第四章机械工程材料.ppt
- 文档编号:2754116
- 上传时间:2022-11-11
- 格式:PPT
- 页数:108
- 大小:896KB
第四章机械工程材料.ppt
《第四章机械工程材料.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第四章机械工程材料.ppt(108页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
第第4章机械工程材料章机械工程材料知识梳理41钢铁材料一、非合金钢(碳素钢)二、合金钢三、铸铁与铸钢42钢的热处理一、钢的退火与正火二、钢的淬火三、钢的回火四、钢的表面热处理43有色金属材料一、铝及铝合金二、铜及铜合金三、轴承合金44非金属材料一、工程塑料二、橡胶三、复合材料四、胶粘剂五、陶瓷41钢铁材料机械工程上常用的材料有:
钢铁材料、有色金属材料和非金属材料钢铁材料是钢和铸铁的统称。
钢是以铁为主要元素,含碳量一般在2%以下,并含有其他元素的材料。
铸铁是含碳量大于2.11%的铁碳合金。
通常含碳量2%是钢和铸铁的分界线。
根据化学成分分,钢分为非合金钢、合金钢和低合金钢。
一、非合金钢(碳素钢或碳钢)1.含碳量:
小于2%的铁碳合金。
2.含有的元素:
有益元素:
锰、硅(由炼钢加入脱氧剂带入钢中的)有害元素:
硫、磷(由原料进入钢中的)硫具有热脆性;磷具有冷脆性。
3.分类
(1)按钢的含碳量分类低碳钢:
含碳量WC0.25%中碳钢:
含碳量WC0.25%0.6%高碳钢:
含碳量WC0.6%
(2)按钢的质量分类(根据钢中杂质硫和磷的质量分数来划分)普通钢:
WS0.035%,WP0.035%优质钢:
WS0.030%,WP0.030%高级优质钢:
WS0.020%,WP0.025%(3)按用途分类碳素结构钢:
用于制造金属结构、零件碳素工具钢:
由于制造刃具、量具和模具。
(4)按脱氧方式分类沸腾钢(脱氧不完全的钢)镇静钢(完全脱氧的钢)半镇静钢(介于上面两者之间)4.碳素结构钢凡是用于制造机械零件盒各种工程构件的钢都为结构钢,根据质量分为普通碳素结构钢和优质碳素结构钢。
(1)普通碳素结构钢a.用途:
一般工程结构、日常生活用品和普通机械零件,是各类钢中用量最大的一类。
b.牌号:
代表屈服点的字母(Q)、屈服点数值(Mpa)、质量等级符号(ABCD)、脱氧方法(FbZTZ)其中Z和TZ可以省略。
质量等级中D级最好,这与后面的学习要区分。
牌号等级化学成分/%CMnSiSP不大于Q235A0.140.220.300.650.300.0500.045B0.120.200.300.700.045C0.180.350.800.0400.040D0.170.0350.035这些构件在常温有冲击载荷条件下工作,可选用相应牌号的B级钢,在低温有冲击载荷条件下工作或重要焊接构件可选用C、D级。
在各种牌号中,Q235应用的最多。
c.举例:
Q235AF解释:
表示屈服点值不小于235MPa,质量等级为A级,脱氧方式为沸腾钢的普通碳素结构钢。
提问:
1.说出下列数字字母的含义,并说明钢种Q215DbQ235AF2.下列普通碳素结构钢中质量等级最好的是_A.Q235-AFB.Q235-BFC.Q235-CFD.Q235-DF3.普通钢、优质钢、高级优质钢分类的依据是_A.合金元素含量的高低B.含碳量的高低C.S、P含量的高低D.用途4.使钢产生热脆性的元素是A.SB.SiC.PD.Mn5.普通碳素结构钢的牌号由_、_、_、_四部分组成。
(2)优质碳素结构钢1.大多数用于制造机械零件,可以进行热处理以改善和提高其力学性能。
2.牌号表示:
牌号以0.01%为单位,用两位数字表示钢中平均碳含量的万分数。
如果优质碳素结构钢中含锰量较高(含锰量在0.7%1.0%)还应该在表明含碳量的两位数字后面,附以汉字“锰”或“Mn”的元素符号。
3.例题45表示平均碳含量为0.45%的优质碳素结构钢。
20Mn表示平均碳含量为0.20%,含锰量较高的优质碳素结构钢。
注意:
碳含量的成分,用数字乘以0.01%既得。
练习1.08属于哪种钢A.普通碳素结构钢B.优质碳素结构钢C.碳素工具钢D.合金钢2.优质碳素结构钢中,当某种元素含量在0.7%1.0%时还应标出,这种元素是A.SiB.WC.MnD.S3.优质碳素结构钢的牌号是以_为单位,用_位数字表示平均碳含量的_数。
