第三章 机械常用工程材料 第一节 刚和铸铁.pptVIP

第三章 工程材料 第一节 钢和铸铁 一、金属材料的性能 使用性能（物理、化学、力学）：金属材料在使用条件下所表现出来的性能。 工艺性能（铸造、焊接、锻压、切削、热处理）：金属材料从冶炼到成品的生产过程中，在各种加工条件下表现出来的性能。 1、金属材料的物理性能 金属的物理性能是金属固有的属性，它包括密度、熔点、导热性、导电性、热膨胀性和磁性等。 2、金属材料的化学性能 金属的化学性能是指金属在化学作用下所表现的性能。它包括耐腐蚀性、抗氧化性和化学稳定性等。 耐腐蚀性 金属材料在常温下抵抗氧化、水蒸气及其他化学介质腐蚀破坏作用的能力。 抗氧化性 金属材料抵抗氧化作用的能力，称为抗氧化性。 化学稳定性 化学稳定性是金属材料的耐腐蚀性和抗氧化性的总称。 3、金属材料的力学性能 力学性能:金属材料在外力作用下所表现出来的性能称为力学性能。 载荷：金属材料在使用及加工中所受外力称为载荷。 载荷分类：根据载荷作用性质的不同，可以分为静载荷、冲击载荷及疲劳载荷等三种。 力学性能指标：强度、塑性、硬度、韧性和疲劳强度等。 金属材料主要性能指标 4、金属材料的工艺性能 金属材料的工艺性能:是指在各种加工条件下表现出来的适应能力。 铸造性能 金属及合金成型获得优良铸件的能力称为铸造性能。灰铸铁比铸钢的铸造性好。 锻压性能 金属材料利用锻压加工方法成形的难易程度称为锻压性能。一般情况下，低碳钢的锻压性最好，中碳钢次之，高碳钢较差。 焊接性能 金属材料在一定焊接条件下，是否易于获得优良焊接接头的能力称为焊接性能。一般情况下，低碳钢具有良好的焊接性，高碳钢、铸铁的焊接性较差。 切削加工性能 金属材料切削加工的难易程度称为切削加工性能。铸铁比钢切削加工性能好，碳钢比合金钢切削性能好。 二、钢的热处理 1、钢的整体热处理：退火和正火、淬火和回火； 2、钢的表面热处理：火焰加热、电感应加热、激光加热； 3、钢的化学热处理：渗碳、渗氮、渗硼等。 三、碳素钢 含碳质量分数小于2.11%而不含有特意加入合金元素的钢，称为碳素钢。 1、分类 （1）按钢的含碳质量分数分类 低碳钢 含碳质量分数Wc≤0.25% 中碳钢 含碳质量分数Wc=0.25~0.60% 高碳钢 含碳质量分数Wc≥0.6% （2）按钢的质量分类 根据钢中含有害元素磷、硫质量分数划分。 普通碳素钢 Ws≤0.035%，Wp≤0.035% 优质钢 Ws≤0.030%，Wp≤0.030% 高级优质钢 Ws≤0.020%，Wp≤0.025% （3）按用途分类 碳素结构钢 用于制造各种机械零件和工程结构件。这类钢一般属于低碳、中碳钢。 碳素工具钢 用于制造各种刀具、量具和模具。这类钢一般属于高碳钢。 （4）按脱氧方法分类 沸腾钢 不完全脱氧。 镇静钢 完全脱氧。 半镇静钢 介于沸腾钢和镇静钢之间。 在实际使用中，钢厂在给钢的产品命名时，往往将成分、质量和用途三种分类方法结合起来，如将钢称为优质碳素结构钢、高级优质碳素工具钢等。 2、碳素结构钢 根据质量可分为普通碳素结构钢和优质碳素结构钢。 a、普通碳素结构钢 牌号：普通碳素结构钢的牌号由 “Q”（表示屈服点的汉语拼音字首）、一组数据（表示屈服 强度，单位MPa）、质量等级符号（质量分A、B、C、D四个等级）和脱氧方法符号（F—沸腾钢、b—半镇静钢、Z—镇静钢、TZ—特殊镇静钢，通常Z、TZ可省略）四个部分按顺序组成。 2、碳素结构钢 根据质量可分为普通碳素结构钢和优质碳素结构钢。 a、普通碳素结构钢 例如Q235—A?F表示脱氧方法为沸腾钢、质量等级为A级、屈服强度为235MPa的普通碳素结构钢。 用途：碳素结构钢Q195、Q215、Q235塑性好、焊接性好、强度较低，主要用于工程结构和制造受力不大的机器零件 ；Q255、Q275的强度较高，可用于制作受力中等的普通零件。 b、优质碳素结构钢 牌号：优质碳素结构钢的牌号用两位数字表示，这两位数字代表钢的平均含碳质量分数的万之一。例如45表示平均含碳质量分数为0.45%的优质碳素结构钢。按照钢中锰的含量不同，可分为普通含锰量钢（WMn≤0.80%）和较高含锰量钢（WMn =0.7%～1.2%）两种，如果是后一种钢，则在两位数字后面加上Mn，如45Mn表示平均含碳量分数为0.45%的较高锰优质碳素结构钢。 b、优质碳素结构钢 用途：优质碳素结构钢既保证