工程材料知识点修改版.docx
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工程材料知识点修改版
材料的结构与性能特点1.(考点)晶体与非晶体:
晶体:
长程(远程)有序排列
非晶体:
短程(近程)有序排列
固态金属一般情况下都是晶体。
2、三种常见金属晶体结构:
①体心立方晶格,致密度为0.68(Mo、W、V、α—Fe)
密排面:
{110}
密排方向:
<111>
②面心立方晶格,致密度为0.74(Al、Cu、γ—Fe、金、银)
密排面:
{111}
密排方向:
<110>
③密排六方晶格,致密度为0.74(Mg、Zn等)
3、金属中的晶面和晶向
①晶面族:
原子排列相同,空间位向不同的晶面
②晶向族:
原子排列相同,空间位向不同的晶向
注意:
表示方式相同的晶面和晶向互相垂直,例如:
<110>晶向垂直于{110}晶面
③密排面与密排方向:
原子密度最大的晶面(晶向)
4、(考点)实际金属中的晶体缺陷
①点缺陷(空位,间隙原子)
②线缺陷(位错)
③面缺陷(晶界与亚晶界)
5、合金的晶体结构:
固溶体、金属化合物
6、金属材料的力学性能:
①塑性:
断后伸长率和断面收缩率越大,塑性越好
(考点)②硬度:
布氏硬度HB、洛氏硬度HR、维氏硬度HV、肖氏硬度HS
三者关系:
HB≈HV≈10HRC
HB≈HV≈6HS
7、(考点)扩散的概念及影响因素:
概念:
原子在金属晶体中移动距离超过其平均原子间距的迁移现象。
影响因素:
1.温度2.晶体结构3.表面及晶体缺陷
金属材料的组织和性能控制
1、纯金属的结晶:
①过冷:
液态金属实际冷却到结晶温度以下而暂不结晶的现象。
②冷却曲线中出现平台的原因:
由于液态原子的无序状态转变为晶态原子有序状态时放出结晶潜热,抵消了向外界散发的热量,而保持结晶温度不变。
③纯金属的结晶过程(形核和长大)
形核:
非自发形核和自发形核,其中非自发形核占主导地位。
长大:
平面长大和树枝状长大,其中树枝状长大得到树枝晶。
注意:
金属容易过冷,一般均以树枝状长大方式结晶
③Fe的同素异构转变(二次结晶、重结晶):
体心(1538-1394℃)→面心(1394-912℃)→体心(912℃以下)(此公式为考点)
2、合金的结晶:
1匀晶反应、共晶反应、包晶反应、共析反应
注意:
匀晶反应冷却较快会发生枝晶偏析,应用扩散退火消除。
(重点,大题)
{
3、铁碳合金相图:
钢类
①共析钢(W(C)=0.77%)
过程:
L→(L+A)→A→A+P(F+Fe3C)→P
组织组成物:
全为P(珠光体:
铁素体与渗碳体的共析混合物)
组成相:
F+Fe3C
典型钢种:
T8钢
②亚共析钢(0.0218 过程: L→(L+δ)→(L+δ+A)→(L+A)→A→(A+F)→(A+F+P)→(F+P) 组织组成物: F+P 组成相: F+Fe3C 典型钢种: 45钢 ③过共析钢(0.77 过程: L→(L+A)→A→(A+Fe3CⅡ)→(A+Fe3CⅡ+P)→(P+Fe3CⅡ) 组织组成物: Fe3CⅡ+P 组成相: F+Fe3C 典型钢种: T10钢 白口铸铁类 ①共晶白口铸铁(W(C)=4.3) 过程: L→(L+Le(A+Fe3C))→Le(A+Fe3C+Fe3CⅡ)→Le(A+P+Fe3C+Fe3CⅡ)→Le’(P+Fe3C+Fe3CⅡ) 