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时间:2020-10-03
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1、1.4金属材料铸铁粉末冶金材料铝及其合金铜及其合金钢金属材料常用的金属材料包括钢、铸铁、铜及其合金、铝及其合金、粉末冶金材料等,其中以钢和铸铁应用最为广泛。图1-14芜湖长江大桥1.4.1钢1.化学成分对钢的力学性能的影响(1)杂质元素的影响:1)锰、硅的影响:有益元素.Mn和Si在钢中大部分溶于铁素体,起强化作用。Mn能减轻S的有害作用。FeS+Mn=MnS+Fe2)硫的影响:有害元素,Fe+S=FeS,FeS与Fe易形成低熔点的共晶体,可使钢引起热脆性。3)磷的影响:有害元素,。P在钢中可溶于铁素体,使钢强度、
2、硬度增加,塑性、韧性减小,易使钢产生冷脆现象。但P与Cu同时存在,可提高钢的耐蚀性和耐磨性。(2)合金元素的影响合金元素:是为改善钢的某些性能而在钢中特意加入的元素,对钢的力学性能有很大影响。1)对钢的强度的影响:C、Si、Mn产生固溶强化,使钢的强度提高。C、N、Cr、Al形成碳化物或氮化物,使钢的强度和硬度提高。Nb、V、Al、Ti可细化晶粒,提高钢的强度。2)对钢的韧性的影响:Nb、V等元素可细化晶粒,从而也显著提高钢的韧性。C、Si、Mn一般使钢的韧性降低。2.钢的分类(1)按化学成分分类:根据各种合金元素
3、规定含量界限值,将钢分为1)非合金钢(碳素钢),分普通碳素结构钢、优质碳素结构钢、碳素工具钢。含碳量小于0.25%为低碳钢,0.25-0.6%为中碳钢,大于0.6%为高碳钢,。2)低合金高强度结构钢,3)合金钢。钢的分类化学成分质量等级主要性能使用特性表1-2部分合金元素规定质量分数界限值(%)合金元素非合金钢低合金钢合金钢Cr<0.300.30~0.50≥0.50Mn<1.001.00~1.40≥1.40Mo<0.050.05~0.10≥0.10Ni<0.300.30~0.50≥0.50Si<0.500.50~0
4、.90≥0.90(2)按主要质量等级分类1)普通质量钢:即对生产过程中控制质量无特殊规定的、一般用途的非合金钢和低合金钢。S、P含量均小于0.045%。2)优质钢:即在生产过程中需要按规定控制质量的钢,并达到比普通质量钢较高的质量要求。S、P含量均小于0.040%。3)特殊质量钢:即在生产过程中需要严格控制质量和性能的钢,特别是要求严格控制硫、磷等含量和提高纯洁度等。S、P含量均小于0.020%。按质量等级普通质量钢优质钢特殊质量钢(3)按使用特性分类可分为:工具钢,工程结构用钢,机械结构用钢,不锈耐蚀钢,耐热钢等
5、。工程结构用钢耐热钢不锈耐蚀钢机械结构用钢工具钢使用特性(1)非合金钢1)碳素结构钢牌号:例如Q235F“Q”表示屈服点,“235”表示屈服点值为235MPa,“F”表示脱氧方法(沸腾钢)。用途:碳素结构钢w(C)为0.06%~0.38%。主要用来制造一般工程结构和普通机床零件,通常轧制成各种型材、板材和线材等。3.钢的牌号和应用牌号质量等级化学成分(质量分数,%)力学性能CMnSiSPσs/MPaσb/MPaδ(%)不大于Q195——0.06~0.120.25~0.500.030.0500.045195315~4
6、3033Q215A0.09~0.150.25~0.550.300.0500.045215335~45031Q255A0.18~0.280.40~0.700.300.0500.045255410~55024Q275——0.28~0.380.50~0.800.350.0500.045275490~63020表1-3碳素结构钢部分牌号、成分与力学性能2)优质碳素结构钢牌号:是用二位数字表示,这两位数字表示钢中的平均碳的质量分数(万分数)。例如45钢表示平均w(C)为0.45%的优质碳素结构钢。若为沸腾钢,则在牌号后加“F
7、”符号,如08F。若含锰量较高,则在数字后加“Mn”符号。用途:主要用来制造比较重要的机械零件,如轴、连杆、弹簧等。20钢金相组织示意图牌号化学成分(质量分数,%)力学性能(不小于)应用举例CSiMnσs/MPaσb/MPaδ(%)ψ(%)HBS(热轧)08F0.05~0.11≤0.030.25~0.502951753560131要求冷成形性和焊接性良好的零件,如冲压件、焊接件等。200.17~0.230.17~0.370.35~0.654102452555156同上,且用于要求内韧外硬的渗碳件。600.57~0.
8、650.17~0.370.50~0.806754001535255经淬火和中温回火具有较高弹性的各类弹簧等。表1-4优质碳素钢部分牌号、成份、力学性能及应用举例图1-15丝锥牌号:是用规定符号T(碳字的汉语拼音字首)和数字表示。例如T10A“10”表示平均w(C)为1.0%,“A”表示高级优质。用途:用于制造不受冲击、高硬度、耐磨的工具,如锉刀、手锯条、拉丝
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