工程材料以及其成形技術基礎章

1、關于工程材料及其成形技術基礎章第一張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月復合材料非金屬材料金屬材料機械工程材料工程材料： 用于機械、電子、建筑、 化工和航空航天 等領域的材料統(tǒng)稱為工程材料。機械工程材料： 用來制造各種機電產(chǎn)品的材料統(tǒng)稱為機械工程材料。概 述第二張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月概 述材料的發(fā)展過程 石斧青銅鼎神舟飛船 滄州鐵獅子石器時代銅器時代鐵器時代復合材料第三張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月概 述工程材料的發(fā)展過程40-50年代:材料的發(fā)展主要圍繞著機械制造業(yè)，因此，主要發(fā)展以一般力學性能為主的金屬材料50-60年代:壓力容器向高強度方向

2、發(fā)展更快，發(fā)展了高強度低合金鋼60年代以后:由于航空、空間機械和動力機的發(fā)展對材料提出了更苛刻的要求。如高溫、高壓、高的比強度和比模量。 20世紀后期：新材料特別是非金屬人工合成材料如陶瓷材料、高分子材料及復合材料快速發(fā)展。高功能化、超高性能化復合輕量化、智能化第四張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月第一章 零件對材料的性能要求化學成分分類金屬材料有機高分子材料復合材料 陶瓷材料黑色金屬 有色金屬輕有色金屬 重有色金屬稀有金屬 鑄鐵碳鋼合金鋼 塑料合成橡膠 合成纖維 有機膠粘劑及涂料硅酸鹽材料 新型陶瓷 非金屬基復合材料 金屬基復合材料 機械工程材料 第五張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)

3、作于2022年6月功能分類功能材料：用于制造實現(xiàn)其他功能的零件的材料 結構材料：用于制造實現(xiàn)運動和傳遞動力的零件 機械工程材料金屬材料：具有良好的導電性、導熱性、在具有較高的強度 的同時，具有良好的塑性成形性、鑄造性、切削 加工和電加工性等加工性能；通過熱處理及表面 改性可以大幅度(成倍）改變其性能； 1.2 工程材料的特征第六張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月有機高分子材料：密度小、強度低（比強度高，高于鋼鐵） 較高的彈性，良好的電絕緣性能，優(yōu)良的 減摩、耐磨和自潤滑性能，優(yōu)良的耐腐蝕 性能（超過不銹鋼），優(yōu)良的透光性和隔 熱、隔音性，加工性好，成本低，但是易老化。注：老化作用：

4、高分子材料在加工、貯存和使用過程中，由于受各種環(huán)境因素的作用而導致性能逐漸變壞，以致喪失使用價值的現(xiàn)象?！据喬グl(fā)生的龜裂、玻璃纖維（起毛）】第七張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月陶瓷材料：是無機非金屬材料，是有一種或多種金屬或非金屬元素 形成的具有強離子鍵或共價鍵的化合物。 優(yōu)點：熔點高、硬度高、化學穩(wěn)定性高，彈性模量大，具有 耐高溫、耐腐蝕、耐磨損、絕緣、熱膨脹系數(shù)小； 缺點：但是抗壓不抗拉，脆性大，不易加工成形；復合材料：能充分發(fā)揮其組成材料的各自長處，同時在一定程度上 克服它們的弱點；第八張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月1.3 金屬材料的主要性能 機械零件在使用

5、過程中，要受到力學負荷諸如拉伸、壓縮、彎曲、扭轉、剪切以及熱負荷諸如高溫蠕變、熱應力產(chǎn)生的熱疲勞和環(huán)境介質的作用諸如腐蝕、摩擦損失，并且還要傳遞力和能。 因此，作為構成機械零件的金屬材料，應具備良好的力學性能、物理性能、和化學性能以防止零件早期失效，同時還要有良好的工藝性能 。第九張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月1.3.1 金屬的力學性能 金屬的力學性能：材料在外力作用下表現(xiàn)出來的特性，如彈性、塑性、強度、硬度和韌性等。 表征和判定金屬力學性能所用的指標和依據(jù)稱為金屬力學性能的判據(jù)。高溫蠕變疲勞強度低應力脆斷彈性強度韌性硬度剛度塑性金屬力學性能第十張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于

6、2022年6月1 彈性： 即物體在外力作用下改變其形狀和尺寸，當外力卸除后物體又回復到原始形狀和尺寸的特性。彈性的判據(jù)可通過拉伸試驗來測定。圖11 拉伸曲線及拉伸試樣 拉伸試驗:即靜拉伸力對試樣軸向拉伸,測量力和相應的伸長,一般拉至斷裂以測定其力學性能的試驗。 第十一張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月圖12 低碳鋼拉伸曲線 彈性極限：即金屬材料不產(chǎn)生塑性變形時所能承受的最大應力。拉伸曲線p點對應的應力p為彈性極限： p= Fp/So 式中 p 彈性極限（MPa）； Fp 試樣產(chǎn)生完全彈性變形時的最大外力（N）； So 試樣原始橫截面積（mm2）。第十二張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作

7、于2022年6月 2 剛度：即材料抵抗彈性變形的能力。 剛度的大小以彈性模量來衡量，彈性模量在拉伸曲線上表現(xiàn)為oe段的斜率，即： E=/ 式中 E彈性模量（MPa）； 應力（MPa）； 應變。第十三張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月3 強度：即金屬抵抗永久變形和斷裂的能力。 （1）屈服點 屈服點：即試樣在拉伸過程中力不斷增加（保持恒定）仍能繼續(xù)伸長（變形）時的應力。在拉伸曲線上s點對應的應力為屈服點。 s=Fs/S0 式中 s屈服點（ MPa ）； Fs試樣開始產(chǎn)生屈服現(xiàn)象時的（N）； S0試樣原始橫截面積（ mm2）。第十四張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月(2) 抗

