第四章 工程材料 復(fù)習(xí)資料

第四章工程材料復(fù)習(xí)資料一、 金屬的力學(xué)性能1、金屬的力學(xué)性能是指金屬材料下所表現(xiàn)出來(lái)的性能。它主要包括 和。2、在外力的作用下，材料抵抗和的能力，稱為強(qiáng)度。當(dāng)承受拉力時(shí)，強(qiáng)度特性指標(biāo)主要是 和。3、在外力的作用下，材料不能恢復(fù)的變形稱為，產(chǎn)生永久變形而為斷裂的能力稱為。4、 是指固體材料對(duì)外界物體機(jī)械作用（壓陷、刻劃）的局部抵抗能力。硬度不是金屬獨(dú)立的基本性能，而是反映材料彈性、強(qiáng)度與塑性等的綜合性能指標(biāo)。常用的硬度指標(biāo)有（HBW）、（HBC）和（HV）等。硬度高的材料強(qiáng)度高，耐磨性能較好，而 較差。5、金屬材料抵抗沖擊載荷的能力稱為。用Ak表示，單位為J。Ak值越大，則材料的韌性就越—。Ak值低的材料叫做材料，Ak值高的材料叫。工作時(shí)要承受很大的沖擊載荷時(shí)應(yīng)選用Ak值高的材料制造，如齒輪、連桿。鑄鐵的Ak值很低， Ak值近于零，不能用來(lái)制造承受沖擊載荷的零件。6、疲勞強(qiáng)度是指金屬材料在無(wú)限多作用下而不破壞的最大應(yīng)力，或稱為。二、 黑色金屬材料1、金屬材料分為和兩大類(lèi)，常用的黑色金屬主要和兩種；常用的有色金屬有—和兩種。2、鋼中的有害兀素是，硫產(chǎn)生 ，磷產(chǎn)生 ；有益兀素是 ，能提高鋼的3、鋼的分類(lèi)按化學(xué)成分分類(lèi)碳素鋼合金鋼按鋼的品質(zhì)分類(lèi)如碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金結(jié)構(gòu)鋼按鋼的用途分類(lèi)主要用于制」造各種機(jī)械零件和工程結(jié)構(gòu)構(gòu)件優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、碳素工具鋼和合金工具鋼、彈簧鋼、軸承鋼主要用于制」造工具、模具、量具及刃具合金結(jié)構(gòu)鋼和工具鋼，鋼號(hào)后面加“A”具有特殊物理和化學(xué)性能三、鋼的編號(hào)分類(lèi)別編號(hào)方法舉例

類(lèi)碳鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235AF優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼45、60Mn碳素工具鋼T8A一般工程用鑄造碳鋼ZG200—400合金鋼低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼Q390A合金結(jié)構(gòu)鋼40Cr、30CrMoA、60Si2Mn滾動(dòng)軸承鋼GCr15合金工具鋼Cr12MoA、9SiCr不銹鋼與耐熱鋼10Cr7Mn9Ni4N、022Cr17Ni7N四、性能及應(yīng)用1、碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)而不含有特意加入合金元素的鋼，稱為碳素鋼。2、 碳素鋼的特點(diǎn)：具有良好的，且冶煉方便，價(jià)格便宜，故應(yīng)用廣泛。碳素鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼特點(diǎn)： 、 、—，力學(xué)性能上也能滿足一般工程結(jié)構(gòu)及普通機(jī)器零件的要求，應(yīng)用廣泛。常用的有 、—普通碳素結(jié)構(gòu)鋼Q215、Q235的 構(gòu)（如 、 、 和 螺釘、螺母Q275的 較高，可用于制造受力中等） 、 ，主要用于工程結(jié)—等）和制造受力不大的機(jī)器零件，如等的普通零件（如 、 和優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼既保證力學(xué)性能又保證化學(xué)成分，有害雜質(zhì)較低，質(zhì)量較高，廣泛用于制」造較重要的零件，如—、—、—、軸碳素工具鋼 、 ，碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)都在 、 等。一以上，都是優(yōu)質(zhì)鋼或高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼，如合 、低合金，較高的力學(xué)性能和良好的— ，良好的 和定合金低合的 ，廣泛用于 、 和_ 等領(lǐng)域。金結(jié)金結(jié)用Q345（16Mn）來(lái)代替Q235A強(qiáng)度可提高_(dá) ，耐大氣腐蝕性能提高20%~鋼構(gòu)構(gòu)鋼30%，重量可減輕鋼常用的有 、 、

