金屬材料與熱處理

1、金屬材料與熱處理課件第1頁，共74頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期三一、金屬材料的分類 二、金屬材料與機(jī)械產(chǎn)品制造簡介三、金屬材料的性能四、非合金鋼及分類五、鋼材的熱處理六、合金鋼的分類與編號 七、鑄鐵八、非鐵金屬及其合金（有色金屬）九、金屬材料的選擇與分析 目 錄第2頁，共74頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期三一、金屬材料的分類1.材料發(fā)展與社會進(jìn)步有著密切關(guān)系,它是衡量人 類社會文明程度的標(biāo)志之一，金屬材料是現(xiàn)代文明的基礎(chǔ)。 石器時代青銅器時代鐵器時代 2.目前，人類還處在金屬器時期。雖然無機(jī)非金屬材料、高分子材料的使用量與日俱增，但在可預(yù)見的時期內(nèi)，仍不會改變

2、這種狀況。第3頁，共74頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期三3、從總產(chǎn)量來看，鋼鐵材料的產(chǎn)量占絕對優(yōu)勢，占世界金屬總產(chǎn)量的95，而且有許多良好的性能，能滿足大多數(shù)條件下的應(yīng)用，價格低廉。 4、在世界金屬礦儲量中，鐵礦資源雖然比較豐富和集中，但就世界地殼中金屬礦產(chǎn)儲量來講，則非鐵金屬礦儲量大于鐵礦儲量，如鐵只占5.1，而非鐵金屬中鋁為8.8鎂為2.1，鈦為0.6。5、本節(jié)課主要講述鐵及鐵合金。一、金屬材料的分類第4頁，共74頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期三一、金屬材料的分類黑色 金屬有色 金屬金屬材料鑄鐵 鋼 工程構(gòu)件用鋼機(jī)器零件用鋼 工具鋼 特殊性能用鋼(不銹鋼及耐

3、熱鋼)輕金屬(鋁,鎂,鈦) 重金屬(銅,鋅,鉛,鎳) 貴重金屬(金,銀)稀有金屬(鎢鉬釩鈮鈷) 放射金屬(鐳鈾釷)結(jié)構(gòu)金屬材料 功能金屬材料第5頁，共74頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期三二、金屬材料與機(jī)械產(chǎn)品制造簡介2.本課程的主要內(nèi)容 金屬材料的合金化基礎(chǔ)理論碳鋼、合金鋼鑄鐵有色金屬及合金第6頁，共74頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期三金屬材料的基本概念 金屬材料是由金屬元素或以金屬元素為主要材料構(gòu)成的并具有金屬特性的工程材料。金屬材料純 金 屬 合 金二、金屬材料與機(jī)械產(chǎn)品制造簡介第7頁，共74頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期三金屬材料的分類金屬

4、材料黑色 金屬有色 金屬非合金鋼低合金鋼 合金鋼 鑄鐵滑動軸承合金 鈦及鈦合金其他非鐵合金 銅及銅合金鋁及鋁合金第8頁，共74頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期三機(jī)械產(chǎn)品的制造過程使用制 造設(shè) 計(jì)第9頁，共74頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期三機(jī)械產(chǎn)品加工工藝鑄造壓力加工 焊接 粉末冶金切削加工特種加工熔焊壓焊釬焊第10頁，共74頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期三金屬材料的性能力學(xué)性能物理性能化學(xué)性能化學(xué)性能三、金屬材料的性能第11頁，共74頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期三1、力學(xué)性能 力學(xué)性能 指金屬在力的作用下所顯示出的與彈性和非彈性

5、反應(yīng)相關(guān)或涉及應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系的性能，如彈性、強(qiáng)度、硬度、塑性、韌性等三、金屬材料的性能第12頁，共74頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期三1.1強(qiáng)度與塑性三、金屬材料的性能強(qiáng)度指材料抵抗塑性變形和斷裂的能力 。1.2塑性指標(biāo) 塑性是材料在靜載荷作用下產(chǎn)生塑性變形而不破壞的能力。評定指標(biāo)是斷后伸長率和斷面收縮率。第13頁，共74頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期三1.3硬度1、定義：指材料局部表面抵抗塑性變形和破壞的能力。它是衡量材料軟硬程度的指標(biāo)，其物理含義與試驗(yàn)方法有關(guān)。2、硬度的測試方法 布氏硬度 洛氏硬度 維氏硬度 肖氏硬度三、金屬材料的性能第14頁，共74頁，2