8、拉強度：即試樣拉斷前承受的最大標稱拉應力。 如圖1-2所示，拉伸曲線上b點對應的應力為抗拉強度。 b=Fb/S0 式中 b抗拉強度（MPa）； Fb試樣斷裂前所能承受的最大拉（N）； S0試樣原始橫截面積（mm2 ）。第十五張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月4 塑性 即斷裂前材料發(fā)生不可逆永久變形的能力。 常用的塑性判據(jù)是伸長率和斷面收縮率。第十六張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月（1）伸長率 即試樣拉斷后標距的伸長與原始標距的百分比。 =(L1 - L0)/ L0 100% 式中 伸長率（%）； L1試樣拉斷后標距（mm)； L0 試樣原始標距（mm)。第十七張，PP

9、T共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月 （2） 斷面收縮率：即試樣拉斷后，縮頸處橫截面積的最大縮減量與原始的橫截面積的百分比。 =（S0-S1）/S0100%式中 斷面收縮率（%）； S1試樣的原始截面積（ mm2） S0試樣拉斷后縮頸處的最小橫截面積（mm2 )。第十八張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月5 硬度 即材料抵抗局部變形的能力。 硬度是材料抵抗塑性變形、壓痕的能力，是衡量金屬軟硬的判據(jù)，也是表征力學性能的一項綜合指標。第十九張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月（1）布氏硬度試驗 動畫演示第二十張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月（2）洛氏硬度試驗（動

10、畫演示) 即在初始試驗力及總試驗力先后作用下，將壓頭壓入試樣表面，經(jīng)規(guī)定保持時間后卸除試驗力，用測量的殘余壓痕深度增量計算硬度的一種壓痕硬度試驗。第二十一張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月6 韌性 即金屬在斷裂前吸收變形能量的能力。常采用夏比沖擊試驗來測定材料的韌性。 (h1-h2)/A 式中 沖擊韌度（J/cm2） 試樣的沖擊吸收功（J) 缺口底部橫截面積(mm2 ) 擺錘重量(Kg) h1擺錘舉起高度(m) h2擊斷試樣后升起高度(m)圖3 夏比沖擊試驗第二十二張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月 金屬材料的物理、化學性能包括密度、熔點、導電性、導熱性、磁性、熱膨脹性

11、、耐熱性和耐蝕性、光學性能等。 機械零件的用途不同，對材料的物理、化學性能要求也不同 。光學性能耐腐蝕導熱性磁性耐熱性熱膨脹性導電性熔點密度金屬的理化性能1.3.2 金屬材料的物理、化學性能第二十三張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月金屬的工藝性能：即金屬材料對加工工藝的適應性。 按加工方法不同，可分為鑄造性能、塑性成形性、焊接性、切削加工性、熱處理工藝性等。 金屬的各種工藝性能將在以后的有關章節(jié)中作詳細介紹。鑄造性塑性成形性焊接性金屬的工藝性能1.3.3 金屬材料的工藝性能第二十四張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月1.常用的力學性能判據(jù)各用什么符號表示？它們的物 理含義

12、各是什么？2.測定下列材料或零件的硬度宜采用何種硬度指標？ 熱軋鋼坯 青銅鑄件 淬硬鋼齒輪 薄鋁板 灰鑄鐵思 考 題3第二十五張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月金屬材料高分子材料復合材料陶瓷材料固體材料第二章 材料的內部結構、組織與性能本章主要講解 金屬材料的內部結構、組織與性能2.1 固體材料的分類第二十六張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月2.2 金屬的晶體結構與結晶 按原子排列的特征，可將固體金屬物質分為 晶體 和非晶體兩大類。晶體： 物質內部的原子是按一定的次序有規(guī)律排列的。如金剛石、石墨等，固態(tài)金屬一般屬于晶體。非晶體：非晶體內部的原子則是無規(guī)則排列的，如玻璃、

13、松香和瀝青等。第二十七張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月晶體的特點：具有固定熔點，各向異性（單晶）特 征；非晶體的特點：無固定熔點，其是在一個溫度范圍內熔化，各方向上原子聚集密度大致相同，所以表現(xiàn)各向同性；晶體與非晶體在一定條件下互相轉化。第二十八張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月2.2.1 金屬的晶體結構晶格：為了便于理解和描述晶體中原子排列的規(guī)律，可以近似地將晶體中每一個原子看成是一個點，并將各點用假想的線連接起來，就得到一個空間骨架，簡稱晶格，如圖1-4(b)所示。晶胞：即晶格中最小的幾何單元。圖4 晶體結構示意圖晶體結構晶格晶胞第二十九張，PPT共一百八十八頁，

14、創(chuàng)作于2022年6月常見的金屬晶體結構有體心立方晶格、面心立方晶格和密排六方晶格等三種類型。.體心立方晶格 體心立方的晶格是一個立方體，其中心和八個角上各有一個原子，如圖15所示。 屬于這類晶格的金屬有-Fe、Cr、W、V等。它們都具有較好的塑性和較大的強度。圖5 體心立方球體模型及其晶格第三十張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月2.面心立方晶格 面心立方晶格的晶胞也是一個立方體，其六個面中心和八個角上各有一個原子，如圖15所示。屬于這類晶格的金屬有 -Fe 、Cu、Al、Ni等。它們都具有較好的塑性。 圖16 面心立方球體模型及其晶胞第三十一張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022

15、年6月.密排六方晶格 密排六方晶格的晶胞是一個六方柱體，其上下底面的中心和十二個角上各有一個原子，且在六方柱體的中間還有三個原子，如圖17所示。屬于這類晶格的金屬有g 、n 、d 、e等。 這類金屬塑性較差。圖17 密排六方球體模型及其晶胞第三十二張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月 實際金屬結構并不像晶體那樣規(guī)律和完整，存在晶體缺陷?？瘴?、間隙原子和置換原子（點缺陷）: 導致金屬的強度、電阻等增加，塑性下降， 是固溶強化的主要原因。錯位（線缺陷）：高密度的線缺陷是導致加工硬化 的主要原因之一； 無數(shù)的位錯滑動導致晶體產(chǎn)生 宏觀塑性變形。晶界（面缺陷）：晶界處的能量較高，穩(wěn)定性差，熔

