材料基本知識(shí)培訓(xùn)課件

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[Code]鋼板基本知識(shí)鋼板基本知識(shí)Slide

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[Code]按照鋼板的生產(chǎn)工藝分主要可分為熱軋鋼板和冷軋鋼板兩大類。一、鋼板的種類冷軋鋼板生產(chǎn)工藝（寶鋼）：礦石－高爐煉鐵－轉(zhuǎn)爐煉鋼－連鑄（板坯）－熱連軋－酸洗－冷連軋－連續(xù)退火（－熱鍍鋅）－卷取/其他（電鍍鋅/縱剪成帶/橫剪成板/）熱軋鋼板生產(chǎn)工藝（寶鋼）：礦石－高爐煉鐵－轉(zhuǎn)爐煉鋼－連鑄（板坯）－除鱗－精軋－冷卻－卷取－熱軋卷（－冷軋）－矯直/縱剪/橫剪鋼板基本知識(shí)Slide

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[Code]二、表征鋼板的主要力學(xué)性能指標(biāo)強(qiáng)度

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金屬材料在外力作用下抵抗變形和斷裂的能力。屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度是極為重要的強(qiáng)度指標(biāo)，是金屬材料選用的重要依據(jù)。強(qiáng)度的大小用應(yīng)力來表示，即用單位面積所能承受的載荷(外力)來表示，常用單位為MPa。屈服強(qiáng)度：金屬試樣在拉力試驗(yàn)過程中，載荷不再增加，而試樣仍繼續(xù)發(fā)生變形的現(xiàn)象，稱為“屈服”。產(chǎn)生屈服現(xiàn)象時(shí)的應(yīng)力，即開始產(chǎn)生塑性變形時(shí)的應(yīng)力，稱為屈服點(diǎn)，用符號(hào)

σs表示，單位為MPa。一般的，材料達(dá)到屈服強(qiáng)度，就開始伴隨著永久的塑性變形，因此其是非常重要的指標(biāo)?？估瓘?qiáng)度：金屬試樣在拉力試驗(yàn)時(shí)，拉斷前所能承受的最大應(yīng)力，用符號(hào)σb表示，單位為MPa。鋼板基本知識(shí)Slide

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[Code]伸長(zhǎng)率：金屬在拉力試驗(yàn)時(shí)，試樣拉斷后，其標(biāo)距部分所增加

的長(zhǎng)度與原始標(biāo)距長(zhǎng)度的百分比，稱為伸長(zhǎng)率。用符號(hào)δ表示。伸長(zhǎng)率反映了材料塑性的大小，伸長(zhǎng)率越大，材料的塑性越大。應(yīng)變強(qiáng)化指數(shù)n：鋼材在拉伸中實(shí)際應(yīng)力－應(yīng)變曲線的斜率。

其物理意義是，n值高，表示材料在成形加工過程中變形容易

傳播到低變形區(qū)，而使應(yīng)變分布較為均勻，減少局部變形集中

現(xiàn)象，因此n值對(duì)拉延脹形非常重要。塑性應(yīng)變比r值：r值表示鋼板拉伸時(shí)，寬度方向與厚度方向應(yīng)變比之比值。r值越大，表示鋼板越不易在厚度方向變形（越不容易開裂），深沖性越好。鋼板基本知識(shí)Slide

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[Code]三、鋼板表面質(zhì)量級(jí)別代號(hào)特征較高級(jí)的精整表面FB（O3）表面允許有少量不影響成型性及涂、鍍附著力的缺陷，如劃傷、壓痕、麻點(diǎn)、輥印及氧化色高級(jí)的精整表面FC（O4）產(chǎn)品二面種較好的一面無肉眼可見的明顯欠缺，另一面必須至少達(dá)到FB的要求超高級(jí)別的精整表面FD(O5)產(chǎn)品二面中較好的一面不得有任何缺陷，即不能影響涂漆后的外觀質(zhì)量貨電鍍后的外觀質(zhì)量，另一面至少達(dá)到FB級(jí)鋼板基本知識(shí)Slide

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[Code]四、鋼板牌號(hào)簡(jiǎn)介目前常用的鋼板有SPCC，SPHC，SAE1010，QSTE340。SPCC：寶鋼標(biāo)準(zhǔn)，冷軋板，一般沖壓用，抗拉強(qiáng)度≥270MPa，延