6、022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期三1.4韌性金屬材料抵抗沖擊載荷作用而不破壞的能力稱為沖擊韌性。常用一次擺錘沖擊彎曲，試驗(yàn)來測定金屬材料的沖擊韌性。沖擊試樣沖擊試樣的原理及方法：沖擊韌度越大， 表示材料的沖擊韌性越好。小能量多次沖擊試驗(yàn)三、金屬材料的性能第15頁，共74頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期三1.5疲勞強(qiáng)度 疲勞概念：在交變應(yīng)力作用下，零件所承受的應(yīng)力低于材料的屈服點(diǎn)，但經(jīng)過較長時間的工作后產(chǎn)生裂紋或突然發(fā)生完全斷裂的現(xiàn)象稱為金屬的疲勞。三、金屬材料的性能疲勞破壞的特征疲勞斷裂時無明顯的宏觀朔性變形，斷裂前沒有預(yù) 兆，而是突然破壞；引起疲勞斷裂的應(yīng)力很低，常常低

7、于材料的屈服點(diǎn)；疲勞破壞的宏觀斷口由兩部分組成。第16頁，共74頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期三2.物理性能密度熔點(diǎn)導(dǎo)熱性導(dǎo)電性熱膨脹性磁性三、金屬材料的性能第17頁，共74頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期三3.化學(xué)性能耐蝕性抗氧化性化學(xué)穩(wěn)定性三、金屬材料的性能第18頁，共74頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期三4.金屬的工藝性能工藝性能是指金屬材料對不同加工工藝方法的應(yīng)能力。三、金屬材料的性能4.1鑄造性能：金屬（材料）及合金在鑄造工藝中獲得優(yōu)良鑄件的能力稱為鑄造性能。4.2鍛造性能：用鍛壓成形方法獲得優(yōu)良鍛件的難易程度稱為鍛造性能。鑄鐵不能鍛壓 。

8、第19頁，共74頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期三4.3焊接性能：大量接性能是指金屬材料對焊接加工的適應(yīng)性。4.4切削加性能：切削加工（性能）金屬材料的難易程度稱為切削加工性能。三、金屬材料的性能第20頁，共74頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期三一、硅1、來源：煉鋼后期作脫氧劑帶入；2、對鋼的性能影響：提高鋼的強(qiáng)度、硬度；3、是鋼中的有益元素。二、錳1、來源：煉鋼脫氧劑。2、對鋼的性能影響：提高鋼的強(qiáng)度與硬度。3、是鋼中的有益元素 四、非合金鋼及分類非合金的種類及影響第21頁，共74頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期三三、硫1、來源：生鐵帶入；2、對鋼的

9、性能影響：對鋼造成熱脆性；3、是鋼中的有害元素。四、磷1、來源：生鐵帶入；2、對鋼的性能影響，對鋼造成冷脆性；3、是鋼中的有害元素。四、非合金鋼及分類第22頁，共74頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期三1、按鋼的含碳量分類：1、低碳鋼：C0.25%2、 中碳鋼：0.25%C0.6%3、高碳鋼：C0.6%四、非合金鋼及分類第23頁，共74頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期三2、按鋼的質(zhì)量分類：1、普通鋼：S0.05%，P0.045%2、優(yōu)質(zhì)鋼：S0.035%，P0.035%3、高級優(yōu)質(zhì)鋼：S0.025%，P0.025%四、非合金鋼及分類第24頁，共74頁，2022年，5月

10、20日，22點(diǎn)11分，星期三3、按鋼的用途分類：1、結(jié)構(gòu)鋼：主要用于制造各種機(jī)械零件和工程構(gòu)件。C0.7%2、工具鋼：主要用于制造各種刀具、模具和量具。其含碳量大于0.70%四、非合金鋼及分類第25頁，共74頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期三4、非合金鋼鋼的牌號及用途四、非合金鋼及分類4.1、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼：牌號：用兩位數(shù)字表示鋼中平均含碳量的十分之幾。分類：1）、0825鋼，屬于低碳鋼 性能：強(qiáng)度、硬度較低、塑性、韌性及焊接性良好； 用途：沖壓件、焊接結(jié)構(gòu)件及滲碳件 如：深沖器件、壓力容器等。2）、3055鋼 屬于中碳鋼 性能：較高的強(qiáng)度和硬度，是塑性和韌性隨含碳量的增加而逐步

11、降低。 用途：制作受力較大的機(jī)械零件。 如：連桿、曲軸、齒輪等3）、60鋼以上 屬于高碳鋼。性能：有較高的強(qiáng)度、硬度和彈性；用途：制造較高強(qiáng)度、耐磨性和彈性的零件 如：氣門彈簧、彈簧墊圈等第26頁，共74頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期三4.2、碳素工具鋼：牌號：T+數(shù)字（平均含碳量的千分?jǐn)?shù)） 如：T12A：表示平均含碳量為1.2%的高效優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼。T7T8：鉆頭、模具等T9T10：絲錐、板牙等T11T13：銼刀、削刀等四、非合金鋼及分類第27頁，共74頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期三4.3、鑄造碳鋼：牌號：ZG+數(shù)字?jǐn)?shù)字第一組數(shù)字：屈服點(diǎn)第二組數(shù)字：抗拉強(qiáng)度

