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1、《机械制造基础》教学案卷对象:交通运输时间:2011/02-2011/07沈阳农业大学工程学院赵秀荣6/16/2021AssociateProfXiurongZhao,ShenyangAgricultureUniversity,China4常用金属材料4-1常用黑色金属材料4-2常用有色金属材料4-3非金属材料4-4新型材料6/16/20214-1常用黑色金属材料(一)碳钢碳钢也称碳素钢(Carbonsteel),是含碳量低于2.11%(一般低于1.35%)的铁碳合金的总称。常含有锰、硅、磷、硫、氢、氧等杂质。6/16/20214-1常用黑色
2、金属材料1、按含碳量分为低碳钢、中碳钢和高碳钢;2、按用途可分为碳素结构钢(包括普通碳素结构钢、碳素渗碳钢、碳素调质钢和碳素弹簧钢)、碳素工具钢和铸钢.6/16/20214-1常用黑色金属材料3、按硫、磷等有害杂质的含量可分为普通碳素钢、优质碳素钢和高级优质碳素钢;按退火组织可分为亚共析钢、共析钢和过共析钢。6/16/20214-1常用黑色金属材料随含碳量增加碳素钢的强度、硬度、耐磨性升高,塑性。韧性和焊接性降低。碳素钢在工业上用途极广,产量占钢的总产量的80%左右,具有生产工艺简单。生产成本低等优点。6/16/20214-1常用黑色金属材料
3、A碳素结构钢(Constructionalcarbonsteel)碳素结构钢是用作工程结构和机器零件的碳素钢。可分为普通碳素结构钢(也叫碳素结构钢)和优质碳素结构钢。前者对含碳量、性能范围以及硫、磷等有害杂质含量限制较宽。6/16/20214-1常用黑色金属材料根据交货的保证条件又分为甲类钢(A类钢,保证力学性能)、乙类钢(B类钢,保证化学成分)和特类钢(C类钢,既保证力学性能又保证化学成分)。目前使用较多的是含有0.20%左右碳钢如Q235,主要用于工程结构。6/16/20214-1常用黑色金属材料为适应专业用钢的特殊要求,对碳素钢的成分和
4、性能作适当调整,发展了桥梁、建筑、钢筋、压力容器等专门用钢。优质碳素结构钢的硫、磷和其他非金属夹杂物含量较低,根据含碳量和用途不同又可分为三类:(1)小于0.25%碳的低碳钢,主要用作深冲件、渗碳钢、锅炉等。6/16/20214-1常用黑色金属材料(2)含有0.25%~0.60%碳的中碳钢,多在调质状态下使用,制造各种机械零件。(3)大于0.60%碳的高碳钢,多用于制造弹簧、齿轮、轧辊等。根据合锰量不同,又分为普通含锰量(0.25%~0.80%)和较高合锰量(0.70%~1.20%)两组。6/16/20214-1常用黑色金属材料(1)普通碳素
5、结构钢碳含量ωc=0.06%~0.38%,用于建筑及其他工程结构的铁碳含金称普通碳素结构钢。此类钢的冶炼简单、价格低廉,能够满足一般工程结构与普通机械结构零件的性能要求,用量很大。此类钢强度不高,但工艺性(如焊接性,冷成形性)优良。通常以各种规格(圆钢、方钢、工字钢、钢筋等)、热轧空冷状态供货。一般不进行热处理。6/16/20214-1常用黑色金属材料普通碳素结构钢的应用如下:Q195、Q215:用于制造钉子、铆钉、垫块、地脚螺钉、烟筒以及轻负荷的焊接结构件。Q235、Q255:用于制造钢筋、钢板;制作小轴、拉杆、螺栓、螺母、法兰等不重要的农
6、业机械零件;6/16/20214-1常用黑色金属材料Q235C、Q235D用于质量要求高的重要焊接件。Q275:用于重要的建筑、桥梁等工程的焊接件;制作拉杆、连杆、转轴、心轴、齿轮和键等。6/16/20214-1常用黑色金属材料(2)优质碳素结构钢优质碳素结构钢是碳含量ωc=0.05%~0.90%、锰含量ωMn=0.25%~1.2%的铁碳合金。主要用于机械结构中的零件与构件,因此,也称机械结构的非合金钢。该类钢均要进行热处理后才能使用。如45、40Mn6/16/20214-1常用黑色金属材料B碳素工具钢碳素工具钢(Carbontoolstee
7、l)碳含量为ωc=0.65%~1.35%,是用于制造工具的碳素钢。性能特点:高的硬度、耐磨性;切削工艺性好;淬透性低,易变形;价格便宜。6/16/20214-1常用黑色金属材料碳素工具钢中的S、P含量较少,属优质或高级优质钢(后面加“A”符号)。预先热处理为球化退火,最终热处理为淬火、低温回火。如T13、T13A6/16/20214-1常用黑色金属材料C铸钢(Caststeel),用钢水直接浇注成零件毛坯的钢称为铸钢一般用于制造形状复杂或大型的,难以锻造而又要求具有较高的强度和塑性,并承受冲击载荷的零件。6/16/20214-1常用黑色金属材
8、料铸造碳钢的牌号用字母“ZG”和两组数字表示,第一组数字代表屈服点的值,第二组数字代表抗拉强度值。ZG250:6/16/20214-1常用黑色金属材料(二)合金钢合
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