机械制造基础常用工程材料.ppt

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1、第一章常用工程材料9/21/202111．非合金钢（简称碳素钢、碳钢）（1）碳钢的分类按碳的质量分数：低碳钢(c＜0.25%)中碳钢(c＝0.25％～0.60％)高碳钢(c＞0.60％)一、钢第一节常用工程材料9/21/20212按钢的冶金质量和钢中有害杂质元素硫、磷的质量分数分：普通（碳素）钢(p≤0.045%，s≤0.050%)优质（碳素）钢(p≤0.040%，s≤0.040%)高级优质（碳素）钢(p≤0.035%，s≤0.030%)9/21/20213按用途分类：（碳素）结构钢（碳素）工具钢9

2、/21/20214(2)碳素钢的编号1）碳素结构钢的编号方法屈服点屈字的拼音字母Q＋屈服极限数值＋质量等级符号＋脱氧方法符号A、B、C、D表示质量等级，它反映了碳素钢结构中有害杂质（S、P）含量的多少；F、b、Z、TZ依次表示沸腾钢、半镇静钢、镇静钢、特殊镇静钢，一般情况下符号Z与TZ在牌号表示中可省略。例如Q235AF，即表示屈服点为235N／mm2、A质量等级的沸腾钢。碳素结构钢牌号表示方法由四个部分按顺序组成：9/21/202152）优质碳素结构钢的编号方法其牌号用两位数字表示，两位数字表示钢中平均碳质量分数的

3、万倍。例如45钢，表示平均c=0.45%；08钢，表示平均c=0.08%。优质碳素结构钢按锰的质量分数不同，分为两组：普通锰(Mn＝0.25%～0.80%)较高锰的(Mn=0.70%～1.20%)钢。较高锰的优质碳素结构钢牌号数字后加“Mn”，如45Mn。9/21/202163）碳素工具钢的编号方法其牌号以“T”开头，后面的数字表示平均碳的质量分数的千倍碳素工具钢分优质和高级优质两类。若为高级优质钢，则在数字后面加“A”字。例如T8A钢，表示平均c=0.8%的高级优质碳素工具钢。对含较高锰的(Mn＝0.4

4、0％～0.60%)的碳素工具钢，则在数字后加“Mn”，如T8Mn、T8MnA等。9/21/202174）铸造碳钢（简称铸钢）的编号方法其牌号用“ZG”代表铸钢二字汉语拼音首位字母，后面第一组数字为屈服强度(单位N/mm2)，第二组数字为抗拉强度(单位N/mm2)。例如ZG200-400，表示屈服强度σs(或σ0.2≥200N/mm2)，抗拉强度σb≥400N/mm2的铸造碳钢件。9/21/20218(3）碳素结构钢的用途Q195钢的碳的质量分数很低，塑性好。常用作螺钉、螺母及各种薄板，也可用来代替优质碳素结构钢08或

5、10钢，制造冲压件、焊接结构件。Q275钢强度较高，可代替30钢、40钢用于制造较重要的某些零件，以降低原材料成本。碳素结构钢的硫、磷含量较多，但由于冶炼容易，工艺性好，价格便宜，在力学性能上一般能满足普通机械零件及工程结构件的要求，因此用量很大。9/21/20219(4）优质碳素结构钢的用途优质碳素结构钢S、P含量较低，非金属夹杂物也较少，因此机械性能比碳素结构钢优良，被广泛用于制造机械产品中较重要的结构钢零件。08F、10F钢的碳的质量分数低，塑性好，焊接性能好，主要用于制造冲压件和焊接件。15、20、25钢属于

6、渗碳钢，经渗碳、淬火十低温回火后，表面硬度可达60HRC以上，耐磨性好，而心部具有一定的强度和韧性，可用来制作要求表面耐磨并能承受冲击载荷的零件。30、35、40、45、50、55钢属于调质钢，经淬火十高温回火后，具有良好的综合力学性能，主要用于要求强度、塑性和韧性都较高的机械零件，如轴类零件。60、65、70钢属于弹簧钢，经淬火十中温回火后可获得高的规定非比例伸长应力，主要用于制造弹簧等弹性零件及耐磨零件。9/21/202110(5）碳素工具钢的用途这类钢的碳的质量分数为c＝0.65％～1.35％，分优质碳素工具

7、钢与高级优质碳素工具钢两类。牌号后加“A”的属高级优质(s≤0.020％，p≤0.030％）此类钢在机械加工前一般进行球化退火，作为刃具，最终热处理为淬火(加热温度一般为760～780℃)十低温回火(180℃)，组织为回火马氏体十粒状渗碳体十少量残余奥氏体。其硬度可达60～65HRC；碳素工具钢的缺点是红硬性差，当刃部温度高于250℃时，其硬度和耐磨性会显著降低。钢的淬透性也低，并容易产生淬火变形和开裂。碳素工具钢大多用于制造刃部受热程度较低的手用工具和低速、小进给量的机用工具，亦可制作尺寸较小的模具和量具。常用

8、碳素工具钢牌号有：T7、T7A、T8、T8A、T8Mn、T10、T10A等。9/21/202111（6）铸造碳钢的用途铸造碳钢一般用于制造形状复杂、机械性能要求比铸铁高的零件，例如水压机横梁、轧钢机机架、重载大齿轮等。铸造碳钢中碳的质量分数一般为c＝0.15％～0.60％。ZG200-400有良好的塑性、韧性和焊接性能。用于制作承受载荷不大，