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屈服强度
P.8在长期高温载荷的作用下,材料没有达到屈服极限时产生的塑性变形称为蠕变强度。
6.铁碳合金相图及应用
P.9简化的铁碳合金相图如图l-7所示。
图中横坐标表示含碳量(小于6.69%的部分),因为含碳量大于6.69%的铁碳合金在工业上没有实用意义。
当含碳量为6.69%时.铁和碳形成较稳定的渗碳体,可作为合金的一个组元。
铁合金相图就以纯铁Fe为一组元,Fe3C为另一组元组成,故又称Fe-Fe3C相图。
P.10铁碳合金相图可在选择材料方面、铸造方面、锻造方面和热处理方面应用。
7.钢的普通热处理工艺
热处理是将金属材料在固态下加热、保温和冷却,改善金属材料机械性能的一种工艺。
普通热处理有退火、正火、淬火、回火四个基本环节。
其中,退火和正火大多属于预先热处理工艺,淬火、回火属于最终热处理。
8.退火
P.12是指将金属或合金加热到适当温度,保持一定时间,然后缓慢随炉冷却的热处理工艺。
退火工艺可以分为完全退火、等温退火、球化退火和去应力退火等。
9.正火
P.13正火是将钢材或钢件加热到临界温度Ac3(或Accm)以上30~50º
C或更高的温度,保温适当时间后(达到完全奥氏体化和奥氏体均匀化后),在静止的空气中冷却的热处理工艺。
10.淬火
P.14是将钢加热到Ac3或Ac1以上30~50℃,保温后快速冷却以获得马氏体的热处理工艺。
11.回火
是将淬火后的零件,加热到Ac1点以下某一温度,保温一段时间,然后在油中、水中或空气中冷却。
根据回火温度的不同,可分为低温回火、中温回火及高温回火三种。
调质是钢淬火后再高温回火的操作称为调质处理。
12.表面淬火
P.18是把钢的表面迅速加热到淬火温度,而心部温度仍保持在临界温度以下,然后快速冷却,使钢的表面至一定深度的组织转变为马氏体,而心部组织不变(即为原来的韧性、塑性较好的退、正火或调质状态的组织)。
本课程中重要的基本概念
(2)
1.碳钢及分类
P.25含碳量小于2.11%的铁碳合金称为碳素钢,简称碳钢。
P.25-26常用分类方法如下。
1)按含碳量分
根据钢中含碳量的多少,分为低碳钢(wc<0.25%)、中碳钢(0.25%≤wc≤0.60%)和高碳钢(wc>0.60%)。
2)按质量分
根据钢中有害杂质硫、磷含量的多少,分为普通碳素钢(ws≤0.050%,wp≤0.045%)、优质碳素钢(ws≤0.035%,wp≤0.035%)和高级优质碳素钢(ws≤0.020%,wp≤0.030%)。
3)按用途分
P.26根据钢的用途不同,分为碳素结构钢、碳素工具钢和铸钢。
按冶炼方法不同,可分为平炉钢、转炉钢和电炉钢。
按冶炼时脱氧程度不同,又可分为沸腾钢(脱氧不完全)、镇静钢(脱氧较完全)和半镇静钢(脱氧程度介于沸腾钢和镇静钢之间)。
2.钢的牌号、性能和用途
普通碳素结构钢:
牌号是由代表钢材屈服强度的汉语拼音首位字母、屈服强度值、质量等级符号、脱氧方法符号四个部分按顺序组成。
优质碳素结构钢:
牌号用两位数字表示,这两位数字具体表示钢中含碳量的万分之几。
碳素工具钢:
主要用于制造刀具、模具和量具。
这类钢要求高硬度和高耐磨性,因此其含碳量在0.65%~1.35%之间,全都属于优质或高级优质的高碳钢。
P.27铸造碳钢:
牌号用“ZG+两组数字”来表示。
其中,“ZG”是“铸钢”两字汉语拼音字首,后面两组数字中,第一组表示其屈服强度值,第二组表示其抗拉强度值(该数值适用于厚度为100mm以下的铸钢件)。
3.合金钢
就是在碳钢的基础上有目的地加入一定量合金元素的钢。
常用的合金元素有:
锰(>0.8%)、硅(>0.4%)、铬、钨、镍、钼、钒、铝、铜、钛、硼、铌等。
P.28低合金高强度结构钢:
是在普通碳素钢的基础上加入少量合金元素(≤3%)制成的。
合金结构钢:
按处理工艺特征不同,合金结构钢又分为合金渗碳钢和合金调质钢等。
P.29合金弹簧钢:
用于制造各种弹簧或弹性元件的合金钢称为合金弹簧钢。
合金弹簧钢碳的质量在0.45%~0.7%之间,加入的主要元素有Mn、Si、Cr等。
P.29滚动轴承钢:
用于制造滚动轴承中的滚动体(滚珠、滚柱、滚针)和套圈的合金钢称为滚动轴承钢。
P.29合金工具钢:
用于制造各种工模具的合金钢称为合金工具钢。
P.30合金工具钢按用途一般分为合金刃具钢、合金模具钢和合金量具钢。
P.31特殊性能钢:
特殊性能钢是指具有特殊的物理或化学性能,并兼有一定力学性能的合金钢。
它包括不锈钢、耐热钢和耐磨钢等。
不锈钢按其组织状态分为马氏体不锈钢、铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢等几大类。
其牌号表示法与低合金工具钢相同。
4.铸铁
P.32铸铁是含碳量大于2.11%的铁碳合金。
它是以铁、碳、硅为主,并含有较多的锰、硫、磷等杂质的多元合金。
5.铸造
P.45铸造是指熔炼金属,制造铸型,并将熔融的金属浇入铸型,凝固后获得一定形状和性能的铸件的成形方法。
铸造生产的特点:
①铸造能生产形状复杂,特别是内腔复杂的毛坯。
②铸造的适应性广。
③铸造的成本低。
④铸造可以节约金属材料,减少切削加工工作量。
6.锻压
P.52锻压属于金属塑性加工的范畴.金属塑性加工是指固态金属在外力作用下产生塑性变形,获得一定形状、尺寸和力学性能的材料、毛坯或零件的成形加工方法。
锻压主要包括锻造、冲压、轧制、挤压和拉拨等。
7.焊接
P.59是指通过加热、加压或两者并用,使连接件达到原子结合的一种加工方法。
它属于永久性连接金属的工艺方法.其实质是借助金属原子的间扩散结合,使分离的金属材料牢固地连接起来。
焊接的特点是焊接具有节省材料与工时、焊接接头致密性好、生产率高、便于机械化与自动化生产等优点。
但是,由于焊接过程是局部加热与冷却的过程,容易产生焊接应力、变形及焊接缺陷,有些金属的焊接工艺比较复杂。
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