金屬材料與制造工藝第5章.ppt

1、金屬材料與制造工藝,緒 論 鋼是以鐵為主要元素、wc2.11,并含有其它元素的金屬材料。 “GB/13304-1991”規(guī)定鋼的分類:非合金鋼、低合金鋼、合金鋼。 非合金鋼俗稱碳素鋼。（簡稱碳鋼） 非合金鋼具有較好的力學性能和良好的工藝性能,價格低廉,故廣泛使用。,學習目標 了解鋼中雜質(zhì)元素對鋼性能影響 熟悉非合金鋼分類方法和牌號 掌握常用非合金鋼的用途 學習重點 碳鋼牌號及命名方法 學習難點 典型零件的選材方法,第一節(jié) 雜質(zhì)元素對鋼性能的影響 第二節(jié) 非合金鋼分類 第三節(jié) 常用非合金鋼的牌號及用途,第一節(jié) 雜質(zhì)元素對鋼性能的影響,鋼中五大元素有:C、Si、Mn、P、S （其中碳的作用與影響在

2、第四章已討論過,這里略） 常有雜質(zhì)元素Si、Mn、P、S對鋼組織和性能都有影響。,一、硅的影響 來源:生鐵帶入。 煉鋼時作為脫氧劑加入。 影響:脫氧能力較強,可有效地清除FeO。 強化F(wSi0.5),但使、Ak稍有下降。 使鋼水流動性變好。(Si促進石墨化) 注:鋼中的硅是有益元素,一般wSi1。,第一節(jié) 雜質(zhì)元素對鋼性能的影響,二、錳的影響 來源:生鐵帶入。 煉鋼時作為脫氧劑加入。 影響:一部分溶入-Fe中,強化了鐵素體。 一部分還原FeO:MnFeOMnO(爐渣)+Fe。 與S形成MnS,以減小S對鋼的有害影響。 注:鋼中錳也是有益元素,一般0.250.8wMn。,第一節(jié) 雜質(zhì)元素對鋼

3、性能的影響,三、硫的影響 來源:礦石帶入。 燃料帶入。 影響:S+FeFeS(熔點985),在熱軋時產(chǎn)生熱脆。 鋼在焊接時,焊縫產(chǎn)生熱裂、氣孔、疏松。 在易切削鋼中,為便于切削加工,人為提高S含量。 注:鋼中硫是有害元素需嚴格控制,一般ws0.05。,第一節(jié) 雜質(zhì)元素對鋼性能的影響,四、磷的影響 來源：礦石帶入。 影響 幾乎全部溶入F中,室溫下極易形成Fe3P,使鋼在低溫下的、Ak值 冷脆。 在易切削鋼中加入磷(0.080.15wP)，改善鋼的切削加工性能。 炮彈鋼中加入適量磷,其脆性增大,爆炸時碎片增多,加大殺傷力。 注:對于一般結(jié)構(gòu)件,磷也是有害元素,應嚴格控制。,第一節(jié) 雜質(zhì)元素對鋼性能

4、的影響,第二節(jié) 非合金鋼分類 （常用分類方法:按碳的質(zhì)量分數(shù)、按質(zhì)量等級、按用途等）,二、按鋼的質(zhì)量等級分類 （以ws、wp含量區(qū)分） 普通鋼 ws0.050、wp0.045（屬A、B級） 用作一般用途的非合金鋼。 優(yōu)質(zhì)鋼 ws0.035、wp0.035（屬C、B級） 除普通質(zhì)量和特殊質(zhì)量非合金鋼以外的非合金鋼。 特殊質(zhì)量鋼（又稱高級優(yōu)質(zhì)） ws0.025、wp0.025 在生產(chǎn)中需要特別嚴格控制質(zhì)量和性能的非合金鋼。,第二節(jié) 非合金鋼分類 （常用分類方法:按碳的質(zhì)量分數(shù)、按質(zhì)量等級、按用途等）,三、按用途分類 結(jié)構(gòu)鋼 碳含量:一般wc0.7 質(zhì)量:有A、B、C、D四級等級。 應用:用于制造各

