机械制造基础 教学课件 ppt 作者 邹积德 主编 胡传松 余新旸 副主编第三章 常用金属材料及选用.ppt

机械制造基础 学习任务 了解常用金属材料的分类、牌号、性能特点及用途，选材。 学习目的 掌握常用钢、铸铁、有色金属的分类、编号、性能及用途。 3.1????钢 2. Si：是有益元素(WSi＜0.5%） 。 硅是炼钢时加入脱氧而残留在钢中的有益元素。 ① 脱氧：减少FeO，能力比Mn强。 ② 强化F：在室温下能溶入铁素体，提高钢的强度和硬度。 3. S：有害元素 不是人为添加的，由矿石和燃料带入钢中的。 FeS的塑性差，脆性大造成钢在加热时出现“热脆”现象（铸造、锻造时性能差，出现开裂）。 在钢中必须严格控制硫的含量，一般Ws ≤0.05%。 4. P：是有害元素。 不是人为添加的，由矿石和燃料带入钢中的。 能全部溶入铁素体中，产生固溶强化，使钢在常温下强度、硬度提高，塑性、韧性急剧下降，这种脆化现象低温时特别严重，称“冷脆”。 在钢中必须严格控制磷的含量，一般Wp ≤0.045% 生产中必须严格控制S、P的含量，其含量越低钢的质量越好，所以S、P的含量是评价钢材质量的主要标志之一。 一.钢的分类 1.按化学成分分 3.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. 根据现行标准，各质量等级钢的磷、硫含量如下： 4.按用途分 3.2 碳素结构钢和合金结构钢3.2.1 碳素结构钢 优质碳素结构钢根据含碳量不同又可分为低碳钢(wC＜0.25％)、中碳钢(wC＝0.25％～0.6％)、高碳钢(wC＞0.6％)。 ①低碳钢(wC＜0.25％) 低碳钢如08、08F、10、10F，塑性、韧性好，具有优良的冷成形性能和焊接性能，主要用于冷加工和焊接结构如压力容器 ；15、20、25钢属于渗碳钢，经表面渗碳，淬火+低温回火的热处理，用于制造尺寸较小、负荷较轻、表面要求耐磨、心部强度要求不高的渗碳零件，如活塞杆 、凸轮 。 ②中碳钢(wC＝0.25％～0.6％) 如30、35、40、45、50钢经调质处理，后具有良好的综合机械性能，即具有较高的强度和较高的塑性、韧性，主要用于强度要求较高的机械零件，如制作轴类、齿轮零件。 （3）碳素工具钢 碳素工具钢的牌号用 “T”、阿拉伯数字和化学符号来表示。 阿拉伯数字表示平均含碳量（以千分之几计）。 T8：表示平均wC=0.8％的优质碳素工具钢； T10A：表示平均wc=1.0％的高级优质碳素工具钢。 T8Mn：较高含锰量（0.40～0.60%）的碳素工具钢牌号后加锰元素符号 碳素工具钢是一种高碳钢 使用前要进行热处理 淬火+低温回火 这类钢材主要用于制造各种工具，如车刀、锉刀、刨刀、锯条等，还用来制造形状简单、精度较低的量具和刃具等。 当工作温度大于250℃时，碳素工具钢钢材制造的刀具的硬度和耐磨性（即钢的红硬性）急剧下降，性能变差。 （4）碳素铸钢 用钢液直接浇注成零件毛坯的钢称为碳素铸钢，一般用于制造形状复杂或大型的，难以锻造而又要求具有较高的强度，并承受冲击载荷的零件，如水压机横梁、重载大齿轮等。重型机械制造中应用非常广泛。 铸钢的牌号用字母“ZG”和两组数字表示，第一组数字代表屈服点的值，第二组数字代表抗拉强度的值。 ZG310-570 3.2.2 合金结构钢（1）低合金高强度结构钢 ①定义：是在碳素结构钢的基础上加入少量合金元素（一般含量wMe＜3％），用以提高钢的性能。 ②牌号：Q+屈服点数值+质量等级符号(A、B、C、D、E) 例如Q345 :屈服强度为345 MPa的低合金高强度结构钢. （2）合金结构钢 合金结构钢是在碳素结构钢的基础上，加入一种或几种合金元素（主加元素一般为锰、硅、铬、硼等，辅加元素主要有钨、钼、钒、钛、铌等），用以提高钢的强度、韧性和淬透性。 1.牌号 ：由三部分组成，即“数字+元素符号+数字”。 前面两位数表示平均碳质量分数的万倍； 元素符号表示所加元素的化学符号； 后面的数字表示合金元素质量分数的百倍 （当其平均质量分数1.5％时，不标明数字，当其平均质量分数≥1.5％、≥2.5％、≥3.5％…时，则在元素符号后相应标出2、3、4…）。 例如：12CrNi3 含碳量0.12%； Cr含量小于1.5%；Ni含量≤3.5%。 20CrMnTi：平均碳含量为0.20%， Cr、Mn、Ti含量分别小于 1.5%的合金结构钢 2.分类：按其用途及工艺特点可分为 合金渗碳钢、合金调质钢和合金弹簧钢等 。 ① 合金渗碳钢: 2、成分特点 ⑴ 低碳：0.1~0.25%C⑵ 合金元素作用： ① 提高淬透性： Cr、Mn、Ni、B ② 强化铁素体：Cr、Mn、Ni ③ 细化晶粒： W、Mo、Ti、V