金属工艺学基础教学课件作者宋金虎项目4.ppt

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1、项目四　常用金属材料的选择任务４－１　工业用钢的选择任务４－２　铸铁的选择任务４－３　非铁合金及粉末冶金的选择返回任务４－１　工业用钢的选择工业中应用最广泛的金属材料是钢铁，钢铁是钢和铸铁的总称。本任务主要介绍常用金属材料的分类、牌号、化学成分、力学性能和应用范围。一、常存元素对钢性能的影响实际使用的钢并不是单纯的铁碳合金这是由于冶炼时所用原料以及冶炼工艺方法等影响，钢中总不免有少量其他元素存在，如硅、锰、硫、磷、铜、铬、镍等，这些并非有意加入或保留的元素一般作为杂质看待。它们的存在对钢的性能有较大的影响。下一页返回任务４－１　工业用钢的选择二、钢的分类和编号１.钢的分类钢的种类

2、繁多，如按用途不同，可分为结构钢（包括建筑用钢和机械用钢），工具钢（包括制造各种工具，如刀具、量具、模具等用钢）和特殊性能钢（具有特殊的物理、化学性能的钢）；按脱氧程度的不同，分为沸腾钢、半镇静钢、镇静钢和特殊镇静钢；按钢的品质不同，分为普通钢（ｗＰ≤０.０４５％、ｗＳ≤０.０５％），优质钢（ｗＰ≤０.３５％、ｗＳ≤０.３５％），高级优质钢（ｗＰ≤０.２５％、ｗＳ≤０.２５％）和特级优质钢（ｗＰ≤０.０２５％、ｗＳ≤０.０１５％）。上一页下一页返回任务４－１　工业用钢的选择２.钢的编号世界各国都根据国情制定科学而简明的钢铁分类表示方法，通常采用“牌号”来具体表示钢的品种，如表４.

3、１所示。通过牌号能大致了解钢的类别、成分、冶金质量、性能特点、热处理要求和用途等。三、结构钢结构钢在工程中应用最多。凡用于各种机器零件及各种工程结构（如屋架、井架、桥梁、车辆构架等）的钢称为结构钢。１.碳素结构钢碳素结构钢中硫、磷的质量分数较高（ｗＰ≤０.０４５、ｗＳ≤０.０５５），大部分用于工程结构，小部分用于机械零件。上一页下一页返回任务４－１　工业用钢的选择用Ｑ＋数字表示，“Ｑ”代表屈服点（“屈”汉语拼音首字母），数字表示屈服点数值。如：Ｑ２７５，表示屈服点为２７５ＭＰａ，若牌号后面标注字母Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ，则表示钢材质量等级不同，即Ｓ、Ｐ含量不同。Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ质量依次提高

4、，“Ｆ”表示沸腾钢，“ｂ”为半镇静钢，不标“Ｆ”和“ｂ”的为镇静钢。如Ｑ２３５－Ａ·Ｆ表示屈服点为２３５ＭＰａ的Ａ级沸腾钢，Ｑ２３５－Ｃ表示屈服点为２３５ＭＰａ的Ｃ级镇静钢。碳素结构钢一般情况下都不经热处理，而是在供应状态下直接使用。通常Ｑ１９５、Ｑ２１５、Ｑ２３５含碳量低，有一定强度，常轧制成薄板、钢筋、焊接钢管等，用于桥梁、建筑等钢结构，也可制造普通的铆钉、螺钉、螺母、垫圈、地脚螺栓、轴套、销轴等；上一页下一页返回任务４－１　工业用钢的选择Ｑ２５５和Ｑ２７５钢强度较高，塑性、韧性较好，可进行焊接，通常轧制成型钢、条钢和钢板作结构件以及制造连杆、键、销和简单机械上的齿轮、轴节等

5、。２.低合金高强度结构钢低合金高强度结构钢是在低碳钢基础上，加入少量合金元素（Ｍｎ为主加元素）。低合金钢是一类可焊接的低碳低合金工程结构钢，主要用于房屋、桥梁、船舶、车辆、铁道、高压容器等工程结构件。钢中ｗＣ≤０.２％（低碳具有较好的塑性和焊接性），ｗＭｎ＝０.８％～１.７％，辅以我国富产资源钒、铌等元素，通过强化铁素体、细化晶粒等作用，使其具备了高的强度和韧性、良好的综合力学性能、良好的耐蚀性等。上一页下一页返回任务４－１　工业用钢的选择低合金高强度结构钢通常是在热轧经退火（或正火）状态下供应的，使用时一般不进行热处理。低合金高强度结构钢分为镇静钢和特殊镇静钢，在牌号的组成中没

6、有表示脱氢方法的符号，其余表示方法与碳素结构钢相同。如Ｑ３４５Ａ表示屈服强度为３４５ＭＰａ的Ａ级低合金高强度结构钢。３.合金结构钢合金结构钢主要用于制造各种机械零件，属于用途广、产量大、钢号多的一类钢，大多数需经热处理后才能使用。按其用途及热处理特点可分为渗碳钢、调质钢、弹簧钢等。上一页下一页返回任务４－１　工业用钢的选择合金结构钢牌号由数字与元素符号组成。用２位数字表示碳的平均质量分数（以万分之几计），放在牌号头部。合金元素含量表示方法为：平均质量分数小于１.５％时，牌号中仅标注元素，一般不标注含量；平均质量分数为１.５％～２.４９％、２.５％～３.４９％…时，在合金元素后相应

7、写成２、３…例如碳、铬、镍的平均质量分数为０.２％、０.７５％、２.９５％的合金结构钢，其牌号表示为“２０ＣｒＮｉ３”。高级优质合金钢和特级优质合金钢的表示方法同优质碳素结构钢。上一页下一页返回任务４－１　工业用钢的选择四、工具钢为了满足高硬度和耐磨性的使用要求，工具钢均为高碳成分，一般经过淬火和低温回火后使用。碳素工具钢虽然能达到较高的硬度和耐磨性，但淬透性差，淬火变形倾向大，并且韧性和红硬性差（只能在２００℃以下保持高硬度）。因此，尺寸大、精度高、承受冲击载荷和较高工作温度的