《制造工艺技术》ppt课件

1、制造工艺技术 闫 红 天津职业大学 第1篇工程资料 第1章金属资料的力学性能 1.1静载时资料的力学性能 1.2动载时资料的力学性能 1.3断裂韧性 第2章金属及其合金的构造与结晶 2.1金属的晶体构造 2.2金属的结晶过程和同素异构转变 2.3合金的晶体构造 2.4二元合金相图 第3章铁碳相图 3.1铁碳合金的根本组织与性能 3.2铁碳合金相图 3.3铁碳合金相图的运用 第4章钢的固态相变及热处置 4.1钢的固态相变 4.2钢的热处置 第5章常用金属资料 5.1钢铁资料 5.2有色金属及其合金 5.3新型工程资料 5.4金属资料及成型工艺的选用 第6章常用非金属资料 6.1高分子资料 6.2

2、陶瓷资料 6.3复合资料 第2篇铸造 第1章合金的铸造性能 1.1液态金属的充型才干 1.2铸件的收缩 第2章砂型铸造工艺 2.1砂型铸造工艺过程 2.2外型和制芯资料 第3章特种铸造工艺 3.1金属型铸造 3.2压力铸造 3.3低压铸造 3.4熔模铸造 3.5离心铸造 3.6对各种铸呵斥形方法的评价 第4章铸件的构造设计 4.1铸造工艺对铸件构造的要求 4.2合金的铸造性能对铸件构造的要求 第5章铸造新工艺、新技术及开展概略 第3篇压力加工 第1章金属的塑性变形 1.1金属塑性变形的本质 1.2塑性变形对金属组织和性能的影响 1.3金属的锻造性 第2章锻造 2.1自在锻造 2.2模锻 2.3

3、胎膜锻造 2.4锻件构造工艺性 第3章板料冲压 3.1板料冲压的根本工序 3.2冲压模具 3.3板料冲压件构造工艺性 第4章压力加工先进工艺简介 4.1开展省力成形工艺 4.2加强成形柔度 4.3提高成形精度 4.4计算机技术在塑性成形中的运用 4.5实现产品工艺资料一体化 第4篇焊接 第1章电弧焊 1.1焊接电弧 1.2手弧焊的焊接过程 1.3电弧焊的冶金特点 1.4电焊条 1.5埋弧自动焊 1.6气体维护焊 第2章焊接质量及其控制 2.1焊接接头的组织与性能 2.2焊接应力与变形 2.3焊接接头的主要缺陷及检验 第3章其他焊接方法 3.1电渣焊 3.2电阻焊 3.3钎焊 3.4常用焊接方法

4、的比较和选用 3.5焊接新技术简介 第4章常用金属资料的焊接 4.1金属资料的可焊性 4.2碳钢的焊接 4.3合金构造钢的焊接 4.4铸铁的焊补 4.5有色金属的焊接 第5章焊接构造设计 5.1焊接构造件资料的选择 5.2焊缝的布置 5.3焊接方法的选择 5.4接头型式选择与设计 第5篇金属切削加工 第1章金属切削加工的根本知识 1.1切削加工概述 1.2金属切削刀具 1.3金属切削过程及其物理景象 第2章常用加工方法综述 2.1车削的工艺特点及运用 2.2钻床、镗床加工的特点及运用 2.3刨、插、拉削的工艺特点及运用 2.4铣削的工艺特点及运用 2.5磨削的工艺特点及运用 第3章机械加工工艺

5、过程 3.1机械加工工艺的根底知识 3.2零件机械加工工艺的制定 3.3典型零件的机械加工工艺 第4章先进制造技术简介 4.1光整加工 4.2特种加工 4.3数控机床加工第 1 篇 工程资料 第1章 金属资料的力学性能 1.1 静载时资料的力学性能 1.1.1 静载拉伸实验 图1.1.1低碳钢拉伸时的应力应变曲线 1弹性和刚性 2强度 1屈服极限 2强度极限 3塑性 1.1.2 硬度 1布氏硬度 图1.1.2 布氏硬度实验原理图2洛氏硬度1.2 动载时资料的力学性能1.2.1 冲击韧性1.2.2 疲劳强度图1.1.3 疲劳曲线 1.3 断裂韧性 图1.1.4 具有张开型裂纹的试样第2章金属及其

