环境工程设备 教学课件 ppt 作者 金兆丰 主编 范瑾初 主审第2次0 绪论 1 1 材料的基本性能 1 2碳钢与铸铁课件.ppt

0《环保设备设计基础》绪论 0.5 标准化知识简介 0.6 环保设备的选用与设计原则 (2) 压力加工性能 压力加工是使材料产生塑性变形的加工方法，包括轧制、挤压、拉拔、锻压和冲压加工。变形量小可用冷加工，变形量大可用热加工，在冷或热状态的压力作用下，材料产生塑性变形的能力称压力加工性能。 压力加工性能主要取决于金属材料的塑性和变形抗力。塑性越好，变形抗力越小，金属的压力加工性能越好。 铜合金和铝合金在室温状态下就有良好的压力加工性能。碳钢在加热状态下压力加工性能较好。其中低碳钢最好，中碳钢次之，高碳钢较差。低合金钢的压力加工能力接近于中碳钢，高合金钢较差。铸铁属于脆性材料，不能承受压力加工。 (3) 焊接性能 金属材料的焊接性能包括对焊接加工的适应性和焊接后焊接结构的使用性能。 在机械工业中，焊接的主要对象是钢材。碳质量分数是焊接性能好坏的主要因素。低碳钢和碳质量分数低于0.18％的合金钢有较好的焊接性能，碳质量分数大于0.45％的碳钢和碳质量分数大于0.35％的合金钢的焊接性能较差。碳质量分数和合金元素质量分数越高，焊接性能越差。铜合金和铝合金的焊接性能都较差，灰口铸铁的焊接性很差。 焊接性能较难用特定的性能指标来衡量，目前常用碳当量和冷裂纹敏感系数两个指标来评估钢的焊接性；对于新材料或重要结构，还需要进行专门的焊接性能试验。 (4) 切削加工性能 影响切削加工性能的因素很多，主要有材料的化学成分、组织、硬度、韧性、导热性和形变硬化等。改变钢的化学成分(如加人少量铅、磷等元素)和进行适当的热处理(如低碳钢进行退火，高碳钢进行球化退火)可提高钢的切削加工性能。 (5)热处理性能 金属材料适应各种热处理加工工艺的性能称为热处理性能。 1.2 碳钢与铸铁 1.2.1 铁碳合金的组织结构 1.2.2 铁碳合金状态图 1.2.3 钢的热处理 1.2.4 碳 钢 1.2.5 铸铁 1.2 碳钢与铸铁 碳钢和铸铁是由95％以上的铁和0.05％～4％的碳及1％左右的杂质元素组成的合金，称为“铁碳合金”。 一般含碳量在0.02％～2％者称为钢；大于2％者称为铸铁；含碳量小于0.02％者称纯铁(工业纯铁)。 含碳量大于4％的铸铁极脆，它与工业纯铁的工程应用价值都很低。 1.2.1 铁碳合金的组织结构 (1)金属的组织与结构 纯铁在不同温度下具有两种不同的晶体结构，即面心立方晶格与体心立方晶格，体心立方晶格中，铁原子占据晶胞体积的68％，其余32％体积为空隙；面心立方晶格中，铁原子占据晶胞体积的74％，其余26％体积为空隙。即面心立方晶格的致密度大于体心立方晶格。由于这种晶体内部的微观组织和结构形式的不同，影响着金属材料的性质。纯铁在体心立方晶格结构时的塑性比面心立方晶格结构的塑性好，而后者的强度高于前者。 (2)纯铁的同素异构转变 体心立方晶格的纯铁称为α-Fe，面心立方晶格的纯铁称为γ-Fe。α-Fe经加热可转变为γ-Fe，反之高温下γ-Fe冷却可转变为α-Fe。这种在固态下晶体构造随温度改变而发生的变化的现象称为同素异构转变。纯铁的同素异构转变是在910℃恒温下完成的。 这一转变是铁原子在固态下重新排列的过程，实质上也是一种结晶过程，是钢进行热处理的依据。 * * 0.5 标准化知识简介 0.5.1 标准化简史 1789年美国在武器工业中采用互换性原理批量制备零部件，制定了相应的公差与配合标准；1946年国际标准化组织(ISO)正式成立。 我国1958年颁布第一号国家标准GB 1《标准幅面与格式、首页、续页与封面的要求》， 1988年将国家标准局、国家计量局和国家经委的质量部门合并成立国家监督局。1998年改名为国家质量技术监督局，直属国务院领导，统一管理全国标准化、计量、质量工作。 至1999年底，我国已有国家标准19278项，其中强制性国家标准2653项(占国家标准的13.8％)，推荐性标准16625项，依法备案的行业标准30000项(其中强制性标准约占10％)；近9000项地方标准和依法备案的企业标准约35万项。 0.5.2 标准的分类 我国标准根据适用范围分为: ① 国家标准 由国务院标准化行政主管部门制定的需要全国范围内统一的技术要求，称为国家标准。 ② 行业标准 没有国家标准而又需在全国某个行业范围内统一的技术标准，由国务院有关行政主管部门制定并报国务院标准化行政主管部门备案的