16、點低，易受腐蝕；在常溫下晶界對位錯的移動有阻礙作用。晶粒越細（晶粒細化），晶界對塑性變形的抗力越大，同時晶粒的變形越均勻，致使強度、硬度越高，塑性、韌性越好；在高溫下的穩(wěn)定性差，晶粒越細，高溫性能就越差。實際金屬結構第三十三張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月2.2.2 金屬的結晶過程、金屬的結晶 即液態(tài)金屬凝固時原子占據(jù)晶格的規(guī)定位置形成晶體的過程。 純金屬的結晶過程可通過熱分析實驗法得到的溫度與時間的關系曲線，即冷卻曲線來表示，如圖1-8所示。第三十四張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月圖1-8 純金屬的冷卻曲線T0 理論結晶溫度Tn實際結晶溫度T過冷度T溫度T0Tn時

17、間第三十五張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月2、過冷：即熔融金屬冷卻到平衡的凝固點以下而沒有發(fā)生凝固,而是必須冷卻至理論結晶溫度以下的某個溫度開始結晶的現(xiàn)象。 過冷度: 理論結晶溫度與實際結晶溫度的差值稱為過冷度。 即： T=T0-Tn式中 T過冷度（）； T0 金屬的理論結晶溫度（）； Tn 金屬的實際結晶溫度（）。 每一種純金屬的理論結晶溫度是恒定的。金屬的過冷度不是恒定值，它與冷卻速度有關。冷卻速度越快，過冷度也越大。第三十六張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月 3、金屬的結晶過程 動畫演示金屬的結晶過程包括形核和晶核長大兩個階段，并持續(xù)到液相全部轉變成固相為止。金

18、屬的結晶過程動畫演示了金屬從形核、晶體長大直至結晶完畢整個過程。第三十七張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月（1）形核：又稱成核，是過冷金屬液中生成晶核的過程，是結晶的初始階段。形核包括均質形核和非均質形核兩種方式。 1）均質形核：又稱自發(fā)形核，是熔融金屬內僅因過冷而產(chǎn)生晶核的過程。在一定過冷度下，金屬液中的一些原子自發(fā)聚集在一起，按晶體的固有規(guī)律排列起來形成晶核。 2）非均質形核：又稱非自發(fā)形核，是以熔融金屬內原有的或加入的異質點作為晶核或晶核襯底的形核過程。形核第三十八張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月（2）晶核長大：即金屬結晶時，晶粒長大成為晶體的過程。結晶過程中，

19、已經(jīng)形成的晶核不斷長大，同時液態(tài)金屬中又會不斷地產(chǎn)生新的晶核并不斷長大，直至液態(tài)金屬全部消失、長大的晶體互相接觸為止。 晶粒：多晶體材料內，晶體學位向（即原子排列的位向）基本相同的小晶體稱為晶粒。 晶界：相鄰晶粒之間的界面稱為晶界。第三十九張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月4、晶粒度及其控制 晶粒度：指多晶體內晶粒的大小，可用晶粒號、晶粒平均直徑、單位面積或單位體積的晶粒數(shù)目來定量表征。（1）晶粒度對金屬力學性能的影響 通常，金屬的晶粒越細，力學性能越好。晶粒細，晶界就多，晶粒間犬牙交錯，相互楔合，從而加強了金屬內部的結合力。（2）細化晶粒的方法 生產(chǎn)中常采用加入形核劑、增大過冷度

20、 、動力學法等來細化晶粒，以改善金屬材料性能。第四十張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月1)加入形核劑 加入金屬液中能作為晶核，或雖未能成為晶核但能與液態(tài)金屬中某些元 素相互作用產(chǎn)生晶核或有效形核質點的添加劑。2）增大過冷度 形核率和晶核長大速度都隨著過冷度的增大而增大，但形核率的增長比長大速率的增加要快，過冷度T越大，單位體積中晶核的數(shù)目越多，故能使晶粒細化。冷卻速度越大，過冷度也就越大，故可通過增加冷卻速度的方法來使晶粒細化。第四十一張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月）動力學法通過機械振動、電磁攪拌等方式使金屬中產(chǎn)生對流，從而使生長中的晶核折斷而增加晶核數(shù)目，細化晶粒

21、。）其它方法 熱處理、塑性變形等方法也能使金屬細化。第四十二張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月2.2.3 金屬的同素異構轉變同素異構轉變：金屬在固態(tài)下隨溫度的變化改變其晶格類型的過程稱為金屬的同素異構轉變。如純鐵的同素異構轉變。二次結晶:金屬的同素異構轉變過程與液態(tài)金屬的結晶過程很相似，也有一定的轉變溫度和過冷度，同樣包括晶核的形成和晶核的長大兩個過程，故常稱為重結晶或二次結晶。第四十三張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月2.2.4 合金的晶體結構合金：是兩種或兩種以上的金屬元素，或金屬與非金屬元素所組成的 金屬材料。組元：組成合金的最基本的、獨立的單元稱為組元。按照組元

22、的數(shù) 目，合金可以分為二元合金、三元合金。 合金的晶體結構比純金屬復雜，根據(jù)組成合金的組元相互之間作用方式不同，可以形成固溶體、金屬化合物和機械混合物三種結構。組元1組元2組元3合 金 第四十四張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月1.固溶體 (1)固容體的類型間隙固溶體：當溶質原子很小時，只能處于溶劑原子的間隙中，稱為間隙固溶體。 如圖1-10a所示。如C、H、O等 原子易形成間隙固溶體。置換固溶體：當溶質和溶劑的原子直徑較接近時，只能替代一部分溶劑原子而占據(jù)溶劑晶格中的某些結點位置，稱為置換固溶體。 如圖1-10b 所示。如Fe-Ni、Cu-Ni等。圖1-10a 間隙固溶體圖1-1

