材料科学基础课程ppt课件 第12章 金属材料

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1、材料科学基础主讲教师：施钢班级：08材料B2010年5月24日厦门理工学院第12章金属材料钢铁材料元素对性能的影响；钢的分类与牌号普通碳素结构钢、优质碳素结构钢碳素工具钢碳素铸钢普通低合金结构钢渗碳钢、调质钢、弹簧钢、滚动轴承钢合金工具钢刃具钢：低合金工具钢、高速钢、硬质合金、模具钢、量具钢有色金属材料教学要求、重点与难点教学要求：1、了解金属的分类。2、掌握各类合金钢的钢号、成份特点、热处理工艺、组织、性能以及它们的应用。2、熟悉铸铁、有色金属的牌号、成份、热处理工艺、组织、牌号及其应用。3、能正确选择常用工程

2、材料，合理制订其生产工艺流程。教学的重点与难点重点：钢号、成份特点、热处理工艺、组织、性能以及它们的应用。难点：合理制订生产工艺流程钢的分类与牌号工程材料金属材料非金属材料黑色金属材料有色金属材料钢铸铁铝及铝合金铜及铜合金滑动轴承合金……高分子材料陶瓷材料复合材料普通灰铸铁球墨铸铁蠕墨铸铁可锻铸铁合金铸铁(碳素钢）钢中元素对性能的影响杂质元素合金元素常存杂质：冶炼残余，由脱氧剂带入——Mn，Si，Al；S,P难彻底清除。隐存杂质：微量元素O，H,N。偶存杂质：与炼钢时的矿石、废钢有关，如Cu，Sn，Pb,Cr等。

3、低合金钢<5%中合金钢5~10%高合金钢>10%常用合金元素：Si，Mn，Cr，Ni，W，Mo，V，Ti，Nb，Cu，Al，Co,B等。不同国家常用元素与资源有关：美Ni多，俄罗斯Cr多，我国Si，Mn,W,较丰富。热脆性—S—FeS(低熔点989℃)；冷脆性—P—Fe3P（硬脆）；氢脆——H—白点。固溶体化合物游离态力学性能物理性能化学性能工艺性能普通碳素结构钢这类钢主要保证力学性能即可用于机械结构，也可用于工程结构。。普通碳素结构钢的牌号："Q+数字+字母+字母"，例：Q235AF其中，"Q"字是屈服点"屈"

4、字的汉语拼音字首，数字表示屈服点值。数字后标注字母A，B，C,D，表示钢材质量等级不同，从一到D含磷,硫量的依次降低，一级质量最差，D级质量最好。若为沸腾钢在钢号后加"F"；半镇静钢在钢号后加"b"；镇静钢则不加任何字母；TZ表示特种镇静钢。普通碳素结构钢一般在钢厂供应状态下（即热轧状态）直接使用。Q195，Q214钢的含碳量低，焊接性能好，塑性，韧性好，易于加工，有一定强度，常用于制造普通铆钉，螺钉，螺母等零件和轧制成??钢筋等，用于桥梁，建筑,农业机械等结构。Q255，Q275钢具有较高的强度，塑性，韧性较好

5、，可进行焊接，并轧制成工字钢，槽钢，角钢，条钢和钢板及其它型钢作结构件以及制造简单的机械连杆，齿轮,联轴节和销子等零件。Q235既有较高的塑性又有适中的强度，成为一种应用最广的普通碳素结构钢即可用作较重要的建筑构件，又可用于制做一般的机器零件。。优质碳素结构钢同时保证化学成分和力学性能其硫、磷的含量较低，均控制在0.01%以下。非金属夹杂物也较少，质量级别较高。。优质碳素结构钢的牌号是采用两位数字表示钢中平均碳质量分数的万倍例45钢中平均碳的质量分数wC为0.45%；08钢表示钢中平均碳的质量分数wC为0.08%

6、。。按含锰量不同，分为普通含锰量（0.35-0.8%）和较高含锰量(0.7-1.2%)两组含锰量较高的一组，在钢号后加"Mn"。若为沸腾钢，则在数字后加"F"，如08F为含碳量为0.08％的沸腾钢。这类钢随钢号的数字增加，含碳量增加，组织中的珠光体量增加，铁素体量减少。因此，钢的强度也随之增加，而塑性指标随之降低。。优质碳素结构钢优质碳素结构钢一般都要经过热处理以提高力学性能根据碳的含量不同，有不同的用途，主要用于制造机器零件08,08F，10钢，塑性，韧性高，具有优良的冷成形性能和焊接性能，常冷轧成?汽车和拖拉

7、机上的冷冲压件，如汽车车身,拖拉机驾驶室等15、20、25钢属低碳钢，也有良好的冷冲压性和焊接性；常用来做冲压件和焊接件，也可以用来渗碳，经过渗碳和随后热处理，使得表面硬而耐磨，心部具有良好的韧性，从而可用于制造表面要求耐磨并能承受冲击载荷的零件，如齿轮、活塞销、样板等30、35、40、45、50钢属中碳钢，这几种钢经调质处理（淬火+高温回火）后，可获得良好的综合力学性能，即具有较高的强度和较高的塑性、韧性，主要用于制造齿轮、轴类等零件其中由于45钢的强度和塑性配合得好，因此成为机械制造业中应用最广泛的钢种。例如

8、40、45钢常用于制造汽车、拖拉机的曲轴、连杆、一般机床齿轮和其它受力不大的轴类零件。55,60,65钢热处理（淬火+中温回火）后具有高的弹性极限，常用于制作负荷不大，尺寸较小（截面尺寸小于12~15mm）的弹簧，如调压，调速弹簧，测力弹簧,冷卷弹簧，和钢丝绳等优质碳素结构钢的力学性能列于表1.3-3中。碳素工具钢碳素工具钢含碳量为0.65-1.35％，Si≤0.35％，