常用金属材料的选用课件.ppt

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1、常用金属材料的选用钢的分类按用途分为：工程构件用钢机器零件用钢工模具用钢特殊性能钢按金相组织分类按化学成分分类按工艺特点分类工程构件用钢低合金高强度钢：特点是低碳、多组元而且尽量不含过多贵重元素或者根本不含贵重元素，具有较高的屈服强度、良好的工艺性能（如焊接性、加工成型性）和耐蚀性。采用此钢种的目的是要减轻金属结构的重量，提高可靠性。国外的低合金高强度钢是按抗拉强度极限分类，共分为：500MPa600MPa700MPa800MPa1000MPa五级。我国的低合金高强度钢我国的低合金高强度钢是按屈服强度高低分类：共分为：300MPa350MPa400MPa

2、450MPa500MPa650MPa六个级别。（常用钢种如下）σs=300MPa级12Mn钢,09MnNb钢σs=350MPa级16Mn钢σs=400MPa级16MnNb钢,10MnPRE钢σs=450MPa级14MnVTiRE钢σs=500MPa级14MnMoVBRE钢,18MnMoNb钢σs=650MPa级14CrMnMoVB钢微合金化低合金高强度钢一般微合金化低合金高强度钢：这类钢通过降低含碳量提高焊接性，碳量减少将引起钢的强度下降，因此加入Al,V或Ti作为微合金元素达到细化晶粒提高强度。针状铁素体型微合金化钢：这类钢的碳量更低，一般控制在0.0

3、1—0.06%，在管道用钢种发展很迅速。双相钢：这类钢具有低的屈服强度、高的应变硬化速率和优良的抗拉强度与塑性的配合。机器零件用钢机器零件用钢是国民经济中各个部门，特别是机械制造工业部门广泛使用和用量最大的钢种。按热处理状态分类，可分为下列四大类：一般供应或正火状态下使用的钢种——普通质量碳钢和碳素自动机床钢（易削钢）在整体淬火回火状态下使用的钢种——调质钢、弹簧钢、滚动轴承钢、超高强度钢在化学热处理后使用的钢种——渗碳钢、氮化用钢高频淬火用钢——一般高频淬火钢、低淬钢调质钢所谓“调质钢”就是在调质处理后使用的钢种，一般为中碳钢或中碳合金钢。这类钢经调质

4、处理（淬火+高温回火）后，得到回火索氏体组织，具有良好的综合机械性能。碳素钢（如35#、40#、45#钢）在完全淬透情况下调质后约具有800MPa的抗拉强度，可以满足机械制造上的一般需要，但由于淬透性低、热处理变形大等缺点，需要加入合金元素。我国的合金调质钢发展大致有两条思路：(1)40→40Mn→40CrMn→40CrMnMo(40CrMnSi)(2)40→40Cr→40CrNi→40CrNiMo弹簧钢弹簧钢要求具有高的弹性极限与疲劳强度，一般截面小于12—15mm、性能要求不高的小弹簧可用碳素弹簧钢制造；大型弹簧和重要弹簧都用合金弹簧钢制造。弹簧钢大

5、体上可分为热成形弹簧和冷成形弹簧两大类：热成形弹簧钢一般用于制作大型弹簧或形状复杂的弹簧。钢材在热成形之前并不具备弹簧所要求的性能，热成形之后，进行淬火及中温回火，以获得所要求的性能。冷成形弹簧钢是先通过冷变形或热处理，使钢材具备一定性能之后，在用冷成形方法制成一定形状的弹簧。滚动轴承钢传统的滚动轴承钢即是所谓的“铬轴承钢”，它是一种高碳低铬钢，其含碳量为0.95~1.10%，含铬量为0.04~1.65%。滚动轴承钢的纯度要求极高，是一种高级优质钢。我国常用的GCr15钢是一种高强度、高耐磨性，具有稳定机械性能的轴承钢。在淬火低温回火状态下使用。渗碳钢渗

6、碳钢为低碳或低碳合金钢。碳素渗碳钢淬透性低、热处理变形大，一些大截面或性能要求较高的零件，均采用合金渗碳钢。碳素渗碳钢常用的有20#钢，15#钢等。合金渗碳钢常用的有20Cr,20CrMnTi,20CrMnMo,18Cr2Ni4WA等。氮化用钢（渗氮钢）氮化是用氮饱和钢的表面的工艺过程，氮化的目的在于提高其硬度、耐磨性、热稳定性和耐蚀性，氮化以前零件要经过调质处理。常用的氮化钢主要是38Cr2MoAlA,38Cr2WVAlA,30CrNi2WVA,30Cr3WA等。对一些不希望过高表面硬度而要求提高耐磨性和脆性破断抗力的零件（如机床主轴、滚动支架、轴套、

7、丝杠等）可采用较低含Al量或不含Al的钢，像40CrVA,38Cr2WVAlA,40Cr等。对循环弯曲或接触载荷下工作的机械零件，则推荐应用30Cr3WA钢。低碳马氏体型结构钢（低马钢）低马钢静载下具有良好的强度和塑性、韧性的配合，而且具有低的缺口敏感性和低的疲劳缺口敏感度。低马钢与中碳调质钢相比，其冷脆倾向较小。15MnVB钢就是一种以冷镦法制造M20以下的高强度螺栓用的低马钢。超高强度钢对于宇宙航行及航空工业来说，降低飞行器或构件自身的重量至关重要，因此要求材料的比强度（强度/密度）高。超高强度钢的发展就是为了满足飞行器的这种需要研制的。目前大量应用

8、于火箭发动机外壳、飞机起落架、机身骨架、高压容器和常规武器的某些部件上。特殊用途