伸率

≥36%

，成份含量，

,

Si≤0.05,Mn

≤0.5,P

≤0.035,S≤0.035；

C≤0.12SPHC：寶鋼標(biāo)準(zhǔn)，熱軋酸洗板，一般沖壓用，抗拉強(qiáng)度≥270MPa，延伸率

≥29% ，成份含量，

C≤0.15,

Si≤0.05,Mn

≤0.6,P≤0.035,S ≤0.035，其它≥0.01；SAE1010：美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)，冷軋板，汽車專用鋼，相當(dāng)于優(yōu)質(zhì)碳素10#鋼，抗拉強(qiáng)度≥320MPa，屈服強(qiáng)度≥221MPa,延伸率≥15%，成份含量，0.08≤C≤0.13,0.30≤Mn≤0.60,P≤0.035,S≤0.035；QSTE340

：

寶鋼標(biāo)準(zhǔn)，酸洗板，沖壓用，抗拉強(qiáng)度

420

≤σb≤540

MPa

，

屈服強(qiáng)度

≥

340MPa,

延伸率

≥12%

，成份含量，

C≤0.12,Si≤0.05,Mn

≤1.3,P

≤0.030,S

≤0.035；2Slide

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[Code]金屬熱處理簡(jiǎn)介金屬熱處理簡(jiǎn)介Slide

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[Code]金屬熱處理是將金屬工件放在一定的介質(zhì)中加熱到適宜的溫度，并在此溫度中保持一定時(shí)間后，又以不同速度冷卻的一種工藝。金屬熱處理是機(jī)械制造中的重要工藝之一，與其他加工工藝相比，熱處理一般不改變工件的形狀和整體的化學(xué)成分，而是通過改變工件內(nèi)部的顯微組織，或改變工件表面的化學(xué)成分，賦予或改善工件的使用性能。其特點(diǎn)是改善工件的內(nèi)在質(zhì)量，而這一般不是肉眼所能看到的。為使金屬工件具有所需要的力學(xué)性能、物理性能和化學(xué)性能，除合理選用材料和各種成形工藝外，熱處理工藝往往是必不可

少的。鋼鐵是機(jī)械工業(yè)中應(yīng)用最廣的材料，鋼鐵顯微組織復(fù)雜，可以通過熱處理予以控制，所以鋼鐵的熱處理是金屬熱處理的

主要內(nèi)容。另外，鋁、銅、鎂、鈦等及其合金也都可以通過熱

處理改變其力學(xué)、物理和化學(xué)性能，以獲得不同的使用性能。金屬熱處理簡(jiǎn)介Slide

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[Code]金屬熱處理的工藝:熱處理工藝一般包括加熱、保溫、冷卻三個(gè)過程，有時(shí)只有加熱和冷卻兩個(gè)過程。這些過程互相銜接，不可間斷。加熱是熱處理的重要工序之一。金屬熱處理的加熱方法很多，最早是采用木炭和煤作為熱源，進(jìn)而應(yīng)用液體和氣體燃料。電

的應(yīng)用使加熱易于控制，且無環(huán)境污染。利用這些熱源可以直

接加熱，也可以通過熔融的鹽或金屬，以至浮動(dòng)粒子進(jìn)行間接

加熱。金屬加熱時(shí)，工件暴露在空氣中，常常發(fā)生氧化、脫碳(即鋼鐵零件表面碳含量降低)，這對(duì)于熱處理后零件的表面性能有很不利的影響。因而金屬通常應(yīng)在可控氣氛或保護(hù)氣氛中、熔融鹽中和真空中加熱，也可用涂料或包裝方法進(jìn)行保護(hù)加熱。金屬熱處理簡(jiǎn)介Slide

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[Code]加熱溫度是熱處理工藝的重要工藝參數(shù)之一，選擇和控制加熱溫度 ，是保證熱處理質(zhì)量的主要問題。加熱溫度隨被處理的金屬材料和熱處理的目的不同而異，但一般都是加熱到相變溫度以上，以獲得高溫組織。另外轉(zhuǎn)變需要一定的時(shí)間，因此當(dāng)金屬工件表面達(dá)到要求的加熱溫度時(shí)，還須在此溫度保持一定時(shí)間，使內(nèi)外溫度一致， 使顯微組織轉(zhuǎn)變完全，這段時(shí)間稱為保溫時(shí)間。采用高能密度加熱和表面熱處理時(shí)，加熱速度極快，一般就沒有保溫時(shí)間，而化學(xué)熱處理的保溫時(shí)間往往較長(zhǎng)。冷卻也是熱處理工藝過程中不可缺少的步驟，冷卻方法因工藝不同而不同，主要是控制冷卻速度。一般退火的冷卻速度最慢，正火的冷卻速度較快，淬火的冷卻速度更快。但還因鋼種不同而有不同的要求，例如空硬鋼就可以用正火一樣的冷卻速度進(jìn)行淬硬。金屬熱處理簡(jiǎn)介Slide

