1.1金属材料的分类与组织.ppt

第1章 汽车机械常用材料应用 汽车机械零件种类繁多，所用材料的种类也很多，了解汽车常用材料种类对于合理选择利用材料，降低汽车机械成本具有极其重要的意义。 本章简要介绍常用机械零件材料分类、材料的相关力学性能和工艺性能。 第1章 汽车机械常用材料应用 1.1 金属材料的分类与组织 1.2 汽车机械零件材料 1.3 金属的力学性能和工艺性能 第一节 金属材料的分类与组织 金属材料的分类 第一节 金属材料的分类与组织 1．钢铁材料 由铁或以铁为主形成的物质，称为钢铁材料，钢铁材料是铁和碳的合金。 钢铁材料按碳的质量分数WC进行分类： 工业纯铁WC 0.0218%、 钢（0.0218% WC 2.11%） 生铁（2.11%＜WC＜6.69%） （生铁是由铁矿石经高温冶炼而得，它是炼钢和铸造的原材料。） 2．非铁金属 除黑色金属以外的其它金属，都称为非铁金属，如铜、铝、镁、锌等。 二、钢铁基本组织 要掌握机械中各种刚和铸铁的组织、性能及加工方法等，必须先了解铁碳合金的化学成分与性能之间的关系。铁碳合金在固态下的基本组织有以下5种： 1．铁素体、2．奥氏体、3．渗碳体、 4．珠光体、5．莱氏体 第一节 金属材料的分类与组织 铁素体的溶碳能力很低,在727℃时最大为0.0218%，室温下仅为0.0008%。 铁素体的性能与纯铁相似。强度 和硬度（50～80HBW）都较低，而塑性 和韧性都高。 第一节 金属材料的分类与组织二、钢铁基本组织 ⑵ 奥氏体: 碳在? -Fe中的固溶体称奥氏体。用A表示。 溶碳能力比铁素体大，1148℃时最大为2.11%。 ⑶ 渗碳体：即Fe3C, 含碳6.69%, 用Fe3C表示。 Fe3C硬度高、强度低(?b?35MPa), 脆性大, 塑性几乎为零 第一节 金属材料的分类与组织 三、钢中常存杂质元素的影响 钢中的杂质一般是指Mn、Si、P、S。是由原料带入或脱氧残留的元素。 １．硫 硫（S）是由生铁和燃料带入的杂质，炼钢时难以除尽。在固态下硫不溶于铁，在钢中是有害元素。当钢在1000 ~ 1200℃压力加工时，由于低熔点共晶体熔化，显着减弱晶粒之间的联系，使钢材在压力加工时沿晶界开裂，这种现象为热脆。因此，钢中硫的质量分数必须严格控制。 ２．磷 磷（P）是由生铁和燃料带入的杂质，炼钢时难以除尽。磷能全部熔于铁素体，提高了铁素体的强度、硬度；但在室温下钢的塑性、韧性急剧下降，变脆，这种现象称为冷脆。所以，磷是一种有害杂质元素，因此要严格控制磷在钢中的含量。 P一般控制在0.045%以下 三、钢中常存杂质元素的影响 3. 锰 Mn: ?0.8%时为杂质. 是有益元素。作用为： ①脱氧能力较好，防止氧化铁的形成，能降低钢的脆性 ②强化铁素体； ③消除硫的有害作用。 4.硅 Si 在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂，硅能显著提高钢的弹性极限，屈服点和抗拉强度，故广泛用于作弹簧钢。在调质结构钢中加入1.0－1.2%的硅，强度可提高15－20%。硅和钼、钨、铬等结合，有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用，可制造耐热钢。含硅1－4%的低碳钢，具有极高的导磁率，用于电器工业做矽钢片。硅量增加，会降低钢的焊接性能。 第二节 汽车机械零件材料 汽车机械用材料分常用材料和新型复合材料，常用材料有普通碳素钢、优质碳素钢、合金钢、铸钢、生铁等。 一、非合金钢 二、合金钢 三、铸钢 四、铸铁 五、有色金属及其合金 常用钢产品的名称、用途、特性和工艺方法表示符号（GB/T 221—2000） 第二节 汽车机械零件材料 一、非合金钢 1．按质量分类 1）普通钢 普通钢是指对生产过程中控制质量无特殊规定的一般用途的非合金钢，应用时不规定热处理。 质量等级分A级钢和B级钢两种。 硫、磷含量均≤0.050%。 牌号用Q字打头，Q表示屈服极限，如Q235表示σs=235MPa GB\T700-2006 。 2）优质钢 优质钢是指在生产过程中需要特别控制硫、磷的含量。 硫、磷含量均应≤0.040%。 牌号用碳的质量分数的万分数表示 如10号钢、20号钢、35号钢、45号钢等。如20表示碳的质量分数0.2%。 常用牌号如表1-2或GB/T 699-1999 。 第二节 汽车机械零件材料 2．按含碳量分类 1）低碳钢 低碳钢是指碳的质量分数Wc0.25% 的铁碳合金。 2）中碳钢 中碳钢是指碳的质量分数 0.25% ≤Wc≤0.6%的铁碳合金。 3）高碳钢 高碳钢是指碳