工程材料第5章.ppt

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1、第5章常用金属材料及性能5.1工业用钢分类与牌号5.2碳钢（carbonsteel）5.3合金钢（alloysteel）5.4铸铁（castiron）5.5有色金属及其合金（non-ferrousalloy）退出5.1.工业用钢分类与牌号(1)我国现行钢分类与牌号的特点•有统一国标，钢号直观、实用，并靠近国际标准。(2)钢的分类•按Wc：低碳钢（≤0.25%）；中碳钢（0.25～0.60%）;高碳钢（≥0.60%）。•按冶金质量：普通钢、优质钢、高级优质钢和特级优质钢。•按脱氧程度：沸腾钢、半镇静钢、镇静钢、特殊镇静钢。•按用途、成分、性能

2、和热处理特点（最实用）。表5-1图5-1(3)钢的牌号•要求：会识别、（图纸上）一看就明白。•基本类型：两类①主要以力学性能表示：如Q235－A·F（常简写成Q235，不保证化学成分）。②主要以化学成分表示：碳与合金元素含量。例1.45Wc=0.45%的优质钢。例2.08FWc=0.08%的沸腾钢。例3.40CrWc=0.40%及Wcr=1%。表5-2记忆方式与技巧（1）、结构钢：①以Q+屈服强度值表示：碳素结构钢、低合金（高强度）结构钢（如Q235、Q295）②开头以C含量万分数表示（2位）：优质碳素结构钢（10、25、45）；合金结构钢

3、：合金渗碳钢、合金调质钢、合金弹簧钢（如20Cr2Ni4A、38CrMoAl、60Si2Mn）（2）、工具钢①碳素工具钢：T+C质量的千分数表示（2位）（如T8）②合金工具钢：开头以C质量的千分数表示（1位）（当C%≥1.0%时省略不标）（如9SiCr、Cr12）5.2碳钢5.2.1碳素结构钢（carbonstructuralsteel）•保证力学性能：一般用途；以型材（棒、板、型钢）供应。•状态：轧后空冷；不再热处理。•成分特点：W（C%）=0.06%—0.38%。•典型牌号：Q195、Q215、Q235、Q275等。表5-3用途钢板、钢

4、筋、型钢等，作桥梁、建筑等构件。多边型角钢螺钉、铆钉钢筋、螺纹钢建筑构件钢桥梁5.2.2优质碳素结构钢•Ws、Wp≤0.035%•性能特点：①随Wc升高，强度和硬度提高，塑、韧性有所下降。②零件制造中若经过热处理，可大幅度提高性能(强度)。•应用:08～25(15Mn)：低碳钢，塑性好，可焊性好，直接冲压成形或作焊接件。15～25：低碳钢，可作渗碳用钢。30～55：中碳钢，经调质处理做较重要的机器零件。≥60：中高碳钢，淬火＋中高温回火，一般弹簧及较高强度零件。表5-5用途较重要的零件，如齿轮、轴、连杆、弹簧等。汽车曲轴5.2.3碳素工具钢

5、1、牌号：T+平均碳质量分数的千分数的数字；碳素工具钢均为优质钢，如含P、S更低，则钢号后注“A”，如：T12A。2、性能特点及用途：1）T7、T8，硬度高、韧性较高，可承受冲击，可制造凿子、锤子等工具；2）T9、T10、T11硬度高、韧性适中、不承受剧烈冲击，制造钻头、手锯条等；3）T12、T13硬度高、韧性低、耐磨性好，制造锉刀、刮刀、量规等。表5-113、碳素工具钢使用前都要进行热处理（高碳）淬火+低温回火→高碳回火马氏体+粒状碳化物+少量残余A。螺纹量规5.3合金钢5.3.1合金结构钢（alloystructuralsteel）(1

6、)合金渗碳钢•用途及性能特点：用于承受较大冲击负荷、同时表面经受强烈摩擦磨损的零件(如换档齿轮等)。经渗碳及淬、回火后，表硬内韧。•合金化原则：①低碳(≤0.25%)，保证渗碳及热处理后表、里的良好配合。②加提高淬透性元素，Cr、Mn、Ni、B等，保证心部良好强韧性。③加V、Ti、W等，阻止渗碳时晶粒长大。•热处理特点：一般渗碳、淬火＋低温回火(≥55HRC)。•常用钢种：低淬透性15(20)、20Cr；中淬透性20CrMnMo、20MnTiB；高淬透性18Cr2Ni4W、20Cr2Ni4。表5-6(2)合金调质钢•用途及性能特点：高强度（

7、承受较大负荷）及高韧性（防止断裂事故）的重要零件（如机床主轴）具有良好的综合力学性能。•合金化原则：①中碳（0.30～0.5%），保证热处理后足够强度，又不致太脆。②加淬透性元素（Cr、Ni、Mn、Si、B），保证大截面均一的性能。③细化晶粒元素（V、W、Mo等）。④加Mo，消除回火脆性。•热处理：调质即淬火+高温回火（500～650℃）。•常用典型钢种：低淬透性:45、40Cr、40MnB；中淬透性:35CrMo、30CrMnSi；高淬透性:40CrNiMo、40CrMnMo。表5-7(3)合金弹簧钢•用途、性能：承受较大负荷的弹簧；高的

8、σe、σ-1及σs/σb。•合金化：①中、高碳（0.45～0.7%）；②加Si→σe↑及（σs/σb）↑；③加Mn、Si、或Cr→淬透性↑；④加Mo、W、V细化晶粒（重要弹簧）。