12、值如：ZG270500，應(yīng)用：制造形狀復(fù)雜力學(xué)性能要求較高的機(jī)械零件。四、非合金鋼及分類第28頁，共74頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期三五、鋼材的熱處理1、熱處理：熱處理是將固態(tài)金屬或合金采用適當(dāng)?shù)姆绞竭M(jìn)行加熱、保溫和冷卻以獲得所需要的組織結(jié)構(gòu)與性能的工藝。熱處理的目的：1.1提高零件的使用性能；1.2充分發(fā)揮鋼材的潛力；1.3延長零件的使用壽面；改善工件的工藝性能，提高加工質(zhì)量，減小刀具的磨損。鋼的熱處理方法：退火、正火、淬火、回火及表面熱處理等五種。熱處理使鋼性能發(fā)生變化的原因：由于鐵有同素異轉(zhuǎn)變，從而使鋼在加熱和冷卻過程中，發(fā)生了組織與結(jié)構(gòu)變化。第29頁，共74頁，202

13、2年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期三2、退火概念：將鋼加熱到適當(dāng)溫度，保持一定時間，然后緩慢冷卻（一般隨爐冷卻）的熱處理工藝稱為退火。退火的主要目的是：降低鋼的硬度，提高塑性，以利于切削加工及冷變形加工；細(xì)化晶粒，均勻鋼的組織及成分，改善鋼的性能或?yàn)橐院蟮臒崽幚碜鹘M織上的準(zhǔn)備；消除鋼中的殘余內(nèi)應(yīng)力，以防止變形幫開裂。五、鋼材的熱處理第30頁，共74頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期三退火的方法：完全退火：完全退火是將鋼加熱到完全奧氏體（Ac3以上30500C），隨之緩慢冷卻，以獲得接近平衡狀態(tài)組織的工藝方法。應(yīng)用：中碳鋼及低、中碳合金結(jié)構(gòu)鋼的鍛件、鑄件、熱軋型材等。球化退火：球化

14、退火是將鋼加熱到AC1以上20300C，保溫一定得時間，以不大于500C/H得冷卻速度隨爐冷卻，使鋼終碳化物呈球狀得工藝方法。應(yīng)用：適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。去應(yīng)力退火：去應(yīng)力退火是將鋼加熱到略低于A1得溫度，保溫一定時間后緩慢冷卻得工藝方法。應(yīng)用：消除塑性變形、焊接、切削加工、鑄造等形成的殘余內(nèi)應(yīng)力。五、鋼材的熱處理第31頁，共74頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期三3、正火3.1、正火概念：將鋼加熱到Ac3或Accm以上30-500C，保溫適當(dāng)?shù)臅r間，在空氣中冷卻的工藝方法。正火退火的目的基本相同，3.2、正火主要用于如下場合：善低碳鋼和低碳合

15、金鋼的切削加工性；正火可細(xì)化晶粒；消除過共析鋼中的網(wǎng)狀滲碳體，改善鋼的力學(xué)性能，并為球化退火作組織準(zhǔn)備；代替中碳鋼和低碳合金結(jié)構(gòu)鋼的退火。五、鋼材的熱處理第32頁，共74頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期三4、淬火4.1、概念：將鋼加熱到Ac3或Ac1以上某一溫度，保溫一定時間，然后以適當(dāng)速度冷卻，獲得馬氏體或下馬貝氏組織的熱處理工藝稱為淬火；4.2、目的：主要獲得馬氏體，提高鋼的強(qiáng)度和硬度。工藝：a、淬火加熱溫度：亞共析鋼的淬火加熱：Ac3以上30500C過共析鋼的淬火加熱：Ac1以上30500Cb、淬火冷卻介質(zhì)：油、水、鹽水、堿水等。c、淬火方法：單液淬火法：碳鋼一般用水作冷卻

16、介質(zhì)；合金鋼用油作冷卻介質(zhì)。雙介質(zhì)淬火：如，先水后油；先水后空氣。馬氏體分液淬火；貝氏體等溫淬火。五、鋼材的熱處理第33頁，共74頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期三鋼的淬透性和淬硬性淬火缺陷：氧化與脫碳過熱和過燒變形與開裂硬度不定五、鋼材的熱處理第34頁，共74頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期三5、回火回火的概念：將鋼淬火后，再加熱到Ac1點(diǎn)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稱為回火?；鼗鹉康模合齼?nèi)應(yīng)力；獲得所需要的力學(xué)性能；穩(wěn)定組織和尺寸淬火鋼在回火時組織與性能的變化馬氏體分解；殘余奧氏體分解滲碳體的形成滲碳體的聚集長大。其基本的趨勢是：隨

