金属材料学第0章第1章[精选].ppt

金属材料学 Metallic Materials 学 时：48 Chapter 0 绪 论 一、金属材料的历史地位 二、金属材料的分类 三、金属结构材料的应用情况 四、金属材料发展的历史 五、金属材料的发展热点 六、关于本课程 一、金属材料的历史地位 1.材料在人类历史进程中的地位人所共知，材料发展与社会进步行着密切关系。它是衡量人类社会文明程度的标志之一。 金属材料是现代文明的基础。 石器时代→青铜器时代→铁器时代 2.目前，人类还处在金属器时期。虽然无机非金属材料、高分子材料的使用量与日俱增，但在可预见的时期内，仍不会改变这种状况。 二、金属材料的分类 钢铁的分类 纯铁： 含碳量小于0.0008% 同素异构转变： Δ-Fe γ-Fe α-Fe (b.c.c) (f.c.c) (b.c.c) 居里温度：770℃ 力学性能特点：强度、硬度低，塑性好：σb=180～230MPa,δ=30～50%,ψ=70～80%,αk=160～200J/cm2, HB=50～80。 碳钢的分类、牌号及应用 1.分类： 低碳钢 Wc=0.25% 按含碳量分 中碳钢 0.25% = Wc = 0.6% 高碳钢 Wc0.6% 普通碳素钢 Wp = 0.045%;Ws = 0.055% 按钢的质量分 优质碳素钢 Wp = 0.040%;Ws = 0.040% 高级优质碳素钢 Wp =0.035%;Ws= 0.030% 普通碳素结构钢 按质量和用途分 优质碳素结构钢 碳素工具钢 普通碳素结构钢：用Q+数字表示 主要保证力学性能 若牌号后面标注字母A、B、C、D，则表示钢材质量等级不同，含硫、磷依次降低，钢材质量则依次提高。 若牌号后面标注F则为沸腾钢，标注b为半镇定钢，不标则为镇静钢，TZ为特种镇静钢。 普通碳素结构钢应用: 一般可以在交货状态下直接使用。 Q195、Q215、Q235钢的含碳量低，焊接性能好，有一定强度，常轧制成薄板、钢筋、焊接钢管等，用于桥梁、建筑等结构和制造普通铆钉、螺钉、螺母等。 Q255和Q275钢的含碳量比前几种略高一点，强度较高，塑性、韧性较好，可进行焊接。通常轧制成型钢、钢条和钢板作结构件、制造简单机械的连杆、齿轮、联轴节和销子等 优质碳素结构钢: 采用两位数字表示钢中平均含碳量的万分之几 必须同时保证化学成分和力学性能。例如45钢表示平均含碳量为0.45%的钢，08钢表示钢中平均含碳量为0.08%。 优质碳素结构钢的应用: 主要用于制造机器零件，一般都要经过热处理以提高力学性能。更具碳含量不同，有不同的用途。 08、08F、10、10F钢，塑性、韧性高，具有优良的冷成型性能和焊接性能，常冷轧成薄板，用于制作仪表外壳、汽车和拖拉机上的冷冲件，如汽车车身、拖拉机驾驶室等。 15、20、25钢用于制作尺寸较小、符合较轻、表面要求耐磨、心部强度要求不高的渗碳零件，如活塞、样板等； 30、35、40、45、50钢经热处理后具有良好的综合力学性能，用于制作轴类零件； 40、45钢常用于制造汽车、拖拉机的曲轴、连杆、一般机床主轴、机床齿轮和其他受力不大的轴类零件；55、60、65钢热处理后具有高的弹性极限，常用于制作符合不大、尺寸较小的弹簧，如调压、调速弹簧、测力弹簧、冷卷弹簧等。 碳素工具钢: 牌号用T+数字表示, 如T8、T10分别表示钢中平均含碳量为0.80%和1.0%的碳素工具钢。 若为高级优质碳素工具钢，则在钢的最后加“A”字。如T12A 碳素工具钢 经热处理后具有高硬度，用于制造尺寸较小，要求耐磨性好的刃具、量具、磨具等。 铸钢: “ZG”，含碳量一般小于等于0.65%。ZG45表示含碳量为0.45%的铸钢。 当零件形状复杂，无法锻造成形，而铸铁又不能满足其力学性能要求时，可采用铸钢进行铸造成形。 三、金属结构材料的应用情况 1.从总产量来看，钢铁材料的产量占绝对优势，占世界金属总产量的95％，而且有许多良好的性能，能满足大多数条件下的应用，故用量最大，且价格低廉。 2.在世界金属矿储量中，铁矿资源虽然比较丰富和集中，但就世界地壳中金属矿产储量来讲，则非铁金属矿