常見結構材料簡介

會計學1常見結構材料簡介金屬材料簡介鋼鐵碳素鋼合金鋼金屬材料黑色金屬材料有色金屬材料灰口鑄鐵球墨鑄鐵……白口鑄鐵Al、Cu、Ti、Mg合金第1頁/共25頁金屬材料第2頁/共25頁碳素鋼成分(GB/T13304-91):合金元素CrMnMoNiSiTiWV最大含量／wt.％0.301.000.050.300.500.050.100.04分類：按成分低碳鋼中碳鋼低碳鋼普通質量鋼優(yōu)質鋼高級優(yōu)質鋼wc0.25%wc＝0.25-0.60%wc>0.60%wS0.050%wP0.045%wS0.035%wP0.035%wS0.020%wP0.030%按用途碳素結構鋼優(yōu)質碳素結構鋼碳素工具鋼鑄造碳鋼第3頁/共25頁碳素結構鋼牌號：Ｑ２３５-Ｂ·b脫氧方法：Ｆ——沸騰鋼；Ｚ——；b——半鎮(zhèn)靜鋼質量等級：Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ屈s主要牌號及應用牌號Q195Q215Q235Q255Q275主要應用舉例受載荷較小的鋼絲、開口銷、釘子、拉桿、焊接件鉚釘、短軸、拉桿、墊圈、滲碳件、焊接件連桿、螺栓、螺母、軸類支架、角鋼、槽鋼、工字鋼、圓鋼、重要的焊接件軸類、吊鉤、型鋼軸、齒輪wc＝0.06-0.38%常用熱處理：一般不熱處理，直接使用。第4頁/共25頁鋼鐵冶煉第5頁/共25頁優(yōu)質碳素結構鋼牌號：45平均含碳量的萬分數(shù)。數(shù)字后加F表示沸騰鋼，加Mn表示含Mn量較高。主要牌號、性能特點及應用牌號08F、1015、20、25（碳素滲碳鋼）30、35、40、45、50（碳素調質鋼）55、60、65、65Mn（碳素彈簧鋼）性能特點強度低、塑性好強度較低、塑性韌性較好，滲碳后可獲得表面硬度高而心部韌性好的零件強度、塑性、韌性配合較好，經(jīng)調質后可獲得優(yōu)良的綜合力學性能強度高、塑性低，淬火中溫回火處理后有較好的彈性應用舉例冷沖壓件、焊接件負載不大的軸、銷、齒輪、墊片及滲碳件軸類、齒輪、緊固件、要求不高的表面淬火件簡單的耐磨件、簡單的彈簧、鋼絲繩等wc＝0.05-0.75%常用熱處理：正火、調質、淬火、回火、滲碳第6頁/共25頁碳素工具鋼牌號：T10A碳平均含碳量的千分數(shù)。數(shù)字后加A表示高級優(yōu)質碳素工具鋼wc＝0.65-1.35%常用熱處理：球化退火、淬火、低溫回火主要牌號：T7,T8,T9,T10,T11,T12,T13性能特點：熱處理后硬度、耐磨性高、塑性、韌性低，淬透性差主要應用：小截面刃具、模具第7頁/共25頁鑄造碳鋼牌號：ZG200-400鑄鋼sbwc＝0.15-0.60%主要牌號：ZG200-400,ZG230-450,ZG270-500,ZG310-570,ZG340-640主要應用：形狀復雜，力學性能要求高，選用鑄鐵難以滿足要求的零件第8頁/共25頁合金鋼調質鋼機器結構鋼工程結構鋼滲碳鋼合金鋼合金結構鋼合金工具鋼低合金結構鋼鍋爐用鋼造船用鋼刃具鋼彈簧鋼軸承鋼易切削鋼耐候鋼模具鋼量具鋼高強度鋼耐蝕鋼耐熱鋼特殊性能鋼耐磨鋼主要合金元素:Al,Co,Si,Cu,Mo,Ni,Cr,Mn合金元素的主要作用：細化晶粒強化（固溶強化、形成合金滲碳體或特殊碳化物）提高淬透性提高回火穩(wěn)定性獲得室溫奧氏體（奧氏體不銹鋼）第9頁/共25頁工程結構鋼成分特點：低含碳量（wc<0.2%）；根據(jù)不同要求添加不同合金元素，總量少于3%。用途：建筑、船舶、橋梁、運輸工具、高壓容器、軍工性能要求：一定的綜合力學性能和屈強比；良好的壓力加工和焊接性能；耐侯性和耐冷脆性。級別300MPa350MPa400MPa450MPa500MPa650MPa牌號12Mn09MnNb16Mn12MnPRe16MnNb10MnNbRe14MnVTiRe15MnVN14MnMoVBRe18MnMoNb14CrMnMoVB用途船舶、低壓鍋爐、容器、油罐橋梁、車輛船舶、橋梁、車輛、大型容器、大型鋼結構、起重機械建筑結構、船舶、化工容器橋梁、起重機港口工程結構、造船、石油井架橋梁、高壓容器、電站設備、大型船舶大型焊接結構、大橋、造船、車輛中溫高壓容器（<500C）鍋爐、化工、石油的高壓厚壁容器（<500C

