工程材料学笔记整理.doc

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1、第一章钢的合金化概论表1.15常用各类合金钢刚好表示方法钢类钢号举例表示方法及说明合金结构钢40Cr20CrMnTi18Cr2Ni4W38CrMoAlA40CrNiMo碳的质量分数一般用万分之几表示，列于钢号开头。主要合金元素一般用百分之十几表示，当平均质量分数<1.5%，一般只标出元素符号低合金结构钢和耐候钢Q345AQ500C16Mn低合金高强度结构钢，钢号按照国际标准用屈服强度命名Q+屈服强度，八个强度等级，三或五个质量等级。专业用低合金高强钢：钢号加后缀，16MnL、Q235R、16Mnq(Q345q)滚动轴承钢GCr15GCr15SiMnG20CrMo高碳铬轴承钢：钢号冠G，含碳量不

2、标出，Cr平均质量分数千分之几；渗碳轴承钢：与合金结构钢类似，但也冠G;高碳铬不锈钢和高温轴承钢：钢号不冠G，其他与不锈钢耐热钢表示方法相同合金工具钢和高速钢9SiCr5CrW2SiCr12MoV9Mn2V5Cr06NiMo3Cr2W8VW18Cr4VW6Mo5Cr4V2平均含碳量>=1.0%不标，<1.0%用千分之几表示。低铬合金工具钢中Cr含量用千分之几表示，并在表示含量的数字前加0.塑料模具冠SM；高速钢不标碳含量合金元素含量百分之几表示第二章工程结构钢（力学性能为主，兼顾一定的物理性能）1.工程结构钢包括碳素结构钢和低合金高强度结构钢。碳素结构钢分为Q195，Q215，Q235,Q27

3、5(最低强度)四个等级。低合金高强度结构钢最低屈服强度为345MPa2.低合金高强度结构钢按用途可分为结构钢，耐腐蚀钢，低温用钢，耐磨钢，钢筋钢，钢轨刚及其他专业用钢3.工程机构钢以工艺性能为主，力学性能为辅，主要性能要求如下①足够的强度和韧度②良好的焊接性和成型工艺性③良好的耐腐蚀性4.合金元素通过固溶强化，析出弥散强化，细化晶粒强化和增加珠光体含量这四种强化机制提高这类钢的强度5.所谓优良的焊接性是指焊接工艺简单，焊缝与母材结合牢固强度不低于母材，焊缝热影响区保持足够的强度和韧性，没有裂纹及各种缺陷6.少量Cu可以非常有效的提高钢耐大气腐蚀的能力。7.低合金高强钢合金元素强化方法：固溶强化

4、、细晶强化、沉淀强化7.第三章机械制造结构钢1.机械零件要求有良好的服役性能，如具有足够高的强度，塑形，韧度，疲劳强度，耐磨性等2.根据热处理强化工艺特点分为整体强化态钢和表面强化态钢。根据钢的生产工艺和用途可分为调质钢，非调质钢，低碳马氏体钢，超高强度结构钢，渗碳钢氮化钢，弹簧钢，轴承钢等3.机械制造结构钢主要性能①具有良好的冷热加工工艺性②具有良好的力学性能4.机械零件用钢的合金化元素主要有Cr,Mn,Si,Ni,Mo,W,V,B等或是单独加入，或是复合加入。其中，主加元素为Cr,Mn,Si,Ni。主加元素的作用主要是提高钢的淬透性和力学性能。辅加元素有Mo,W,V,B，能降低钢的过热敏感

5、性，消除钢的回火脆性，进一步提高淬透性等作用，但含量一般都不高5.一般机械零件的主要失效形式是变形和断裂6.整体强化态钢均承受拉，压，扭等交变应力，大部分是整体受力。其主要失效形式是疲劳破坏，主要性能指标为δ，抗拉强度，冲击吸收能量KV（KU），断裂韧度等。总体上要求具有良好的综合力学性能。这些钢主要制造轴，杆，轴承类零件，如连杆，螺栓，主轴，半轴等。这类钢主要有调质钢，弹簧钢，轴承钢，低碳马氏体钢，超高强度钢等。7.调质钢：结构钢在淬火高温回火后具有良好的综合力学性能，有较高强韧性，适用于这种热处理的钢称为调质钢。调质钢含碳量一般是中碳，调质钢按淬透性分级：低淬透性钢，中淬透性钢、高淬透性钢

6、。调质钢中合金元素作用:Mn：↑↑淬透性，易使钢有过热倾向，回火脆性倾向Cr：提高淬透性、提高回火稳定性，有回火脆性倾向Ni：非碳化物形成元素，↑韧度Ni-Cr复合加入：提高淬透性作用很大，也有回火脆性Mo：进一步提高淬透性，↑回火稳定性，细化晶粒，有效消除回火脆性倾向V：碳化物形成元素，细化晶粒，溶入奥氏体会提高淬透性，降低过热敏感性复合热处理综合强化也得到了许多应用，即热处理强化，表面处理及形变强化结合起来。8.弹簧钢1.弹簧的主要作用是储能减震，它一般是在动负荷下工作，即在冲击，振动或长期均匀的周期改变应力的条件下工作。它起到缓和冲击力，使与它配合的零部件不受到冲击而早期破坏2.要求弹簧

7、钢具有高的弹性极限以及弹性减退抗力好，较高的屈强比，高的疲劳强度和足够的塑性和韧度。对淬火强化处理的弹簧钢还应有做够的淬透性，较好的冶金质量和组织均匀性，要求严格控制材料内部缺陷。3.常用弹簧材料是碳素钢和低合金弹簧钢。碳素钢含碳量在0.60％-1.05％，高碳，低合金弹簧钢0.40％-0.74％.常加入Si，Mn，Cr，V等合金元素。Cr和Mn主要是提高淬透性，Si提高弹性极限，V提高淬透性和细