机械制造基础 教学课件 作者 朱秀琳 08课题八 常用工程材料.ppt

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1、第一节合金钢合金钢的分类与牌号合金结构钢合金工具钢特殊性能钢课题八其他常用工程材料一、合金钢的分类按合金元素的含量分：低合金钢(<5%)、中合金钢和高合金钢(>10%)按用途分：合金结构钢、合金工具钢、特殊性能钢按金相组织分：铁素体钢（高铬不锈钢、高硅变压器钢）、马氏体钢、奥氏体钢（高锰钢、镍铬不锈钢）等按合金元素的种类分：铬钢、锰钢、铬镍钢等。二、合金结构钢的性能与用途主要用于制造各种重要工程构件和各种重要机械零件。见表8-1。都是优质钢，高级优质钢加A，特级加E1、低合金结构钢(普低钢或低合金高强度钢)含碳量<0.20%，具有良好的塑性、韧性

2、和焊接性能。合金元素含量<5%，强度比普通碳素钢高30—50%。具有较好的塑性、韧性等。用途：主要用于制造桥梁、船舶、车辆、锅炉、高压容器、输油输气管道、大型钢结构等。2.合金渗碳钢含碳量<0.25%，心部具有良好的塑性、韧性，而渗碳层具有高的硬度、优良的耐磨性及抗疲劳性如20Cr、20CrMnTi等。用途主要用于制造汽车、拖拉机中的变速齿轮，内燃机上的凸轮轴、活塞销等机器零件。这类零件在工作中遭受强烈的摩擦磨损，同时又承受较大的交变载荷，特别是冲击载荷。3、合金调质钢含碳量适中（0.25~0.50%），主加铬、镍等元素以防止第二类回火脆性，细化

3、晶粒，增加回火稳定性，因而具有良好的综合力学性能。主要用于制造在多种载荷下工作的重要零件。如40Cr、38CrMoAlA等。4、合金弹簧钢含碳量中等偏高（0.50~0.70%），具有高的抗拉强度、屈强比σs/σb、疲劳强度，足够的塑性和韧性，良好的表面质量，高的淬透性和低的脱碳敏感性。主要用于制造各种弹性零件。如60Si2Mn、65Mn等。5、滚动轴承钢含碳量高（0.95~1.10%），主加铬元素（＜1.65%），辅加硅锰等元素，具有极高的硬度和耐磨性、良好的接触疲劳强度和抗压强度，较高的弹性极限和一定的冲击韧性及抗蚀性等。如GCr15等。三、合

4、金工具钢的性能与用途1、合金刃具钢1）低合金刃具钢A、性能要求:高硬度、高耐磨性、有一定的红硬性、强度和韧性,工作温度不超过300℃。B、化学成分特点:*高碳*加入Cr、Mn、Si、W、V等合金元素。C、热处理特点:球化退火淬火+低温回火1）低合金刃具钢A、性能要求:高硬度、高耐磨性、有一定的红硬性、强度和韧性,工作温度不超过300℃。B、化学成分特点:*高碳*加入Cr、Mn、Si、W、V等合金元素。C、热处理特点:球化退火淬火+低温回火2）高速钢(high–speedsteel)A、性能要求:高硬度、高耐磨性、高的红硬性(600℃时,63HRC

5、以上)、有一定的强度和韧性。高速钢---锋钢、风钢B、化学成分特点:高碳0.7～1.5%:钨18%钼5%铬4%钒1.5%2、合金模具钢热作模钢:工作温度为600℃以上。冷作模钢:工作温度为200～300℃。3、合金量具钢性能要求:高的硬度,＞HRC62;高的耐磨性;高的尺寸稳定性;足够高的心部韧性;热处理变形小;尺寸稳定;良好的耐蚀性;四、特殊性能钢常用不锈钢按化学成分分为铬不锈钢和铬镍不锈钢两种。特殊性能钢具有某些特殊的物理、化学性能或力学性能。常用的特殊性能钢包括不锈钢、耐磨钢、耐热钢等。1、不锈钢：在空气中和某些侵蚀性介质中耐腐蚀不易

6、生锈的钢。最常用的耐磨钢是高锰钢ZGMn13，主要用于制造在严重磨损和强烈冲击条件下工作的零件。高锰钢极易加工硬化，故通常铸造成型。2、耐磨钢：在巨大压力和强烈冲击作用下还能产生硬化而具有良好耐磨性的钢。耐磨性是指金属抵抗磨损的能力。金属材料的耐热性包含高温抗氧化性和高温强度两方面。具有抗高温介质腐蚀能力的钢称为抗氧化钢在高温下仍具有足够机械性能的钢称为热强钢金属的高温抗氧化性是指金属在高温时表层不发生氧化的能力。3、耐热钢：是抗氧化钢和热强钢两者的总称。第二节非铁金属及其合金铝(Al)在地壳中的含量约8.2%，在四大金属(Al、Fe、Mg、Ti

7、)中位居第一。铝及铝合金的密度小，属轻金属。大部分机器零部件采用铝合金：如车圈、发动机上盖等。一、铝及铝合金（一）工业纯铝的特点1、银白色，密度小（2.7g/cm3），熔点低（660℃）2、面心立方晶格、无同素异晶转变。3、塑性高，但强度、硬度低。可以经冷变形或通过合金化使其强化。4、导电、导热性良好，仅次于银和铜。5、在大气中具良好的耐蚀性（表面极易氧化成Al2O3)，但不耐酸、碱、盐。６、主要用作配制铝合金，制作电线、电缆,制作电子、电气设备散热片及日用器皿等。（二）铝合金在纯铝中加入主加元素硅Si、Cu、Mg、Zn、Mn等形成铝合金。可显著

8、提高力学性能，且仍保持密度小、比强度高、耐腐蚀、导热性好的优点，可以用来制作机器零件。铝合金可通过固溶—时效处理来改变铝合金的力学性能。