组织组成物: 全为Le’ 组成相: F+Fe3C ②亚共晶白口铸铁(2.11 过程: L→L+A→L+Le→Le+A→Le+A+Fe3CⅡ→Le+A+P+Fe3CⅡ→Le’+P+Fe3CⅡ 组织组成物: P+Fe3CⅡ+Le’ 组成相: F+Fe3C ③过共晶白口铸铁(4.3 过程: L→L+Fe3CⅠ→L+Fe3CⅠ+Le→Fe3CⅠ+Le→Fe3CⅠ+Le(A、P共存)→Fe3CⅠ+Le(有P无A) 总结: 含碳量小于0.0218%的合金组织全为F; 含碳量为0.77%时全为P; 含碳量为4.3%时全为Le’; 含碳量为6.69%时全为Fe3C。 例题: ①T12钢加热到A+Fe3CⅡ相区保温,A中碳质量分数小于钢中碳质量分数。 ②45号钢加热到F+A相区保温,A中碳质量分数大于钢中碳质量分数。 附: δ相: 又称高温F,是碳在δ-Fe中的间隙固溶体,体心立方晶格 α相: 铁素体F,是碳在α-Fe中的间隙固溶体,体心立方晶格 γ相: 奥氏体A,是碳在γ-Fe中的间隙固溶体,面心立方晶格 莱氏体: Le,A与Fe3C的共晶混合物,Le中的渗碳体称为共晶渗碳体 珠光体: P,F与Fe3C的共析混合物 共晶反应温度: 1148℃ 共析反应温度: 727℃ } 4、金属的塑性加工(考点) ①金属的塑性变形: 滑移和孪生 滑移的本质: 晶体内部位错在切应力作用下运动的结果 面心立方晶格比体心立方晶格塑性好的原因: 滑移方向对滑移所起的作用比滑移面大,虽然滑移系相同,但是面心立方晶格的滑移方向比体心立方晶格的多,所以面心立方晶格的塑性更好。 ②塑性变形(冷加工)对金属组织和性能的影响: Ⅰ、对组织的影响 1)晶粒变形,形成纤维组织; 2)亚结构形成,细化晶粒; 3)形成形变织构(丝织构和板织构P89); Ⅱ、对性能的影响 1)(考点)加工硬化: 随形变度的增大,金属的强度和硬度显著提高,塑性和韧性明显下降。 也叫形变强化。 2)产生各向异性: 由于纤维组织和形变织构的形成,使金属的性能产生各向异性。 例如: 用有织构的板材冲制筒型零件时,由于在不同方向上塑性差别很大,零件的边缘出现“制耳”。 3)金属的物理、化学性能发生变化。 4)产生残余内应力: 金属内部形变不均匀,位错、空位等晶体缺陷增多,导致金属内部产生残余内应力。 5、塑性变形和再结晶的工程应用 ①金属的热加工(钢材的热锻和热轧) 在金属的再结晶温度以上的塑性变形加工称为热加工。 对组织性能的影响: 使铸态金属中的气孔、疏松、微裂纹压合,提高金属的致密度,减轻甚至消除树枝晶偏析和改善夹杂物、第二相分布等。 明显提高金属的强度、韧性和塑性;破碎铸态金属中的粗大树枝晶和柱状晶,并通过再结晶获得等轴细晶粒,使金属的力学性能全面提高。 ②金属的冷加工(低碳钢的冷轧、冷拔、冷冲) 冷加工会使金属材料的强度和硬度升高,塑性和韧性下降,产生加工硬化现象。 注意: 钢材的切削加工也属于冷加工,也会产生加工硬化。 由于加工硬化而使奥氏体不锈钢的切削较为困难。 ③喷丸强化 ④再结晶退火(消除加工硬化现象) 为了缩短时间,实际采用的再结晶退火温度比该金属的最低再结晶温度要高100~200℃。 (考点)Tr=0.4Tm(K)(其中Tr是最低再结晶温度,Tm是金属的熔点) 6、钢的热处理 钢在加热时的转变 ①奥氏体化: 将钢加热到临界温度以上,获得全部或部分奥氏体组织。 