17、著回火溫度的升高，鋼的強(qiáng)度、硬度下降，而塑性、韌性提高。五、鋼材的熱處理第35頁，共74頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期三回火的分類及應(yīng)用低溫回火： T1=1500C2500C組織：回火馬氏體；性能：具有高硬度，高耐磨性和一定的韌性；應(yīng)用：刀具、量具、冷沖壓模具等中溫回火：T1=3500C5000C組織：回火托氏體；應(yīng)用：刀具、量具、冷沖壓模具等性能：具有高的彈性極限、屈服點(diǎn)；應(yīng)用：彈性零件。高溫回火：T1=500C6500C組織：回火索氏體；性能：綜合力學(xué)性能；應(yīng)用：受力結(jié)構(gòu)體。調(diào)質(zhì)：生產(chǎn)中常把淬火及高溫回火的復(fù)合熱處理工藝稱為調(diào)質(zhì)。五、鋼材的熱處理第36頁，共74頁，2022

18、年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期三6、表面熱處理 與化學(xué)熱處理概述：在機(jī)械設(shè)備中，有許多零件（如齒輪、活塞銷、曲軸等）是在沖擊載荷及表面摩擦條件下工作的。這類零件表面必須具有高硬度和耐磨性，而心部要有足夠的塑性和韌性。這類零件要進(jìn)行表面熱處理常用的表面熱處理方法有：表面淬火及化學(xué)熱處理。表面淬火對工件表面進(jìn)行淬火的工藝稱為表面淬火?；鹧婕訜岜砻娲慊鸶袘?yīng)加熱表面淬火五、鋼材的熱處理第37頁，共74頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期三六、合金鋼的分類與編號 1.1、按化學(xué)成分分類（1）按鋼中所含合金元素的種類分，可分為：錳鋼、鉻鋼、硅鋼、硅錳鋼、鉻錳鈦鋼等。（2）按鋼中合金元素總質(zhì)量

19、分?jǐn)?shù)分，可分為：低合金鋼、中合金鋼和高合金鋼。1、合金鋼的分類第38頁，共74頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期三六、合金鋼的分類與編號 1.2按鋼的用途分類（1）合金結(jié)構(gòu)鋼： 工程構(gòu)件用鋼（低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼）和機(jī)械制造用鋼（合金滲碳鋼、合金調(diào)質(zhì)鋼、合金彈簧鋼、滾動軸承鋼和超高強(qiáng)度鋼）。（2）合金工具鋼： 刃具鋼（低合金刃具鋼和高速鋼）、量具鋼和模具鋼（冷作模具鋼和熱作模具鋼）。（3）特殊性能鋼 ：抗氧化鋼、不銹鋼、耐熱鋼、耐磨鋼和易削鋼等。 第39頁，共74頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期三六、合金鋼的分類與編號 1.3按金相組織分類（1）按退火后的組織分：亞共析

20、鋼、共析鋼、過共析鋼、萊氏體鋼。（2）按正火后的組織分：鐵素體鋼、珠光體鋼、貝氏體鋼、馬氏體鋼和奧氏體鋼。1.4按冶金質(zhì)量分類（1）普通低合金鋼（2）優(yōu)質(zhì)低合金鋼（3）優(yōu)質(zhì)低合金鋼（4）高級優(yōu)質(zhì)合金鋼（5）特高級優(yōu)質(zhì)合金鋼第40頁，共74頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期三2、合金鋼的牌號2.1合金結(jié)構(gòu)鋼（1）工程構(gòu)件用鋼（低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼） 由代表屈服點(diǎn)的漢語拼音字母（Q）、屈服點(diǎn)數(shù)值、質(zhì)量等級符號（A、B、C、D、E）等三個部分按順序排列組成。如Q390A。 專用工程構(gòu)件結(jié)構(gòu)鋼：在牌號的頭部（或尾部）標(biāo)注出代表產(chǎn)品用途的符號，例如表示壓力容器用鋼牌號表示為“Q345R”；焊接

21、氣瓶用鋼牌號表示為“Q295HP”；鍋爐用鋼牌號表示為“Q390g”；橋梁用鋼表示為“Q420q”等等。六、合金鋼的分類與編號 第41頁，共74頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期三六、合金鋼的分類與編號 （2）機(jī)器零件制造用鋼由三部分組成，即由“二位數(shù)字+元素符號+數(shù)字”組成。前面的兩位數(shù)字表示鋼的碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的萬倍，元素符號表示所含合金元素，后面的數(shù)字表示合金元素含量的百倍。凡合金元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于1.5%時，編號中只標(biāo)明元素符號，一般不標(biāo)含量。如果合金元素平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)等于或大于1.5%、2.5%、3.5%，則在元素符號后相應(yīng)標(biāo)出2、3、4。合金結(jié)構(gòu)鋼中的Nb、Ti、B 等元素，雖

