工程材料及成型技术基础第5章金属材料.ppt

《工程材料及成型技术基础第5章金属材料.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、1第一节碳钢一、常存杂质对碳钢性能的影响碳钢是指含碳量小于2.11%的铁碳合金，但实际使用的碳钢并不是单纯的铁碳合金，除碳以外，还含有少量的锰、硅、硫，磷等，这些元素是从矿石、燃料和冶炼等渠道进入钢中的，这些元素统称为杂质，它们对钢的性能有一定的影响，下面作简要介绍。第六章金属材料一）杂质和气体的影响Mn—脱氧、去硫,提高钢的强度和硬度。Si—有很强的固溶强化作用,能脱氧。1.有益元素2.有害元素:P—有很强的固溶强化作用,低温韧性差(冷脆)。S—能引起钢在热加工时或高温工作下开裂(热裂)。3.气体元素:N：钢中过饱和N在常温

2、放置过程中会发生时效脆化。加Ti、V、Al等元素可消除时效倾向。O：钢中的氧化物易成为疲劳裂纹源。H：原子态的过饱和氢时将降低韧性,引起氢脆。当氢在缺陷处以分子态析出时，会产生很高内压，形成微裂纹，其内壁为白色，称白点或发裂。钢中白点5二、碳钢的分类碳钢的分类方法很多，下面介绍三种：(一)按钢的含碳量分1．低碳钢含碳量≤0.25％2.中碳钢含碳量在0.25%--0.6%之间3.高碳钢含碳量>0.6%6(二)按钢的质量分类主要是根据钢中含有害杂质S、P的多少来分：1．普通碳素钢钢中S，P的含量分别为≤0.05％和0.045％。2

3、．优质碳素钢钢中S、P的含量均≤0．035％。3．高级优质碳素钢钢中S、P的含量分别≤0.020％和0.030％。7(三)按用途分类1．碳素结构钢这类钢主要用于制造各种工程构件(如桥梁、船舶、建筑等)和机器零件(如齿轮、轴、螺钉、螺母、连杆等)，这类钢一般属于低碳钢和中碳钢。2．碳素工具钢这类钢主要用于制造各种刀具、量具、模具。这类钢含碳量较高，属于高碳钢。8三、碳钢的编号和用途为了生产、加工处理和使用不致造成混乱，对各种钢材进行命名和编号。(一)碳素结构钢碳素结构钢是工程中应用最多的钢种,其产量约占钢总产量的70-80％。按

4、国家标准GB700—88,碳素结构钢分为五类20种，如表所示。9碳素结构钢的牌号是以钢材厚度(或直径)不大于16mm钢的屈服点(σs)数值划分的，并且还有质量等级和脱氧方法的细划分。表中的符号、代号的意义如下。Q——钢屈服点“屈”字汉语拼音首位字母；A、B、C、D——分别为质量等级；F——沸腾钢“沸”字汉语拼音首位字母；b——半镇静钢“半”字汉语拼音首位字母，用小写b为便于与质量等级B级相区别；10Z——镇静钢“镇”字汉语拼音首位字母；TZ——特殊镇静钢“特镇”两字汉语拼音首位字母。在牌号组成表示方法中，“Z”与“TZ"符号予

5、以省略。例如；Q235-A．F即表示屈服点数值为235N／mm2的A级沸腾钢。11碳素结构钢的应用：Q195、Q215A、Q215B塑性较高，有一定强度，通常轧制成薄板，钢筋，钢管、型钢等，用作桥梁、钢结构等，也在机械制造中用作铆钉、螺钉、地脚螺栓、轴套、开口销，拉杆、冲压零件等。12Q235A、Q235B、Q235C、Q235D强度较高，可用作转轴、心轴、拉杆、摇杆、吊钩、链等。Q255A、Q255B、Q275强度更高，可用作工具：轧辊、主轴、摩擦离合器、刹车钢带等。13(二)优质碳素结构钢这类钢中有害杂质及非金属夹杂物含量

6、较少，化学成分控制得也较严格，塑性和韧性较高，多用于制造较重要零件。这类钢的编号方法是以平均含碳量万分数表示，例如，平均含碳量为0.45％的优质碳素结构钢，就称为45号钢。14(三)碳素工具钢这类钢的编号方法是在“碳”或“T”后加一数字，数字表示钢的平均含碳量的千分数。例如，碳7(或T7)，碳12(T12)分别表示平均含碳量为0.7％和1.2％的碳素工具钢。碳素工具钢都是优质钢，若为高级优质碳素工具钢，则在钢号后面加一个“高”字或(A)，例如碳12高(或T12A)。151.镇静钢(killedsteel)钢液在浇注前用锰铁、硅

7、铁和铅进行了充分脱氧,Wo=0.01%左右,成分较均匀、组织较致密。主要用于机械性能要求较高的零件。2.沸腾钢(boilingsteel)钢液在浇注仅前进行轻度假脱氧,Wo=0.03%～0.07%,成分偏析较严重、组织不致密。机械性能不均匀,冲击韧性差,常用于要求不高的零件。3.半镇静钢(balancedsteel)半镇静钢是脱氧过程介于镇静钢和沸腾钢之间的钢,是用锰铁和硅铁进行脱氧。其质量也介于二者之间,可代替部分镇静钢,一般不适于做重要零件。第二节合金钢合金钢是在以碳元素为主要合金元素的碳素钢的基础上发展起来的。在合金钢中

8、，除了铁和碳以外，还含有为某种目的（如增加淬透性，提高强度、耐磨性、红硬性、耐热性、耐腐蚀性等等）而特意加入的其它合金元素，这些元素有Mn、Si、Cr、Mo、Ni、W、Ti、V、Nb等。二）合金元素在钢中的作用合金元素在钢中的存在形式及主要作用：溶于铁素体内，形成合金铁素体。