3机械基础金属材料及选用文档资料.ppt

* * 机械基础 常用金属材料 常用工程材料 纯金属因价贵，力学性能较低，不能满足现代工业的要求，因此工业上多应用合金。下面对工程中常用的金属材料进行叙述。 碳素钢 碳素钢是指≤2.11%，并含少量硅、锰、磷、硫等杂质元素的铁碳合金。碳素钢具有一定的力学性能和良好的工艺性能，且价格低廉，在工业中广泛应用。 碳素钢的分类及牌号 碳素钢的种类很多，常按以下方法分类。 按钢的含碳量分类 可分为：低碳钢（0.0218%Wc0.25%）、中碳钢（0.25%≤Wc≤0.60%）、高碳钢（0.60%Wc≤2.11%〉。 按钢的主要质量等级分类 普通质量碳素钢（Ws≤0.050%、Wp≤0.045%）。 优质碳素钢（Ws≤0.035%、Wp≤0.035%）。 特殊质量碳素钢（ws≤0.020%，Wp≤0.020%）。 按钢的用途分类 （1）碳素结构钢：主要用于制作机械零件和工程构件，一般属于低、中碳钢。 （2）碳素工具钢：主要用于制作刃具、量具和模具，一般属于高碳钢。 此外，钢按冶炼方法不同，可分为转炉钢和电炉钢；按冶炼时脱氧程度的不同，可分为沸腾钢、镇静钢、半镇静和特殊镇静钢等。 常用的碳素钢类别、牌号表示方法 分 类 编号方法 举 例 说 明 碳素结构钢 Q235A?F “Q”为“屈”字的汉语拼音字首，后面的数字为屈服点（MPa）。A、B、C、D表示质量等级，从左至右质量依次提高。F、b、Z、TZ依次表示沸腾钢、镇静钢、半镇静和特殊镇静钢。Q235A?F表示屈服点为235MPa，质量为A级的沸腾钢。 优质碳素结构钢 45 40Mn 两位数字表示钢的平均含碳量的万分数。如钢号45表示平均含碳量为0.45%的优质碳素结构钢。化学元素符号Mn表示钢的含锰量较高。 碳素工具钢 T8 T8A “T”为“碳”字的汉语拼音字首，后面的数字表示钢的平均含碳量的千分数。如T8A表示平均含碳量为0.8%的碳素工具钢。“A”表示高级优质。 铸钢 ZG200—400 “ZG”代表铸钢，其后面第一组数字为屈服点(MPa)；第二组数字为抗拉强度（Mpa）。如ZG200—400表示屈服点为200MPa，抗拉强度为400MPa的铸钢。 碳素钢的主要成分、性能和应用 1．碳素结构钢 碳素结构钢中硫、磷等杂质含量较多，质量较低，但价格便宜，并具有一定的力学性能，常用作性能要求不高、不需作热处理的机械零件和结构件，是碳素钢中用量最大的一类。 常用碳素结构钢的牌号、成分、性能和应用（摘自GB700-88） 牌号 质 量 等 级 化学成分/% 钢材厚 度/mm 力学性能 应用举例 C Mn Si S P σb//MPa σs/MPa δ/MPa Q195 — 0.06～0.12 0.25～0.50 0.30 0.050 0.045 ≤16 315～390 195 33 塑性好,有一定的强度,用于制造受力不大的零件,如螺钉、螺母、垫圈等，焊接件、冲压件及桥梁建设等金属结构件 Q215 A 0.09～0.15 0.25～0.55 0.30 0.050 0.045 ≤16 335～410 215 31 B 0.045 Q235 A 0.14～0.22 0.30～0.65 0.035 0.050 0.045 ≤16 375～460 235 26 B 0.12～0.20 1.30～0.70 0.045 C ≤0.18 0.35～0.80 0.040 0.040 D ≤0.17 0.035 Q225 A 0.18～0.28 0.40～0.70 0.30 0.050 0.045 ≤16 410～510 215 24 强度较高，用于制造承受中等载荷的零件，如小轴、销子、连杆、农机零件等 B 0.045 Q275 — 0.28～0.38 0.50～0.80 0.35 0.050 0.045 ≤16 490～610 275 20 2. 优质碳素结构钢 这类钢中硫、磷含量较低，质量较好，含碳量波动较小，性能较稳定，并可通过热处理进行强化，常用来制造比较重要的机械零件。 常用优质碳素结构钢的牌号、成分、性能和应用（摘自GB/T699-999） 牌号 化学成分/% 力学性能 应用举列 C Si Mn Cr Ni Cu σs/MPa σs/MPa δ5/% 不大于 不小于 08 0.05～0.11 0.17～0.37 0.35～0.65 0.10 0.30 0.25 325 195 33 冷塑性变形能力和焊接性好，常用来制作受力不大，韧性要求高的冲压件和焊接件，如螺钉，螺母