6、合金的构造与结晶 2.1 金属的晶体构造 211 晶体与非晶体 212 晶体构造的根底知识 1晶格 2晶胞 3晶格常数 图1.2.1.tif简单立方晶格与晶胞表示图 (a)晶体中原子陈列 (b)晶格 (c)晶胞 213 三种常见的典型金属晶格 1体心立方晶格 2面心立方晶格 3密排六方晶格 图1.2.2.tif常见金属晶格类型的晶胞 (a)体心立方晶格的晶胞(b)面心立方晶格的晶胞(c)密排六方晶格的晶胞 2 2 金属的结晶过程和同素异构转变 一、纯金属的结晶过程 1 结晶的概念： 2 结晶过程： 纯金属的冷却曲线 图1.2.8 纯金属结晶时的冷却曲线 (a)以极缓慢速度冷却 (b)在实践冷却

7、条件下的冷却影响过冷度的要素： A： B： C： 纯金属的结晶过程 图1.2.9 纯金属结晶过程表示图 1晶核的构成 2晶核的长大 3 晶粒粗细对金属力学性能的影响 1晶粒度等级分8级 即:1(最粗)-8(最细) 2晶粒越细,力学性能越好 3晶粒越粗,力学性能越不好,脆性越大 二、金属的同素异构转变 1、概念： 2、例如： 图1.2.10 铁的同素异构转变 2.3 合金的晶体构造 1 合金的根本概念 1合金 2组元 3相 2 合金的构造类型 1固溶体:溶质原子溶入溶剂晶格而仍坚持溶剂晶格类型的金属晶体,叫固溶体 1置换固溶体 定义:溶质原子溶于溶剂中,在溶剂的晶格结点上取代了溶剂原子位置,构成

8、的均匀物质. 特点:a坚持溶剂的晶格类型 b引起晶格畸变 2间隙固溶体:溶质原子插入溶剂的间隙位置,构成的均匀物质. 图1.2.11 固溶体的两种类型 (a)置换固溶体 (b)间隙固溶体 3固溶体的力学性能 图1.2.12 构成固溶体时晶格的畸变 (a)溶质原子小于溶剂原子 (b)溶质原子大于溶剂原子 2金属化合物:合金凝固时组元之间相互反响,那么构成具有金属特性的物质.叫金属化合物. 3机械混合物 3 合金的结晶: (1 ) 二元合金相图的建立及共晶相图 图1.2.13 形用热分析法测定Pb-Sb合金相图 表1.2.1 不同成分的Pb-Sb合金 (2)二元合金相图的分析 A、共晶相图 1)

9、相图分析 2合金的结晶过程 图1.2.14 共晶合金的结晶表示图 B、匀晶相图 1) 相图分析 2合金的结晶过程 图1.2.15 Cu-Ni合金相图第3章 铁碳相图 3.1 铁碳合金的根本组织与性能 1铁素体:碳溶于a-Fe中所构成的间隙固溶体. 构造： 特点: 2奥氏体:碳溶于r-Fe中所构成的间隙固溶体. 构造： 特点: 3渗碳体:铁与碳构成的稳定化合物Fe3C. 构造： 特点: 4珠光体:铁素体和渗碳体组成的机械混合物. 构造： 特点: 5莱氏体:珠光体和渗碳体组成的机械混合物. 构造： 特点: 3.2 铁碳合金相图 图1.3.1 简化后的Fe-Fe3C形状图 3.2.1 Fe-Fe3C

10、相图分析 1Fe-Fe3C相图中各特性点的含义见表1.3.1。 表1.3.1Fe-Fe3C相图中主要特性点 2Fe-Fe3C相图中特性线见表1.3.2。 表1.3.2 简化的Fe-Fe3C相图中的特性线 3 Fe-Fe3C相图相区分析 3.2.2 典型铁碳合金结晶过程分析 1铁碳合金分类 1钢: 亚共析钢 共析钢 过共析钢 2铸铁: 亚共晶白口铁 共晶白口铁 过共晶白口铁 图1.3.2 简化后的Fe-Fe3C相图上几种典型铁碳合金位置表示图 2典型铁碳合金结晶过程分析 1共析钢 图1.3.3 共析钢组织转变过程表示图2亚共析钢图1.3.6 亚共析钢组织转变过程表示图3)过共析钢图1.3.7 过

