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机械零件的常用材料及钢的热处理

机械零件的常用材料及钢的热处理 一、金属材料 1. 钢 2. 铸铁 3. 有色金属 四、钢的热处理简介 课件制作:单斌 Mobile:616896 QQ:464642107 Yingdong Institute of Food Science Technology 本课件以赵三银教授制作的课件为基础修订 一、 金属材料 二、 非金属材料 三、复合材料 四、钢的热处理简介 机械零件通常都是由金属材料制成的,有时也用非金属材料和复合材料制造。 第二节 机械零件的常用材料 自学 1.钢 2.铸铁 3. 有色金属 (含碳量小于2%,大于0.7%的铁、碳合金) 碳素钢 碳素结构钢 碳素工具钢:T7、T8 普通碳素结构钢如Q235、Q275等 优质碳素结构钢 低碳钢C<0.25%如20 合金钢 合金结构钢 合金工具钢 、高速工具钢、硬质合金工具钢 特类钢 不锈钢,如2Cr13、滚动轴承钢,如GGr9SiMn;耐热钢,如3Gr18Ni25Si2等。 合金结构钢如35CrMn2,40CrNiMoA(优质) 低金结构钢如12Mn 弹簧钢如60Si2MnA 中碳钢0.6%<C<0.25%如45 高碳钢0.6%<C如60 钢 (含碳量大于2%的铁、碳合金) (1)灰铸铁 如HT100、HT300,良好的铸造性、切削加工性、耐磨性,消振性,但抗拉强度低。 (2)球墨铸铁 如QT400-18、QT500-7,强度和塑性比灰铸铁有很大的提高,具有良好的耐磨性,但铸造性较差。 (3)可锻铸铁 如KTH300-06 ,强度、塑性、韧性、耐磨性均较高,能承受冲击振动 , 但生产周期长,成本较高。铸造大尺寸零件较困难。 (1)铜合金 黄铜 铜与锌的合金,含少量锰、铝等元素,如 ZCuZn38等。 青铜 青铜以主加元素的不同又可分为锡青铜和铝青铜等,如CuAl10Fe3、 ZCuSn5PbZn5。青铜比黄铜有更高的强度、硬度、耐磨性和耐腐蚀性。 (2)铝及铝合金 铝合金具有良好的导热、导电性能,其导电性 能大约为铜的60%,但由于重量轻,在远距离输送 的电缆中常代替铜线 。 二、非金属材料 1. 工程塑料 尼龙:品种、数量及应用上居工程塑料之首,它强度高,耐磨 性好,耐化学腐蚀。但易吸收水分而影响尺寸的稳定性。 聚碳酸脂:在工程塑料中韧性最好,透光率达90%,连续使用温 度达135℃~145℃,它正取代玻璃和有机玻璃,作为飞机上的挡风 夹层和天窗。 聚甲苯:在工程塑料中弹性模量最高,并有高硬度,低摩擦系数和较好的耐疲劳性能,适用于制造小齿轮及轴套等。 聚苯醚:在工程塑料中硬度最高,热膨胀系数最小,最耐热。 ABS:具有良好的综合性能。广泛应用在管材、家用电器和纺织机械 中。用ABS制成的泡沫夹层板,可作小轿车的车身。 2. 橡胶 常用来制造轮胎、垫板、隔热板、传动带和减振零件等。 4. 其他 工业上,经常使用的非金属材料还有陶瓷、皮革、木材、纸板等 。 3. 夹布胶木 常用来制造板材、电工元件,轻载无噪声齿轮和耐腐蚀元件等。 三、复合材料 通常由两种材料结合而成,可发挥材料各自的长处,克服各自固有的缺点。常见的复合材料有: 玻璃钢:玻璃和塑料结合而成。 玻璃具有较高的弹性模量和强度,但太 脆,而塑料具有良好的塑性、易于加工,但弹性模量和强 度较 低,把两者结合起来,就产生了 玻璃钢。 硬质合金:陶瓷与金属粉末烧结在一起 而成 。 陶瓷材料硬度好,但不易于加工成型,将它与金属粉末烧结在一起,就 形成了硬度高,耐磨性好且易于加工成形的硬 质合金。 硼铝复合材料:硼与铝合金结合而成。它的常温和高温强度比高强度的铝合金大得多。美国现在使用的航天飞机的整个桁架支柱,均用硼铝复合材料的管材制造,比原先采用铝合金时,减轻重量44%。 热处理:将钢在固体状态下进行不同温度的加热、保温和冷却的工艺方法叫热处理,目的是提高零件的力学性能和改善其工艺性能。 1. 退火 2. 正火 3. 淬火 4. 回火 5. 调质 6. 时效 7. 表面处理 1. 退火 把钢加热到临界温度(在钢的固态范围内,引起钢内部组织结构发生变化的温度)以上30℃~50℃,经过适当的保温后,随炉温一起缓慢冷却下来的热处理工艺称为退火。退火的目的是降低材料的硬度,提高塑性,细化结晶组织结构,改善力学性能和切削加工性能,能消除或减小铸件、锻件及焊接件的内应力。 2.正火 将零件加热到临界温度以上,保温一段时间后,然后再空冷,风冷或喷雾冷却。它的冷却速度比退火快,作用与退火相似,但比退火经济,成本低,可作为零件的最终热处理。 3.淬火 将零件

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