工业设计材料与表面处理.doc

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1、《工业设计材料与表面处理》知识要点：第一章金属材料及其成型技术第一节钢铁材料一、钢和铸铁的区别：钢：钢是指含碳量小于2.11%的Fe-C合金所形成的单相奥氏体。铸铁：铸铁是指含碳量2.11%~6.69%的Fe-C合金所形成的奥氏体+莱氏体或渗碳体+莱氏体。二、碳素钢：1、定义：碳钢是指没有特别加入合金元素的Fe-C合金。2、碳素钢的牌号和用途：（1）普通碳素钢：例如Q235Q255特点：成分控制不严、强度不高、焊接性能好，韧性和塑性好，价格低、在热扎状态下直接使用，用于桥梁、建筑的工程构件和要求不高的机器零件。（2）优质碳素钢：例如08，4

2、5（数字表示万分之几的含碳量）特点：具有较高的强度、良好的塑性和韧性、优良的冷成型性能和焊接性能。大量用于机械、汽车、装备等领域，通常经过热处理后使用。（3）碳素工具钢：例如T8、T10（数字表示千分之几的含碳量）指有较高含碳量的碳素钢经过淬火加低温回火，达到较高的硬度，用于制作要求不高的量具、刀具、模具。三、合金钢：1、定义：在碳钢的基础上特意添加适当种类和数量的其他元素的钢称为合金钢。合金钢中加入的合金元素主要有Si、Mn、Cr、Ni、W、Mo、V等。2、合金结构钢：根据用途分为渗碳钢、调质钢、弹簧钢等。（1）调质钢是指以调质处理作为零

3、件预处理或最终热处理工艺的结构钢。调质处理就是淬火后高温回火。调质处理可使钢组织均匀，硬度适中，具有良好的综合力学性能。（2）渗碳钢是指经过渗碳处理，其表层的含碳量较多，较硬，而心部仍保持原有的含碳量，较韧的钢。优点是表层耐磨，硬度大，心部较韧。四、不锈钢：1、不锈钢的成分：不锈钢中加入的合金元素主要是Cr和Ni。2、不锈钢的分类：常用的不锈钢分为马氏体型、铁素体型和奥氏体型不锈钢三大类。3、马氏体不锈钢（最常用）：含Cr量13%含C量为0~0.4%，如0Cr13、1Cr13、2Cr13、3Cr13。4、铁素体不锈钢：在马氏体不锈钢成分基础

4、上，降低碳含量或提高Cr含量，形成单相铁素体组织，这就是铁素体不锈钢。耐蚀性好，塑性变形能力差。如1Cr17，1Cr17Mo5、奥氏体不锈钢：含Cr量18%含Ni量为9%,强度、硬度低，塑性、韧性好，而且没有磁性，常用于深冲加工的零件。如0Cr18Ni90，1Cr18Ni9五、铸铁：1、成分：含碳量2.5%~4%的Fe-C合金，一般还含有较多的Si，Mn，S,P等杂质。2、特点：铸铁的组织是由钢基体和石墨两部分组成。生产工艺简单、价格低廉。3、分类：一般分为灰口铸铁（如HT100、HT150等）、可锻铸铁（如KTH300、KTH350等）、

5、球墨铸铁（如QT400、QT450等）。其中球墨铸铁力学性能最好。第二节有色金属材料一、铝及其合金：1、纯铝的特点：导电性仅次于银、铜、金，表面易形成氧化膜，耐腐蚀，但强度太低。2、铝合金的分类：防锈铝合金（如LF2，LF3，LF6等）、硬铝合金（LY1，LY11，LY12等），超硬铝合金（LC4，LC6等），锻铝合金（LD2，LD5等），铸造铝合金（如ZL101，ZL102等）二、铜及其合金：1、纯铜：纯铜又成为紫铜，具有良好的导电性。2、铜合金：黄铜（Cu-Sn）、青铜(Cu-Sn)、白铜(Cu-Ni)3、黄铜：机械制造行业应用最广的有

6、色金属材料，有良好的机械加工性能.4、锡青铜:主要用于制造要求弹性高,耐磨,耐蚀的零件.三、镁合金和钛合金：1、镁合金特点：密度小、强度高、抗震性好，耐蚀性差。2、钛合金特点：强度非常高，加工性能好、耐蚀性强，冶炼技术复杂、价格高昂、导热差。第一节金属材料的成型技术一、铸造成型：1、重力作用下的成型方法：砂型铸造、金属型铸造、壳型铸造、熔模铸造。2、外力作用下的液态成型方法：压力铸造、离心铸造、挤压铸造等3、压力铸造：（1）特点：尺寸精度高、表面光洁、具有较高的硬度和强度。（2）常用材料：主要是低熔点合金。如铝合金、锌合金、镁合金、铜合金。

7、（3）常见问题：缩松、缩孔（由液态收缩导致）、裂纹、变形（由固态收缩导致）（4）如何避免：A：顺序凝固，即使远离浇注口部分先凝固，然后按顺序向浇注口的方向凝固，这样可使缩孔位置能够补充到液体，从而消除缩孔、缩松。B：合理应用冒口，在适当位置放置足够数量和足够尺寸的冒口，保证有足够的金属液体对铸件进行充分补缩。C：合理的铸件结构和浇铸工艺可防止裂纹和变形。二、塑性成型：锻造、挤压、冲压、轧制三、固态成型：焊接、铆接、粘接第四节金属的热处理一、钢的普通热处理1、退火：退火是将钢加热到临界点温度，然后保温后缓慢冷却的热处理工艺。一般是保留在热处理

8、炉中，随炉子一起降温。2、退火的分类:（1）完全退火：改善组织、细化晶粒、降低硬度、消除内应力。炉冷到500°C后出炉。（2）球化退火：降低硬度、改善切削加工性能，得到好的组织利