5、種機械零件(齒輪、軸、彈簧、螺釘、螺母等)和工程結(jié)構(gòu)件(橋梁、船舶、建筑等) 工具鋼 碳含量:一般wc0.7 質(zhì)量:都是優(yōu)質(zhì)or高級優(yōu)質(zhì)鋼。 應用:主要用于制造各種低速工具(鉗工、木工工具),第二節(jié) 非合金鋼分類 （常用分類方法:按碳的質(zhì)量分數(shù)、按質(zhì)量等級、按用途等）,第三節(jié) 常用非合金鋼的牌號及用途,一、普通質(zhì)量非合金結(jié)構(gòu)鋼（普通碳素結(jié)構(gòu)鋼） 1、牌號（表示方法） Q + 三位數(shù)字字母字母 Q215-AF：S215、A級、脫氧程度為沸騰鋼的普通 質(zhì)量非合金結(jié)構(gòu)鋼。,一、普通質(zhì)量非合金結(jié)構(gòu)鋼（普通碳素結(jié)構(gòu)鋼） 2、用途 P43表5-1、表5-2 注：表內(nèi)數(shù)據(jù)摘自GB。 一般應提供材料的化學成分

6、和力學性能。 Q235(A3) 塑性和韌性優(yōu)良,是使用最廣的碳素結(jié)構(gòu)鋼。 通常經(jīng)熱軋成鋼板、型鋼、鋼管、棒材等供應。 常用于受力不大的零件(螺釘、螺母)及建筑構(gòu)件。,第三節(jié) 常用非合金鋼的牌號及用途,第三節(jié) 常用非合金鋼的牌號及用途,二、優(yōu)質(zhì)非合金結(jié)構(gòu)鋼（優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼） 1、牌號（表示方法） 二位數(shù)字 + Mn 45：平均含碳量約為0.45的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。 65Mn：平均0.65wc、1wMn的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。,二、優(yōu)質(zhì)非合金結(jié)構(gòu)鋼（優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼） 2、用途 主要用來制造較重要機件。P44表5-3 注：冷沖壓鋼：wc0.1 滲碳鋼：0.15wc0.25 調(diào)質(zhì)鋼：0.30wc0.55 彈簧

7、鋼：0.60wc0.85 冷沖壓鋼:08、10等牌號。 塑性好,易于拉拔、沖壓、擠壓。 常用于制造墊圈、冷沖壓件。 滲碳鋼:15、20、25等牌號。 塑性良好,易于鍛造和焊接。 常用于制造螺釘、螺母、墊圈、小軸。,第三節(jié) 常用非合金鋼的牌號及用途,第三節(jié) 常用非合金鋼的牌號及用途,二、優(yōu)質(zhì)非合金結(jié)構(gòu)鋼（優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼） 2、用途 主要用來制造較重要機件。P44表5-3 注：冷沖壓鋼：wc0.1 滲碳鋼：0.15wc0.25 調(diào)質(zhì)鋼：0.30wc0.55 彈簧鋼：0.60wc0.85 調(diào)質(zhì)鋼:30、35、40、45、50、55等牌號。 淬火后硬度顯著增加。 常用制造軸、絲杠、齒輪,重要螺釘、螺母

8、等。 彈簧鋼:60、65、70、75等牌號,屬高碳鋼。 經(jīng)淬火、回火后強度及硬度提高,彈性優(yōu)良。 常用于制造小彈簧、鋼絲繩、軋輥等。,第三節(jié) 常用非合金鋼的牌號及用途,二、優(yōu)質(zhì)非合金結(jié)構(gòu)鋼（優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼） 2、用途 主要用來制造較重要機件。P44表5-3 注：冷沖壓鋼：wc0.1 滲碳鋼：0.15wc0.25 調(diào)質(zhì)鋼：0.30wc0.55 彈簧鋼：0.60wc0.85 說明:實際工作中,材料使用界限不是分的很清楚(65Mn鋼 即可作為結(jié)構(gòu)鋼用,也可作彈簧鋼)。在使用or選擇時,可 參考金屬材料手冊。,三、碳素工具鋼 1、牌號（表示方法） T + 數(shù)字 +A T8：平均0.8wc的優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼。 T10A：平均1.0wc的特殊質(zhì)量碳素工具鋼。 （高級優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼）,第三節(jié) 常用非合金鋼的牌號及用途,第三節(jié) 常用非合金鋼的牌號及用途,三、碳素工具鋼 2、用途 淬火后有較高的硬度(60HRC)及良好的耐磨性。 工作溫度250,否則硬度會迅速下降。 用于低速工作的刀具、模具和量具。 T7:是上述牌號中韌性最好。(