11、共析钢组织转变过程表示图 4共晶白口铁 图1.3.10.tif共晶白口铁组织转变过程表示图 5亚共晶白口铁 6过共晶白口铁 3.3 铁碳合金相图的运用 3.3.1 含碳量对铁碳合金组织和力学性能的影响规律 1含碳量对平衡组织的影响 2含碳量对力学性能的影响 3.3.2铁碳合金相图的运用 1、合理选材：铁碳合金形状图,相图总结了合金组织及性能随成分的变化规律，这就便于我们根据工件的性能要求来选择资料。 2、制定加工工艺方面的运用： 1铸造消费：纯铁在共晶成分和接近于共晶成分的铁碳合金，具有较好的铸造性能。 2锻造工艺：相图可作为确定钢的锻造温度范围根据。 3焊接工艺：焊接时焊逢及热影响区遭到不同

12、程度的加热和冷却，组织和性能会发生变化，相图可作为研讨其变化规律的实际根据。 4热处置工艺：相图是制定各种热处置工艺加热温度的重要根据。第4章钢的固态相变及热处置 4.1 概述 一、什么叫钢的热处置？1、定义：加热保温冷却到达需求性能。叫钢的热处置。2、过程：加热、保温、冷却三个阶段。3、特点：外形不变，仅组织变性能变。 二、热处置分类： 普通热处置：退火，正火，淬火，回火 外表热处置：外表淬火：火焰加热感应加热 外表化学处置： 渗碳氮化碳氮共渗其它 特殊热处置：形变热处置真空热处置其它 4.1.1 钢在加热时的组织转变 1奥氏体的构成 图1.4.1 钢在实践加热和 冷却时的临界点 图1.4.

13、2 珠光体向奥氏体转变过程表示图 奥氏体的控制：温度不能太高，坚持细的A4.1.2 钢在冷却时的转变1、冷却方式：延续冷却 等温冷却延续冷却：等温冷却： 2、等温冷却下的组织变化： 1奥氏体等温转变曲线 图1.4.4 共析钢的C曲线高温转变产物：中间转变产物：低温转变产物： 2过冷奥氏体转变产物的组织与性能 1珠光体转变 珠光体的构成机理 图1.4.5 片状珠光体 构成表示图 珠光体的分类 2)贝氏体转变 图1.4.6珠光体组织 (a)珠光体 500 (b)索氏体 1 000 (c)屈氏体 5 000 贝氏体的组织特征 图1.4.7 上贝氏体 (a)金相显微组织 (b)表示图 贝氏体的性能 3

14、马氏体转变 图1.4.8下贝氏体组织 (a)金相显微组织(b)表示图 图1.4.10 板条状马氏体 (a)显微组织(b)表示图 图1.4.11 片状马氏体的组织 (a)金相显微组织(b)表示图 3影响C曲线的要素 1含碳量的影响 图1.4.12 奥氏体的含碳量对马氏体转变温度及剩余奥氏体量的影响 a对马氏体转变温度的影响b对剩余奥氏体量的影响 图1.4.13 共析钢、亚共析钢和过共析钢的C曲线比较 (a)共析碳钢 (b)亚共析碳钢 (c)过共析碳钢 2合金元素的影响 3加热温度和保温时间的影响 4奥氏体延续冷却转变曲线 图1.4.14 共析钢的延续冷却转变曲线 4.2 钢的热处置(常用的热处置

15、工艺) 4.2.1 钢的退火: 1.工艺:钢加热到临界温度保温缓冷(随炉冷却) 2.目的:(1)降低硬度,以利于切削 (2)细化晶粒,改善力学性能 (3)减小应力,防止裂纹 (4)获得较高韧性,以利于变形加工 (5)预先热处置 3.类型: 1完全退火 图1.4.15 完全退火工艺曲线 A 温度： 所谓完全：是指退火时钢件被加热到获得完全的奥氏体组织，也就是钢的组织全部进展了重结晶。 B 完全退火目的 ：是经过完全重结晶，使铸造，锻造或焊接所呵斥的粗大晶粒细化并可使产生的 组织不均匀得到改善经过退火，可以降低硬度, 便于切削加工 由于退火时冷却缓慢，也可以消除内应力 C 完全退火用途：用于具有亚