23、0b 置換固溶體第四十五張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月(2)固溶強化固溶強化：通過溶入某種溶質元素形成固溶體而使金屬的強度、硬度升高的現(xiàn)象。如圖1-10c、1-10d所示。1-10c 間隙固溶體晶格畸變1-10d 置換固溶體晶格畸變第四十六張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月2、金屬化合物：即由兩組元的原子按一定的數(shù)量比相互化合而形成的一種新的具有金屬特性的物質。 金屬化合物具有與各組元完全不同的復雜晶體結構，通常具有較高的熔點和硬度，且脆性較大。碳鋼中的FeC、合金鋼中的TiC、WC、VC等均屬于金屬化合物。 FeC的晶格如圖1-11b所示。圖1-11a 石墨的晶格

24、圖1-11b 滲碳體的晶格第四十七張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月3、機械混合物：即由純金屬、固溶體或化合物按一定的重量比組成的物質。 機械混物各組成物的原子仍然按自己原來的晶格形式結合成晶體，在顯微鏡下可明顯區(qū)別出各組成物的晶粒。 機械混合物的力學性能通常介于各組成物之間，并取決于各組成物的含量、性能、分布和形態(tài)。如碳鋼中的珠光體就是由化合物（滲碳體）和固溶體（鐵素體）組成的機械混合物，其力學性能介于二者之間。第四十八張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月思考題1.何謂金屬結晶？純金屬結晶有哪些基本規(guī)律？2.生產(chǎn)中常用那些方法細化晶粒？各類方法使晶粒 細化的機理是什么？

25、3.試分析純鐵的結晶過程，并指出金屬的同素異構 轉變與液態(tài)結晶的異同點。第四十九張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月二元合金結晶圖（自學）相圖（狀態(tài)圖或平衡圖）：用圖解的方法表示不同溫度、壓力及成分下合金系中各相的平衡關系。 合金在極其緩慢冷卻的條件下的結晶過程，可以看做平衡的結晶過程。狀態(tài)取決于溫度和成分。 1、二元相圖的建立：合金的加入使其結晶溫度變?yōu)橐粋€范圍。 2、二元均晶相圖：凡二元系中的兩組元在液態(tài)和固態(tài)下均能無限互溶時，其所構成的相圖； 3、二元共晶相圖：當兩個組元液態(tài)能無限互溶，但固態(tài)只能有限互溶并且發(fā)生共晶反應時，其所構成的相圖； 4、二元包晶相圖：若兩組元在液態(tài)時無

26、限互溶，在固態(tài)時形成有限固溶體而且發(fā)生包晶反應，其所構成的相圖。3第五十張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月2.3 鐵碳合金 鐵碳合金：以鐵為基體，有不同碳含量的合金，稱為鐵碳合金。碳主要影響鐵碳合金性能的成分。（鐵-碳合金的含碳量最高不超過5%）； 鐵碳合金是工業(yè)上應用最廣泛的合金。第五十一張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月2.3.1 鐵碳合金的基本組織（1）鐵碳合金中，固態(tài)時可形成固溶體、化合物、機械混合物（2）鐵碳合金的基本組織有鐵素體、奧氏體、滲碳體、珠光體和萊氏體。（3）純鐵：熔點1538，有同素異構轉變；（4）碳：在鐵碳合金中的存在形式有固溶體、金屬化合物、石

27、墨。奧氏體珠光體萊氏體滲碳體鐵素體鐵碳合金第五十二張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月1.鐵素體 鐵素體 ：即- Fe鐵中溶入碳元素構成的固溶體，用符號 F或 表示。它仍保持溶劑- Fe的的體心立方晶格結構。 由于- Fe內原子間的空隙比較小，故溶碳能力極小，在727時溶碳能力達到最大，其碳的質量分數(shù)為0.02%。隨著溫度下降，溶碳量逐步減少，在室溫時只能溶解微量。 力學性能：強度、硬度低，塑性、韌性好。第五十三張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月 2.奧氏體 奧氏體：即(- Fe)中溶入碳元素構成的固溶體，用符號 A 或 表示。它仍保持- Fe的晶體結構。由于- Fe內原

28、子間的空隙比- Fe大，故溶碳能力也較大，在1148時的碳的質量分數(shù)可達2.11%。 力學性能：具有一定的強度，塑性很好。易鍛壓成形。第五十四張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月3. 滲碳體 滲碳體 :化學式為Fe3C的金屬化合物。滲碳體中碳的質量分數(shù)為6.69%,晶格結構復雜。 滲碳體在鋼和鑄鐵中，一般以片狀、網(wǎng)狀或球狀存在。它的形狀和分布對鋼的性能影響很大，是鐵碳合金的重要強化物。力學性能：硬度很高 (HV=9501050)；而脆性大，塑性極差，不能單獨應用；在鐵碳合金中起強化作用。 圖1-12 滲碳體晶格第五十五張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月4.珠光體 (金相組

29、織)珠光體 :鐵素體薄層(片)與滲碳薄層(片)交替重疊組成的共析組織,用符號 P 表示,其碳的質量分數(shù)為0.77。珠光體通常是由奧氏體中同時析出鐵素體和滲碳體形成的。力學性能：介于鐵素體和滲碳體之間, 強度較高,塑性較差。第五十六張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月5.萊氏體 (金相組織)萊氏體 :即鑄鐵或高碳高合金鋼中由奧氏體(或其轉變產(chǎn)物)與滲碳體組成的共晶組織，屬于機械混合物，其碳的質量分數(shù)為4.3%。 萊氏體通常在高溫下由奧氏體和滲碳體組成，727以下由珠光體和滲碳體組成,分別用符號Ld和Ld表示。力學性能：與滲碳體相似，硬度很高，塑性極差。第五十七張，PPT共一百八十八頁，

