2工程材料{钢的牌号}讲义.ppt

任务二 工程材料 山东水利职业学院 多媒体课件 山东水利职业学院机械教研室 教学内容 1.金属材料的分类 2.碳钢、合金钢分类、牌号及应用 3.非铁金属材料的牌号，应用 学习要求 1.掌握钢、铸铁的牌号及性能 2.理解非铁金属材料的牌号、性能及应用 3.了解钢杂质的影响，陶瓷、复合材料 能力要求 初步具有选材的能力 课前案例分析 箱体 底座 齿轮 传动轴 为满足减速器的设计要求，各组成零件应选择什么样的材料，为什么？ 工程材料分为哪几种？ 有什么样的特点？性能？ 怎样合理的选择材料？ 2.1 碳钢 一.杂质元素对碳钢性能的影响 硅 （Si） 有很强的固溶强化作用，脱氧作用 锰 （Mn） 脱氧、去硫,提高钢的强度和硬度 硫 （S） 能引起钢在热加工时或高温工作下开裂 ( 热裂 )。 磷 （P） 有很强的固溶强化作用，低温韧性差 ( 冷裂 )。 二、碳钢的分类 按含碳量 低碳钢 ωc≤0.25% 中碳钢 ωc=0.25%~0.60% 高碳钢 ωc＞0.6% 按质量 普通碳素钢 ωs≤0.055% ，ωp≤0.045% 优质碳素钢 ωs、 ωp≤0.035%~0.040% 高级优质碳素钢 ωs≤0.02%~0.03% ，ωp≤0.03%~0.035% 按用途 碳素结构钢 碳素工具钢 三、碳钢的牌号和用途 1.普通碳素结构钢 Q 235 — A · F 沸腾钢 A等级 235 MPa 屈服强度 2.优质碳素结构钢 两位数字 45— 表示含碳量为0.45% 若钢中含锰量较高，将锰元素标出。 45Mn— Wc = 0.45% ; WMn = 0.7%～1.0% 3.碳素工具钢 T 12 A 高级优质 Wc = 1.2% 碳素工具钢 4.碳素铸钢 ZG 200 - 400 σb ≥ 400MPa σs≥ 200MPa 铸钢 四、合金钢 1.合金元素在钢中的作用 合金元素的存在形式 溶于F中形成合金F,固溶强化 溶于渗碳体中，形成合金渗碳体 单独形成特殊碳化物，TiC、VC等 Fe、Mn、Cr、Mo、W、V、Ti、Nb、Zr 弱 强 弱碳化物元素: Fe、Mn 中强碳化物元素: Cr、Mo、W 强碳化物元素: V、Ti、Nb、Zr 2.合金钢的分类与牌号 按合金总的含量 低合金钢 ωe ＜4%~5% 中合金钢 ωe =5%~10% 高合金钢 ωe ＞10% 按用途 合金结构钢 合金工具钢 特殊性能钢 3.合金钢牌号 60 Si 2 Mn 两位数字表示含碳量万倍 Wc=0.6% 化学元素符号 表示含Si量 2% 化学元素符号 表示含锰量≤1.5% 合金结构钢 合金工具钢 9 Si Cr Wc=0.9% Wsi≤1.5% Wcr≤1.5% W18 Cr4 V 表示 Wc=0.7%~0.8%,Ww=18%、WCr=4%、Wv≤1.5% 特殊性能钢 特殊性能钢含碳量的表示方法与合金工具钢相同，即含碳量大于1.0%时不标出，小于1.0%时以千分数表示，而合金含量用百分数表示。 当含碳量小于0.08%时，在钢的牌号前加“0”表示 0Cr18Ni11Ti 当含碳量小于0.03%时，在钢的牌号前加“00”表示 00Cr18Ni10 五、合金钢的应用 合金结构钢 低合金高强度结构钢 合金渗碳钢 合金调质钢 合金弹簧钢 滚动轴承钢 低合金高强度结构钢 1、化学成分 碳素结构钢+合金元素 主加合金元素: Mn 1.8 %以内 辅加合金元素:V、Ti、Nb、B 2、牌号 Q 345 C 质量等级 345 MPa 屈服强度 Q460钢含Mo、B，正火组织 为B，强度高，用于石化中温 高压容器。 压力容器 南京长江大桥 Q345钢(16Mn)综合性能好， 用于船舶、桥梁、车辆等大 型钢结构。 Q390钢含V、Ti、Nb，强度 高，用于中等压力的容器。 万吨远洋轮 合金渗碳钢（Wc=0.1%~0.25%） 性能：渗碳层具有优异的耐磨性、抗疲劳性，未渗碳的心部具有足够的强度和优良的韧性。 热处理：渗碳+淬火+低温回火 表层：回马+合金渗碳体+A 心部：低碳回马 表层：回马+Fe3C+A 心部：F+P 热处理后组织 Wc=0.1%～0.25% 合金元素:Cr、Mn、Ni、B、V、W、Mo、Ti等。 Wc ≤ 0.25 % 化学成分 合金渗碳钢 碳素渗碳钢 应用：用来制造性能要求较高或截面尺寸较大，且在承受较强烈的冲击作用下和磨损条件下工作的渗碳零件。 低淬透性合金渗碳钢 钢含合金元素总量＜3 % 15Cr、20Cr、20Mn2。用 于受力小的耐磨件，如柴油机的活塞