22、然含量很低，但屬有意加入，故在鋼的牌號中仍應(yīng)表示出來。如40B，其平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.4%，硼的質(zhì)量分?jǐn)?shù)僅為0.0005%0.0035%。第42頁，共74頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期三六、合金鋼的分類與編號 合金結(jié)構(gòu)鋼都是優(yōu)質(zhì)鋼、高級優(yōu)質(zhì)鋼（牌號后加“A”字）或特級優(yōu)質(zhì)鋼（牌號后加“E”字）。高碳鉻軸承鋼的牌號在頭部加符號“G”，但不標(biāo)碳含量。鉻含量以千分之幾計(jì)，其他合金元素按合金結(jié)構(gòu)鋼的合金含量表示。例如：平均含鉻量為1.50%的軸承鋼，其牌號表示為“GCr15”。其它專用機(jī)器零件制造用鋼也要在牌號的頭部（或尾部）加上代表產(chǎn)品用途的符號，例如鉚螺鋼“ML30CrMnSi。

23、第43頁，共74頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期三六、合金鋼的分類與編號 2.2合金工具鋼表示方法與機(jī)器零件制造用結(jié)構(gòu)鋼相似，但當(dāng)其平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于1%時，含碳量不標(biāo)出；當(dāng)其平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于1%時，則牌號前的數(shù)字表示平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的千倍。合金元素的表示方法與合金結(jié)構(gòu)鋼相同。由于合金工具鋼都屬于高級優(yōu)質(zhì)鋼，故不再在牌號后標(biāo)出“A”字。如9SiCr 表示平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.9%左右，鉻、硅各為1%左右。第44頁，共74頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期三六、合金鋼的分類與編號 高速工具鋼不論碳的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為多少均不予標(biāo)出。如W18Cr4V、W6Mo5Cr4V

24、2、CW6Mo5Cr4V2 等，但當(dāng)合金成分不相同時，對高碳者牌號前冠以“C”字。低鉻（平均鉻含量小于1%）的合金工具鋼，在鉻含量前加數(shù)字“0”。例如：平均含鉻量為0.60%的合金工具鋼，其牌號表示為“Cr06”。塑料模具鋼在牌號頭部加“SM”，牌號表示方法與優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼和合金工具鋼相同。例如：SM45、SM3Cr2Mo。第45頁，共74頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期三六、合金鋼的分類與編號 2.3特殊性能鋼不銹鋼及耐熱鋼牌號前的數(shù)字表示平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的千倍，合金元素的表示方法與其它合金鋼相同。 當(dāng)碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于或等于0.03%時，在牌號前冠以00”；當(dāng)碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于或

25、等于0.08%時，在牌號前冠以“0”。如不銹鋼3Cr13 的平均wC=0.3%、wCr13%；不銹鋼0Cr19Ni9 的平均wC0.08%、wCr19%、wNi9%；00Cr19Ni11鋼的平均wC0.3%、wCr19%、wNi11%。另外，當(dāng)wSi1.5%、wMn2%時，牌號中不予標(biāo)出。第46頁，共74頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期三六、合金鋼的分類與編號 一些特殊專用鋼，為表示鋼的用途，在牌號前或后附以字母。鑄造合金鋼的牌號是在一般合金鋼的牌號前加“ZG”，如ZGMn13、ZG1Cr18Ni9。易切削鋼Y15、Y40Mn、Y15Pb。易切削非調(diào)質(zhì)機(jī)械結(jié)構(gòu)鋼YF35V。熱鍛用

26、非調(diào)質(zhì)機(jī)械結(jié)構(gòu)鋼F45V第47頁，共74頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期三2.4合金鋼的分類與牌號一、合金鋼的分類：合金鋼的分類常用下面的兩種分類。提用途分類：合金結(jié)構(gòu)鋼；合金工具鋼；特殊性能鋼。按合金元素總含量分類：低合金鋼：5%中合金鋼：5%10%高合金鋼：10%合金結(jié)構(gòu)鋼的牌號：合金結(jié)構(gòu)鋼的牌號采用兩位數(shù)字十元素，符號（或漢字）十?dāng)?shù)字表示。如：40Cr鋼：表示平均含碳量為0.4，含鉻約為1的合金結(jié)構(gòu)鋼。60Si2Mn：表示平均含碳量為0.6，含硅約為2，含錳約為1的合金結(jié)構(gòu)鋼合金工具鋼的牌號： A、含碳量小于1時，用一位數(shù)字表示含碳量的千分?jǐn)?shù)。如：9 SiCr：表示平均含碳