16、共析组织的碳钢和合金钢的铸件，锻件和焊接件。 2球化退火:主要用于过共析钢件 A 温度：Ac1+20-30，保温，冷却 B 目的 ：P+Fe3C网A+Fe3C球使P中的片状Fe3C和Fe3C网都球化，由于过共析钢中存在网状Fe3C，在切削加工时，对刀具磨损很大，使切削加工性能变坏，从而改善钢的切削加工性，并减少最终热处置时工件变形和开裂的倾向。 3去应力退火: A 加热温度:500-650 保温缓冷(随炉冷却到200 ,再空冷) B 目的:去除应力,稳定尺寸,无组织转变(消除铸件,锻件,焊接件的剩余内应力) 4等温退火:等温退火与完全退火的目的一样，只是等温退火所需的时间短 4.2.2钢的正火

17、: 1.工艺:钢加热到临界温度保温空冷. 2.加热温度: Ac3或Accm + 30-50 3.目的:同退火 4.与退火的区别: 图1.4.16 退火和正火的加热 温度范围 4.2.3钢的淬火 1.淬火工艺:钢加热到临界温度保温水或油中 冷硬度提高耐磨性提高 2.淬火加热温度 Ac3或Ac1 + 30-50 图1.4.17 碳钢的淬火加 热温度范围 3.目的:提高钢的硬度,脆,内应力 4.常用的淬火介质 1钢的淬透性:钢在淬火时可以获得淬硬深度的才干. 选用原那么:在保证淬硬的前提下,尽量选缓和的,冷却特性好的淬火介质 水:冷却才干较强,冷却特性不理想,多用于碳钢淬火 油(矿物油):冷却才干较

18、低,冷却特性较好,多用于合金钢淬火 5.淬火方法: 单液淬火法:把加热后的工件放入一种淬火冷却介质中不断冷却到室温的淬火,称为单液淬火法. 双液淬火法:对于外形复杂的工件,为了防止在低温范围内马氏体转变时发生裂纹,可先在水中冷却接近Ms点时,立刻取出再放入油中冷却,称为双液淬火法. 分级淬火法:把加热好的工件放入温度稍高于Ms点的盐浴或碱浴中,坚持一段时间,使工件内外的温度到达均匀,然后取出来在空气中冷却,使之发生马氏体转变,这种淬火方法明显地减小变形和开裂,但由于盐浴或碱浴的冷却才干较小,此法只适用于截面尺寸比较小的工件.如:刀具的淬火 等温淬火法:将加热后的工件放入温度稍高于Ms点的盐浴槽

19、中,坚持足够长的时间,使过冷A转变为B下,然后在空气中冷却,叫做等温淬火.这种淬火方法也只适用于尺寸不大,外形复杂而要求较高的工件,如:弹簧,小齿轮及丝锥等. 4.2.4钢的回火 1工艺:淬火钢件加热保温空冷(炉冷) 2目的:降低脆性, 塑性,韧性提高,调整性能 3回火的分类及运用 1低温回火150250 )M回, 降低淬火应力和脆性,坚持淬火后钢的高硬度和高耐磨性. 2中温回火350500 )T回,具有较高的弹性极限和屈服极限,并有一定的韧性. 3高温回火500650 )S回,淬火+高温回火的热处置叫调质处置.综合性能好.4.2.5 钢的外表淬火:1.工艺:钢件外表加热到淬火温度快速冷却外表

20、硬,内部保管原来的塑、韧性2分类：1感应加热外表淬火2火焰加热外表淬火3激光加热外表淬火1感应加热外表淬火的原理及种类图1.4.24 感应加热外表 淬火表示图 根本原理:交流电-交变磁场-感应电流-迅速加 热工件外表(到达淬火温度)-喷水-冷却 高频感应加热:200-250KHz 脆硬层深度 (d) 2mm中小型件 中频感应加热:2.5-8KHz 脆硬层深度 (d) =3-8mm 大、中型齿轮 工频感应加热：50Hz 脆硬层深度 (d) 可达10-20mm 大型工件比如：火车车轮等2感应加热外表淬火的工艺分析 资料：中碳钢和中碳合金钢0.40.5%c 予处置:正火(普通件)或调质处置(重要件)

