《3.（工程材料Ⅱ）第3讲（第1章.金属材料概述3）》.pdf

第一章 金属材料概述（续） 主 讲：王军伟 机械工程学院 2013年9月 1 本章内容提要 一. 钢的合金化 二. 碳钢 三. 合金钢 四. 铸钢与铸铁 五. 有色金属及其合金 2 4.1 铸钢 用于制造形状复杂，需要一定强度、塑性和韧 性的零件，如机车车辆、船舶、重型机械的齿轮、 轴，以及轧辊、机座、缸体、外壳等。 重型机械齿轮 轧辊 外壳 3 （一）碳素铸钢的化学成分及机械性能 Fe、C、Si、Mn、S、P 碳是影响铸钢件性能的主要元素。 碳含量增加，屈服强度和抗拉强度增加。 碳质量分数超过0.45%时，屈服强度很少增加， 而塑性、韧性显著下降。 硅、锰可以提高强度。 硫、磷应控制，硫会增大钢的热裂倾向，磷使 钢的脆性增加。 4 （二）碳素铸钢牌号： 在生产中使用最多的三种是 ZG230-450(ZG25) ZG270-500(ZG35) ZG310-570(ZG45) ZG表示铸钢，数字分别表示屈服强度和抗拉 强度。 也可以用化学成分表示，后面的数字表示碳 含量万分之几 碳素铸钢屈服强度为200MPa～340MPa， 抗拉强度为400MPa～640MPa。 5 （三）低合金铸钢牌号： ZG45Mn ZG40Cr ZG35CrMo ◆“ZG”后面的数字代表碳含量的万分之几；化学元素 后面的数字表明其百分含量。 ◆Mn0.9%不标；0.9%~ 1.4%只标符号，不标含量； ◆Mo0.15%不标；0.15%~0.9%只标符号，不标含量； ◆其它元素在0.5%~0.9%只标符号，不标含量，含量在 0.9%~1.4%时标1。 低合金铸钢 屈服强度为330MPa～460MPa， 抗拉强度为600MPa～680MPa。 6 （四）铸钢的组织特征和热处理 1、组织特征 铸钢浇注温度很高，冷却较慢，容易得到粗大的 奥氏体晶粒。 在冷却过程中，铁素 体首先沿奥氏体晶界呈网 状析出，然后沿一定方向 以片状生长，形成“魏氏 组织” 。使钢的塑性和韧 性下降，不能直接使用。 魏氏组织 7 2、铸钢的热处理 (1)扩散退火 成分均匀化 (2)完全退火 消除魏氏组织和铸造应 力。 组织：珠光体+铁素体 (3)正火 细化晶粒，消除魏氏组织和 铸造应力，改善机械性能。 组织：索氏体+铁素