4.优质碳素结构钢一般用于制造A.机械零件B.生活用品C.焊接、栓接等构件D.量具5.优质碳素结构钢的质量比普通碳素结构钢的质量_,因为当中的_含量少。
(3)碳素工具钢1.用途:
用于制造刃具、量具、模具。
2.工具钢的碳含量都在0.7%以上,都是优质的或高级优质高碳钢3.牌号表示:
拼音字母“T”加数字表示其中“T”表示碳素工具钢,表示平均碳含量的千分数,即0.1%;若为高级优质碳素钢则还应在牌号后面加上字母A牌号退火后的硬度HBS(不大于)淬火后的硬度HRC(不小于)用途T8、T8A18762凿子、模具、锤子、木工工具及钳工装配工具等不受大的冲击、需要较高硬度和耐磨性的工具T10、T10A19762刨刀、冲模、丝锥、手工锯条、卡尺等不受较大冲击的工具和耐磨机件T12、T12A20762钻头、锉刀、刮刀等不受冲击而要求极高硬度的工具盒耐磨机件4.例题T8表示平均碳含量为0.8%的碳素工具钢T10A表示平均碳含量为1.0%的高级优质碳素工具钢注意:
碳含量用数字乘以0.1%可得,这里的A与普通碳素结构钢中的A级不同。
练习1.说出下列字母数字代表的含义T12AT92.T13A钢是一种_钢A.低碳B.中碳C.高碳3.下列材料中质量最好的是_A.Q235AFB.20C.40MnD.T10A4.碳素工具钢的碳含量一般都在_以上,都是优质或高级优质_钢。
5.碳素工具钢的牌号是用拼音字母_加_表示,其中拼音字母代表_,后面所加的表示_.若为高级优质则还应在钢的牌号后面加_.二、合金钢1.定义在碳钢的基础上加入其他元素的钢,加入的其他元素就叫做合金元素。
2.常用的合金元素硅(Si)锰(Mn)铬(Cr)镍(Ni)钨(W)钼(Mo)钒(V)钛(Ti)3.合金元素的作用通过与钢中的铁和碳发生作用,合金元素之间的相互作用提高了钢的力学性能,改善钢的热处理工艺性能。
4.合金钢的分类按用途分类:
合金结构钢:
用于制造重要的机械零件和工程结构合金工具钢:
用于制造重要的刃具、量具和模具。
特殊性能钢:
具有特殊物理、化学性能的钢。
5.合金钢的牌号表示
(1)合金结构钢的牌号用两位数字加元素符号表示解释:
其中两位数字表示钢的平均碳含量的万分数,元素符号表示钢中所含的合金元素,而后面数字表示该元素平均含量的质量分数。
当合金元素含量小于1.5%时,牌号中只标明元素符号,而不标明含量,如果含量大于1.5%、2.5%、3.5%等,则相应地在元素符号后面标出2、3、4等。
例:
60Si2Mn表示平均碳含量为0.6%,含硅量约为2%,含锰量小于1.5%的合金结构钢。
练习20CrMnTi
(2)合金工具钢牌号表示:
用一位数字表示平均碳含量的千分数,若碳含量大于或等于1.00%时则不予标出,加元素符号及含量.例题9SiCr表示平均碳含量为0.9%,含硅和锰量均小于1.5%的合金结构钢Cr12MoV表示平均碳含量大于1.00%,铬含量约为12%,钼和钒含量均小于1.5%的合金工具钢。
练习:
9Mn2CrWMn(3)特殊专用钢(滚珠轴承钢)1.牌号:
为了表示钢的用途在钢号前面冠以汉语拼音,而不标明含碳量。
例如:
滚珠轴承钢,“G”为“滚”的汉语拼音字首,还应注意,在滚珠轴承钢中,铬元素符号后面的数字表示铬含量的千分数,其他元素仍然用百分数表示。
例如:
GCr15SiMn表示铬含量为1.5%,硅、锰含量均小于1.5%的滚珠轴承钢。
5.合金钢一般都为优质钢,若为高级优质钢,则在钢号后面加“A”。
如38CrMoALA表示平均碳含量为0.38%,铬、钼、铝的含量均小于1.5%的高级优质碳素结构钢。
6.合金结构钢按用途分:
工程结构用钢和机械制造用钢
(1)工程结构用钢(普通低合金结构钢/普低钢)用途:
制造各种工程结构,如桥梁、建筑、船舶、车辆、高压容器等。
形成:
在普通碳素结构钢的基础上加入少量合金元素制成的钢优点:
普低钢比相同含量的普通碳素结构钢强度高的多,而且还具有良好的塑性、韧性、焊接性和较好的耐磨性,因此,采用普低钢代替普通碳素结构钢可减轻结构重量,保证使用可靠,节约钢材,如普低钢16Mn代替Q235钢,一般节约钢材25%30%。
主加元素:
Mn(0.8%1.8%)合金元素总量一般不超过3%。