21、 加热温度: Ac3+ 100-150 冷却方式:水 回火:低温回火 组织:表层: M回组织 心部: S回 正火(F+P) 运用:成批,大件消费 2火焰加热外表淬火：A 工艺：氧-乙炔火焰喷向工件外表，使它迅速加热到淬火温度，然后进展喷水冷却，即到达外表淬火的目的。 B 火焰加热外表淬火的工艺分析:资料：中碳钢和中碳合金钢加热温度: Ac3+ 30-70 回火:低温回火 淬硬层深度26mm C 特点及运用:特点:优点:设备简单,本钱低.缺陷:工艺难控制,质量不稳定,易产生缺陷(过热组织粗) 运用:单件小批消费的大型件,需求部分进展外表淬火处置的大件. 3激光加热外表淬火:是用激光束扫描工件外表

22、,使工件外表迅速加热到钢的临界点以上,而当激光束分开工件外表时,由于基体金属的大量吸热,使外表获得急速冷却,而无须冷却介质. 激光淬火淬硬层深度普通为0.30.5mm,激光淬火后的硬度,耐磨性好,其耐磨性比淬火+低温回火提高50%4.2.6钢的化学热处置 1.定义:将工件置于特定介质中加热和保温,使一种或几种元素渗入工件外表,以改动表层的化学成分和组织,从而到达外表强化的目的. 各种化学热处置的根本过程包括以下4个阶段。 加热分解 吸收 分散 2.特点:成分变组织变性能变 3.种类:渗碳处置 : +C; 氮化处置+N 1钢的渗碳 1气体渗碳的原理及设备 图1.4.25 气体渗碳法表示图 2渗碳

23、层厚度：分散层所到达的深度叫做渗碳层厚度。 3运用:低碳钢和低碳合金钢,渗碳主要用于接受较大冲击载荷和严重磨损条件下任务的零件,渗碳后还应进展淬火+低温回火处置 4 渗碳后的热处置 工件经渗碳后必需进展淬火和低温回火，淬火方法主要有以下两种： 直接淬火:工件从渗碳温度预冷到高于心部Ar3的某一温度,立刻放入水中或油中淬火,适用于细晶粒钢或性能要求不高的零件,渗碳后还要机加工的零件不宜直接淬火. 一次淬火:渗碳后先让工件在空气中冷却,然后再重新加热进展淬火.1氮化处置:气体氮化,离子氮化,气体软氮化,气体碳氮共渗 1气体氮化:设备:井式炉(向井式炉中通入氨气) 工艺:向钢的表层渗入氮原子以提高表

24、层的硬度,耐磨性,疲劳强度及耐蚀性的化学热处置工艺,也称为渗氮. 运用:运用最广泛的氮化钢是38CrMoAl钢,氮化主要用于耐磨性和精度均要求很高的零件,如:镗床主轴,精细传动齿轮. 留意:第第5 5章章 常用金属资料常用金属资料 工业上运用最为广泛的金属资料是碳素钢，合金钢，铸铁，铜铝及其合金等 一、碳素钢 碳素钢简称碳钢，其含碳量普通为： WC=0.1%1.4% ，并含有少量的Si，Mn，S，P等杂质元素，碳钢价钱低廉，容易加工，所以在机械制造中得到广泛运用，为了合理选择，正确运用各种碳钢，必需求了解碳钢的分类，编号和用途，以及一些常存杂质对碳钢的影响。 一常存杂质元素对钢性能的影响一常存

25、杂质元素对钢性能的影响 1 1 锰的影响有益元素锰的影响有益元素 很好的脱氧才干，减少钢中的很好的脱氧才干，减少钢中的FeOFeO而大大改善钢的质量。而大大改善钢的质量。锰还能与硫构成锰还能与硫构成MnS MnS 16201620 , ,以消除硫的有害作用。以消除硫的有害作用。 锰的质量分数锰的质量分数WMn0.8% WMn0.8% 时对钢的性能影响不显著。时对钢的性能影响不显著。 2 2 硅的影响有益元素硅的影响有益元素 硅的脱氧才干比锰强。硅的脱氧才干比锰强。 硅的质量分数硅的质量分数WSi0.37% WSi0.37% 时对钢的性能影响也不显著。时对钢的性能影响也不显著。 3 3 硫的影响

