第篇基本知识解析PPT学习教案

1、会计学1第篇基本知识解析第篇基本知识解析2021-10-1121-1 金属材料的主要性能金属材料的主要性能强度强度s、0.2、b与塑性与塑性、硬度硬度HB、HR、HV韧性韧性ak疲劳强度疲劳强度r 、-1力学性能力学性能物理性能物理性能化学性能化学性能工艺性能工艺性能第1页/共21页2021-10-1131-2 铁碳合金铁碳合金1394153410006008001200温度时间16001500500700900110013001400912- Fe -Fe- Fe同素异构转变同素异构转变AFCC固固溶溶体体第2页/共21页2021-10-114第3页/共21页2021-10-115LN149

2、54.32.110.770.0218(A +Fe3C )( F+ Fe3C )12271538第4页/共21页2021-10-116第5页/共21页2021-10-1171-3 钢热处钢热处理理第6页/共21页2021-10-118工艺工艺目的目的加热温度加热温度组织组织退退火火1.调整硬度调整硬度,便于切削加便于切削加工。工。2.细化晶粒细化晶粒,为最终热处为最终热处理作组织准备。理作组织准备。亚共析钢亚共析钢Ac3+3050共析钢共析钢 Ac1+3050过共析钢过共析钢Ac1+3050F+PPP球球正正火火1.低中碳钢同退火。低中碳钢同退火。2.过工析钢：消除网状过工析钢：消除网状二次渗碳

3、体。二次渗碳体。3.普通件最终热处理普通件最终热处理亚共析钢亚共析钢Ac3+3050共析钢共析钢 Ac1+3050过共析钢过共析钢Accm+30500.5%C, M+AM+AM+A+粒状粒状Fe3C第7页/共21页2021-10-119工工艺艺目的目的加热温度加热温度组织组织回回火火1.消除内应力，消除内应力，减少变形。减少变形。2.获得所需要的获得所需要的性能。性能。低温回火低温回火150250中温回火中温回火350500高温回火高温回火500650 (调质调质)亚共析亚共析,共析钢：共析钢：M回回过共析钢过共析钢:M回回+A(少少)+粒状粒状Fe3CT回回S回回表表面面淬淬火火表面获得马表

4、面获得马氏体组织，氏体组织，并获得表硬并获得表硬里韧的性能。里韧的性能。预备热处理：预备热处理：调质或正火调质或正火适用于中碳钢适用于中碳钢 0.40.5%C表面：表面：M回回心部：心部： S回回(调质调质) 或或F+S(正火正火)渗渗碳碳提高表面含提高表面含碳量，获得碳量，获得表硬里韧的表硬里韧的性能。性能。渗碳温度渗碳温度:900950淬火温度：淬火温度：表面表面Ac1+3050心部心部Ac3+3050适用于低碳钢适用于低碳钢 0.10.25%C表面：表面：M回回+A(少少)+颗粒状颗粒状Fe3C心部心部：M回回+F M回回第8页/共21页2021-10-1110热处理与硬度关系热处理与硬

5、度关系合适切削加工硬度合适切削加工硬度第9页/共21页2021-10-11111-4 工业用钢工业用钢工程材料工程材料第10页/共21页2021-10-1112分类方法分类方法钢钢 种种质量分数或脱氧情况质量分数或脱氧情况特特 点点按碳的质量按碳的质量分数分类分数分类低碳钢低碳钢w wC0.25强度低，塑性和焊接性能较好强度低，塑性和焊接性能较好中碳钢中碳钢w wC0.250.6强度较高，但塑性和焊接性能较强度较高，但塑性和焊接性能较差差高碳钢高碳钢w wC 0.6%塑性和焊接性能很差，强度和硬塑性和焊接性能很差，强度和硬度高度高按钢的质量按钢的质量分分普通钢普通钢w wS0.055, w w

