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第二章制药工程材料 第一节 工程材料基础知识 材料常用性能 钢的热处理 一、 材料的力学性能 定义 : 材料在外力作用下所表现出来的性能称为力学性能。 指标 : 强度、硬度、塑性、冲击韧性、疲劳等。 1 强度 强度反映材料抵抗外力作用不失效、不被破坏的能力 1）屈服强度 σs 反映材料抵抗永久变形的能力 2）抗拉强度 σb 抗拉强度反映材料抵抗断裂破坏的能力 2 硬度 表示金属材料在一个小的体积范围内抵抗弹性变形、反映塑性变形或断裂的能力。 常用测量硬度的方法 ：布氏硬度HB、洛氏硬度HR 、维氏硬度HV 。 布氏硬度 HB 洛氏硬度 HR 维氏硬度 HV 3 塑性 是指材料在载荷作用下产生塑性变形而不被破坏的能力。 断面收缩率： ψ 伸长率： δ 伸长率δ和断面收缩率ψ的值越大，则材料的塑性越好。 4 冲击韧性 材料在冲击载荷作用下抵抗破坏的能力 5 疲劳  表示材料经无数次交变载荷作用而不致引起断裂的最大应力值。σr σ-1 二、钢的热处理 1.热处理的定义 2.热处理的主要目的:改变钢的性能3.热处理的分类 热处理分为普通热处理和表面热处理两大类。 普通热处理包括退火、正火、淬火、回火等 表面热处理包括表面淬火、化学热处理等 1）退火和正火 退火是把钢放在炉中，加热到适当温度，保温一定时间，然后随炉温缓慢冷却的热处理工艺。 正火是将钢加热到适当温度，保温一定时间，然后出炉置于空气中冷却的热处理工艺。 2）淬火和回火 淬火是将钢加热到适当温度，保温一定时间后，置于淬火剂（油、水、盐水）中，快速冷却的热处理工艺。 回火是淬火后进行的较低温度的加热、冷却的热处理工艺。回火按照温度范围的不同分为三类：低温回火、中温回火和高温回火 3）表面热处理 表面热处理方法有表面淬火和化学热处理 钢的表面淬火是将工件的表面通过快速加热到淬火温度，在热量还来不及传导至中心部位之前，迅速冷却来改变钢的表层组织，而中心部没有发生相变仍保持原有的组织状态。 化学热处理是将零件放在某种化学介质中，通过加热、保温、冷却等方法，使介质中的某些元素渗入零件表面，改变表面层的化学成分和组织结构，从而使零件表面具有某些化学性能。 第二节 金属材料 钢的分类 按化学成分分 2）按质量分 钢的质量是以磷、硫的含量来划分的。 分为：普通质量钢、优质钢、高级优质钢和特级优质钢。 3）按用途分 一、碳钢 1.碳素结构钢 Q+最低屈服强度值+质量等级符号+脱氧方法符号 Q表示“屈服强度”；屈服强度值单位是MPa； 质量等级符号为A、B、C、D、E。由A到E，其P、 S含量依次下降，质量提高。 脱氧方法符号：沸腾钢—F；镇静钢—Z；半镇静 钢—b；特殊镇静钢—TZ。 如碳素结构钢牌号表示为 Q235AF、Q235BZ。 2. 优质碳素结构钢 优质碳素结构钢：牌号为两位数字 这两位数字表示钢平均含碳量的万分之几 如45—其平均含碳量为万分之四十五（即0.45%C） 碳钢的品种有铸钢、锻钢、钢板、型钢和钢管等 二、铸铁 铸铁含碳量(质量分数)一般在2.11％以上，并含有S、P、Si、Mn等杂质。 铸铁可分为灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、高硅铸铁等 1. 灰铸铁 灰铸铁中的碳大部分或全部以自由状态的片状石墨形式存在，断口呈暗灰色。 灰口铸铁的牌号、性能和用途 2、球墨铸铁 经过球化处理的铸铁液，浇注后石墨结晶球状，获得球墨铸铁，从而提高了铸铁的力学性能。 [牌号表示]：是由“QT”（“球铁”两字汉语拼音字首）后附最低抗拉强度 σb值（MPa）和最低断后伸长率的百分数表示。 球墨铸铁的牌号、力学性能及用途 三、合金钢 合金钢是指在碳钢基础上有目的地加入某些元素所形成的钢种。钢中加入这些元素的目的是为了改善钢的性能，满足使用要求 。 在合金钢中常用的合金元素有铬(Cr)、锰(Mn)、镍(Ni)、钛(Ti)、硅(Si)、硼(B)、钨(W)、钒(V)等。 合金钢的牌号 合金钢的牌号通常是由含碳量数字、合金元素符号、合金元素含量数字顺序组成。含碳量数字为两位数时表示平均含碳量的万分数，为一位数时表示平均含碳量的千分数；合金元素含量数字位于合金元素符号之后，通常表示合金元素平均含量的百分数，当合金元素平均含量1．5％时不标数字。 合金钢的分类 合金钢按其含合金元素量的多少可分为低合金钢(含合金元素总量小于5％)、中合金钢(含合金元素总量（5％～10％）和高合金钢(含合金元素总量大于10％)。 按用途分为合金结构钢、合金工具钢和特殊性能钢。特殊性能钢分为不锈钢和耐热钢等。 1.低合金高强度结构钢 1）性能要求: 高强度及足