26、有害元素硫的影响有害元素 热脆性热脆性:FeS:FeS与铁那么构成低熔点的共晶体与铁那么构成低熔点的共晶体985985而分而分布于奥氏体的晶界上。当钢材在布于奥氏体的晶界上。当钢材在8008001200 1200 进展锻压成进展锻压成形时，容易使钢材沿奥氏体晶界开裂。这种景象叫热脆性形时，容易使钢材沿奥氏体晶界开裂。这种景象叫热脆性。 锰可以和硫构成高熔点的锰可以和硫构成高熔点的MnSMnS16201620，在高温下有一，在高温下有一定塑性，防止了热脆性。定塑性，防止了热脆性。 4 4 磷的影响有害元素磷的影响有害元素 冷脆性：脆化景象在低温时尤为严重，塑性、韧性急剧降冷脆性：脆化景象在低温时

27、尤为严重，塑性、韧性急剧降低低 。 磷的存在还使钢的焊接工艺性能变差。磷的存在还使钢的焊接工艺性能变差。 ( (二二) )碳钢的分类碳钢的分类: : 1 1 按钢的含碳量分：按钢的含碳量分： 低碳钢低碳钢WC0.25% WC0.25% 中碳钢中碳钢WC=0.25%WC=0.25%0.60% 0.60% 高碳钢高碳钢WC0.60% WC0.60% 2 2 按质量分：普通质量钢按质量分：普通质量钢WS0.055% WS0.055% 、 WP0.045% WP0.045% 优质钢优质钢WS.P0.035%WS.P0.035% 高级优质钢高级优质钢WS.P0.025%WS.P0.025% 3 3 按用

28、途分：按用途分： 碳素构造钢：用于制造各种工程构件如桥梁、碳素构造钢：用于制造各种工程构件如桥梁、船舶、建筑等构件和机械零件如螺钉，螺母船舶、建筑等构件和机械零件如螺钉，螺母，连杆等，这类钢普通属于低碳钢和中碳钢。，连杆等，这类钢普通属于低碳钢和中碳钢。 碳素工具钢：用于制造工具如凿子，锤子，手碳素工具钢：用于制造工具如凿子，锤子，手工锯条，锉刀等，模具如冲模等工锯条，锉刀等，模具如冲模等 ，量具的，量具的钢，这类钢属于高碳钢钢，这类钢属于高碳钢 ( (三三) )碳钢的编号和用途：碳钢的编号和用途： 1 1、碳素构造钢：、碳素构造钢： Q235 Q235 1 1牌号的组成：字母牌号的组成：字母

29、+ +数字数字+ +字母字母+ +字母字母 字母：屈服强度字母：屈服强度 数字：屈服强度的数值数字：屈服强度的数值 字母：质量等级字母：质量等级A A，B B，C C，D D，S S，P P含量随含量随A A至至 D D而减少而减少 字母：脱氧方法：字母：脱氧方法：F F沸腾钢，沸腾钢，b b半镇静钢，半镇静钢，Z Z镇静钢，镇静钢，TZTZ特特殊镇静钢殊镇静钢 2 2性能特点：其组织含铁素体较多，塑性，韧性较好性能特点：其组织含铁素体较多，塑性，韧性较好，又具有良好的强度，焊接性，切削加工性。，又具有良好的强度，焊接性，切削加工性。 3 3用途：用于制造螺钉，螺母和垫圈等金属构件。用途：用于

30、制造螺钉，螺母和垫圈等金属构件。 2 2、优质碳素构造钢：、优质碳素构造钢：1010，2020，3535，4545，6060，6565 1 1牌号的组成：采用两位数字表示，两位数字表示该牌号的组成：采用两位数字表示，两位数字表示该钢平均含碳量的万分之几，如钢平均含碳量的万分之几，如2020钢表示平均含碳量为钢表示平均含碳量为0.20%. 450.20%. 45钢表示平均含碳量为钢表示平均含碳量为0.45%. 0.45%. 2 2用途用途: :含硫，磷均含硫，磷均 0.035%. 0.035%. 常用来制造各种较重常用来制造各种较重要的机器零件。如：要的机器零件。如：10251025钢：钢：20