6、P0.045含含S、P量较高，质量一般量较高，质量一般优质钢优质钢w wS0.040，w wP0.040含含S、P量较少，质量较好量较少，质量较好高级优质钢高级优质钢w wS0.030, w wP0.035含含S、P量很少，质量好量很少，质量好按用途分按用途分结构钢结构钢w wC0.080.65制造各种工程构件和机器零件制造各种工程构件和机器零件工具钢工具钢w wC0.65制造各种刀具、量具和模具制造各种刀具、量具和模具按脱氧程度按脱氧程度分分沸腾钢（沸腾钢（F）仅用弱脱氧剂脱氧，仅用弱脱氧剂脱氧，FeO较较多多钢锭内分布有许多小气泡，偏析钢锭内分布有许多小气泡，偏析严重严重镇静钢（镇静钢（Z

7、）浇注时完全脱氧，凝固时不浇注时完全脱氧，凝固时不沸腾沸腾气泡、疏松少，质量较高气泡、疏松少，质量较高半镇静钢（半镇静钢（b）介于沸腾钢和镇静钢之间介于沸腾钢和镇静钢之间质量介于沸腾钢和镇静钢之间质量介于沸腾钢和镇静钢之间第11页/共21页2021-10-1113分分 类类编编 号号 方方 法法常常 用用 牌牌 号号用用 途途 举举 例例说说 明明碳素结碳素结构钢构钢Q235- -A F 屈服点为屈服点为235 MPa、质量为、质量为A级的沸腾钢级的沸腾钢Q195、Q215A，Q235B、Q255A、Q255B、Q275等等 一般以型材供应的工程一般以型材供应的工程结构件，制造不太重要的结构件

8、，制造不太重要的机械零件及焊接件（参见机械零件及焊接件（参见 GB 700-1988）优质碳优质碳素素结构钢结构钢 45 表示平均表示平均w wC=0.45%的优的优质碳素结构钢质碳素结构钢08F、10、20、35、40、50、60、65 用于制造曲轴、传动轴、用于制造曲轴、传动轴、齿轮、连杆等重要零件齿轮、连杆等重要零件（参见（参见 GB 699- -1988）碳素碳素工具钢工具钢T8T8A 表示平均表示平均w wc=0.8%的碳素的碳素工具钢，工具钢，A表示表示高级优质高级优质T7、T8Mn、T9、T10、T11、T12、T13 制造需较高硬度、耐磨制造需较高硬度、耐磨性、又能承受一定冲击

9、的性、又能承受一定冲击的工具，如手锤、冲头等工具，如手锤、冲头等（参见（参见 GB 1298- -1986）一般工一般工程程铸造碳铸造碳钢钢ZG200- -400 表示屈服强度表示屈服强度为为200 MPa、抗、抗拉强度为拉强度为400 MPa的碳素铸钢的碳素铸钢ZG230- -450、ZG270- -500、ZG310- -570、ZG340- -640 形状复杂的需要采用铸形状复杂的需要采用铸造成形的钢质零件（参见造成形的钢质零件（参见 GB 11352- -1989）第12页/共21页2021-10-1114合金钢合金钢低合金钢低合金钢 w wAEAE5%10%10%合金钢合金钢按合金元

10、素含量分按合金元素含量分Alloying ElementsAlloying ElementsAEAE合金钢合金钢贝氏体钢贝氏体钢马氏体钢马氏体钢高合铁素体钢高合铁素体钢奥氏体钢奥氏体钢莱氏体钢莱氏体钢按组织类型分按组织类型分按主添加元素分按主添加元素分合金钢合金钢锰钢锰钢硅钢硅钢钨钢钨钢第13页/共21页2021-10-1115合金钢合金钢合金结构钢合金结构钢合金工具钢合金工具钢特殊性能钢特殊性能钢低合金结构钢低合金结构钢合金渗碳钢合金渗碳钢合金调质钢合金调质钢合金弹簧钢合金弹簧钢刃具钢刃具钢模具钢模具钢量具钢量具钢不锈钢不锈钢耐热钢耐热钢耐磨钢耐磨钢滚动轴承钢滚动轴承钢低温钢低温钢易切钢易切

