13金属的腐蚀控制与防护.PPT

主 编：高文安 杨 庚 副主编：陈建军 马晋芳 贾 瑜 目 录 【知识目标】 了解黑色金属、有色金属及其分类；掌握普通碳素结构钢、优质碳素结构钢、碳素工具钢、铸钢、合金钢以及铸铁的牌号、性能和用途；熟悉铜、铝及其合金的分类及用途；了解钢的热处理方法和目的；了解金属的腐蚀与防护措施。 【能力目标】 会识别黑色金属、有色金属；能正确使用金属材料。 金属材料品种繁多，并在机械工业中得到广泛的应用。金属材料可以分为钢铁材料（黑色金属）和非铁金属材料（有色金属及其合金）两大类，如图1.1所示。钢铁材料是指铁和以铁为基础的合金，如钢和铸铁；非铁金属材料是指除钢铁材料以外的所有金属及其合金，如铜、铝及其合金等。在建筑机械中，常用的金属材料是钢和铸铁，有少量零件需要用铜合金、铝合金等。 碳素钢 碳素钢是指含碳量小于2.11%的铁碳合金。碳是钢中的主要元素之一，含碳量高低会影响钢的性能。一般情况下，钢中含碳量越高，钢的硬度、强度上升，而塑性、韧性下降。工业上应用的碳钢含碳量不超过1.4%。 1.碳素钢的分类 国家标准GB/T 13304—1991规定，按化学成分分类，钢可分为非合金钢、低合金钢和合金钢三大类。 （1）按钢的质量分类 硫和磷是两种有害的杂质元素。当含硫量增加时，易使钢在加热锻压时产生裂纹，称为热脆性，在焊接时也易导致焊缝热裂，所以含硫量应限制在007%以下。当含磷量增加时，会使钢材塑性和韧性降低，特别是在低温时脆性更为严重，称为冷脆性。钢材中的硫、磷含量必须严格控制。根据碳素钢中有害杂质硫、磷的含量来区分：普通碳素钢含硫、磷分别不大于0.050%和0.045%；优质碳素钢含硫、磷都不大于0.040%；高级优质碳素钢含硫、磷分别不大于0.030%和0.035%。 （2）按钢的用途分类 根据碳素钢的用途，可将其分为两类：碳素结构钢和碳素工具钢。 碳素结构钢用来轧制成型钢、板材，用于桥梁、建筑及金属结构或制作承受中等应力的零件，一般属于低碳钢或中碳钢。 碳素工具钢用来制造各种工具、量具、模具和刃具等，一般属于高碳钢。 （3）按钢中含碳量分类 碳素钢中，按含碳量多少可分为低碳钢（含C量小于0.25%）、中碳钢（含C量为0.25%~0.6%）、高碳钢（含C量大于0.6%）三种。碳钢中还含有少量杂质元素，如硅、锰、硫、磷等。 （4）按脱氧程度分类 脱氧完全的钢叫镇静钢，脱氧不完全的钢叫沸腾钢，介于两者之间的叫半镇静钢。 2.碳素钢的牌号及用途 （1）碳素结构钢 碳素结构钢的牌号是由屈服极限“屈”字的汉语拼音字首“Q”、屈服极限数值、质量等级符号、脱氧方法四部分按顺序组成。其中屈服极限数值以钢材厚度（或直径）不大于16mm钢的屈服极限表示；质量等级分A、B、C、D四级，A级质量最低，由A向D依次增高；脱氧方法有四种，分别表示为镇静钢“Z”、特殊镇静钢“TZ”、半镇静钢“B”、沸腾钢“F”，标注时“Z”可以省略。 （2）优质碳素结构钢 优质碳素结构钢的牌号是由平均含碳量为万分之几的两位数表示。例如：45钢表示含碳量为0.45%左右的优质碳素钢。若钢中含锰量较高（含Mn为0.7%~1.2%），则在两位数字之后加“Mn”，如40Mn等。若为沸腾钢，则在表示牌号的两位数字之后加“F”，如08F表示属于沸腾钢的8号优质碳素结构钢。 优质碳素结构钢含碳量为0.08%~0.90%，其中，低碳的优质碳素结构钢，塑性、韧性优良，适合制作薄板、钢带、冷冲压构件等；中碳的优质碳素结构钢，热处理后有良好的综合力学性能，适合制作齿轮、连杆等受力复杂的机器构件；中高碳的优质碳素结构钢，其强度、硬度较高，经过热处理后有较高的弹性，用于制造弹簧、弹性垫圈等。牌号后加有“A”字的，表示高级优质钢。 （3）碳素工具钢 碳素工具钢的牌号是由“碳”字汉语拼音字首“T”和含碳量的千分数两部分表示，例如T10钢表示含碳量1.0%的碳素工具钢。高级优质碳素工具钢的牌号应在末尾处写“A”。 碳素工具钢的强度、硬度高，耐磨性好，塑性、韧性较差，适于制作各种低速切削刀具。 （4）铸造碳钢 铸造碳钢简称铸钢，其牌号是由“铸钢”两字的汉语拼音字首“ZG”、屈服极限值、抗拉极限值三部分按顺序组成。例如，ZG230-450表示屈服强度σs=230MPa、抗拉强度σb=450MPa的铸造碳钢。 铸钢的铸造性能并不十分理想，其铸造流动性不如铸铁，易产生缩孔，且化学成分欠均匀，须用热处理消除这些缺陷。铸钢用于制造一些形状复杂、难以进行锻造加工而又要求强度、塑性较高的零件，其牌号、成分、性能及用途 。 合金钢 合金钢是指有意识地添加一种或多种合金元素的钢。钢中常加入的合金元素有锰、硅、铬、镍、钼、钨、钒、钛、硼、稀土等。 由于加入了合金元素，使合金钢不仅具有较高的强度、硬