機(jī)械制造用鋼合金滲碳鋼用途：制造滲碳零件性能： 工藝：加入合金元素鉻、鎳、錳等，滲碳后再 和 應(yīng)用：合金調(diào)質(zhì)鋼經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)（ 和 ）后使用的合金結(jié)構(gòu)鋼具有良好的綜合力學(xué)性能合金彈簧鋼用途：制造各種彈簧的專用合金結(jié)構(gòu)鋼性能：滾動(dòng)軸承鋼用途：制造各種滾動(dòng)軸承的滾動(dòng)體和內(nèi)外套圈性能：應(yīng)用：合金工具鋼刃具鋼低合金刃具鋼在碳素鋼的基礎(chǔ)上加入少量（ ）合金兀素性能：高速鋼3C- ，是一種 、 較高的 合金工具鋼性能：添加元素：鉻、鎢、釩、鉆等常見(jiàn)：鎢系（ ），鉬系（ ）模具鋼用途：制造各種模具冷作模具鋼：制造冷態(tài)金屬成形模具（冷沖模、冷壓模）性能：9SiCr、Cr12、Cr12MoV熱作模具鋼：制造使金屬 下成形的模具（熱鍛模、壓鑄模）性能：5CrMnMo制作熱鍛模，3Cr2W8制作熱擠壓模量具鋼用途：制造測(cè)量工具性能：一般量具可用碳素工具鋼、合金工具鋼和滾動(dòng)軸承鋼來(lái)制造特殊性能鋼不銹耐酸鋼簡(jiǎn)稱不銹鋼，常見(jiàn)為① ② 3Cr= ，12Cr13、20Cr13適用于制造 、 等；30Cr13、40Cr13適用于制造 及在弱腐蝕條件下工作而要求高強(qiáng)度的耐蝕零件。3尸 ，常見(jiàn)牌號(hào)：06Cr18Ni9、1Cr18Ni9；主要用于制造在介質(zhì)中工作的設(shè)備，如制 等。耐熱鋼高的耐熱性（ 和 ）抗氧化鋼：長(zhǎng)期在高溫下不起氧化皮、強(qiáng)度要求不高的零件， 熱強(qiáng)鋼：在高溫下不但有良好的抗氧化性，而且有較高的高溫強(qiáng)度， 耐磨鋼指在強(qiáng)烈沖擊載荷下發(fā)生沖擊硬化，從而獲得很高的耐磨性的 鋼，3=Mn制造工藝： 牌號(hào)：ZGMn13（即鑄造高錳鋼）