共析钢必须加热到727℃(A1)以上时,完全转变成奥氏体; 亚共析钢必须加热到GS(A3)以上;过共析钢必须加热到ES(Acm)线以上。 ②影响奥氏体转变速度的因素: 1)加热温度: 温度越高,转变越快; 2)加热速度: 加热速度越快,转变越快; 3)钢中碳质量分数: 碳质量分数越大,渗碳体越多,相界面增大,奥氏体核心增多,转变速度越快; 4)合金元素: 钴、镍增大碳在奥氏体中的扩散速度,加快奥氏体化;铬、钼、钒减小碳在奥氏体中的扩散速度,减慢奥氏体化;硅、铝、锰对碳在奥氏体中的扩散速度影响不大,不影响奥氏体化过程。 5)原始组织 ③奥氏体的晶粒度及其影响因素 某一具体热处理或热加工条件下的奥氏体的晶粒度叫做实际晶粒度。 钢在加热时奥氏体晶粒长大的倾向用本质晶粒度来表示。 本质晶粒度: 钢加热到(930±10)℃,保温8h,冷却后测得的晶粒度叫做本质晶粒度。 如果测得的晶粒细小,则该钢成为本质细晶粒钢,反之为本质粗晶粒钢。 影响因素: 1)加热温度和保温时间 温度越高,晶粒长大越明显,A也越粗大 2)钢的化学成分 钢中加入能形成稳定碳化物的元素和能生成氧化物和氮化物的元素,有利于获得本质细晶粒钢,因为碳化物、氧化物。 氮化物分布在晶界上,阻碍晶粒长大。 Mn和P使促进晶粒长大的元素。 钢在冷却时的转变 ①等温处理: 将钢迅速冷却到临界点以下的给定温度,进行保温,在该温度恒温转变。 ②连续冷却: 将钢以某种速度连续冷却,使其在临界点以下变温连续转变。 1)过冷奥氏体的等温转变 A、共析钢过冷奥氏体的两个转变区: Ⅰ、高温转变(也称珠光体转变区(A1~550℃))扩散型转变。 转变产物: P(ST)。 注意: PST均为Fe和Fe3C的机械混合物,只是层片粗细不同,转变温度越低,层间距越小。 Ⅱ、中温转变(也称贝氏体转变区(550~Ms℃))半扩散型转变。 转变产物: 贝氏体组织(铁碳化合物分布在碳过饱和的铁素体基体上的两相混合物) (考点——简答题)上贝氏体(350~550℃): 羽毛状,小片状渗碳体分布在成排的铁素体之间。 强度和韧性较差。 下贝氏体(350~Ms℃): 黑色针状,硬度高,韧性好,有较好的综合力学性能。 B、亚共析钢过冷奥氏体的等温转变 亚共析钢随着碳质量分数的增加,C曲线的位置往右移,Ms、Mf线往下移。 Ⅰ、高温转变(与共析钢类似,只是先有一部分转变为F,其余的过冷A再转变为P) 转变产物: F+P(ST) 例如: 45钢过冷A在600~650℃等温转变后,产物为F+S。 C、过共析钢过冷奥氏体的等温转变 过共析钢随着碳质量分数的增加,C曲线的位置往左移,Ms、Mf线往下移。 Ⅰ、高温转变(与共析钢类似,只是先析出二次渗碳体,其余的过冷A在转变为P) 例如: T10钢过冷A在A1~650℃等温转变后,产物为Fe3CⅡ+P。 2)过冷奥氏体的连续冷却转变(实际生产中较多的情况) A、共析钢 (一)转变产物 炉冷: 过冷A转变为P,粗片状组织,硬度为170~220HB 空冷: 过冷A转变为S,细片状组织,硬度为25~35HRC 油冷: 过冷A先有一部分转变为T,剩余的过冷A冷却到Ms以下转变为M,冷却到室温时,残留一部分A。 (T+M+剩余A)硬度为45~55HRC。 