30、創(chuàng)作于2022年6月第五十八張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月2.3.2 鐵碳相圖鐵碳相圖：是用縱坐標表示溫度,橫坐標表示碳的量分數(shù)的鐵碳合金不同相的平衡圖,如圖1 -13 所示。用途： 鐵碳相圖是用實驗方法作出的,是研究鋼和鑄鐵的成分、溫度與組織之間關系的重要工具，是選材和制定鋼鐵材料鑄造、鍛造和熱處等熱加工工藝的基本依據(jù)。第五十九張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月圖1-13 鐵碳相圖1.鐵碳相圖及其各成分組織示意圖第六十張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月符號溫度含碳量%(重量)特性A15380純鐵的熔點C11484.3共晶反應點D12276.69滲碳體的

31、熔點E11482.11碳在-Fe中的最大溶解度F11486.69滲碳體G9120-Fe與-Fe同素異晶轉變點K7276.69滲碳體N13940-Fe與-Fe同素異晶轉變點P7270.0218碳在-Fe中的最大溶解度S7270.77共析反應點Q6000.008600時碳在-Fe中的最大溶度 表11 相圖中主要特性點的含義第六十一張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月2.鐵碳合金的分類及室溫組織（）工業(yè)純鐵 即w(C) 0.0218%的鐵碳合金。室溫組織： 為鐵素體和極少量的三次滲碳體。鋼白口鑄鐵工業(yè)純鐵鐵碳合金（按質量分數(shù)）第六十二張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月(2) 鋼

32、鋼：即0.0218%w(C)2.11% 的鐵碳合金。 按碳的質量分數(shù)不同，鋼可分為共析鋼、亞共析鋼和過共析鋼三類。過共析鋼亞共析鋼共析鋼鋼第六十三張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月 1)共析鋼 即W(C)=0.77%,室溫組織為珠光體。 2)亞共析鋼 即W(C)0.77%,室溫組織為珠光體和二次滲碳體。 第六十四張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月(3)白口鑄鐵 即2.11%w (C)6.69%的鐵碳合金。 按碳的質量分數(shù)不同，白口鑄鐵可分為共晶白口鑄鐵、亞共晶白口鑄鐵和過共晶白口鑄鐵三類。亞共晶白口鑄鐵過共晶白口鑄鐵共晶白口鑄鐵白口鑄鐵1）共晶白口鑄鐵 W (C)4.3

33、%，室溫組織為萊氏體（d）。第六十五張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月2）亞共晶白口鑄鐵 W(C)4.3%，室溫組織為萊氏體（d）和一次滲碳體。第六十六張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月3.典型鐵碳合金的結晶過程(1)共析鋼結晶過程 動畫演示 L L+A A P（F+Fe3C）第六十七張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月(2)亞共析鋼結晶過程 動畫演示 L L+A A A+F P+F第六十八張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月(3)過共析鋼結晶過程 動畫演示 L L+A A A+ Fe3C P+Fe3C第六十九張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022

34、年6月(4)共晶白口鑄鐵結晶過程 動畫演示L Ld（A+Fe3C） Ld（A+Fe3C+Fe3C） Ld（P+ Fe3C+Fe3C）第七十張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月(5)亞共晶白口鑄鐵結晶過程 動畫演示 L L+A Ld+A Ld+A+Fe3C Ld+P+Fe3C第七十一張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月(6)過共晶白口鑄鐵 結晶過程 動畫演示 L L+ Fe3C Ld+ Fe3C Ld+ Fe3C第七十二張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月2.3.3 碳對鐵碳合金組織和性能的影響（1）當w(c)0.9%時，隨著碳含量的不斷增加，鋼的硬度仍不斷升高，但

35、強度和塑性不斷下降，這是由于網(wǎng)狀滲碳體明顯形成并不斷增多所致。（3）在白口鑄鐵部分，隨著含碳量增加，硬度不斷增加，強度不斷下降，而塑性則幾乎為零。這是由于萊 氏體或一次滲碳體等脆硬組織不斷增多所致。第七十三張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月思考題1.比較鐵碳合金各種基本組織的晶體結構和力學性能。2.碳鋼與鑄鐵在成分與組織上有哪些區(qū)別？3.試分析W(C)分別為0.2%、0.77%、1.3%的鐵碳合 金自高溫緩慢冷卻至室溫的組織轉變過程。4第七十四張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月第三章 改變材料性能的主要途徑3.1.1 概述1）金屬熱處理： 采用適當?shù)姆绞綄饘俨牧匣蚬ぜ?/p>

36、進行加熱、保溫和冷卻以獲得預期的組織、結構與性能的工藝。 圖1-51所示溫度時間曲線描述了其基本過程。 圖1-51 熱處理工藝曲線示意圖3.1 金屬的熱處理第七十五張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月2）金屬熱處理的目的：不改變工件的形狀，通過改變內部結構組織結構來改變性能；消除毛坯缺陷，改善工藝性能，以利于進行冷、熱加工；充分發(fā)揮材料的潛力，顯著提高其力學性能。3）應用：機床工業(yè)中，有6070的零件需要熱處理；汽車、拖拉機工業(yè)中，有7080的零件需要熱處理；各類工具、模具幾乎都要進行熱處理。第七十六張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月4）金屬熱處理的前提條件： 金屬在固態(tài)

37、下可相變、溶解度可變，或處于不穩(wěn)定的結構狀態(tài)（諸如：整體熱處理、表面熱處理），或表面可滲入其它元素的材料（化學熱處理）。第七十七張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月普通熱處理表面熱處理退火正火淬火回火表面淬火化學熱處理火焰加熱表面淬火感應加熱表面淬火滲碳滲氮碳氮共滲滲金屬(鋁、鉻等) 常用的熱處理方法5）分類第七十八張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月3.1.2 鋼的普通熱處理1.退火 1）工藝：將鋼加熱到一定溫度，保溫一定時間，然后緩慢地 冷卻到室溫 。 2）目的： 降低鋼的硬度，提高塑性，以利于切削加工及冷變形加工； 細化晶粒，均勻鋼的組織及成分，改善鋼的性能或為以后