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[Code]金屬熱處理工藝大體可分為整體熱處理、表面熱處理和化學(xué)熱處理三大類。根據(jù)加熱介質(zhì)、加熱溫度和冷卻方法的不同，每一大類又可區(qū)分為若干不同的熱處理工藝。同一種金屬采用不同的熱處理工藝，可獲得不同的組織，從而具有不同的性能。鋼鐵是工業(yè)上應(yīng)用最廣的金屬，而且鋼鐵顯微組織也最為復(fù)雜，因此鋼鐵熱處理工藝種類繁多。整體熱處理是對(duì)工件整體加熱，然后以適當(dāng)?shù)乃俣壤鋮s，以改變其整體力學(xué)性能的金屬熱處理工藝。鋼鐵整體熱處理大致有退火、正火、淬火和回火四種基本工藝。退火是將工件加熱到適當(dāng)溫度，根據(jù)材料和工件尺寸采用不同的保溫時(shí)間，然后進(jìn)行緩慢冷卻，目的是使金屬內(nèi)部組織達(dá)到或接近平衡狀態(tài)，獲得良好的工藝性能和使用性能，或者為進(jìn)一步淬火作組織準(zhǔn)備。正火是將工件加熱到適宜的溫度后在空氣中冷卻，正火的效果同退火相似，只是得到的組織更細(xì)，常用于改善材料的切削性能，也有時(shí)用于對(duì)一些要求不高的零件作為最終熱處理。金屬熱處理簡(jiǎn)介Slide

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[Code]淬火是將工件加熱保溫后，在水、油或其他無機(jī)鹽、有機(jī)水溶液等淬冷介質(zhì)中快速冷卻。淬火后鋼件變硬，但同時(shí)變脆。為了降低鋼件的脆性，將淬火后的鋼件在高于室溫而低于650℃的某一適當(dāng)溫度進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的保溫，再進(jìn)行冷卻，

這種工藝稱為回火。退火、正火、淬火、回火是整體熱處理中的“四把火”，其中的淬火與回火關(guān)系密切，常常配合使用，缺一不可?！八陌鸦稹彪S著加熱溫度和冷卻方式的不同，又演變出不同的熱處理工藝。為了獲得一定的強(qiáng)度和韌性，把淬火和高溫回火結(jié)合起來的工藝，稱為調(diào)質(zhì)。某些合金淬火形成過飽和

固溶體后，將其置于室溫或稍高的適當(dāng)溫度下保持較長(zhǎng)時(shí)間，以提高合金的硬度、強(qiáng)度或電性磁性等。這樣的熱處理工藝

稱為時(shí)效處理。金屬熱處理簡(jiǎn)介Slide

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[Code]把壓力加工形變與熱處理有效而緊密地結(jié)合起來進(jìn)行，使工件獲得很好的強(qiáng)度、韌性配合的方法稱為形變熱處理；在負(fù)壓氣氛或真空中進(jìn)行的熱處理稱為真空熱處理，它不僅能使工件不氧化，不脫碳，保持處理后工件表面光潔，提高工件的性能，還可以通入滲劑進(jìn)行化學(xué)熱處理。表面熱處理是只加熱工件表層，以改變其表層力學(xué)性能的金屬熱處理工藝。為了只加熱工件表層而不使過多的熱量傳入工件內(nèi)部，使用的熱源須具有高的能量密度，即在單位面積的工件上給予較大的熱能，使工件表層或局部能短時(shí)或瞬時(shí)達(dá)到高溫。表面熱處理的主要方法有火焰淬火和感應(yīng)加熱熱處理，常用的熱源有氧乙炔或氧丙烷等火焰、感應(yīng)電流、激光和電子束等。金屬熱處理簡(jiǎn)介Slide

