金属基础知识(管工).ppt

* 金属材料基础知识 ——管工 高军 * 2----4条(管工岗位技术标准) A、常用金属材料的基本知识。 B、低、中碳钢及铸铁的区别及鉴别方法。 C、钢的热处理方法及其在管道安装工艺中的应用。 * ??? 实际使用的碳钢，除铁、碳两个主要 元素之外，还含有少量Mn、Si、S、P、 H、O、N等非特意加入的杂质元素。 它们对钢材性能和质量影响很大， 必须严格控制在牌号规定的范围之内。 * 碳（C）：在生铁中以两种形态存在，一种是游离碳（石墨），主要存在于铸造生铁中，另一种是化合碳（碳化铁 ），主要存在于炼钢生铁中，碳化铁硬而脆，塑性低， 含量适当可提高生铁的强度和硬度，含量过多，则使生铁难于削切加工，这就是炼钢生铁切削性能差的原因。 石墨很软，强度低，它的存在能增加生铁的铸造性能。 * 硅（Si）：能促使生铁中所含的碳分离为石墨状，能去氧，还能减少铸件的气眼，能提高熔化生铁的流动性，降低铸件的收缩量，但含硅过多，也会使生铁变硬变脆。 锰（Mn）：能溶于铁素体和渗碳体。在高炉炼制生铁时，含锰量适当，可提高生铁的铸造性能和削切性能，在高炉里锰还可以和有害杂质硫形成硫化锰，进入炉渣。 * 磷（P）：属于有害元素，但磷可使铁水的流动性增加，这是因为硫减低了生铁熔点，所以在有的制品内往往含磷量较高。然而磷的存在又使铁增加硬脆性，优良的生铁含磷量应少，有时为了要增加流动性，含磷量可达1.2%。 硫（S）：在生铁中是有害元素，它促使铁与碳的结合，使铁硬脆，并与铁化合成低熔点的硫化铁，使生铁产生热脆性和减低铁液的流动性，顾含硫高的生铁不适于铸造细件。铸造生铁中硫的含量规定最多不得超过0.06%（车轮生铁除外）。 * * 常见碳素结构钢的牌号用Q+数字表示 其中“Q”为屈服点“屈”字的汉语拼音字首, 数字表示屈服强度的数值。?? ??? 例如，Q275表示屈服强度为275MPa。 若牌号后面标注字母A、B、C、D * 表示钢材质量等级不同 ，即硫、磷含量不同 其中A级钢含硫、磷量最高 D级钢含硫、磷量最低 即A、B、C、D表示钢材质量依次提高。 优质碳素结构钢的钢号用平均碳质量分数 的万分数的数字表示 * 例如，钢号“20”即表示碳质量分数为0.20% （万分之二十）的优质碳素结构钢。? 若钢中锰含量较高，则在这类钢号 后附加符号“Mn”，如15Mn、45Mn等。 ?优质碳素结构钢主要用来制造各种机器零件 * 碳钢的在性能上主要的不足： 强度和屈强比较低?? ??? 普通碳钢Q235钢的σs为235 MPa， ??? 低合金结构钢Q345 (16Mn)的σs则为 360 MPa以上。 ??? 40钢的σs /σb仅为0.43,? ??? 合金钢35CrNi3Mo的σs /σb高达0.74。 * 回火稳定性差 ? 碳钢在进行调质处理时，为了保证较高的强度 需采用较低的回火温度这样钢的韧性就偏低； 为了保证较好的韧性，采用高的回火温度时强 度又偏低，所以碳钢的综合机械性能水平不高。 不能满足特殊性能的要求 碳钢在抗氧化、耐蚀、耐热、耐低温、耐磨损以 及特殊电磁性等方面往往较差，不能满足特殊使 用性能的需求。碳钢不能完全满足科学技术和工 业的发展要求。为了提高钢的性能，在铁碳合金 中特意加入合金元素。所获得的钢种称为合金钢。 * 合金钢的分类 　 1.按合金元素含量多少分类： ??????? ●低合金钢（合金元素总量低于5 %） ??????? ●中合金钢（合金元素总量为5 %～10 %） ??????? ●高合金钢（合金元素总　 ??? 2.按所含的主要合金元素分类： ●铬钢（Cr-Fe-C) ??????? ●铬镍钢（Cr-Ni-Fe-C) ●锰钢（Mn-Fe-C) ??????? ●硅锰钢（Si-Mn-Fe-C) * 性能要求???? (1) 高强度：一般屈服强度在300 MPa以上。??? (2) 高韧性：要求延伸率为15%～20%， 室温冲击韧性大于600 kJ/m2～800 kJ/m2。 对大型焊接构件，还要有较高的断裂韧性。??? (3) 良好的焊接性能和冷成型性能。??? (4) 低的冷脆转变温度。??? (5) 良好的耐蚀性。 * 回火是热处理的一种方法，分低温回火与高温回火。 低温回火（含中温）温度在A c（727）以下，钢的组织不发生根本改变，用以消除淬火后的应力和提高工件的韧性。 高温回火温度在Ac 以上，组织将发生转变，用以提高材料的综合性能，如调质钢在淬火后的高温回火。 淬火