應(yīng)用：制造鐵路道岔、 和 3、試比較合金工具鋼和碳素工具鋼異同。答：①②五、鑄鐵1、碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的鐵碳合金稱為鑄鐵。比碳鋼含有較多的硫、磷等雜質(zhì)元素。碳： 斷口： 簡(jiǎn)稱：灰鐵灰特點(diǎn)：價(jià)格便宜，應(yīng)用最廣泛（占鑄鐵總產(chǎn)量的80%以上）鑄牌號(hào)： 例：HT150鐵應(yīng)用：制作機(jī)床床身、底座、電器殼體、缸體、泵體、蓋、手輪等受力不大，耐磨，減振零件。碳： 特點(diǎn)： ，綜合機(jī)械性能接近于 X球m牌號(hào)： 例：QT400—15墨性能：鑄鑄鐵鐵應(yīng)用：代替鋼制造某些重要的零件，如 、 、 等代替類(lèi)鑄鐵制造強(qiáng)度要求高的箱體類(lèi)零件和壓力容器。碳：白口鑄鐵經(jīng)高溫長(zhǎng)時(shí)間退火，使?jié)B碳體分解而獲得 。又稱馬鐵、瑪鐵7TT牌號(hào)：KTH+數(shù)字（抗拉強(qiáng)度）一數(shù)字（最小伸長(zhǎng)率）＜ 基體可鍛鑄鐵，或黑心可鍛鑄鐵＞可鍛KTZ+數(shù)字（抗拉強(qiáng)度）一數(shù)字（最小伸長(zhǎng)率）＜ 可鍛鑄鐵＞鍛舉例：KTH330-08 KTZ550-O4鑄性能：鐵應(yīng)用：2、灰鑄鐵與鋼相比力學(xué)性能有哪些不同？答：①②③六、鋼的熱處理1、鋼的熱處理是指采用適當(dāng)方式將鋼或鋼制工件進(jìn)彳、和，以獲得預(yù)期的組織結(jié)構(gòu)與性能的工藝。2、 熱處理的目的：①②③3、 熱處理的分類(lèi)：、 、分類(lèi)退火正火淬火回火概念將鋼加熱到適當(dāng)溫度，保持一定時(shí)間，然后 的熱處理工藝將鋼加熱到適當(dāng)溫度，保持一定時(shí)間 的熱處理工藝將鋼加熱到適當(dāng)溫度，保持一定時(shí)間后，然后 的熱處理工藝。將淬火鋼重新加熱到低于727。的某一溫度，然后 的熱處理工藝。

目的①②③④①②③①常見(jiàn)類(lèi)型：水冷、油冷淬火是是 的重要的熱處理工藝。①備注只適用于 及合金元素含量不高的合金鋼鋼在淬火后必須配以適當(dāng)?shù)?，才能獲得理想的力學(xué)性能?；鼗鹗菬崽幚砉に嚨?一道工藝。分類(lèi)溫度（°C）目的應(yīng)用回火低溫回火150?250用于 和 、量具、滾動(dòng)軸承、冷作模具和要求硬而耐磨的零件。中溫回火250?500用于 （彈簧、發(fā)條）和熱作模具高溫回火500?650淬火+高溫回火= 廣泛用于 、 、 、 等重要的結(jié)構(gòu)零件4、正火與退火的異同答：5、淬硬性與淬透性淬硬性：指鋼經(jīng)淬火后能達(dá)到的 。主要取決于鋼中碳的，分?jǐn)?shù)越高，獲得的硬度越高。淬透性：指鋼經(jīng)淬火獲得 的能力。淬透性越好，越厚。淬透性取決于鋼的化學(xué)成分和淬火冷卻方式。一般說(shuō)來(lái)，碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同的碳素鋼與合金鋼的淬硬性沒(méi)有差別，而的淬透性高于—。因此，有些合金鋼如高速鋼，可以采用空氣冷卻淬火。6、常用的表面熱處理方法有表面淬火和化學(xué)熱處理兩種。分類(lèi)表面淬火化學(xué)熱處理概念僅對(duì)工件的 進(jìn)行淬火，而—仍保持未淬火狀態(tài)將工件置于適當(dāng)?shù)幕钚越橘|(zhì)中加熱、保溫、冷卻的方法，使一種或幾種元素滲入鋼件，以改變鋼件 的化學(xué)成分、組織和性能的熱處理工藝目的分類(lèi) 表面淬火 表面淬火滲碳

適用碳鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼低碳鋼、合金滲碳鋼特點(diǎn)設(shè)備簡(jiǎn)單、速度快、變形小處理異常迅速，硬度高、氧化和變形小，操作簡(jiǎn)單、容易機(jī)械化、自動(dòng)化分為固體、液體、和氣體滲碳（應(yīng)用最廣）硬度高（可達(dá)1000?1200HV），耐磨性高，氧化變形小，并能耐熱、腐