38、的熱處理作準備； 消除鋼中的殘余內應力，以防止變形和開裂。 第七十九張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月 完全退火 常用的退火方法 球化退火 去應力退火圖1-52 碳鋼各種退火和正火工藝示意圖第八十張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月 （1）完全退火 工藝 ： 將鋼加熱到 Ac3以上2040，保溫一定時間，然后隨爐緩慢冷卻，這種退火方法稱為完全退火。目的：細化晶粒，降低硬度，消除內應力。用途：主要用于亞共析鋼和共析鋼的鍛件、鑄件等。第八十一張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月（2）球化退火 工藝： 將鋼加熱到 Ac1以上2030，保溫一定時間，以不大于50/h的冷

39、卻速度隨爐冷卻，獲得球狀碳化物的退火方法。目的： 使網(wǎng)狀滲碳體球化，降低硬度，提高韌性，并為淬火作準備。用途： 用于共析鋼及過共析鋼。如碳素工具鋼、合金工具鋼、軸承鋼等。 第八十二張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月（3）去應力退火(又稱低溫退火)工藝：將鋼加熱到略低于A1的溫度(500650)，經(jīng)保溫 后緩慢冷卻。特點：鋼的組織不發(fā)生變化，只是消除內應力。用途：用于鍛造、鑄造、焊接及切削加工后的工件。第八十三張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月2.正火工藝：將鋼加熱到Ac3或Accm以上3050，保溫一定時間后在空氣中冷卻。目的： （1) 細化晶粒(比退火更細）；（2）消

40、除網(wǎng)狀碳化物，為以后的 熱處理作準備；（3）提高低、中碳鋼的硬度，改 善切削加工性，消除應力。 1-正火 2-退火 3-球化退火圖1-53 退火和正火鋼的硬度值范圍比較第八十四張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月3.淬火工藝：將鋼加熱到臨界溫度( Ac3或Ac1)以上的適當溫度以適當方式冷卻，以獲得馬氏體或貝氏體組織的熱處理工藝。 圖1-54 碳鋼的淬火加熱溫度范圍圖155 淬火第八十五張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月目的： 1）獲得馬氏體組織，提高鋼的硬度和耐磨性； 2）與回火配合，獲得不同強韌性的組織。 淬火介質：是控制鋼件冷卻速度，保證淬火質量的重要媒介物質。 水

41、：價廉易得，冷卻速度在650550很快。 油：在300200時，冷卻很慢，應力小。 第八十六張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月4.回火（1）工藝： 將淬火后的鋼加熱到 Ac1以下的某一溫度， 保溫一定時間，然后冷卻到室溫的熱處理工藝。 （2）目的： 1）消除或減小淬火應力， 2）穩(wěn)定工件尺寸，防止變形與開裂， 3）調整淬火件的性能。第八十七張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月低溫回火中溫回火高溫回火（3）回火種類1）低溫回火溫度：150250，目的：降低應力、脆性，提高塑性、韌性。組織：M回+A殘（少量）。性能：基本保持M的高硬度（5862HRC）和耐磨性，內應力和 脆性

42、有所降低。應用：各種工具、滾動軸承、滲碳件和表面淬火件等。 第八十八張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月2）中溫回火溫度：250500。目的：提高鋼彈性極限，屈服強度及韌性。組織：回火屈氏體， T回性能：具有較高的彈性極限和屈服點，一定的韌性和硬度（3545HRC）。應用：各種彈簧和模具等。 第八十九張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月3）高溫回火 溫度：500650目的：提高材料綜合力學性能。組織：回火索氏體 S回。性能：具有強度、硬度、塑性和韌性都較好的綜合力學性能， 硬度可達2535HRC。 應用：各種重要結構零件，如各種軸、齒輪、連桿等。 “調質”=淬火+高溫回火。

43、復合熱處理。 組織： S回，滲碳體呈粒狀。第九十張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月3.1.3 鋼的表面熱處理與化學熱處理 機械設備中，有許多零件應具有高的硬度和耐磨性，而心部應具有足夠的塑性和韌性。故應進行表面熱處理。(如齒輪、活塞銷、曲軸等)。 常用的表面熱處理方法:1.表面淬火 工藝：把鋼的表面迅速加熱到淬火溫度，然后快速冷卻，使鋼表面至一定深度轉變?yōu)轳R氏體組織，而心部組織不變。 分類: 火焰淬火、感應淬火 、激光淬火、接觸電阻淬火、電子束淬火等。 第九十一張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月圖1-56感應加熱示意圖圖1-57火焰淬火示意圖1-工件 2-燒嘴 3-噴水

44、管 4-移動方向 5-淬硬層第九十二張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月2.鋼的化學熱處理 （1）化學熱處理： 將工件放在適當?shù)幕钚越橘|中加熱，使某些元素滲入工件表層，以改變其化學成分、組織和性能的熱處理。（2）特點：不僅改變表層組織，同時也改變其化學成分。（3）基本過程： 1）化學介質的分解； 2）活性原子被吸收和溶解； 3）形成擴散層。（4）化學熱處理方法：滲碳、滲氮、碳氮共滲、滲金屬等。 第九十三張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月 圖1-58離子滲氮裝置示意圖1-密封橡皮棒 2-陰極 3-工件 4-觀察孔 5-真空室外殼 6-陽極圖1-59 氣體滲碳法示意圖第九十四

45、張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月思考題1.比較鋼的各類普通熱處理工藝的加熱溫度范圍、冷卻方式和目的。2.軸、彈簧、鋸條和扳手各需進行何種熱處理？為什么？第九十五張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月3.2 金屬的合金化改性3.2.1 合金元素的存在形式固溶體：將合金元素溶于鋼中的鐵素體、奧氏體和馬氏體 中，形成合金鐵素體、合金奧氏體和合金馬氏體。 起固溶強化的作用?；衔铮汉辖鹪嘏c鋼中的碳、其它合金元素以及常存雜質 元素之間形成碳化物、金屬間化合物和非金屬夾雜 物。游離態(tài)：有些元素難溶于鐵、也不易生成化合物，以游離狀 態(tài)存在；如碳在鋼中可以自由狀態(tài)（石墨）存在。第九十六

