钻探技能培训班讲义机械基础ppt课件.ppt

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1、第二节机械基础知识（一）一金属材料及热处理（一）金属材料的机械性能及工艺性能金属材料的机械性能主要是指在外力作用下表现出来的特性。1.强度：是指材料抵抗塑性变形和断裂的能力。强度极限和屈服极限是表征强度的主要性能指标。屈服极限是材料发生塑性变型时的应力；强度极限是材料发生断裂时的应力。2.硬度：材料抵抗压入物压陷的能力，即材料对局部塑性变形的抵抗能力。工程上常用的洛氏硬度和布氏硬度分别为：HRC和HBC。3.塑性：是指在外力作用下，金属产生塑性变型而不产生断裂的能力。工程上一般用材料被拉断后所留下的残余变形来表示材料的塑性，一

2、般用两个指标来表示：延伸率：收缩率：4.疲劳强度：金属材料受到交变载荷作用时会产生交变应力，即使其应力未超过屈服极限，但当应力循环次数增加到某一数值N后，材料也会发生断裂，这种现象，叫金属的疲劳。-1表示（二）常用金属材料1.碳素钢通常把含碳量在0.02%~2.11%之间的铁碳合金称为钢（碳素钢）。碳素钢可以轧制成板材和型材，也可以锻造成各种形状的锻件，但锻件的形状一般比铸件简单。1）碳素钢的分类①按碳质量分数分类②按质量分类③按用途分类2）碳钢的用途和性能（1）．碳素结构钢约占钢总产量的70～80％，大部分作工程结构件。

3、牌号：Q+σS（屈服点数值）+质量等级+脱氧方法质量等级为A、B、C、D四个等级。脱氧方法：F（沸腾钢）、b（半镇静钢）、Z（镇静钢）、TZ（特殊镇静钢）；Z、TZ在牌号中不标出。如：Q215-A·F表示σS屈服点数值≥215MPa，质量为A级的沸腾钢；Q235-B·b表示σS屈服点数值≥235MPa，质量为B级的半镇静钢。用途：Q195、Q215、Q235A、Q235B等钢塑性较好，通常轧制成型材，如钢板、钢管等，用于桥梁、建筑、车辆行业；Q235C、Q235D可用于重要的焊接件。这类钢一般在热轧状态使用，不再进行热处理。（

4、2）．优质碳素结构钢用平炉或电炉冶炼。其中S＜0.035％、P＜0.035％，化学成分加以严格控制，塑性、韧性较高，多用于制造重要的零件。这类钢HBS、σS、σb高，经热处理后力学性能较好。钢的牌号用2位数字表示，数字表示钢的平均含碳量的万分数。45钢表示平均含碳量为0.45％的优质碳素结构钢。数字后加F的为沸腾钢，如08F；数字后加Mn的为含锰量较高的钢,如45Mn。牌号自08，10～80，中间为5进制。08、10钢，含碳量很低，塑性很好，可用来作冲压件。15～25钢，低碳钢，σb不高，而塑性韧性较好，具有良好的冲压性和可焊

5、性，可用来制作冲压件、螺钉、螺帽等。经渗碳淬火后可获得表面硬度高而心部韧性好的零部件，常用作渗碳用钢，亦称碳素渗碳钢。30～50钢，中碳钢，经调质处理后使用，可获得既有一定强度和硬度，又有一定塑性和韧性良好配合的综合力学性能，亦称碳素调质钢，可制作锻件、热冲压件、冷镦件、齿轮、轴类等零件。55～80钢，含碳量较高，强度高而塑性低，具有一定的耐磨性，经热处理后有很高的弹性极限，常用于制造各种弹性零件，亦称碳素弹簧钢。也可用作耐磨零件和机车车轮等。（3）.碳素工具钢碳素工具钢含碳量较高（0.65％～1.35％）。碳素工具钢的牌号是

6、用“碳或T+数字”表示，数字表示钢的平均碳质量分数的千分数。如碳12或T12表示钢的平均碳质量分数为1.2％的碳素工具钢。若是高级优质碳素工具钢，则在钢号数字后加一个“高”或“A”，如T8A或碳8高。如有T8Mn或T8MnA，则表示碳质量分数为0.8％,含Mn量较高的碳素工具钢或高级碳素工具钢。碳素工具钢一般经淬火+低温回火后使用，硬度大于64HRC。随着碳质量分数的增加，热处理后钢的耐磨性提高，而塑性、韧性降低。由于碳素工具钢的淬透性不高，故适用于小尺寸的模具、刀具和量具等。T7、T8硬度高，韧性较高，可制作冲头、凿子、锤子

7、等工具；T12、T13等硬度高，韧性较低，可制作锉刀、刮刀等刃具及量规、样套等量具。工作温度一般不超过180℃，否则硬度急剧下降。2.合金钢（1）合金钢的类型与用途合金钢用于：各类机器零件合金工具钢：制造各种切削刃具特殊性能钢：不锈钢、耐热钢等（2）合金结构钢的编号编号方法原则采用“数字+化学元素符号+数字”的方法。前面数字表示钢的平均碳质量分数的万分数，元素符号表示钢中所含的合金元素，用化学符号表示，后面的数字表示合金元素平均含量的百分数。合金元素的平均含量四舍五入。如20Cr2Ni4A，表示平均碳质量分数为0.20％、C

8、r=2.0％、Ni=4.0％的高级优质合金钢。3.铸铁铸铁是碳质量分数较高的铁碳合金，常含有C、Si、Mn、S、P五大元素。此外，还含有一定量的合金元素如Cr、Mo、V、Cu、Al等，含有合金元素的铸铁，称合金铸铁。强度、塑性、韧性比钢差，不能进行锻造。但具有优良铸造性和切削