金属工艺学第2版作者尹传华第二章课件.pptxVIP

第二章　常用工程材料【本章要点】常用工程材料的牌号、成分、性能、用途及热处理,重点是要抓住其各自的特点,加深理解,记住牌号,学会选用。第一节　工程材料的分类一、钢铁材料分类钢铁材料?二、非铁金属及其合金分类非铁金属及其合金?三、非金属材料分类非金属材料?第二节　钢一、铁碳合金碳的质量分数wC在0.0218%~2.11%范围内的铁碳合金称为钢,在2.11%~6.69%范围内的铁碳合金称为铸铁。1.铁碳合金的基本组织钢铁材料的性能与其内部组织结构有关。图2-1　金属的晶体结构a)晶格、晶粒、晶界　b)面心立方晶格、晶胞　c)体心立方晶格、晶胞Fe3C→3Fe+G(石墨)Fe3C的这一分解,在铸铁中具有重要的实际意义。(4)珠光体　当碳的质量分数为0.77%的奥氏体冷却到稍低于727℃时,在固态下就会同时析出铁素体与渗碳体。图2-2　Fe—Fe3C合金状态图2.铁碳合金状态图状态图是研究铁碳合金成分、温度、组织三者之间关系的图形,它是研究钢和铸铁组织和性能的基础,是选择钢铁材料的依据,对制订铸、锻、焊、热处理等热加工工艺有着重要的指导意义。表2-1　Fe—Fe3C合金状态图的特性点及含义表2-2　Fe—Fe3C合金状态图的特性线3.铁碳合金的分类根据铁碳合金状态图可知,不同成分的铁碳合金,具有不同的组织,从而具有不同的性能。1)共析钢。wC=0.77%,室温组织全部是珠光体。2)亚共析钢。wC0.77%,室温组织由铁素体与珠光体组成。3)过共析钢。wC0.77%,室温组织由珠光体与渗碳体组成。(3)白口铸铁wC为2.11%~6.69%的铁碳合金。1)共晶白口铸铁。wC=4.3%,室温组织全部是低温莱氏体。2)亚共晶白口铸铁。wC4.3%,室温组织由珠光体与低温莱氏体组成。3)过共晶白口铸铁。wC4.3%,室温组织由板条状渗碳体与低温莱氏体组成。二、工业用钢1.非合金钢(碳素钢)碳的质量分数小于2.11%的铁碳合金,称为非合金钢。2.低合金钢为提高结构钢的承载能力,在铁碳合金中加入少量合金元素而形成的低合金高强度钢,称为低合金钢。3.合金钢为了满足某种性能要求,炼钢时特意加入一定数量的合金元素如Si、Mn、Cr、Ni、W、Mo、V、Ti等,这种钢称为合金钢。4.分类对种类品种繁多的钢进行科学地分类,不仅关系到钢产品生产、使用、外贸、科研、统计等工作,对我们现在学习和将来合理选用钢材也具有重要的意义。三、工业用钢的编号方法为便于对钢铁及合金产品有关生产、使用、统计、管理、信息交流等,国家对钢铁及合金编号作了统一标准。1.非合金钢非合金钢(碳素钢)的编号方法见表2-3。表2-3　非合金钢(碳素钢)的编号方法(GB/T 699—1999)表2-3　非合金钢(碳素钢)的编号方法(GB/T 699—1999)2.低合金钢用屈服点“屈”的汉语拼音字母的字头Q、屈服点的数值及质量等级(A、B、C、D、E)三个部分按顺序排列,如Q295(A、B)、Q345(A、B、C、D、E)、Q390(A、B、C、D、E)、Q420(A、B、C、D、E)、Q460(C、D、E)。3.合金钢合金钢的编号方法见表2-4,具体牌号、成分、性能和用途可参阅国家有关标准。表2-4　合金钢的编号方法(GB/T 3077—1999)表2-4　合金钢的编号方法(GB/T 3077—1999)四、非合金钢的牌号、成分、性能、用途1.碳素结构钢碳素结构钢的牌号、化学成分和性能见表2-5。表2-5　碳素结构钢的牌号、成分和性能(GB/T 13304—1991引用GB 700—1988)2.优质碳素结构钢优质碳素结构钢的牌号、化学成分和性能见表2-6。表2-6　优质碳素结构钢的牌号、成分和性能(GB/T 699—1999)表2-6　优质碳素结构钢的牌号、成分和性能(GB/T 699—1999)3.优质碳素结构钢的用途15、20、25钢属于渗碳钢。此类钢强度、硬度较低,但塑性和韧性较高,焊接性及冷冲压性好,可以制造各种受力不大,要求高韧性的零件及冷冲压件和焊接件。例如,经渗碳、淬火和低温回火处理,表面硬度可以有很大程度地提高,耐磨性好,并且心部仍具有一定的强度和韧性,可用来制作一些要求表面耐磨并能承受冲击载荷的零件。30、35、40、45、50、55钢属于调质钢,经淬火加高温回火,具有良好的综合力学性能。主要用于要求强度、塑性和韧性较高的机械零件,如轴、连杆、螺栓等结构零件。其中最有代表性的是45钢。60、65、70属于弹簧钢,经淬火加中温回火可获得高的非比例伸长应力σp0.01,俗称弹性极限,主要用于制造弹簧、弹簧夹头等弹性零件。4.碳素工具钢碳素工具钢的牌号、化学成分、性能和用途见表2-7。表2-7　碳素工具钢的牌号、化学成分 、性能和用途(GB 1298—1986)表2-7　碳素工具