46、張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月3.2.2 合金元素的作用 1）形成固溶體，產(chǎn)生固溶強化； 2）形成金屬化合物，產(chǎn)生彌散強化或第二相強化； 3）溶入奧氏體，提高鋼的淬透性； 4）提高鋼的熱穩(wěn)定性，增強鋼在高溫下的強度、硬度 和耐磨性； 5）細化晶粒，產(chǎn)生細晶強韌化； 6）形成鈍化保護膜； 7）對奧氏體和鐵素體存在范圍的影響； 8）其他作用。第九十七張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月3.3 金屬的形變強化 3.3.1 冷塑性變形對金屬組織與性能的影響 1）單晶體的塑性變形單晶體塑性變形的基本形式有滑移和孿生，其中滑移是主要的變形方式；實際晶體的滑移是通過滑移面上位錯的運

47、動來實現(xiàn)，無數(shù)位錯的滑移形成了晶體的宏觀塑性變形。 2) 多晶體的塑性變形 晶界和晶粒方位的影響； 多晶體塑性變形的特點。第九十八張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月3） 冷塑性變形對金屬組織結構的變化形成纖維組織；亞結構細化；出現(xiàn)擇優(yōu)取向。4） 冷塑性變形對金屬性能的變化加工硬化；產(chǎn)生殘余應力；各向異性；其它性能變化；第九十九張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月5） 冷塑性變形金屬在加熱時組織與性能的變化冷變形后的金屬在加熱過程中，隨著溫度的升高或加熱 時間的延長，其組織和性能一般要經(jīng)歷 回復 、再結晶、 晶粒長大 3個階段；影響再結晶后晶粒度的主要因素： 加熱溫度和保溫

48、時間； 變形程度。第一百張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月3.3.2 金屬熱變形、熱塑性變形對金屬組織和性能的影響1） 金屬的熱變形和冷變形2） 熱塑性變形對金屬組織和性能的影響改善鑄態(tài)組織；形成熱變形纖維組織（流線）；形成帶狀組織。第一百零一張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月3.3 有機高分子材料和陶瓷材料的改性簡介化學改性 嵌段共聚改性 填充增強改性共混改性 接枝共聚改性輻射交聯(lián)改性 1）高分子材料的改性 物理改性 2）陶瓷材料的改性 （自學）第一百零二張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月高能束電化學鍍氣相沉積熱噴涂化學轉化膜表面形變強化材料表面改性技術3

49、.4 材料的表面改性技術簡介8第一百零三張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月第四章 常用金屬材料鑄鐵粉末冶金材料鋁及其合金銅及其合金鋼金屬材料 常用的金屬材料包括鋼、鑄鐵、銅及其合金、鋁及其合金、粉末冶金材料等，其中以鋼和鑄鐵應用最為廣泛。圖1-14 蕪湖長江大橋第一百零四張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月4.1 鋼1.化學成分對鋼的力學性能的影響（1）雜質元素的影響： 1) 錳、硅的影響: 有益元素.Mn和Si在鋼中大部分溶于鐵素體, 起強化作用。Mn能減輕S的有害作用。FeSMnMnSFe 2) 硫的影響:有害元素, FeSFeS，F(xiàn)eS與Fe易形成低熔點 的共晶體，

50、可使鋼引起熱脆性。 3) 磷的影響:有害元素，P在鋼中可溶于鐵素體，使鋼強度、 硬度增加，塑性、韌性減小，易使鋼產(chǎn)生冷脆現(xiàn)象。但P與Cu 同時存在，可提高鋼的耐蝕性和耐磨性。第一百零五張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月 (2)合金元素的影響 合金元素：是為改善鋼的某些性能而在鋼中特意加入的元素,對鋼的力學性能有很大影響。1) 對鋼的強度的影響: C、Si、Mn產(chǎn)生固溶強化，使鋼的強度提高； C、N、Cr、Al形成碳化物或氮化物，使鋼的強度和硬度提高； Nb、V、Al、Ti可細化晶粒，提高鋼的強度。2）對鋼的韌性的影響: Nb、V等元素可細化晶粒,從而也顯著提高鋼的韌性； C、Si、

51、Mn一般使鋼的韌性降低。第一百零六張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月 2. 鋼的分類 (1)按化學成分分類: 根據(jù)各種合金元素規(guī)定含量界限值,將鋼分為1）非合金鋼（碳素鋼）; 普通碳素結構鋼、優(yōu)質碳素結構鋼、碳素工具鋼。含碳量小于0.25%為低碳鋼，0.250.6%為中碳鋼，大于0.6%為高碳鋼;2）低合金高強度結構鋼;3）合金鋼。 鋼的分類化學成分質量等級主要性能使用特性第一百零七張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月表1-2 部分合金元素規(guī)定質量分數(shù)界限值 (%)合金元素非合金鋼低合金鋼合金鋼Cr0.300.300.50 0.50Mn1.001.001.401.40Mo

52、0.050.050.100.10Ni0.300.300.500.50Si0.500.500.900.90第一百零八張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月(2)按主要質量等級分類1) 普通質量鋼 ：即對生產(chǎn)過程中控制質量無特殊規(guī)定的、一般用途的非合金鋼和低合金鋼。S、P含量均小于0.045%。2) 優(yōu)質鋼:即在生產(chǎn)過程中需要按規(guī)定控制質量的鋼,并達到比普通質量鋼較高的質量要求。S、P含量均小于0.040%。3）特殊質量鋼：即在生產(chǎn)過程中需要嚴格控制質量和性能的鋼,特別是要求嚴格控制硫、磷等含量和提高純潔度等。S、P含量均小于0.020%。 按質量等級普通質量鋼優(yōu)質鋼特殊質量鋼第一百零九張

