常用机械工程材料要点.ppt

一、教学目的与要求 1. 掌握常用金属材料的种类、牌号、成份、性能及应用情况。 2. 了解常用非金属材料和复合材料的特点及应用。 3. 掌握选材的原则及一般方法。 二、教学课时数 1. 理论教学 4学时 2. 实验教学 0学时 合 计 4学时 三、教学内容 1. 碳钢、合金钢、铸铁、有色金属合金的牌号、成份、热处理、组织、性能、用途。 2. 硬质合金、高温合金、轴承合金的种类、牌号、性能及用途。 3. 工程材料选用原则及方法步骤。 四、教学重点与难点 1. 重点 材料的分类与牌号的识别。 2.难点 合金钢中合金元素的作用。 五、教学方式 1. 多媒体授课 六、参考书籍 1. 材料科学基础，潘金生，TB3 / P146，清华大学出版社，1998 2. 工程材料及应用，周凤云，TB3 / Z768=2，华中科技大学出版社，2002 3. 金属工艺学(上)，邓文英，TG / D328=4:1，高等教育出版社，2000 4. 先进复合材料手册，鲁云，TB33 / L817，机械工业出版社，2003 第一节 工程金属材料 1. 黑色金属 含铁金属材料，铁、铁合金（钢、铸铁和铁合金） 2. 有色金属 非铁金属材料，黑色金属材料、特殊合金（硬质合金、高温合金等）除外的金属材料，铝合金、铜合金等。 1. 黑色金属分类 ⑴ 碳素钢 ⑵ 合金钢 ⑶ 铸铁 2. 碳素钢 亚共析钢、共析钢和过共析钢。 ⑴ 常存元素对碳素钢性能的影响 ① 来源 冶炼中矿石、燃料等带入；加入Mn脱氧等工艺需要加入。 ② 有益元素 硅、锰：溶于铁素体，固溶强化。 ③ 有害元素 硫：热脆，几乎不溶于铁，形成Fe+Fe固溶体，熔点985℃； 磷：冷脆，易偏析，形成低熔点固溶体。 ⑵ 碳素钢的分类 ① 按钢中的含碳量分类 低碳钢：C≤0.25% 中碳钢：0.25%C≤0.6% 高碳钢：C0.6% ② 按钢品质分类 普通碳素钢：S≤0.055% P≤0.045% 优质碳素钢：S≤0.040% P≤0.040% 高级优质碳素钢：S≤0.030% P≤0.035% ③ 按钢的用途分类 碳素结构钢 优质碳素结构钢 碳素工具钢 铸造碳钢 ⑶ 碳素结构钢 ⑶ 碳素结构钢 ① 牌号构成 碳素结构钢的牌号是由Q、屈服点数值、质量等级符号、脱氧方法四部分自左向右顺序组成。 Q---“屈”字汉语拼音字首 A、B、C、D---质量等级符号，从左至右，质量依次提高 F、b、Z、TZ---依次表示沸腾钢、半镇静钢、镇静钢、特殊镇静钢 例如Q195、Q235A等。 ② 成份 Wc偏低，低于0.38%； Ws、Wp偏高； 不保证成份，只保证性能； ③ 性能： 硬度低，塑性好，成本低； 一般热加工后直接使用。 ④ 用途 建筑用工字钢、角钢、冲压钢板等一般结构件。 碳素结构钢 的一些应用： ⑷ 优质碳素结构钢 ⑷ 优质碳素结构钢 ① 牌号构成 以万分之一的含碳量作为牌号。如10等、20钢等。 ② 成份 一般为低碳或中碳。 ③ 性能 比较软或综合机械性能较好，与成份有关。 优质碳素结构钢的一些应用 ⑸ 碳素工具钢 ⑸ 碳素工具钢 ① 牌号构成 以T+千分之一的含碳量作为牌号，如T8、T10、T13等。 ② 成份 过共析钢，含碳量一般在0.7%以上。 ③ 性能 高硬度，耐磨。 ④ 用途 冲头、冲模、锉刀、量具等，工作温度低于200℃的模具。 碳素工具钢的一些应用 ⑹ 碳素铸钢 ① 牌号构成 铸钢的汉语拼音字首“ZG”+屈服强度+抗拉强度，如ZG200－400等。 ② 成份 一般为中碳。 ③ 性能 综合机械性能较好。 ④ 用途 用于形状复杂、尺寸较大、机械性能要求较高的机座、支撑架等。 铸钢的一些应用 外 壳 2. 合金钢 为何要研究合金钢？ 碳钢综合机械性能不高，淬透性小，又不具备抗腐、耐热等特殊性能，故航空及机械重要产品多采用合金钢制造。 ⑴ 合金元素在钢中的作用 ① 形成合金铁素体 ② 形成合金碳化物 ③ 细化晶粒 ④ 提高钢的淬透性 ⑤ 提高钢的