水冷: 过冷A将直接转变为M,冷却到室温时,残留一部分A。 (M+A) a、过冷A转变为M为低温转变过程(非扩散型转变),转变温度在Ms~Mf之间,该温区称为马氏体转变区。 马氏体(M): 碳在α—Fe中的过饱和固溶体 b、马氏体形成速度很快 c、马氏体转变是不彻底的,总要残留下少量A d、马氏体形成时体积膨胀,在钢中造成很大的内应力,严重时将使被处理零件开裂 (2)马氏体分类 板条状(低碳)马氏体(碳质量分数小于0.25%),由于板条状M内有大量位错缠结的亚结构,所以低碳M也称位错M; 针状(高碳)马氏体(碳质量分数大于1.0%),由于针状M内有大量孪晶,因此高碳M也称孪晶M。 (三)马氏体性能特点 1、硬度很高,碳质量分数越大,硬度越高 2、比容比A大,当A转变为M时,体积会膨胀 3、M是是一种铁磁相,在磁场中呈现磁性;A是一种顺磁相,在磁场中无磁性 4、晶格畸变导致电阻率高 B、亚共析钢 (1)转变产物(无剩余A) 炉冷: F+P;空冷F+S;油冷: T+M;水冷: M 与共析钢不同,亚共析钢过冷A在高温时有一部分将转变为F;在中温转变区会有少量贝氏体(上B)产生。 如油冷产物为: F+T+上B+M,F和上B量少,有时也忽略不计。 C、过共析钢 (1)转变产物(有剩余A) 炉冷: P+Fe3CⅡ;空冷: S+Fe3CⅡ;油冷: T+M+剩余A;水冷: M+剩余A (考点: 死脖子复印的资料P64-72) 钢的普通热处理 热处理: 将固态金属或合金在一定介质中加热、保温和冷却,以改变材料整体或表面组织,从而获得所需性能的工艺。 ①退火: 将钢加热到适当温度,保温一定时间,然后缓慢冷却(一般随炉冷却)的热处理工艺叫做退火。 A、完全退火: 1、又称重结晶退火,主要用于亚共析钢。 是把钢加热到Ac3以上20~30℃,保温一定时间后缓慢冷却(随炉冷却或埋入石灰和砂中冷却),以获得接近平衡组织的热处理工艺。 2、产物: F+P 3、目的: 通过重结晶,使加工造成的粗大、不均匀组织均匀化和细化,以提高性能;或使中碳以上的碳钢和合金钢得到近平衡状态的组织,以降低硬度,改善切削加工性能。 由于冷却速度缓慢,还可消除内应力。 B、等温退火 1、等温退火是把钢件或毛坯加热到Ac3(或Ac1)的温度,保温后,较快的冷却到珠光体转变区的某一温度,并等温保持,奥氏体等温转变,然后缓慢冷却的热处理工艺。 2、产物: 主要为P 3、目的: 与完全退火相同,但转变较易控制,能获得均匀组织,对于A较稳定的合金钢可短退火时间。 C、球化退火 1、球化退火是使钢中碳化物球状化的热处理工艺。 主要用于过共析钢、共析钢,如工具钢、滚珠轴承钢等。 2、目的: 使二次渗碳体及珠光体中的渗碳体球状化(退火前需先进行正火使网状二次渗碳体破碎),以降低硬度,改善切削加工性能,为以后的淬火组织做准备。 3、产物: T12钢球化退火后,铁素体基体上分布着细小均匀的球状渗碳体,叫球化体。 D、扩散退火 1、为了减少钢锭、铸件或锻坯的化学成分和组织的不均匀性,将其加热到略低于固相线温度,长时间保温并进行缓慢冷却的热处理工艺,也称均匀化退火。 2、加热温度: 钢的熔点以下100~200℃,保温时间一般为10~15h。 加热温度提高时,扩散时间可以缩短 3、扩散退火后钢的晶粒很粗大,因此一般再进行完全退火或正火处理。 