加工:
普低钢大多数在热轧状态下产生的,加工中常采用冷弯、冷卷和焊接成构件后不再进行热处理
(2)机械制造用钢用途:
制造各种机械零件形成:
在优质或高级优质碳素结构钢的基础上加入合金元素制成的合金结构钢。
热处理:
这类钢一般都要经过热处理才能发挥其性能,因此这类钢的性能与使用都与热处理相关。
分类:
按用途和热处理特点分为合金渗碳钢、合金调质钢、合金弹簧钢等。
(1)合金渗碳钢用途:
汽车、拖拉机的变速齿轮、十字轴以及内燃机凸轮轴等,要求零件的表面具有高硬度、高耐磨性,而心部具有足够的韧性。
碳含量:
0.1%0.25%热处理:
渗碳后淬火和低温回火代表钢:
20CrMnTi
(2)合金调制钢用途:
用于重载、受冲击条件下工作的零件,如机床主轴、汽车后桥半轴、连杆等。
碳含量:
0.25%0.50%热处理:
淬火后高温回火代表钢:
40Cr(3)合金弹簧钢用途:
制造各种弹簧的专用合金结构钢碳含量:
0.45%0.75%热处理:
淬火后中温回火7.滚珠轴承钢用途:
a.制造各种滚动轴承的滚动体和内外套圈的专用钢。
b.其化学成分和主要性能特点与低合金工具钢相似,生产中常用它制造刃具、冷冲模具、量具以及性能要求与滚珠轴承钢相似的零件元素含量:
碳含量0.95%1.15%铬含量0.6%1.65%代表钢:
GCr15GCr15SiMn练习1.GCr15中铬元素的含量为_A.0.15%B.1.5%C.15%2.生产机床的主轴选择下列_钢A.20CrMnTiB.40CrC.60Si2Mn3.生产高速、摩擦强烈的汽车变速齿轮选择下列_钢A.20CrMnTiB.T12AC.60Si2Mn8.合金工具钢
(1)合金刃具钢分为低合金刃具钢和耐磨钢1)低合金刃具钢形成:
在碳素工具钢的基础上加入少量合金元素(一般为3%5%)形成的一类钢。
红硬性:
250以下保持高硬度。
代表钢:
9CrSiCrWMn用途:
制造丝锥、板牙、铰刀等2)高速钢特点:
具有高的硬度、红硬性和耐磨性红硬性:
600合金元素总量:
10%25%,具有较高的淬透性。
种类:
钨系高速钢(W18Cr4V)钼系高速钢(W6Mo5Cr4V2)用途:
制造切削速度较高的刃具(车刀、钻头等)和形状复杂、负荷较重的成形刀具(铣刀、拉刀等)还可以用于制造冷冲模、冷挤压模以及某些耐磨零件。
(2)合金模具钢模具钢是指用于制造冲压、热锻、压铸等成形模具的钢。
根据工作条件不同,可分为冷变形模具钢和热变形模具钢。
1)冷变形模具钢用于制造使金属在冷态下变形的模具如:
冷冲模、冷压模2)热变形模具钢用于制造使金属在高温下成形的模具,如热锻模、压铸模等代表钢:
5CrMnMo和5CrNiMo制作热锻模3Cr2W8制造热挤压模和热铸模(3)合金量具钢要求:
高硬度、高耐磨性和高的尺寸稳定性钢种:
CrWMnGCr15练习1.制造切削速度较高的、负荷较重、形状复杂的刀具用_钢A.碳素工具钢B.低合金工具钢C.高速钢2.制造尺寸较大、摩擦强烈、热变形小的模具选用_A.T12B.CrWMnC.Cr129.特殊性能钢
(1)不锈耐酸钢(不锈钢)指在腐蚀介质中具有高的腐蚀能力的钢。
常用铬不锈钢和铬镍不锈钢1)铬不锈钢作用:
可抗大气、海水、蒸汽等的锈蚀。
常用Cr13型,牌号1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13钢中铬含量约为13%,碳含量13%,碳含量为0.1%0.4%其中1Cr13、2Cr13用于制造汽轮机叶片、水压机阀等;3Cr13、4Cr13用于制造弹簧、轴承、医疗器械以及在弱腐蚀条件下工作而要求高强度的耐蚀零件。
2)铬镍不锈钢用途:
用于制造在强腐蚀介质中工作的设备,如吸收塔、贮槽、管道及容器等牌号:
0Cr18Ni91Cr18Ni9前一牌号碳含量WC0.08%后一牌号碳含量WC0.14%化学成分:
平均铬含量为18%,镍含量为8%11%
(2)耐热钢钢的耐热性是高温抗氧化性和高温强度的总称。
耐热钢通常分为抗氧化钢和
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 第四 机械工程 材料
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)