1-5常用工程材料.ppt

广水市职教中心 §1–5 常用工程材料 冯义明 主要内容 黑色金属材料 铸铁 碳素钢 合金钢 有色金属材料 铜及铜合金 铝及铝合金 非金属材料 塑料 橡胶 陶瓷 复合材料 一、黑色金属材料 铸铁 铸铁是含碳量大于2.06%的铁碳合金。 工业上常用的铸铁含碳量一般为2.5~4.0%。由于铸铁具有良好的铸造性、吸振性、切削加工性及一定的力学性能，并且价格低廉、生产设备简单。所以在机器零件材料中占有很大的比重，广泛地用来制作各种机架、底座、箱体、缸套等形状复杂的零件。 铸铁的分类 （1）白口铸铁 碳的形态：渗碳体（Fe3C） 性能： Fe3C具有硬而脆的特性，使得白口铸铁变得非常脆硬，切削加工困难。断口呈亮白色。 应用：工业上很少直接用它来制造机械零件，而主要作为炼钢的原料。 碳素钢的分类 常用的碳素钢 （1）普通碳素结构钢 应用：这类钢通常为热轧钢板、型钢、棒钢等，可供焊接、铆接、栓接一般工程构件，大多不需进行热处理而直接在供应状态下使用。 牌号：由代表屈服点的字母（Q）、屈服点数值（MPa）、质量等级符号（A、B、C、D）、脱氧方法符号（F表示沸腾钢）四个部分组成。如Q235-A·F表示屈服强度为235MPa，质量等级为A级的沸腾钢。 （2）优质碳素结构钢 应用：优质碳素结构钢中只含有少量的有害杂质硫和磷。既能保证钢中的化学成分，又能保证力学性能，因此质量较高，可用于制造较重要的机械零件。 牌号：用两位数字表示，这两位数字表示钢中的平均含碳量的万分数。如08F、10A、45、65Mn，表示钢中平均含碳量分别为0.08%、0.1%、0.45%、0.65%。含碳量后面加“A”表示高级优质钢，加“F”表示沸腾钢；含锰量较高时后面加锰元素符号“Mn”。 优质碳素结构钢的分类 优质碳素结构钢根据含碳量又可分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。 低碳钢强度低，塑性、韧性好，易于冲压加工，主要用于制造受力不大的机械零件，如螺钉、螺母、冲压件和焊接件等。 中碳钢强度较高，塑性和韧性也较好，应用广泛，多用于制造齿轮、丝杠、连杆和各种轴类零件等。 高碳钢热处理后具有高强度和良好的弹性，但切削加工性、锻造性和焊接性差，主要用于制造弹簧和易磨损零件。 （3）碳素工具钢 应用：碳素工具钢含碳量在0.7%以上，属于高碳钢，适宜制作各种工具、刃具、量具和模具。 牌号：用“T”和表示含碳量千分数的数字来表示。如T8表示含碳量为0.8%碳素工具钢。含碳量后面加注“A”，表示高级优质钢，如T10A。 （4）铸钢 一般情况下多用碳素铸钢，当有特殊用途和特殊要求时可采用合金铸钢。 牌号：用“ZG”加后面两组数字组成。如ZG200－400，ZG310－570，第一组数字代表屈服强度值（MPa），第二组数字代表抗拉强度值（MPa）。 应用：铸钢主要用于承受重载，强度和韧性要求较高，而形状复杂的铸件，如大型齿轮、水压机机座等。 为了提高钢的性能，有意识地在碳素钢中加入一定量的合金元素（如硅、锰、铬、镍、钼、钒、钛等），即构成合金钢。 由于合金元素的加入，细化了晶粒，提高了钢的综合力学性能和热硬性、淬透性。 合金钢按用途分，一般可分为：合金结构钢、合金工具钢和特殊性能钢三类。 （1）合金结构钢 牌号：两位数字+合金元素符号+数字。 前面的两位数字表示含碳量的万分数，合金元素符号后的数字表示该元素含量的百分数，若含量1.5%时，一般不标明含量；当含量在1.5%~2.5%、2.5%~3.5%、…时，则相应地用2、3、…表示。如60Si2Mn表示平均含碳量为0.6%、含硅量为2%、含锰量1.5%的硅锰钢。 合金结构钢根据性能和用途不同，又可分为低合金钢、合金渗碳钢、合金调质钢、合金弹簧钢和滚动轴承钢等。 滚动轴承钢是制造滚动轴承的专用钢，常用的牌号有GCr9、GCr15、GCr9SiMn，牌号中“G”为“滚”字汉语拼音首字母，铬元素符号后的数字表示平均含铬量的千分数。如GCr15表示含Cr为1.5%. （2）合金工具钢 牌号：合金工具钢的编号方法与合金结构钢相似，平均含碳量超过1%时，一般不标出含碳量数字，若含碳量小于1%时，可用一位数字表示，以千分数计。如9SiCr表示平均含碳量为0.9%,含硅、铬均1.5%的硅铬钢；Cr12MoV则表示平均含碳量≥1%，含铬量为12%，含钼、钒量1.5%的铬钼钒钢。 分类：合金工具钢常用来制造各种刃具、量具和模具等，因而对应地就有刃具钢、量具钢和模具钢。 刃具钢 用于制造各种刀具，通常分低合金刃具钢和高速钢。 低合金刃具钢主要是含铬的钢，常用的牌号有9SiCr，9Cr2等，主要用作形状较复杂的低速切削工具（如丝锥、板牙、铰刀等）。 高速