11、钢合金钢分类合金钢分类 按用途分按用途分第14页/共21页2021-10-1116 铸铁铸铁白口铸铁白口铸铁灰口铸铁灰口铸铁麻口铸铁麻口铸铁( (普通普通) )灰铸铁灰铸铁(HT) 片状片状可锻铸铁可锻铸铁(KT) 团絮状团絮状球墨铸铁球墨铸铁(QT) 球状球状 灰口铸铁灰口铸铁 （按（按G G形态）形态）蠕蠕墨铸铁墨铸铁(RuT) 蠕虫蠕虫状状（钢基体钢基体上分布着石墨）上分布着石墨）（按（按石墨化程度石墨化程度）第15页/共21页2021-10-1117钢种钢种C%典型牌号典型牌号合金元素作用合金元素作用热处理热处理使用状态下组织使用状态下组织性能性能用途用途碳素结碳素结构钢构钢0.4Q1

12、95Q235热轧空热轧空冷冷F+P塑性塑性,焊接性焊接性好好建筑结建筑结构构低合金低合金高强度高强度钢钢0.2Q345(16Mn)Mn:强化强化F,增加增加P,降低降低脆转温度脆转温度热轧空热轧空冷冷F+P塑性塑性,焊接性焊接性好好桥梁桥梁,船舶船舶, 容器容器渗碳钢渗碳钢0.10.252020Cr20CrMnTiCr,Mn:提高提高淬透性淬透性,强强化化F,Ti:细化细化晶粒晶粒渗碳渗碳+淬淬火火+低温低温回火回火表面：表面：M回回+ A (少量少量)+颗粒颗粒状状Fe3C心部心部：M回回+F表硬表硬里韧里韧轴、齿轴、齿轮轮调质钢调质钢0.30.54540Cr40CrNiMoCr,Ni:提高

13、淬提高淬透性透性,强化强化F,Mo:防止第二防止第二类回火脆性类回火脆性调质调质S回回良好综良好综合力学合力学性能性能轴、齿轴、齿轮轮弹簧钢弹簧钢0.60.90.450.765Mn60Si2MnCr,Mn:提高淬提高淬透性透性,强化强化F；Si:提高屈强比提高屈强比淬火淬火+中中温回火温回火T回回高高 s/ b高高 -1弹簧弹簧第16页/共21页2021-10-1118钢种钢种C%典型牌号典型牌号合金元素作合金元素作用用热处理热处理使用状态下组使用状态下组织织性能性能用途用途滚动轴滚动轴承钢承钢0.951.10Cr:提高淬提高淬透性透性,耐磨耐磨耐蚀性耐蚀性球退球退+淬淬火火+低温低温回火回火

14、M回回+ A(少少量量)+颗粒状颗粒状Fe3C高耐磨高耐磨高高 - -1足够足够ak滚动轴滚动轴承承耐磨钢耐磨钢1.01.3ZGMn13Mn:形成形成A组织组织水韧处水韧处理理表：表：M+碳化物碳化物心：心：A高耐磨高耐磨耐冲击耐冲击铲齿，铲齿，履带板履带板碳素工碳素工具钢具钢0.651.35T7T13球退球退+淬淬火火+低温低温回火回火M回回+ A(少少量量)+颗粒状颗粒状Fe3C高硬度高硬度高耐磨高耐磨冲子、冲子、丝锥、丝锥、锉刀锉刀低合金低合金工具钢工具钢0.751.59SiCrSi、Cr：提：提高淬透性高淬透性球退球退+淬淬火火+低温低温回火回火M回回+ A(少少量量)+颗粒状颗粒状F

