金属说明材料与热处理(00002).ppt

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1、金属材料与热处理一、常用金属材料金属材料可分为钢铁材料和非铁材料（有色金属材料）两大类，而钢又可分为碳素钢和合金钢，钢铁以外的其他金属称为非铁金属材料或有色金属材料。1、钢钢的分类方法很多，常用的是按钢的用途分类，可分为结构钢、工具钢和特殊性能钢。2、铸铁铸铁中的碳主要以渗碳体和石墨两种形式存在，根据碳的存在形式不同，铸铁可以分为下列几种：（1）白口铸铁（2）灰铸铁碳（3）麻口铸铁根据铸铁中石墨形态不同，铸铁又可分为：灰铸铁中的石墨呈片状；可锻铸铁中的石墨呈团絮状；球墨铸铁中的石墨呈球状，蠕墨铸铁中

2、的石墨呈蠕虫状。金属材料与热处理二、钢的成份钢中除铁以外，碳、锰、硅、硫、磷为基本五大元素。加入其它金属元素则称为合金元素。这些元素在钢中都起一定的作用。碳（C）：碳在低合金钢中常与合金元素形成碳化物，在常温的较低温度下，能够起强化作用。但在高温下这些碳化物容易分解，对强度起不良影响。随着含碳量的增加，钢的可焊性下降，所以耐热钢中含碳量一般要限制在0.20%以下。金属材料与热处理锰（Mn）：锰在钢中小于2%时，对低合金钢来说，可提高钢的强度和韧性。对中、高合金钢而言，随着强度的增加，其塑性和韧性则要

3、降低。增高含锰量可提高钢的耐磨性。铬（Cr）：铬能提高钢的硬度、耐腐蚀性和抗氧化性。铬能在材表面形成一层附着性很强的氧化膜，使钢材具有良好的耐腐蚀性。镍（Ni）：镍主要是形成稳定的奥氏体组织，提高钢的强度、耐腐蚀性和塑性。铬和镍同时存在，钢材即具有较高的塑性，又具有较高的硬度和强度。金属材料与热处理硫（S）：硫是钢中的有害元素，在高温时，钢材容易破裂，称为“热脆”现象，在焊接时会产生热裂纹。磷（P）：也是钢中的有害元素，它使钢材的强度、硬度增加、塑性和韧性下降。这就是钢的冷脆性。降低钢材中的S和P是

4、改善钢材韧性的重要途径之一，因此优质钢中要严格控制钢中的S和P的含量。金属材料与热处理三、金属材料1、碳钢：含碳量小于2.06%的铁碳合金。根据含碳量多少分为三类：低碳钢C≤0.25%；中碳钢C=0.30-0.55%；高碳钢C≥0.6%。在碳钢中，由于硫、磷的存在，影响了钢材的力学性能，因此，以按硫磷的含量进行区分：普通碳钢(P≤0.045%，S≤0.050%)；优质钢(P、S均≤0.035%)。金属材料与热处理2、材料符号含义Q235-A：普通碳素结构钢，Q-屈服强度，235-屈服强度值(MPa)

5、A-质量等级为A级16MnR：低合金容器钢，Mn的含量为1.2-1.6%，R-容器用钢。20G：优质碳素锅炉钢，20-平均含碳量为0.20%，G-锅炉用钢。0Cr19Ni9：镍铬奥求氏体不锈钢，Cr的含量为13-20%，Ni的含量为8-10.5%，C≤0.08%。四、金属材料的性能使用性能和工艺性能使用性能：是指金属材料在使用条件下所表现出来的性能，包括①物理性能（如密度、熔点、导热性、导电性、热膨胀性、磁性等）。②化学性能（如抗腐蚀性、抗氧化性等）。③力学性能（如强度、塑性、硬度、冲击韧性及疲劳强

6、度等）。④工艺性能。金属材料与热处理金属材料与热处理四、金属的力学性能是金属在外力作用下表现出来的特性。常用的力学性能指标有：弹性，塑性、强度、硬度、冲击韧性和疲劳强度。1、弹性和塑性弹性：金属材料受到外力作用是时产生变形，当外力去掉后能恢复其原来的形状的性能是弹性。金属材料与热处理随外力消失而消失的变形叫弹性变形。塑性：金属材料在外力作用下，产生永久变形而不致引起破坏的性能，叫塑性。在外力消失后留下来的这部分不可恢复的变形，叫塑性变形。金属材料与热处理2、强度概念：金属在静载荷作用下，抵抗塑性变形

7、或断裂的能力称为强度。强度的大小用应力来表示。工程上常用来表示金属材料强度的指标有屈服强度和抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度和抗扭强度等。σs表示屈服强度，即开始产生塑性变形时的极限值。σb表示抗拉强度，即断裂前的极限值。金属材料与热处理3、硬度材料抵抗局部变形特别是塑性变形压痕或划痕的能力称为硬度。金属材料抵抗硬的物体压入其内的能力。分为布氏硬度（HB）和洛氏硬度（HRC）。HRC一般钢铁在热处理后检查时用最多。4、冲击韧性金属材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力称为冲击韧性。如冲床的冲头、蒸

8、汽锤的锤头。金属材料与热处理5、疲劳强度金属材料在无数次重复交变载荷作用下而不致引起断裂的最大应力叫疲劳强度。曲轴、连杆、弹簧等，这些件在发生断裂时远低于材料的屈服强度，这种现象叫疲劳破坏。据统计，有80%的机件失效可归于疲劳破坏。金属材料与热处理五、热处理热处理是将固态金属或合金采用适当的方式进行加热、保温和冷却以获得所需要的组织结构与性能的工艺。热处理的目的：1、提高零件的使用性能；2、充分发挥钢材的潜力；3、延长零件的使用寿面；4、改善工件的工艺性能，提高加工质