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[Code]化學(xué)熱處理是通過改變工件表層化學(xué)成分、組織和性能的金屬熱處理工藝?；瘜W(xué)熱處理與表面熱處理不同之處是后者改變了工件表層的化學(xué)成分?；瘜W(xué)熱處理是將工件放在含碳、氮或其他合金元素的介質(zhì)(氣體、液體、固體)中加熱，保溫較長(zhǎng)時(shí)間，從而使工件表層滲入碳、氮、硼和鉻等元素。滲入元素后，有時(shí)還要進(jìn)行其他熱處理工藝如淬火及回火?；瘜W(xué)熱處理的主要方法有滲碳、滲氮、滲金屬。熱處理是機(jī)械零件和工模具制造過程中的重要工序之一。大體來說，它可以保證和提高工件的各種性能，如耐磨、耐腐蝕等。還可以改善毛坯的組織和應(yīng)力狀態(tài)，以利于進(jìn)行各種冷、熱加工。例如白口鑄鐵經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間退火處理可以獲得可鍛鑄鐵，提高塑性；齒輪采用正確的熱處理工藝，使用壽命可以比不經(jīng)熱處理的齒輪成倍或幾十倍地提高；另外，價(jià)廉的碳鋼通過滲入某些合金元素就具有某些價(jià)昂的合金鋼性能，可以代替某些耐熱鋼、不銹鋼；工模具則幾乎全部需要經(jīng)過熱處理方可使用。金屬熱處理簡(jiǎn)介Slide

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[Code]一.退火完全退火，等溫退火，擴(kuò)散退火，球化退火，去應(yīng)力退火，再結(jié)晶退火退火的目的1

．降低鋼件硬度，利于切削加工，

HB=160削加工，退火后HB恰在此中；~230

，最適于切消除殘余應(yīng)力，穩(wěn)定鋼件尺寸并防止變形和開裂；細(xì)化晶粒，改善組織，提高鋼的機(jī)械性能；為最終熱處理（淬火，回火）做組織上的準(zhǔn)備。金屬熱處理簡(jiǎn)介Slide

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[Code]二．正火將鋼件加熱到臨界點(diǎn)（Ac3，Acm）以上，進(jìn)行完全奧氏體化，然后在空氣中冷卻，這種熱處理稱正火，正火的目的與退火相同，只是溫度高于退火，且在空氣中冷卻。鋼的淬火什么是鋼的淬火？首先將鋼加熱到臨界點(diǎn)（Ａc3,Ac1）以上，經(jīng)過一段時(shí)間的保

溫使鋼奧氏體化，然后再以大于臨界冷卻速度Ｖk進(jìn)行快速冷卻，從而發(fā)生Ｍ轉(zhuǎn)變的熱處理工藝，稱淬火。淬火的目的？為了獲?。徒M織，它是強(qiáng)化鋼材最主要的熱處理方法。金屬熱處理簡(jiǎn)介Slide

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[Code]提示：Ｍ不是熱處理所要求的最后組織，淬火后，鋼材還要根據(jù)不同的需要，進(jìn)行不同溫度的回火，這樣可使淬火Ｍ獲取不同的組織，從而使淬火鋼零件具有不同的機(jī)械性能，充分滿足各種工具與零件的使用要求。鋼的回火將淬火鋼重新加熱到A1點(diǎn)以下某一溫度，保溫一定時(shí)間，然后冷卻到室溫的熱處理工藝，稱回火。回火是緊接淬火之后的一道熱處理工序。金屬熱處理簡(jiǎn)介Slide

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[Code]一．回火的目的．獲得工件所需的組織，以改善性能在通常情況下，鋼淬火組織為淬火M和少量殘余A，整個(gè)組織的性能是強(qiáng)度，硬度很高，但塑性

與韌性明顯下降，為了調(diào)整和改善鋼的性能，滿足各種工件不同性能的要求，因此需配制適當(dāng)回火來改變淬火組織。．穩(wěn)定尺寸，淬火后的

M

和參與

A

都是不穩(wěn)定的組織，它們自發(fā)向穩(wěn)定組織轉(zhuǎn)變的趨勢(shì)，這將會(huì)引起尺寸的改善，我們可以采用回火使淬火組織轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定組織，從而保證工件在使用過程中不再發(fā)生形狀和尺寸的改變。．消除淬火內(nèi)應(yīng)力，工件在淬火后存在很大內(nèi)應(yīng)力，如不及時(shí)通過回火消除，會(huì)引起工件進(jìn)一步變形甚至開裂。由以上三點(diǎn)分析我們可以了解到，鋼淬火后一般都必須要進(jìn)行回火處理，回火決定了鋼在使用狀態(tài)的組織和壽命，因此是很主要的熱處理工序。金屬熱處理簡(jiǎn)介Slide

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[Code]鋼的表面淬火表面淬火是一種不改變鋼的化學(xué)成分，但改變表層組織的一種局部熱處理方法。例如：生產(chǎn)中，有許多零件是在彎曲，扭曲等受力復(fù)雜的條件下工作的。這時(shí)候零件表層受到比心部高的多的應(yīng)力作用，而