15、e3C高硬度高硬度高耐磨高耐磨低速刃低速刃具具高速钢高速钢0.71.5W18Cr4VCr:提高淬透性；提高淬透性；W、V：提高热：提高热硬、耐磨性硬、耐磨性锻、退火、锻、退火、淬火淬火+三三次回火次回火M回回+ A(少少量量)+颗粒状碳颗粒状碳化物化物高热硬高热硬高硬度高硬度高耐磨高耐磨高速刃高速刃具具第17页/共21页2021-10-1119钢种钢种C%典型牌号典型牌号合金元素作合金元素作用用热处理热处理使用状态下组织使用状态下组织性能性能用途用途冷作冷作模具模具钢钢1.42.3Cr12Cr12MoVCr:提高淬透提高淬透性。性。MoV:提提高耐磨性高耐磨性锻，退，锻，退，淬火淬火+低低温回

16、火温回火M回回+ A(少量少量) +颗粒状碳化物颗粒状碳化物高硬度高硬度高耐磨高耐磨冷冲模冷冲模挤压模挤压模热锻热锻模钢模钢0.50.65CrNiMo5CrMnMo合金元素作合金元素作用同调质钢用同调质钢调质调质S回回抗热疲抗热疲劳劳热锻模热锻模压铸压铸模钢模钢0.30.63Cr2W8V合金元素作合金元素作用同高速钢用同高速钢淬火淬火+回回火火M回回+ A(少量少量) +颗粒状碳化物颗粒状碳化物抗热疲抗热疲劳劳,耐磨耐磨压铸模压铸模不不锈锈钢钢0.03-0.951Cr13,2Cr13Cr:提高耐蚀提高耐蚀性；性；Ni:形成形成A；Ti:防止防止晶间腐蚀晶间腐蚀调质调质S回回高耐蚀高耐蚀性性(随

17、随C%增增加加,耐蚀耐蚀性下降性下降)汽轮机叶片汽轮机叶片3Cr13,4Cr13淬火淬火+低温低温回火回火M回回医疗器医疗器械械0Cr13不能热处理不能热处理F硝酸氮肥硝酸氮肥工业工业1Cr18Ni9Ti固溶处理固溶处理A化工管化工管道道耐耐热热钢钢15CrMo,12Cr1MoVCr,Si:提高抗氧提高抗氧化性化性;Mo:提高提高T再；再；V,Ti:弥散强化弥散强化; Ni:形成形成A组织组织正火正火F+P高热强高热强性性,高抗高抗氧化性氧化性锅炉零锅炉零件件4Cr9Si2,1Cr11MoV调质调质S回回气阀气阀,叶片叶片1Cr18Ni9Ti固溶固溶A过热器过热器管管第18页/共21页2021

18、-10-1120铸铁铸铁名称名称牌号举例牌号举例获得方法获得方法组织组织热处理热处理用途用途灰铸灰铸铁铁HT250(最低抗拉强度最低抗拉强度为为250MPa)液态金属石液态金属石墨化墨化+孕育孕育处理处理基体基体(F、P、F+P) +片片状石墨状石墨去应力，去应力，消除白口，消除白口，表面淬火表面淬火机床床机床床身身可锻可锻铸铁铸铁KTZ450-06 (最低抗拉强度最低抗拉强度为为450MPa,最低最低延伸率为延伸率为6%)白口白口+石石墨化退火墨化退火基体基体(F、P) +团絮状石团絮状石墨墨石墨化石墨化退火退火车轮壳，车轮壳，管接头管接头球墨球墨铸铁铸铁QT500-7(最低抗拉强度最低抗拉强度为为500MPa,最低最低延伸率为延伸率为7%)液态金属石液态金属石墨化墨化+球化球化处理处理+孕育孕育处理处理基体基体(F、P、F+P) +球球状石墨状石墨可进行可进行各种热各种热处理处理柴油机柴油机曲轴曲轴第19页/共21页2021-10-1121合金合金牌号举例牌号举例牌号含义牌号含义性能性能用途用途