材料科学导论总复习-2013.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 在此基础上,再加入极少量强碳化物元素如V、Ti、Nb等，不但提高了强度，还消除了钢的过热倾向。 例如，Q235、16Mn、15MnV等钢种的C含量相当，但在Q235中加入1%的Mn（实际只相对多加0.5~0.8%）时，就成为16Mn钢，屈服强度就提高了50%，达到 350MPa。 又如，在16Mn基础上再加一点V(0.04~0.12)%，屈服强度又可增加到400MPa；在合金化过程中，材料的其他性能也得到了改善，大大提高构件的安全可靠性，减少了原材料消耗和能源消耗，经济效益和社会效益相当显著。 2013年9月 优质结构钢分为优质碳素结构钢及优质合金结构钢，用于制造重要零件，如齿轮、轴、轴承、弹簧等。 机器零件要加工成各种各样的形状尺寸，工作时常受到各种各样的动静载荷的作用，需要考虑强度、塑性和韧性的协调性，选材时要综合考虑 。 以下是几种不同材料选用的不同钢号： 渗碳钢(外硬里韧)如各种齿轮等：25 (wC ≤0.25%） 调质钢(强韧匹配）如曲轴等：45 (wC≤0.5%） 弹簧钢: 65、85、65Mn 滚动轴承钢：GCr15 (wC≤1,wCr≤1.5%， （注意：这类结构钢的Cr是用千分数表示） 9.1.6 优质结构钢 2013年9月 制造各种加工和测量工具的钢称工具钢。 工具钢具有高硬度、高耐磨和较高温度下的强硬性。强度要求是第一位，如T8，T13A，T8Mn等。因此，工具钢的含碳量一般较高（wc=0.7~1.3%）。 为了进一步提高高温下的硬度、耐磨性、淬透性及防止其变形，还常常加入合金元素Cr、W、Mo、V等，甚至是高含量。 但是，为了保证工具钢的优异性能，尤其是较好塑性和韧性，钢中杂质含量P 、S必须严格限制。 优级A级工具钢要求: ws≤0.020%, wp ≤0.030% 9.1.7 工具钢 2013年9月 特殊性能钢（特种钢）是指具有特殊物理化学性能并可在特殊环境下工作的钢。例如，不锈钢、 耐热钢、耐磨钢和低温钢等。 1. 不锈钢 在腐蚀介质中，材料性能稳定且腐蚀速度极慢的钢，称为不锈钢，主要有五种类型，但常用的有如下四种： （1）奥氏体不锈钢(0Cr18Ni9/304), 0表示wc≤0.08% （2）铁素体不锈钢(00Cr17Ｍo), 00表示wc≤0.03% （3）马氏体不锈钢(2Cr13)， wc≤0.2%，wCr ≤13% （4）双相不锈钢(2205), wcr≤22%，wNi ≤5% 9.1.8 特殊性能钢 2013年9月 常用低碳不锈钢和超低碳不锈钢的特殊表示法： 例如，0Cr18Ni9 （GB）是最常用的耐腐蚀低碳不锈钢，我国称为18-8，美国牌号是 304（AISI、ASTM）。日本牌号是SUS304(JIS)；其元素含量是： wc≤0.08％， wcr ≤18.0～20.0％， wNi≤8.0～10.0％, wSi ≤1.0% ，wMn ≤2.0％， wP ≤ 0.045％， wS ≤0.03％。 00Cr19Ni10是超低碳不锈钢(304L)，其中wc ≤ 0.03％，其它含量基本相同, 但Ni、Cr上升1％。 还有一种常用的耐点蚀不锈钢叫316（AISI），我国牌号为0Cr17Ni12Mo2。若是316L，则是超低碳不锈钢，牌号为：00Cr17Ni14Mo2， wc ≤0.03％。 2013年9月 2. 耐热钢 高温下具有良好的抗蠕变性和抗高温氧化性的钢叫耐热钢。例如，18-8（1Cr18Ni9）、12Cr1MoV、X20CrMoV12.1、10CrMo910、P91/P92、T91/T92等。 3. 耐磨钢 表面经强化的结构钢、工具钢和滚动轴承钢等，均具有高的耐磨性，这类钢称为耐磨钢。可分为高锰钢和低合金耐磨钢。例如，20Mn、 0Cr18Ni9 (304)等。 另外，还有可焊接的耐磨铸钢（ZG）。例如，ZGMn13-1表示wMn=13％， wc ＞1.0％ 的耐磨钢。 2013年9月 1. 铸铁的特点 铸铁是指C：2.5～4.0%、Si：1.0～3.0%、Mn： 0.1～0.5%并有少量P、S等杂质成分的铁碳合金。 铸铁的显微组织中含有石墨相，其石墨化程度决定了铸铁的性能和类型。石墨主要有以下作用： （1