E、去应力退火 1、为消除铸造、锻造和机加工、冷变形等冷热加工在工件中造成的残余应力而进行的低温退火。 2、将工件加热至低于Ac1的某一温度(一般为500~650℃),保温,然后随炉冷却 3、可以消除50%~80%的内应力,不引起组织变化 ②正火: 钢材或钢件加热到Ac3(对于亚共析钢)、Ac1(对于共析钢)、Acm(对于过共析钢)以上30~50℃,保温适当时间后,在自由流动的空气中均匀热处理称为正火。 1、正火后的产物: 亚共析钢为F+S;共析钢为S;过共析钢为S+Fe3CⅡ 2、正火的目的: A、作为最终热处理: 正火可以细化晶粒,使组织均匀化,减少亚共析钢中F的含量,使P含量增多并细化,从而提高钢的强度、硬度和韧性。 对于普通结构钢零件,力学性能要求不很高时,可把正火作为最终热处理。 B、作为预先热处理: 截面较大的合金结构钢件,在淬火或调质处理(淬火+高温回火)前进行正火,以消除魏氏组织和带状组织,并获得细小而均匀的组织。 对于过共析钢可减少二次渗碳体,并使其避免形成连续网状,为球化退火做组织准备。 C、改善切削加工性能: 低碳钢或低碳合金钢退火后硬度太低,不便于切削加工。 正火后可提高其硬度,改善其切削加工性能。 ③淬火: 将钢加热到相变温度以上,保温一定时间,然后快速冷却以得到马氏体组织的热处理工艺成为淬火。 淬火是钢的最重要的强化方法。 A、(考点)淬火温度的选定 1、亚共析钢: Ac3以上30~50℃;亚共析钢加热到Ac3温度以下时,淬火组织中会保留铁素体,使钢的硬度降低。 2、共析钢和过共析钢: Ac1以上30~50℃;过共析钢加热到Ac1以上时,组织中保留少量二次渗碳体,而有利于提高钢硬度和耐磨性,此时奥氏体中的碳含量不太高,可降低马氏体的脆性,还能减少残余A的含量。 3、如果淬火温度太高,会形成粗大的马氏体,使力学性能恶化,同时也会增大淬火应力,使变形和开裂倾向增大。 B、加热时间的选定: 升温和保温两个阶段 1、加热时间: 以装炉后炉温达到淬火温度所需时间为升温阶段 2、一般保温时间为15分钟/mm C、淬火冷却介质: 常用介质为水和油 D、淬火方法: 单介质淬火、双介质淬火、分级淬火和等温淬火 1、单介质淬火: 工件在一种介质(水或油)中冷却 优点: 操作简单,易于实现机械化,应用广泛 缺点: 水中淬火应力大,工件容易变形开裂;在油中淬火,冷却速度小,淬透直径小,大件淬不硬。 2、双介质淬火: 工件先在较强冷却能力介质中冷却至300℃左右,再在一种冷却能力较弱的介质中冷却,如先油淬后水淬。 优点: 可有效减少热应力和相变应力,减小工件变形开裂的倾向。 缺点: 难以掌握双液转换时刻,转换过早易淬不硬,转换过时易淬裂。 用于: 形状复杂、截面不均匀的工件淬火。 3、分级淬火: 工件迅速放入盐浴或碱浴炉(温度略高于或略低于Ms点)保温2~5min,然后取出空冷进行马氏体转变。 优点: 大大减小淬火应力,防止变形开裂; 适用范围: 分级温度略高于Ms点的分级淬火适合小件的处理(如刀具);分级温度略低于Ms点的分级淬火适合大件的处理,在Ms点以下分级的效果更好。 例如: 高碳模具钢在160℃碱浴中分级淬火,既能淬硬,变形又小。 4、等温淬火: 工件迅速放入盐浴(盐浴温度在贝氏体区的下部,稍高于Ms点)中,等温停留较长时间,直到贝氏体转变结束,取出空冷,获得下贝氏体组织。 