）中溫高壓容器（400~560C

）我國幾種低合金高強度鋼的用途第10頁/共25頁合金調質鋼成分特點：中含碳量（wc=0.30~0.50%）；添加Cr、Ni、Mn、Si增加淬透性，固溶強化；添加少量Mo、W、V等細化晶粒，提高回火穩(wěn)定性用途：軸、桿類零件，齒輪，鏈條等。性能要求：優(yōu)良的綜合力學性能；良好的淬透性。牌號40Cr40MnB35CrMo40CrNi40CrNiMoA40CrMnMo45CrNiMoVA用途軸類、連桿螺栓、進氣閥、重要齒輪等中小截面調質件大截面齒輪、重型傳動軸、大電機主軸等強度高、韌性好的零件，如軸、齒輪、鏈條大截面受沖擊零件，如偏心軸、曲軸等大截面重負荷齒輪、軸等。高強度高彈性零件，如車輛扭力軸常用合金調質鋼的牌號及其用途主要熱處理：淬火高溫回火。第11頁/共25頁合金滲碳鋼成分特點：低含碳量（wc=0.10~0.25%）；添加Cr、Ni、Mn、B增加淬透性，固溶強化；添加少量Mo、W、V、Ti等形成穩(wěn)定碳化物，細化晶粒。用途：軸、齒輪、蝸桿、活塞銷等。性能要求：表面良好的耐磨性和高強度、高硬度；心部良好的韌性。牌號20CrMnTi20MnTiB20Cr2Ni418Cr2Ni4WA20CrMn20Mn220Cr用途廣泛用于汽車、拖拉機工業(yè)30mm直徑以下的高速、中重載沖擊磨損件，如變速箱齒輪汽車拖拉機上小截面、中等負荷齒輪傳動齒輪、軸、萬向叉大齒輪、花鍵軸、曲軸齒輪、軸、蝸桿、活塞銷、摩擦輪小齒輪、小活塞銷小齒輪、小軸、活塞銷常用合金滲碳鋼的牌號及其用途主要熱處理：滲碳淬火低回火。第12頁/共25頁合金彈簧鋼成分特點：中含碳量（wc=0.50~0.70%）；添加Cr、V、Mn、Si增加淬透性，固溶強化，提高回火穩(wěn)定性。用途：彈簧。性能要求：高彈性極限和屈強比；良好的綜合力學性能；高疲勞強度。牌號65Mn60Si2Mn55CrMnA60Si2CrVA50CrVA30W4Cr2VA用途大尺寸的各種彈簧車輛板簧、螺旋彈簧、安全閥用彈簧，工作溫度低于250C耐熱彈簧大尺寸板簧、螺旋彈簧高載荷耐沖擊彈簧、工作溫度低于250C耐熱彈簧大截面高應力螺旋彈簧，工作溫度低于300C耐熱彈簧500C下工作彈簧、鍋爐安全閥用彈簧常用合金彈簧鋼的牌號及其用途主要熱處理：淬火中溫回火，獲得回火索氏體組織。表面噴丸。第13頁/共25頁滾動軸承鋼成分特點：高含碳量（wc=0.90~1.10%）；添加Cr（wCr=0.50~1.65%）提高淬透性，細化碳化物。用途：軸承的滾珠、滾針、套圈，某些工具、量具、模具。性能要求：高硬度、高耐磨性；良好的綜合力學性能；高接觸疲勞強度和彈性極限。牌號GCr9GCr15GSiMnVGSiMnMoVGCr6GCr15SiMn用途較小尺寸軸承件大型機械軸承，高耐磨、高疲勞軸承汽車、拖拉機、軋鋼機用軸承汽車、拖拉機、軋鋼機用軸承小尺寸軸承件大型機械軸承，高耐磨、高疲勞軸承常用滾動軸承鋼的牌號及其用途主要熱處理：正火、球化退火、不完全淬火低溫回火，冷處理。第14頁/共25頁軸承鋼金相第15頁/共25頁合金工具鋼分類合金刃具鋼合金模具鋼合金量具鋼低速刃具鋼高速鋼冷作模具鋼熱作模具鋼性能要求