27、量為0.9，含硅約為1，含鉻約為1的合金工具鋼。 B、含碳量大于1時，在鋼牌號前不用數(shù)字表示含碳量。如：Cr12MoV：表示平均含碳量大于1，含鉻約為12，含鉬約為1，含釩約為1的合金工具鋼。特殊性能鋼：A、不銹鋼：2Cr13 C=0.2% Cr=13%C=0.03%0.10% 用O，如：Ocr18Ni9C0.03%時，用OO 如：OOCr30Mo2B、專用鋼：鋼前用漢語拼音字母：如：GCr15 GCr15SiMn六、合金鋼的分類與編號 第48頁，共74頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期三2.4低合金結(jié)構(gòu)鋼 1、低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼：性能：塑性、韌性、耐蝕性和焊接性均比同含碳素的碳鋼

28、高。應(yīng)用：橋梁、船舶、車輛、鍋爐、壓力容器起重和線等。牌號：Q295 各種容器、儲油罐、低壓鍋爐造船；Q345 鍋爐、車輛等；Q390 起重機(jī)等；Q420 高壓容器、重型機(jī)械等。低合金耐鋼：車輛、塔架低合金專業(yè)用鋼六、合金鋼的分類與編號 第49頁，共74頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期三2.5合金鋼 1、合金滲碳鋼：20CrMnT：應(yīng)用：制造變速齒輪、傳動軸；熱處理：滲碳后淬火、低溫回火。2、合金調(diào)質(zhì)鋼：40Cr ：應(yīng)用：制造齒輪、連桿、主軸；熱處理：調(diào)質(zhì)3、合金彈簧鋼：60Si2Mn：應(yīng)用：制造彈簧；熱處理：淬火、中溫回火4、超高強(qiáng)度鋼：5、滾動軸承鋼： GCr15應(yīng)用：制造滾

29、動軸承的滾動體和內(nèi)圈、外圈等熱處理：鍛造后進(jìn)行球化退火六、合金鋼的分類與編號 第50頁，共74頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期三2.6合金工具鋼與高速鋼合金工具鋼分為合金刃具鋼、合金模具鋼和合金量具鋼。1、合金刃具鋼合金刃具鋼主要用來制造車刀、銑刀、鉆頭等金屬切削刀具。低合金刃具鋼低合金刃具鋼是在碳素工具鋼的基礎(chǔ)上加入少量合金元素的鋼。如：9 SiCr：制造絲錐、板牙、鉸刀等。CrWMn：制造長鉸刀、拉刀等。低合金刃具鋼的預(yù)備熱處理是球化退火，最終熱處理是淬火后低溫回火。六、合金鋼的分類與編號 第51頁，共74頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期三高速鋼（HSS）高速鋼

30、（HSS）是一種具有高熱硬性。高耐磨性的高合金工具鋼。高速鋼（HSS）的熱硬性可達(dá)600度，又稱為鋒鋼。牌號：W18Cr4V，W6Mo5 Cr4V2應(yīng)用：制造切削速度較高的刀具（如車刀、銑刀、鉆頭等）和形狀復(fù)雜的成形刀具。熱處理：淬火、低溫回火。2、合金模具鋼冷作模具鋼熱作模具鋼3、合金量具鋼六、合金鋼的分類與編號 第52頁，共74頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期三2.7不銹鋼與耐熱鋼1、不銹鋼常用不銹鋼的牌號有1 Cr18Ni9、0Cr18Ni9、1Cr17、00Cr30Mo2。含碳量較低的鋼1 Cr13、2 Cr13用于制造耐腐蝕、受沖擊載荷的零件。如汽輪機(jī)葉片、水壓機(jī)閥門等

31、零件。含碳量較高的鋼3 Cr13、3 Cr13 Mo 、7Cr13等用于制造彈簧、軸承、醫(yī)療器械等鉻鎳不銹鋼鉻鎳不銹鋼常用牌號有0 Cr19 Ni9、1 Cr18 Ni9等，通稱為188型不銹鋼。2、耐熱鋼抗氧化鋼熱強(qiáng)鋼氣閥鋼六、合金鋼的分類與編號 第53頁，共74頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期三2.8、其它類型剛1、特殊物理性能鋼：永磁鋼、軟磁鋼、無磁鋼、高電阻鋼、合金。2、低溫鋼：是指用于制作溫度在0以下的零件盒結(jié)構(gòu)件的鋼種，廣泛用于低溫下工作的設(shè)備。主要性能指標(biāo)是低溫沖擊韌度和韌脆轉(zhuǎn)變溫度。3、鑄鋼：鑄鐵是含碳量大于2.11的鐵碳合金。一般合金鋼的牌號前加“ZG”。一般用