53、，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月(3) 按使用特性分類工程結構用鋼耐熱鋼不銹耐蝕鋼機械結構用鋼工具鋼使用特性第一百一十張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月 (1)非合金鋼1)碳素結構鋼 牌號： 例如 Q235F “Q” 表示屈服點; “235”表示屈服點值為235MPa; “F” 表示脫氧方法（沸騰鋼）。 用途 ： 碳素結構鋼w(C)為0.06%0.38%。 主要用來制造一般工程結構和普通機床零件，通常軋制成各種型材、板材和線材等。3.鋼的牌號和應用第一百一十一張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月牌號質量等級化學成分(質量分數(shù),%)力學性能CMnSiSPs/MP

54、ab/MPa(%)不大于Q1950.060.120.250.500.030.0500.04519531543033Q215A0.090.150.250.550.300.0500.04521533545031Q255A0.180.280.400.700.300.0500.04525541055024Q2750.280.380.500.800.350.0500.04527549063020表1-3 碳素結構鋼部分牌號、成分與力學性能第一百一十二張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月2)優(yōu)質碳素結構鋼 牌號： 是用二位數(shù)字表示，這兩位數(shù)字表示鋼中的平 均碳的質量分數(shù)（萬分數(shù)）。 例如 45鋼

55、 表示平均w(C)為0.45%的優(yōu)質碳素結構鋼。 若為沸騰鋼，則在牌號后加“F”符號，如08F。 若含錳量較高，則在數(shù)字后加“Mn”符號。用途： 主要用來制造比較重要的機械零件，如軸、連桿、彈簧等。 20鋼金相組織示意圖第一百一十三張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月牌號化學成分（質量分數(shù)，%）力學性能（不小于）應用舉例CSiMns/MPab/MPa(%)(%)HBS(熱軋）08F0.050.110.030.250.502951753560131要求冷成形性和焊接性良好的零件，如沖壓件、焊接件等。200.170.230.170.370.350.654102452555156同上，且用

56、于要求內韌外硬的滲碳件。600.570.650.170.370.500.806754001535255經(jīng)淬火和中溫回火具有較高彈性的各類彈簧等。表1-4 優(yōu)質碳素鋼部分牌號、成份、力學性能及應用舉例第一百一十四張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月3）碳素工具鋼 牌號：是用規(guī)定符號T（碳字的漢語拼音字首）和數(shù)字表示。 例如 T10A “10”表示平均w(C)為1.0%， “A”表示高級優(yōu)質。用途: 用于制造不受沖擊、高硬度、耐磨的工具，如銼刀、手鋸條、拉絲模等。 T12鋼的金相組織圖1-15 絲錐第一百一十五張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月牌號化學成分（質量分數(shù)，%）試樣

57、淬火HRC（不小于）應用舉例CSiMnT80.750.840.350.40（780800，水淬）62承受沖擊，要求較高硬度的工具。如壓縮空氣工具等。T9A0.850.940.40（760780,水淬）62韌性中等，硬度高的工具。如沖頭、木工工具，鑿巖工具。T100.951.04不受劇烈沖擊、高硬度、耐磨的工具。如沖頭、手鋸條等。T12A1.151.24不受沖擊、要求高硬度、高耐磨的工具。如銼刀、量具等。表1-5 碳素工具鋼部分牌號、成份、硬度和應用第一百一十六張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月(2)低合金高強度結構鋼牌號：例如 Q390A “Q”表示屈服點， “390”表示屈服點值

58、為390MPa， “A”表示質量等級為A 級。用途： 低合金高強度高強度結構鋼一般不用熱處理， 綜合力學性能良好，用于橋梁、船舶、車輛、高壓容器、管道、建筑物等。第一百一十七張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月(3) 合金鋼1）合金結構鋼 牌號： 例如 60Si2Mn, “60”表示平均w(C)=0.6%， “ Si2 ”表示平均w(Si)=2%， “ Mn ”表示平均w(Mn)1.5%。 用途：合金結構鋼的力學性能優(yōu)于優(yōu)質碳素結構鋼， 常用來制造重要的零件，如齒輪、軸類、彈簧等。 例：滲碳鋼，20CrMnTi； 調質鋼，40CrMn； 彈簧鋼，60Si2Mn。第一百一十八張，PPT

59、共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月2）合金工具鋼牌號：例1：低合金工具鋼: 9SiCr “9” 表示平均w(C)=0.9%， “Si”表示平均w (Si) 1.5% ， “Cr”表示平均 w(Cr)1.5%。用途：合金工具鋼的力學性能優(yōu)于碳素工具鋼，廣泛用于制造各種刃具、量具、模具等。如鉆頭、絞刀、量塊和沖模等。圖1-16 硬質合金沖模第一百一十九張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月例2：高合金工具鋼高速鋼：W18Cr4V平均w(C)為0.70.8%;“W18”表示平均 w(W)=18%;“Cr4”表示平均w(Cr)=4%;“V”表示平均w(V) 1.5%;用于制作車刀、刨刀、鉆頭

60、、銑刀等。第一百二十張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月(4)鑄鋼 即在凝固過程中不經(jīng)歷共晶轉變的用于生產(chǎn)鑄件的鐵基合金。性能特點：鑄鋼的綜合性能和焊接性能均優(yōu)于鑄鐵，用途：主要用于制造承受重載荷及沖擊載荷的構件。如鍛錘機架、齒輪、軋輥等。在各類鑄造合金中，鑄鋼的應用僅次于鑄鐵。主要分為：鑄造碳鋼和鑄造合金鋼。圖1-17 鑄鋼件第一百二十一張，PPT共一百八十八頁，創(chuàng)作于2022年6月 1)鑄造碳鋼牌號：例如 ZG230450 450b450MPa； 230s（0.2）230MPa； ZG “鑄鋼”漢語拼音首字母。性能特點： 有一定的強度和較好的塑性、韌性，焊接性能良好，切削加工性尚