高硬度；高耐磨性；高紅硬性；適當?shù)膹姸取㈨g性。

高強度；高硬度；高耐磨性；足夠的韌性。

高強度、高硬度；高耐磨性；足夠的韌性；抗熱疲勞性、抗氧化性、導熱性

高強度；高硬度；高耐磨性；組織穩(wěn)定性。最終熱處理及組織淬火+低溫回火M’+合金碳化物+’淬火＋560C三次回火M’+合金碳化物+’淬火+低溫回火M’+合金碳化物+’淬火+高溫回火S’或T’淬火+低溫回火+深冷處理M’主要鋼種舉例9SiCr,8MnSi,Cr06,Cr2,W,9Cr2W18Cr4VW6Mo5Cr4V2Cr12MoV,Cr12,CrWMn,9Mn2V,Cr4W2MoV,6W6Mo5Cr4V5CrNiMo,5CrMnMo,3Cr2W8V,4Cr5MoSiV,5Cr4W5Mo2V9SiCr,CrWMn,GCr15,T10A,T12A說明：含碳量用千分數(shù)表示，wc>1.0%時不標注。高速鋼不標注含碳量。第16頁/共25頁工具鋼金相T7經(jīng)球化退火高速鋼鑄態(tài)第17頁/共25頁特殊性能鋼超高強度鋼耐磨鋼易削鋼耐熱鋼耐蝕鋼性能要求

高強度；合適的塑性；高疲勞強度；一定的沖擊韌性和斷裂韌性。

承受嚴重沖擊和摩擦。

良好切削性。

熱強性；抗氧化性。

耐腐蝕。主要種類或成分特點低合金中碳馬氏體型；中合金中碳二次硬化型；中合金低碳馬氏體型；高合金超低碳馬氏體時效鋼高錳鑄鋼（受沖擊載荷后表面產(chǎn)生嚴重加工硬化）提高S、P含量；加S、Se、Te等改變非金屬夾雜物的組成、性能；加Pb形成金屬夾雜。奧氏體耐熱鋼；鐵素體耐熱鋼；馬氏體耐熱鋼；珠光體耐熱鋼。奧氏體不銹鋼；鐵素體不銹鋼；馬氏體不銹鋼；主要鋼種舉例30CrMnSiNi2A40Cr5MoSiV1(H13)25Si2Mn2CrNiMoVANi25Ti2AlNbZGMn8ZGMn13Y12,Y20,Y40Mn,YP40,Y35S,Y40CrS,YP12CrNi,YP30CrMo1Cr18Ni9Ti1Cr171Cr131Cr11MoV1Cr18Ni9Ti1Cr171Cr13,2Cr133Cr13,4Cr13第18頁/共25頁不銹鋼金相奧氏體不銹鋼馬氏體不銹鋼第19頁/共25頁鑄鐵分類、特點及應用分類成分/wt.%組織性能應用牌號灰口鑄鐵C:2.5-4.0Si:1.0-3.0Mn:0.5-1.2S:<0.15P:<0.12

抗拉強度低、壓縮強度高；塑性、韌性低；減摩性好；減震性好；缺口敏感性好。機床床身，發(fā)動機缸體，箱體，閥體，泵體等HT100HT150HT200HT250HT300HT350球墨鑄鐵C:3.6-3.9Si:2.0-2.8Mn:0.3-0.6S:<0.07P:<0.10

具有灰鐵基本性能；抗拉強度、屈服強度高；有一定塑性、韌性；疲勞強度較高。曲軸，連桿，凸輪軸，飛輪，機器底座，汽缸等QT400-18QT450-10QT500-7QT700-2QT900-2蠕墨鑄鐵C:3.5-3.9Si:2.2-2.8Mn:0.4-0.8S:<0.10P:<0.10

介于灰鐵和球鐵之間；導熱性，鑄造性能，切削加工性能好。制動盤，排氣管，汽缸蓋，活塞環(huán)等RuT200RuT300RuT340RuT380RuT420其它鑄鐵：可鍛鑄鐵，冷硬鑄鐵，耐磨鑄鐵，耐熱鑄鐵，耐蝕鑄鐵第20頁/共25頁白口鐵、灰口鐵、球墨鑄鐵球狀石墨片狀石墨滲碳體第21頁/共25頁紫銅純銅（紫銅）FCC=8.94g/cm3Tm=1083C性能特點塑性好，可進行各種冷熱加工；導電、導熱、耐腐蝕；無磁性強度低，b=230-240MPa牌號應用舉例純銅T1T2導電、導熱、耐腐蝕器件，如電線、雷管等。T3電器開關、鉚釘?shù)葻o氧銅TU1TU2電真空器件脫