32、于制造高耐磨的坦克履帶、挖土機(jī)掘斗等。六、合金鋼的分類與編號 第54頁，共74頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期三 七、鑄鐵1、鑄鐵的定義及分類1、定義：鑄鐵是含碳量大于2.11的鐵碳合金。2、分類：根據(jù)鑄鐵中石墨形態(tài)的不同，鑄鐵又可分為白口鑄鐵：斷口呈銀白色；灰鑄鐵 石墨以片狀存在于鑄鐵中；可鍛鑄鐵 石墨以團(tuán)絮狀存在于鑄鐵中；球墨鑄鐵 石墨以球狀存在于鑄鐵中；蠕墨鑄鐵 石墨以蠕蟲狀存在于鑄鐵中；麻口鑄鐵 斷口呈灰白相間。第55頁，共74頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期三一、灰口鑄鐵的牌號及用途 1、牌號：灰口鑄鐵的牌號由“灰鐵”漢語拼音字母 字頭“HT”及后面的一組

33、數(shù)字組成，數(shù)字表示最低抗拉強(qiáng)度。如：HT200：2、用途：用于制造承受較大負(fù)荷的零件，如機(jī)床的床身、立柱、汽車缸體、缸蓋、輪轂、聯(lián)軸器等。二、灰口鑄鐵的熱處理去內(nèi)應(yīng)力退火（時效處理）軟化退火正火表面淬火1、灰鑄鐵 七、鑄鐵第56頁，共74頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期三球墨鑄鐵的牌號及用途球墨鑄鐵的牌號是由“球鐵”兩字漢語拼音的第一個字母“QT”，及兩組數(shù)字組成。兩組數(shù)字分別代表最低抗拉強(qiáng)度和伸長率的數(shù)值。例如：QT40018：表示球墨鑄鐵，起最低抗拉強(qiáng)度為400MPA，最低伸長率為18。2、球墨鑄鐵 七、鑄鐵第57頁，共74頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期三應(yīng)用

34、：汽車輪轂、離合器殼、撥叉等。球墨鑄鐵的熱處理退火正火調(diào)質(zhì)貝氏體等溫淬火 七、鑄鐵第58頁，共74頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期三3、蠕墨鑄鐵1、化學(xué)成分：一般屬于含高碳硅的共晶合金或過共晶合金。2、牌號及用途（1）牌號：RuT，是蠕鐵兩個字漢語拼音的字首，其后數(shù)字表示蠕墨鑄鐵的抗拉強(qiáng)度。（2）用途：常用于制造受熱循環(huán)載荷、要求組織致密、強(qiáng)度較高、形狀復(fù)雜的大型鑄件，如機(jī)床的立柱、柴油機(jī)的氣缸蓋、缸套、排氣管等。 七、鑄鐵第59頁，共74頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期三可鍛鑄鐵的牌號及用途可鍛鑄鐵俗稱為瑪鐵、馬鐵?？慑戣T鐵牌號由三個字母及兩組數(shù)字組成。前兩個字母

35、“KT”是“可鐵”兩字的漢語拼音的第一個字母，第三個字母代表可鍛鑄鐵的類別。后面兩組數(shù)字分別代表最低抗拉強(qiáng)度和伸長率的數(shù)值。例如：KTH30006：表示黑心可鍛鑄鐵，其最低抗拉強(qiáng)度為300MPA，最低伸長率為6。應(yīng)用：管道配件，低壓閥門等。4、可鍛鑄鐵 七、鑄鐵第60頁，共74頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期三5、合金鑄鐵1.1、抗磨鑄鐵：不易磨損的鑄鐵，通常通過激冷或向鑄鐵中加入鉻、鎢、鉬等元素，可以分為：減磨鑄鐵、抗磨白口鑄鐵。牌號為：KmTb.1.2、耐熱鑄鐵：可以在高溫下使用，其抗氧化或抗生長性能符合使用要求的鑄鐵。牌號：RT。主要用于制作工業(yè)加熱爐附件如爐底板、煙道擋板

36、、廢氣道、傳遞鏈構(gòu)件等。1.3、耐蝕鑄鐵：能耐化學(xué)、電化學(xué)腐蝕的鑄鐵。牌號為：ST，常用于化工機(jī)械如管道、閥門、耐酸泵、反應(yīng)鍋及容器等。 七、鑄鐵第61頁，共74頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期三八、非鐵金屬及其合金（有色金屬）非鐵金屬是除鋼鐵以外的其他金屬材料的總稱。1、鋁及鋁合金1.1、主要用于電氣、汽車、車輛、化工等部門，還是航空航天工業(yè) 主要結(jié)構(gòu)材料。1.2、純鋁：是鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不低于99.00%時，是純白色的輕金屬。主要用于熔煉鋁合金，制造電線、電纜、電器元件、換熱器件及要求制作質(zhì)輕、導(dǎo)熱與導(dǎo)電、耐大氣腐蝕但強(qiáng)度要求不高的機(jī)電構(gòu)件等。第62頁，共74頁，2022年，5月