用于: 中碳以上的钢,目的是为了获得下B组织,以提高强度、硬度、韧性和耐磨性。 注意: 低碳钢一般不采用等温淬火 E、钢的淬透性: 钢在淬火时形成马氏体的能力 1、测定方法: 末端淬火法 2、钢的淬硬性: 钢淬火后所能达到的最高硬度,主要取决于马氏体的碳质量分数,碳质量分数越高,淬硬性越高。 3、影响淬透性的因素 a、碳质量分数 亚共析钢: 随着C质量分数减小,淬透性降低 过共析钢: 随着C质量分数增加,淬透性降低 所以,三者中共析钢的淬透性最好(T8钢) b、合金元素 除Co以外,其余合金元素溶于A之后,降低临界冷却温度,使C曲线右移,提高钢的淬透性。 所以,合金钢的淬透性比碳钢的要好 c、奥氏体化温度 提高奥氏体化温度,将使奥氏体晶粒长大,成分均匀,可减少珠光体的生核率,降低钢的临界冷却温度,提高淬透性。 d、钢中未溶第二相 未溶入钢的杂质会成为奥氏体分解的非自发核心,使临界冷却速度增大,降低淬透性。 ④回火: 钢件淬火后,为了消除内应力并获得所要求的组织和性能,将其加热到Ac1以下某一温度,保温一定时间,然后冷却到室温的热处理工艺。 A、低温回火 回火温度: 150~250℃ 产物: 回火马氏体+残余奥氏体 目的: 降低淬火应力,提高工件韧性,保证淬火后的高硬度和高耐磨性。 用途: 各种高碳钢工具、模具、滚动轴承及渗碳和表面淬火的零件。 B、中温回火 回火温度: 300~500℃ 产物: 回火屈氏体(铁素体仍保持马氏体的形态,渗碳体比回火马氏体中的碳化物粗) 目的: 获得具有高的弹性极限和屈服强度,同时具有一定韧性的回火屈氏体。 用途: 主要用于各类弹簧 C、高温回火 回火温度: 500~650℃ 产物: 回火索氏体 目的: 获得强度、塑性和韧性都比较好的回火S 调质处理: 淬火+高温回火 用途: 各种重要的机器结构件,如: 连杆、轴、齿轮等受交变载荷的零件。 也可作为某些精密工件如量具、模具等的预先热处理。 钢的表面热处理(考点) 1.感应加热 2.火焰加热 3.激光加热 钢的化学热处理(考点) 1.渗碳 1.固体渗碳 2.液体渗碳 3.气体渗碳 δ=k(τ)^(1/2)(其中δ为渗碳层厚度,τ为保温时间) 2.氮化 1.气体渗氮 2.离子氮化 3.氰化 1.中温气体氰化 2.低温气体氰化 第3章碳钢、合金钢 碳钢 ①碳钢的成分及分类 A、碳钢的成分: 主要由Fe、C、Mn、Si、S、P6种元素组成。 注意: Mn、Si有利于改善钢的力学性能; S易使钢发生热脆(高温锻轧时开裂);P易使钢发生冷脆(室温脆性增加) (考点)B、按碳的质量分数分类: 低碳钢——W(C)≤0.25% 中碳钢——0.25%<W(C)≤0.6% 高碳钢——W(C)>0.6 (考点)C、按钢的质量分类: 普通碳素钢——W(S)≤0.040%;W(P)≤0.040% 优质碳素钢——W(S)≤0.035%;W(P)≤0.035% 高级优质碳素钢——;W(S)≤0.030%;W(P)≤0.030% 2碳钢的牌号及用途 A、碳素结构钢(普通碳素钢)(考点) 1、符号: Q+屈服强度;牌号后面标注字母ABCD表示钢材质量等级不同,D最高;F、Z、TZ分别表示沸腾钢(脱氧程度最低)、镇静钢(脱氧程度中等)、特殊镇静钢(脱氧程度最高) 2、用途: Q195、215、235A、235B通常轧制成钢筋、钢板、钢管等,可用于桥梁、建筑物等构件,也可用作普通螺钉、螺帽、铆钉等;Q235C、235D可用于重要的焊接件;Q235、275强度较高,可轧制成钢、钢板做构件用。 