机械制造工程第四章节范例.ppt

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。 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.工程材料选用的原则及方法步骤。 重点、难点： 重点：材料的分类与牌号的识别。 难点：合金钢中合金元素的作用。 第一节 金属材料 金属材料分类： 1. 钢铁材料---铁和以铁为基的合金； 2. 非铁金属材料---钢铁材料以外的所有金属及其合金）。 一、钢铁材料的分类及应用 一、钢铁材料的分类及应用 一、钢铁材料的分类及应用 一、钢铁材料的分类及应用 一、钢铁材料的分类及应用 (一) 碳素钢 1.常存元素对碳钢性能的影响 (1) 硅和锰 (2) 硫 (3) 磷 （1）碳素钢的分类 （2）碳素钢的牌号和用途 ① 碳素结构钢 牌号组成：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：Q235--A?F表示屈服点为235Mpa、质量为A 级的沸腾钢。 常用碳素结构钢： Q195、Q215、Q235A、Q235B? Q235C、Q235D Q255、Q275 碳素结构钢 的一些应用： ② 优质碳素结构钢 牌号：用平均碳质量分数的万分数的数字表示。 例如：20、45 若钢中锰含量较高，则在这类钢号后附加符号“Mn”，如15Mn、45Mn等。? 优质碳素结构钢主要用来制造各种机器零件。 常用优质碳素结构钢： 08F? 10、20钢? 35、40、45、50钢? 60、65钢? 优质碳素结构钢的一些应用 ③ 碳素工具钢 牌号:用平均碳质量分数的千分数的数字表示，数字之前冠以“T”（“碳”的汉语拼音字头）。 常用碳素工具钢: T7、T8 T9、T10、T11 T12、T13 碳素工具钢使用前都要进行热处理（淬火+低温回火）。 碳素工具钢的一些应用 ④ 铸造碳钢 牌号:以“铸钢”二字的汉语拼音字首“ZG”与其后的两组数字构成。第一组数字表示厚度为100mm以下的铸件的室温屈服强度；第二组数字表示该铸件的抗拉强度。 例如:ZG200－400 常用铸造碳钢：ZG270-500 铸钢主要用于制造形状复杂，需要一定强度、塑性和韧性的零件，例如机车车辆、船舶、轴等。 铸钢的一些应用 外 壳 (二)合金钢 概念：是指为提高钢的机械性能与工艺性能，或 者为获得某些特殊物理、化学性能，特地向碳钢 中加入定量其他元素（称合金元素）的钢。 1、合金元素在钢中的作用 （1）提高机械性能 A.形成合金铁素体； B.形成合金碳化物； C.细化晶粒； （2）提高热处理工艺性 A.提高钢的淬透性； B.提高钢的回火稳定性 （3）获得特殊的物理、化学性能 （1）合金钢的分类 (2) 合金钢的牌号 牌号: 首部用数字标明碳质量分数。 规定结构钢以万分之一为单位的数字（2位数）； 工具钢和特殊性能钢以千分之一为单位的数字（1位数）来表示碳质量分数，而工具钢的碳质量分数超过1%时，碳质量分数不标出。 ?在表明碳质量分数数字之后，用元素的化学符号表明钢中主要合金元素，质量分数由其后面的数字标明，平均质量分数少于1.5%时不标数, 平均质量分数为1.5%～2.49%、2.5%～3.49%……时,相应地标以2、3……。 例如： 合金结构钢：40Cr 合金工具钢：5CrMnMo (3) 合金钢的用途 a. 低合金高强度结构钢 a. 低合金高强度结构钢 该种钢是在碳素结构钢基础上加入少量合金元素（主要有Mn、V、Ti、Nb、Cu等），由于少量合金元素的加入，使钢的强度有了显著地提高，所以称这类钢为低合金高强度钢。 牌号表示方法与碳素结构钢相似 。 主要用于制造桥梁、船舶、车辆、锅炉、高压容器、输油输气管道、大型钢结构等。 低合金高强度结构钢的一些应用 含碳量: 0.15%～0.25%，属于低碳钢。 合金渗碳钢是因为在热处理工序上要进行渗碳后淬火加低温回火而得名。 主要用于制造汽车、拖拉机中的变速齿轮，内燃机上的凸轮轴、活塞销等机器零件。 拨叉 含碳量：0.35%～0.50%，属于中碳钢 。 合金调质钢是因为在热处理上要进行调质处理而得名。