37、20日，22點(diǎn)11分，星期三1.3、用途：在汽車制造、民用產(chǎn)品、航空和航天工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。1.4、分類：變形鋁合金鑄造鋁合金熱處理不可強(qiáng)化的鋁合金防銹鋁鋁合金熱處理可強(qiáng)化的鋁合金：硬鋁、超硬鋁、鍛鋁鋁硅合金鋁鋼合金鋁鎂合金鋁鋅合金八、非鐵金屬及其合金（有色金屬）第63頁，共74頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期三2、銅及銅合金用途：主要用于工業(yè)純鋼、黃鋼、青鋼及白鋼。2.1工業(yè)純鋼：呈玫瑰紅色，表面形成氧化銅膜后，為紫紅色，俗稱紫銅。牌號：T2.2銅合金的分類：黃銅、白銅、青銅。2.3壓力加工黃銅：代號“H”適合于冷變形加工。加入鉛可以改善黃銅的切削加工性；加入硅可以提高黃銅的

38、強(qiáng)度和硬度，改善其鑄造性能；加入錫能增加黃銅的強(qiáng)度和在海水中的能耐性，因此，錫黃銅有海軍黃銅之稱。八、非鐵金屬及其合金（有色金屬）第64頁，共74頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期三2.4.加工白銅：牌號“B”，合金元素的加入是為了改善白鋼的力學(xué)性能、工藝性能和電熱性能以及獲得某些特殊性能。2.5.加工青銅：牌號“Q”，加入其它的元素可以形成：錫青銅、鋁青銅、硅青銅等。其中錫青銅主要用于制造耐磨及與酸、堿、蒸汽等接觸的零件。2.6.鑄造銅合金：牌號“ZCu”，以銅為基的銅合金八、非鐵金屬及其合金（有色金屬）第65頁，共74頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期三3、鈦及鈦合

39、金3.1、鈦已經(jīng)成為航空、航天、化工、造船、機(jī)電產(chǎn)品、醫(yī)療衛(wèi)生和國防等部門廣泛使用的太鐵金屬材料。3.2、純鈦：牌號“TA”，在航空部門用于制造飛機(jī)骨架、蒙皮、發(fā)動機(jī)部件；在化工部門用于制造熱交換器、泵體、攪拌器等；制造海水凈化裝置及艦船零部件。3.3、鈦合金：牌號“T”，鈦及鈦合金是一種很有發(fā)展前途的新型金屬材料，已經(jīng)形成了較完整的鈦金屬生產(chǎn)工業(yè)體系。八、非鐵金屬及其合金（有色金屬）第66頁，共74頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期三4、滑動軸承合金4.1、滑動軸承一般由軸承和軸瓦組成，軸瓦直接支承轉(zhuǎn)動軸。廣泛用于機(jī)床、汽車發(fā)動機(jī)、各類連桿、大型機(jī)電等動力設(shè)備上。4.2、對滑動軸

40、承合金性能的要求：具有足夠的強(qiáng)度、塑性、韌性和一定的耐磨性，以抵抗沖擊和振動；具有較低的硬度；具有較小的摩擦因素和良好的磨合性；良好的導(dǎo)熱性和耐蝕性；抗咬合性好；具有良好的工藝性。八、非鐵金屬及其合金（有色金屬）第67頁，共74頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期三4.3、滑動軸承合金理想的組織狀態(tài)是：在軟的基體上分布著硬質(zhì)點(diǎn)，或是在硬的基體上分布著軟質(zhì)點(diǎn)。4.4、常用滑動軸承合金：錫基滑動軸承合金鉛基滑動軸承合金銅基滑動軸承合金鋁基滑動軸承合金。八、非鐵金屬及其合金（有色金屬）第68頁，共74頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期三5、硬質(zhì)合金5.1、硬質(zhì)合金是指由作為主要組元的一種或幾種難溶金屬碳化物和金屬粘結(jié)劑相組成的燒結(jié)材料。5.2、用途：主要用于制造刀具、冷作模具、量具及耐磨零件。5.3、常用的硬質(zhì)合金分三類：鎢鈷類硬質(zhì)合金：“YG”加數(shù)字表示，數(shù)字表示鈷的百分含量。例如：YG8，鎢鈷鈦類硬質(zhì)合金：“YT” 加數(shù)字表示，數(shù)字表示碳化鈦的百分含量。例如：YT5。通用硬質(zhì)合金： “YW”加順序號表示。例如：YW1、YW2。八、非鐵金屬及其合金（有色金屬）第69頁，共74頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)11分，星期三九、金屬材料的選擇與分析1、金屬材料的選用原則與程序1.1機(jī)械零件失效形式分析a、失效：是指機(jī)械零件在使用過程中失去規(guī)定功能的現(xiàn)象。