模块四黑色金属材料讲解.ppt

◆ 掌握碳素钢的分类及牌号。 ◆ 掌握碳素钢在汽车上的应用。; 碳素钢(见图4—1—1) 通常指碳的质量分数小于2.11%的铁碳合金,除铁、碳和少量的硅、锰、磷、硫等杂质外,不含其他合金元素的钢。实际使用的碳素钢,其碳质量分数一般不超过1.4%。碳素钢的性能主要取决于含碳量,含碳量增加,钢的强度、硬度升高,塑性、韧性和可焊性降低。 你知道汽车上哪些零件是用碳素钢制造的吗?; 一、碳素钢的分类 1.按碳的质量分数分类 (1)低碳钢：碳的质量分数为wC≤0.25%的钢，易于进行各种加工如锻造、焊接和切削，常用于制造链条、铆钉、螺栓(见图4—1—2)、轴等。 (2)中碳钢：碳的质量分数为0.25%wC0.60%的钢，热加工及切削性能良好，焊接性能较差。强度、硬度比低碳钢高，而塑性和韧性低于低碳钢。可不经热处理，直接使用热轧材、冷拉材，亦可经热处理后使用。 (3)高碳钢：碳的质量分数为wC0.60%的钢，可以制造锤、撬棍或切削工具，如钻头(见图4—1—3)、丝锥、铰刀(见图4—1—4)等。; 2.按材质(主要根据硫、磷质量分数) 分类 (1)普通钢:ws0.055%,wP0.045%; (2)优质钢:ws0.040%,wP0.040%; (3)高级优质钢:ws0.030%,wP0.035%; (4)特级优质钢:ws0.025%,wP0.030%。 3.按用途分类 (1)碳素结构钢：用于制造各种机器零件和工程结构件，多为低碳钢和中碳钢。 (2)碳素工具钢：用于制造各种刀具、量具和模具，多为高碳钢。 碳素工具钢的应用如图4—1—5所示。;图4—1—5 碳素工具钢的应用 a)錾子 b)锤子 c)锉刀 d)丝锥 e)板牙 f)钻头 g)锯条; 二、汽车常用碳钢 1.普通碳素结构钢 这类钢主要保证机械性能，故其牌号体现其机械性能。 牌号:用Q+数字表示，其中Q 为屈服点“屈”字的汉语拼音字首，数字表示屈服强度的数值。 例如，Q275表示屈服强度为275MPa。 若牌号后面标注字母A、B、C、D，则表示钢材质量等级不同，即硫、磷质量分数不同。其中A 级钢硫、磷质量分数最高，D 级钢硫、磷质量分数最低，即A、B、C、D表示钢材质量依次提高。 若在牌号后面标注字母F则为沸腾钢，标注b为半镇静钢，不标注F或b者为镇静钢，标注TZ为特殊镇静钢。 例如，Q235-A·F表示屈服强度为235MPa的A 级沸腾钢。Q235-C表示屈服强度为235MPa的C级镇静钢。; 2.优质碳素结构钢 优质碳素结构钢必须保证钢的化学成分和机械性能。优质碳素钢中所含的有害杂质元素(硫、磷元素等)和非金属夹杂物较少，机械性能和钢材的表面质量较好，其组织也较均匀。此类钢主要用于制造经过热处理且技术性能要求较高的零件。 根据化学成分不同，优质碳素结构钢又分为两类： (1)普通含锰量钢 (2)较高含锰量钢 根据碳质量分数、热处理和用途的不同,优质碳素结构钢还可分为以下三类： (1)渗碳钢：碳的质量分数为0.15%~0.25%。 (2)调质钢：碳的质量分数为0.25%~0.50%。 (3)弹簧钢：碳的质量分数为0.55%~0.9%。;图4—1—6 优质碳素结构钢在汽车上的应用 a)飞轮齿环 b)油底壳 c)气门弹簧座 d)车轮螺栓;优质碳素结构钢的应用举例见表4—1—2。; 3.碳素铸钢 铸钢能制造形状复杂的零件，而锻造件则无法做到，所以汽车上许多零件是用铸钢铸造而成的。铸钢的碳的质量分数一般为0.15%~0.6%，使用前应进行热处理以改善性能。铸钢的牌号由ZG和两组数字组成，其中ZG为铸钢的代号，代号后面的两组数字分别表示屈服强度σs (MPa)和抗拉强度σb (MPa)。例如，ZG270—500表示屈服强度为270MPa、抗拉强度为500MPa的铸钢。 铸钢在汽车上的应用如图4—1—7所示。;◆ 了解铁碳合金相图的含义与分析方法。 ◆ 了解铁碳合金的成分、组织与性能之间的关系。 ◆ 掌握热处理的分类方法和钢的普通热处理方法。 ◆ 掌握钢的表面热处理方法。; 一、铁碳合金相图 1.铁碳合金相图的概念 铁碳合金相图是在极其缓慢冷却(或极其缓慢加热)的条件下，不同成分铁碳合金的组织状态随温度变化的图解。 工业用铁碳合金的含碳量一般不大于5%，含碳量大于6.69% 的铁碳合金的脆性很大,没有实用价值。因此，一般所说的铁碳合金相图实际上是Fe- Fe3C 相图,图4—2—1所示是简化后的Fe- Fe