常用金属材料及其性能概述.ppt

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1、第五章常用金属材料及性能第五章常用金属材料及性能重点：⒈学习钢材编号、钢的牌号、性能、用途、热处理工艺及选用依据；⒉常用工业用钢（结构钢、合金结构钢、渗碳钢、调质钢、弹簧钢、工具钢、滚动轴承钢、特殊钢）。组织、性能用途及选用；⒊铸铁的石墨化、常用铸铁的牌号、组织与性能；5.1工业用钢分类与牌号工业用钢：碳素钢(简称碳钢)和合金钢。碳钢：C%＜2.11％的铁碳合金。碳钢优点：价低、易获得、易加工、好的力学性能，应用极广泛。碳钢缺点：淬透性低、强度和屈强比低、回火稳定性差、不能满足如耐热性、耐磨性、耐蚀性等特殊性能的要求；合金钢：为了改善和提高碳钢的性能或使之获得某些特殊性能，在碳钢中特意

2、加入某些合金元素而得到的多元的以铁为基的合金。5.1工业用钢分类与牌号5.1.1我国现行钢分类与牌号的特点1积极推行国际标准2注重实用我国钢号的命名采用化学元素符号、汉语拼音、阿拉伯数字相结合5.1.2钢的分类分类方法化学成分、主要质量等级、主要性能及用途1钢分类简介按化学成分分类：非合金钢、低合金钢、合金钢按主要质量等级、主要性能及使用特性分类：2目前常用的钢分类方法：1)按钢中含碳量wc高低分：低碳钢：wc≤0.25%中碳钢：0.25%﹤Wc﹤0.60%高碳钢：wc≥0.60%2)按冶金特点分普通钢、优质钢、高级优质钢、特级优质钢5.1.2钢的分类5.1.2钢的分类3)按钢的用途、

3、成分、性能和热处理特点分①用途②．按化学成分分类碳素钢：低碳钢(C﹪≤0.25﹪)、中碳钢（0.25﹪＜C﹪≤0.6﹪）、高碳钢(C﹪＞0.6﹪)。合金钢：低合金钢(Me总量＜5％〕、中合金钢(Me总量＝5％～10％)、高合金钢(Me总量＞10％)。根据所含主要Me种类，锰钢、铬钢、铬钼钢、铬锰鈦钢等。③．按质量分类（按钢中的有害杂质磷、硫含量来分类）普通钢（S﹪≤0.055％、P﹪≤0.045％）；优质钢(S﹪≤0.040％、P﹪≤0.040％)；高级优质钢(S﹪≤0.030％、P﹪≤0.035％)④．按冶炼方法分类可按炉别分为平炉钢、转炉纲、电炉钢。按脱氧程度可分为沸腾纲（脱氧不完

4、全）、镇静钢（脱氧完全）、半镇静钢⑤．按金相组织分类按退火组织：分为亚共析钢、共析钢、过共析钢。按正火、淬火组织：分为珠光体钢、贝氏体钢、马氏体钢及奥氏体钢。5.1.3钢的牌号GB221-1997，钢号由三大部分构成化学元素符号---表示钢中所含化学元素种类汉语拼音字母---表示产品名称、用途、冶炼方法等，表5.1阿拉伯数字---钢中主要化学元素含量或产品主要性能参数或代号参看表5.25.2结构钢结构钢是各种工程构件和机器零件用钢。结构钢根据化学成分、力学性能和冶金质量特点，分为：碳素结构钢低合金高强度钢优质碳素结构钢合金结构钢5.2.1碳素结构钢主要用于制造各种金属结构和要求不很高的

5、机器零件，是目前产量最大、使用最多的一类钢。Q235：Q---屈服强度235---235MPa此类钢的力学性能随钢材厚度或直径的增大而降低。5.2.2低合金高强度钢用于桥梁、车辆、锅炉、输油输气管道、农机等大型重要钢结构。性能要求：1)高强度及足够韧性2)良好的焊接性能和冷成形性能3)良好的耐蚀性(大气、海水、土壤等)在碳素结构钢的基础上加入少量(一般合金总量低于5%)合金元素而形成。特点：强度较高，塑性好，加工工艺性能良好。能减轻重量，节约钢材，降低成本加入的主要合金元素：Mn、Si、Cr、Ni固溶强化V、Ti、Nb形成碳化物，弥散/细晶强化供货状态：热轧或控制轧制状态注意：其强度、

6、塑性与钢材尺寸有关Q345(新牌号)5.2.3优质碳素结构钢Ws≤0.035%，Wp≤0.035%用于制造各种比较重要的机器零件和弹簧。力学性能主要取决于碳的质量分数及热处理状态例：08钢---Wc为0.05%～0.12%钢种和用途08～25低碳钢具有良好的塑、韧性，良好的冲压及焊接性能，用于制造冲压零件(如汽车、拖拉机油箱、仪表盘、机器罩等)，焊接件(容器、端盖等)及对强度要求不高的机器零件(凸轮、小齿轮等)30～55中碳钢经调质处理后用(调质钢)，主要用于制造受力较大的机器零件，如轴、齿轮、连杆等60及以上高碳钢主要用于制造较高强度、耐磨性及弹性的零件，如弹簧、工具等。热处理：优质

7、碳素结构钢使用前一般都要进行热处理。性能：含碳量增加→强度增加，塑性、冲击韧性降低。5.2.4合金结构钢在优质碳素结构钢的基础上，加入合金元素形成分为合金渗碳钢、合金调质钢、合金弹簧钢性能特点：具有较高的强度、韧性、较高的淬透性，整个截面得到均匀良好的综合机械性能。1)合金渗碳钢---经渗碳、淬火和低温回火后使用的结构钢，基本上都是低碳钢和低碳合金钢主要用于制造高耐磨性、高疲劳强度和要求具有较高心部韧性的零件，如变速齿轮及凸轮轴等20Cr---