金属材料及热处理基础知识培训讲义

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1、金属材料及热处理基础生产技术部一、认识铁、钢钢铁材料的基本知识钢铁材料又称黑色金属材料，是工业中应用最广、用量最多的金属材料钢铁是钢和生铁的统称，他们都是以铁和碳为主要元素组成的合金；1.钢铁材料的基本知识合金：由两种或以上的金属元素或金属元素与非金属原素融合而成具有金属特性的物生铁：含碳量大于2%的铁碳合金称为生铁；钢：含碳量不大于2%的铁碳合金称为钢；1.钢铁材料的基本知识生铁分类：炼钢生铁：Si含量低（＜1.75%）铸造生铁：Si含量高（＞3.75%）1.钢铁材料的基本知识1.钢铁材料的基本知识铸铁分类：按断口分：白口：碳以渗碳体形式存在。硬、脆、耐磨，无法直接

2、切削加工。用作犁铧等。灰口：碳以石墨形式存在。有一定的力学性能和良好的切削加工性。应用广泛。麻口：两者之间。工业上极少应用。1.钢铁材料的基本知识铸铁分类：按生产方法组织性能分普通灰铸铁：孕育铸铁：在灰铸铁的基础上，采用“变质处理”，获得性能好的“高级铸铁”。可锻铸铁：白口铸铁经石墨化处理，有一定的塑性和韧性，其实并不可锻。球墨铸铁：又称球铁，浇铸是加入“球化剂”，使碳呈球状石墨存在。1.钢铁材料的基本知识钢的分类（按化学成分）：碳素钢：以碳作为主要的合金化元素合金钢：为改善性能在碳钢基础上加其他合金元素1.钢铁材料的基本知识碳素钢：工业纯铁（＜0.04%）、低碳钢（

3、＜0.25%）、中碳钢（0.25~0.6%）、高碳钢（＞0.6%）；1.钢铁材料的基本知识合金钢：为改善性能在碳钢基础上加其他合金元素。低合金钢（5%）；中合金钢（5~10%）；高合金钢（＞10%）；1.钢铁材料的基本知识按用途：结构钢：建筑及工程用结构钢、机械制造用结构钢。工具钢：特殊钢和专用钢：1.钢铁材料的基本知识按品质分：普通钢、优质钢、高级优质钢1.钢铁材料的基本知识按制造加工方式：铸钢：锻钢：热轧钢：冷轧钢：冷拔钢：钢铁材料的牌号表示方法国家标准（GB/T221-2000）规定了钢铁产品具体的表示方法，采用汉字及汉语拼音表示。主要表征名称、用途、特性、工艺

4、方法、化学成分等。举例：我国牌号：Q235、T8A、45、20CrMo、GCr15、W18Cr4V外国牌号：H13、8620、16MnCr51.钢铁材料的基本知识金属材料的性能：物理性能：质量（密度）：7.8吨/立方米热性能：（导热性）电性能：（导电性）磁性能：（磁粉探伤及剩磁）减摩耐磨性能：1.钢铁材料的基本知识力学性能：强度硬度：韧性：塑性：疲劳：断裂韧度：弹性指标：1.钢铁材料的基本知识金属材料的性能：金属材料的性能（力学性能）强度金属材料受外力作用时，对变形和断裂的抵抗能力称为强度。（抗拉、抗压、抗弯、抗剪、抗扭、屈服强度、持久强度、蠕变强度）持久强度：在一定

5、的高温环境下，经过规定时间发生断裂时的应力，一般规定十万小时后的破断强度，通常用外推法取得的。蠕变强度：在一定的高温环境下，即使所受应力小于屈服强度，也会随着时间的增长而缓慢地产生永久变形。1.钢铁材料的基本知识金属材料的性能：（力学性能）硬度硬度金属材料抵抗其他更应物体压入其表面的能力。硬度是通过试验机测定的，常用的有布氏、洛氏、维氏等硬度。根据硬度（洛）计算压痕深度：h=（100-HRA、HRC）×2μm1.钢铁材料的基本知识金属材料的性能：（力学性能）韧性金属材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力称为韧性。1.钢铁材料的基本知识金属材料的性能（力学性能）疲劳金属材料

6、在极限强度下，长期承受交变载荷（即大小、方向反复变化的载荷）的作用，在不发生明显变形的情况下抵抗断裂的能力，用疲劳极限衡量。1.钢铁材料的基本知识金属材料的性能（力学性能）断裂韧性金属材料在裂纹存在的情况下抵抗脆性开裂的能力，是强度和塑性的综合指标。1.钢铁材料的基本知识金属材料的性能：化学性能：耐腐蚀性抗氧化性化学稳定性1.钢铁材料的基本知识金属材料的性能：工艺性能：铸造性（流动性、收缩率、偏析）锻造性：始锻温度、终锻温度、冷却规范焊接性：加工性：硬度和脆性热处理性：淬硬性、淬透性、变形和开裂趋势、氧化脱碳趋势、过热过烧趋势、回火稳定性、回火脆性、时效趋势1.钢铁材

7、料的基本知识金属材料的性能：工艺性能：热处理性：淬硬性淬透性变形和开裂趋势氧化脱碳趋势过热过烧趋势回火稳定性回火脆性时效趋势1.钢铁材料的基本知识电子万能拉力试验机（双空间）1.钢铁材料的基本知识材料的力学性能试验：拉伸夹头弯曲（压缩）夹头大应力传感器（300KN）小应力传感器（30KN）拉伸试验1.钢铁材料的基本知识材料的力学性能试验：1.钢铁材料的基本知识材料的力学性能试验：（冲击试验机）扭转试验机1.钢铁材料的基本知识材料的力学性能试验：金属材料的性能：顶锻冷弯杯突锻平缠绕1.钢铁材料的基本知识扭转打结拉力反复弯曲压扁扩口卷边工材料工艺性能试验