3、热处理: 一般不需进行热处理,在热轧状态下使用。 但对某些零件,也可进行正火、调质、渗碳等处理,以提高其使用性能。 B、优质碳素结构钢(考点) 1、符号: 平均碳质量分数的万分数的数字表示,例如20钢即表示碳质量分数为0.20%; 若钢中Mn的质量分数较高,则在钢号后加Mn; 高级优质钢、特级优质钢分别以A、E表示;保证淬透性用钢用H表示 2、用途: 10、20钢可做冲压件及焊接件,热处理后也可制造轴、销等零件; 35、40、45、50钢经热处理后,用来制造齿轮、轴类、套筒等零件; 60、65钢主要用来制造弹簧。 实例: 教材P142实例123(包括热处理工艺,仔细看) 注意: 优质碳素结构钢使用前一般要经过热处理 C、碳素工具钢 1、符号: 碳素工具钢的碳质量分数在0.65%~1.35%之间,用平均碳质量分数的千分数来表示,数字前加“T”。 2、用途: 制造各种刃具、;量具、模具等 例如: T78钢硬度高、韧性较高,可制造冲头、凿子、锤子等工具; T91011钢硬度高、韧性适中,可制造钻头、刨刀、丝锥、手锯条等刃具及冷作模具; T1213钢硬度高、韧性较低,可制造锉刀、刮刀等刃具及量规、样套等量具。 注意: 碳素工具钢使用前都要经过热处理! 实例: 教材P143实例12(包括热处理工艺,仔细看) 合金钢 (考点)Ⅰ合金钢的分类 我国采用按用途来分类: 合金结构钢、合金工具钢、(特殊性能钢不做要求) (考点)Ⅱ合金钢的编号 1、结构钢: 万分之一为单位的数字(两位数),例如: 40Cr,平均碳质量分数为0.40%; 2、工具钢: 千分之一为单位的数字(一位数),当碳质量分数超过1%时,碳质量分数不标出,例如: 5CrMnMo,平均碳质量分数为0.5%,CrWMn,平均碳质量分数大于1.0% Ⅲ合金结构钢 (考点) { A、低合金高强度结构钢(代表钢种Q295、Q345、Q420) 1)、用途: 制造桥梁、船舶、车辆、锅炉、高压容器、输油输气管道、大型钢结构等。 2)、性能要求: 高强度、高韧性、良好的冷成型性能和焊接性能、低的冷脆转变温度、良好的耐蚀性。 3)、成分特点: 低碳(不超过0.20%)、加入Mn为主的合金元素、加入铌、钛、钒等辅加元素、加入少量Cu和P可提高耐腐蚀性能、加入少量稀土元素可脱硫。 4)、热处理特点: 一般在热轧(相当于正火)空冷状态下使用;在有特殊需要时,如为了改善焊接区性能,可进行一次正火处理。 5)组织组成物: 使用状态下一般为铁素体+细珠光体(S) } B、合金渗碳钢 1)、用途: 主要用于制造汽车、拖拉机中的变速齿轮,内燃机上的凸轮轴、活塞销等机器零件。 2)性能要求: 表面渗碳层硬度高、心部具有足够高的韧性和强度、有良好的热处理工艺性能(在较高的渗碳温度下,A晶粒不易长大,并具有良好的淬透性) 3)成分特点: ①低碳: 碳质量分数一般在0.10%~0.25%之间,以保证零件心部有足够的塑性和韧性 ②加入提高淬透性的合金元素(Cr、Ni、Mn)
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