号

 

   通过牌号我们可以得到钢的各种信息，如其平均含碳量，其它元素的平均含量，屈服点，等级和加工方式等。可以说，理解了钢的牌号我们就可以掌握这类钢重要的信息，也就能更好的应用与我们的生产生活当中。

 

1.1   钢的四种脱氧方式介绍

 

（1）        沸腾钢

 

其采用脱氧能力较弱的锰作为脱氧剂，脱氧不完全，在将钢浇注入钢锭模时会有气体逸出，出现钢液的沸腾现象。沸腾钢在铸模中冷却很快，钢液中的氧化铁和碳作用生成的一氧化碳气体不能完全逸出，凝固后在刚才中留较多的氧化铁夹杂和气孔，钢的质量较差。

 

（2）        镇静钢

 

其采用锰加硅作为脱氧剂，脱氧较完全，硅在还原氧化铁的过程中还会产生热量，是钢液冷却缓慢，是气体充分逸出，浇注中不会出现沸腾显现，钢质量好，但成本高。

 

（3）        半镇静钢和特殊镇静钢

 

半镇静钢的脱氧程度介于镇静钢和沸腾钢之间，特殊镇静钢利用锰硅做脱氧剂之后，在用铝补充脱氧剂，脱氧程度高。

 

了解了这四种钢的目的是为了让大家更好的理解钢的牌号，下面我们将介绍第一种钢的牌号，即普通碳素结构钢。

 

 

 

 

 

 

 

1.2   普通碳素结构钢牌号

 

例：

 

上面的例子就是一个典型的普通碳素结构钢的牌号，它由四个部分组成：代表屈服点的字母，屈服点数值，质量等级符号，脱氧方式符号。

 

下面我们对这四个部分进行一一介绍：

 

q：代表屈服点“屈”字的首字母；

 

235：代表在一定拉伸试验条件下的屈服点值不小于235mpa；

 

a：表示钢的质量等级为a级；

 

f：表示沸腾钢。

 

特别说明：

 

（1）    在第一章中，我们学了材料的力学性能，同样钢也具有力学性能，包括了强度、塑性、硬度、韧性还有疲劳强度等性能。屈服点是钢结构设计中静力强度计算的依据，它是衡量钢材的承载能力及确定钢材的抗拉、抗压、抗弯强度设计值的一项重要指标。

 

（2）    普通碳素结构钢的屈服值主要有两种，一种是q215，另一种是q235，分别表示屈服点为215mpa和235mpa；当然还有其它的屈服值，但是工业中用的多的是q235。

 

（3）    a、b、c、d分别代表了钢的质量等级，其中d的等级高，其含s和p的含量少，质量也。

 

（4）    脱氧方式不同，牌号后的字母也不同，其中：

 

f：表示沸腾钢；

 

z：表示镇静钢；

 

bz：表示半镇静钢；

 

tz：表示特殊镇静钢；

 

z和tz在牌号组成表示方式中可以省略。

 

1.3   练习

 

说出的意义。

 

注意:请先说出它是何种钢，再进行意义解释。

 

二．            应用范围

 

普通碳素结构钢容易冶炼，不消耗贵重金属，价格低廉，性能能满足一般工业要求，所以是用量大的一类钢。

 

这类钢主要用于焊接，铆接，栓接构件，如用来制造铆钉，螺母，薄板，钢筋焊接钢等等，如下图所示。

 

 

 

铆钉                           螺母

 

在常温冲击载荷下工作时可选用b级钢，低温时可选用c、d级钢。

 

【总结】

 

这节课我们了解了普通碳素结构钢的牌号，知道了普通碳素结构钢中常用的钢为q215和q235，以后只要看到这两组标志性字符就能认出其为何种钢；我们还了解了钢的四种脱氧方式，知道其分别的代表字母为f，bz，z和tz。那么在下节课中，我们将继续介绍碳素结构钢中的另一类钢，碳素结构钢，以及碳素工具钢，请做好预习工作。