金属材料学第0章第1章

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1、金属材料学MetallicMaterials学时：48Steelmakingflowlines主讲：尹何迟电话：13107329223hcyin@hnust.edu.cnChapter0绪论一、金属材料的历史地位二、金属材料的分类三、金属结构材料的应用情况四、金属材料发展的历史五、金属材料的发展热点六、关于本课程主要内容SteelFinishingflowlines一、金属材料的历史地位1.材料在人类历史进程中的地位人所共知，材料发展与社会进步行着密切关系。它是衡量人类社会文明程度的标志之一。金属材料是现代文明的基础。石器时代→青铜器时代→铁器时代

2、2.目前，人类还处在金属器时期。虽然无机非金属材料、高分子材料的使用量与日俱增，但在可预见的时期内，仍不会改变这种状况。Chapter0绪论二、金属材料的分类黑色金属有色金属金属材料铸铁钢工程构件用钢机器零件用钢工具钢特殊性能用钢(不锈钢及耐热钢)轻金属(铝,镁,钛)重金属(铜,锌,铅,镍)贵重金属(金,银,铜)稀有金属(钨钼钒铌钴)放射金属(镭铀钍)结构金属材料功能金属材料Chapter0绪论钢铁的分类纯铁：含碳量小于0.0008%同素异构转变：Δ-Feγ-Feα-Fe(b.c.c)(f.c.c)(b.c.c)居里温度：770℃力学性能特点：强度

3、、硬度低，塑性好：σb=180～230MPa,δ=30～50%,ψ=70～80%,αk=160～200J/cm2,HB=50～80。Chapter0绪论碳钢的分类、牌号及应用1.分类：低碳钢Wc<=0.25%按含碳量分中碳钢0.25%<=Wc<=0.6%高碳钢Wc>0.6%普通碳素钢Wp<=0.045%;Ws<=0.055%按钢的质量分优质碳素钢Wp<=0.040%;Ws<=0.040%高级优质碳素钢Wp<=0.035%;Ws<=0.030%普通碳素结构钢按质量和用途分优质碳素结构钢碳素工具钢Chapter0绪论普通碳素结构钢：用Q+数字表示主要保

4、证力学性能若牌号后面标注字母A、B、C、D，则表示钢材质量等级不同，含硫、磷依次降低，钢材质量则依次提高。若牌号后面标注F则为沸腾钢，标注b为半镇定钢，不标则为镇静钢，TZ为特种镇静钢。牌号：Chapter0绪论普通碳素结构钢应用:一般可以在交货状态下直接使用。Q195、Q215、Q235钢的含碳量低，焊接性能好，有一定强度，常轧制成薄板、钢筋、焊接钢管等，用于桥梁、建筑等结构和制造普通铆钉、螺钉、螺母等。Q255和Q275钢的含碳量比前几种略高一点，强度较高，塑性、韧性较好，可进行焊接。通常轧制成型钢、钢条和钢板作结构件、制造简单机械的连杆、齿轮

5、、联轴节和销子等Chapter0绪论优质碳素结构钢:采用两位数字表示钢中平均含碳量的万分之几必须同时保证化学成分和力学性能。例如45钢表示平均含碳量为0.45%的钢，08钢表示钢中平均含碳量为0.08%。Chapter0绪论优质碳素结构钢的应用:主要用于制造机器零件，一般都要经过热处理以提高力学性能。更具碳含量不同，有不同的用途。08、08F、10、10F钢，塑性、韧性高，具有优良的冷成型性能和焊接性能，常冷轧成薄板，用于制作仪表外壳、汽车和拖拉机上的冷冲件，如汽车车身、拖拉机驾驶室等。15、20、25钢用于制作尺寸较小、符合较轻、表面要求耐磨、心

6、部强度要求不高的渗碳零件，如活塞、样板等；30、35、40、45、50钢经热处理后具有良好的综合力学性能，用于制作轴类零件；Chapter0绪论40、45钢常用于制造汽车、拖拉机的曲轴、连杆、一般机床主轴、机床齿轮和其他受力不大的轴类零件；55、60、65钢热处理后具有高的弹性极限，常用于制作符合不大、尺寸较小的弹簧，如调压、调速弹簧、测力弹簧、冷卷弹簧等。Chapter0绪论碳素工具钢:牌号用T+数字表示,如T8、T10分别表示钢中平均含碳量为0.80%和1.0%的碳素工具钢。若为高级优质碳素工具钢，则在钢的最后加“A”字。如T12A碳素工具钢经

7、热处理后具有高硬度，用于制造尺寸较小，要求耐磨性好的刃具、量具、磨具等。铸钢:“ZG”，含碳量一般小于等于0.65%。ZG45表示含碳量为0.45%的铸钢。当零件形状复杂，无法锻造成形，而铸铁又不能满足其力学性能要求时，可采用铸钢进行铸造成形。Chapter0绪论三、金属结构材料的应用情况1.从总产量来看，钢铁材料的产量占绝对优势，占世界金属总产量的95％，而且有许多良好的性能，能满足大多数条件下的应用，故用量最大，且价格低廉。2.在世界金属矿储量中，铁矿资源虽然比较丰富和集中，但就世界地壳中金属矿产储量来讲，则非铁金属矿储量大于铁矿储量，如铁只占

8、5.1％，而非铁金属中铝为8.8％．镁为2.1％，钛为0.6％。Chapter0绪论3.但非铁金属冶炼较困难，所需能源消耗