工程材料-第3章解析.ppt

VC++项目开发与多媒体技术 第3章 金属材料 要熟练掌握的金属材料的牌号 3.1 碳钢3.1.1 碳钢的成分和分类 3.1.2 碳钢的牌号及用途(GB700-88) 例：板挫 3.2 合金钢3.2.1概论 3.2.2合金结构钢 例：汽车齿轮 例：轴 例：汽车弹簧选材 3.2.3合金工具钢 3.2.4特殊性能钢 碳钢、合金钢部分的习题 3.3 铸钢和铸铁3.3.1铸钢 3.3.2铸铁 W(C)2.11% 2.常用的铸铁(1)灰口铸铁 (2)球墨铸铁 (3)蠕墨铸铁 (4)可锻铸铁 (5)合金铸铁 铸钢和铸铁部分的习题 3.4 有色金属及其合金3.4.1铝及铝合金 3.4.2铜及铜合金 Cu-Ni合金相图 3.4.3 钛及钛合金  3.4.4 轴承合金（滑动轴承）  例：曲轴。 性能要求：σb ≥ 750MPa,αku ≥150kJ/m2 整体硬度240HBS-260HBS,轴颈表面硬度≥ 625HV 选材：QT700-2。 确定工艺路线和热处理工艺参数。 工艺路线：锻造→高温正火→高温回火→切削加工→轴颈气体渗氮 高温正火：950℃。为了获得细珠光体基体的组织，以满足强度的要求。 高温回火：560℃。为了消除正火时产生的内应力。 轴颈气体渗氮：570℃。提高轴颈部位表面硬度和耐磨性。 RuT420 蠕墨铸铁 牌号： 最低抗拉强度420MPa 牌号： KT300-6 可锻铸铁 (铁素体) 最低抗拉强度300MPa 延伸率6% KTZ500-4 可锻铸铁 (珠光体) 生产和热处理： 第一步：先铸造纯白口铸铁 第二步：进行长时间的石墨化退火处理。 图 黑心可锻铸铁的石墨化退火工艺曲线 耐磨铸铁、耐热铸铁、耐蚀铸铁 1.有一灰口铸铁铸件，经检查发现石墨化不完全，尚有渗碳体存在试分析其原因，并提出使这一铸件完全石墨化的方法？ 答：原因：高温下没长时间保温， 铸造时冷却过快，有阻碍石墨化的元素，杂质元素硫成分比较多。 方法：在高温下长时间保温、 缓慢冷却、 加入促进石墨化的元素 。 2.试述石墨形态对铸铁性能的影响。 答：片状石墨对基体有割裂作用，引起应力集中，抗拉强度和塑性都低。 细片状石墨：减轻对基体有割裂作用，提高强度。 球状石墨：应力集中较低，具有很高的强度，又有良好的塑性和韧性。 蠕虫状石墨：强度接近于球墨铸铁，有一定的韧性和耐磨性。 团絮状石墨：应力集中较低，具有较高的强度、塑性和冲击韧性。 3.试比较各类铸铁之间的性能的优劣顺序，与钢相比有什么优缺点？ 答： 灰口铸铁是价格便宜，是应用最广泛的铸铁材料各项性能一般。 球墨铸铁的石墨成球状具有很高的强度，又有良好的塑性和韧性，其综合性能接近于钢。 蠕墨铸铁是一种新型高强铸铁材料，它的强度接近于球墨铸铁，并有一定的韧性和较好的耐磨性同时又有和灰口铸铁一样的良好的铸造性能和导热性。 可锻铸铁有较高的强度塑性和冲击韧性。合金铸铁除一般的机械性能外，常常还具有良好的耐磨性，耐蚀性和耐热性等。 铸铁相对于钢的优点: (1)因石墨的存在铸铁的切削加工性能优异。 (2)铸铁的铸造性能良好，石墨有良好的润滑作用，并能储存润滑油使铸件有良好的耐磨性能。 (3)石墨对于震动的传递起削弱作用，使铸件有良好的抗震性能。 (4)大量石墨的割裂作用使铸件对缺口不敏感。 4.为什么一般机器的支架、机床的床身常用灰口铸铁。 答：灰口铸铁价格便宜，石墨对于震动的传递起削弱作用，是铸件有良好的抗震性能。变质处理灰口铸铁具有较高的强度和硬度。 铝及铝合金的特性： (1)密度小、比强度高 纯铝的密度：2.7g/cm3 ，为铁的1/3 (2)优良的物理、化学性能 (3)加工性能良好 铝的晶格结构：面心立方 1.纯铝 分类：高纯铝、工业高纯铝、工业纯铝 GB/T16474-1996 (1)高纯铝 99.93%-99.99% 应用：科学研究和制作电容器等。 (2)工业高纯铝 98.85%-99.9% 应用：铝箔、包铝及冶炼铝合金的原料。 (3)工业纯铝 98.0%-99.0% 应用：电线、电缆、器皿及配制品。 2. 铝合金 形变铝合金 铸造铝合金 铝合金 (成分低于D) (成分高于D) 能热处理强化 不能热处理强化 (成分在F-D之间) (成分低于F) 图 铝合金相图的一般类型 (1)铝合金的时效 固溶处理：将成分位于D-F之间的合金加热到α相区