31、20钢：常用来制造受力不钢：常用来制造受力不大，而塑性与韧性要求较高的机械零件，如：容器，普通大，而塑性与韧性要求较高的机械零件，如：容器，普通的垫圈，螺钉，螺母和冲压件，焊接件等等的垫圈，螺钉，螺母和冲压件，焊接件等等 10251025钢也可作渗碳用钢，这类钢经渗碳钢也可作渗碳用钢，这类钢经渗碳+ +淬火淬火+ +低温回火低温回火后可用作外表要求耐磨并接受一定冲击载荷的机械零件，后可用作外表要求耐磨并接受一定冲击载荷的机械零件，如凸轮，齿轮等。如凸轮，齿轮等。35-5035-50钢：钢：4545钢：常用来制造接受较大交变载荷与冲击载荷的机械钢：常用来制造接受较大交变载荷与冲击载荷的机械零件，

32、如：齿轮，连杆，丝杠，主轴等零件，如：齿轮，连杆，丝杠，主轴等55-7055-70钢：钢：6565钢：常用来制造各种弹簧用钢钢：常用来制造各种弹簧用钢3.3.碳素工具钢：碳素工具钢： WC=0.65% WC=0.65%1.35% 1.35% 1 1牌号的组成：牌号的组成：T7T7， T8 T8钢用于制造硬度中等，韧性较高，接受冲钢用于制造硬度中等，韧性较高，接受冲击负荷的工具，如锤子击负荷的工具，如锤子T9T9， T10 T10， T11 T11钢用于制造硬度较高，韧性适中的工具，如丝锥，板钢用于制造硬度较高，韧性适中的工具，如丝锥，板牙等牙等T12T12， T13 T13钢用于制造高硬度，高

33、耐磨性，韧性要求较低的工具，如钢用于制造高硬度，高耐磨性，韧性要求较低的工具，如量具，锉刀等量具，锉刀等 二、合金钢二、合金钢 为了提高钢的力学性能，工艺性能，物理、化学性能，在为了提高钢的力学性能，工艺性能，物理、化学性能，在炼钢时有认识地向钢中参与一种或几种合金元素，这样获炼钢时有认识地向钢中参与一种或几种合金元素，这样获得的钢称为合金钢。锰、铬、钼、钨、钒、铌、锆、钛等得的钢称为合金钢。锰、铬、钼、钨、钒、铌、锆、钛等 一合金元素在钢中的作用：一合金元素在钢中的作用： 大多数合金元素都能不同程度地溶于铁素体中，起到固大多数合金元素都能不同程度地溶于铁素体中，起到固溶强化的作用。溶强化的作

34、用。 与碳亲和力强的元素能与碳结合构成碳化物，提高钢的与碳亲和力强的元素能与碳结合构成碳化物，提高钢的强度和硬度，也可起到细化晶粒的作用。强度和硬度，也可起到细化晶粒的作用。 提高淬透性提高淬透性 提高回火稳定性提高回火稳定性 (二)合金钢的分类和编号方法：和用途： 1.合金钢的分类： 按所含合金元素分：低合金钢WMe10% 按用途分： 构造钢： 工具钢： 特殊性能钢： 2 合金钢的编号：合金钢的编号： 合金构造钢：数字合金构造钢：数字+Me+数字数字A 数字：数字：C%=n*0.01% 数字：数字：WMe 1.5% 时，元素符号后面不标数字时，元素符号后面不标数字； WMe 1.5% 、2.

35、5% 、3.5% 、时，那么在时，那么在元素符号后相应标出元素符号后相应标出 2、3、4、.。 特例：滚动轴承钢特例：滚动轴承钢GCr15：C%1% WCr n*0. 1%=1 . 5% 合金工具钢：数字+Me+数字A 数字：C%=n*0. 1% WC 1% 不标，高速钢不标含碳量：WC =0.7-0.8% 三常用合金钢： 1.合金构造钢：低合金构造钢 合金渗碳钢 合金调质钢 合金弹簧钢 滚动轴承钢 国家体育场鸟巢运用国产国家体育场鸟巢运用国产Q460E-Z35钢，钢，最大板厚最大板厚110mm。在。在“鸟巢里一共用了鸟巢里一共用了4.2万吨钢万吨钢材材国家游泳中心水立方工程运用国产国家游泳中

36、心水立方工程运用国产Q420C钢钢 1 1低合金构造钢低合金构造钢 Q390 Q390性能特点：普通低合金构造钢是一种低碳、低合金含量的构造钢，性能特点：普通低合金构造钢是一种低碳、低合金含量的构造钢，它与含碳量一样的碳钢相比具有较高的强度，并且具有较好的塑性、它与含碳量一样的碳钢相比具有较高的强度，并且具有较好的塑性、韧性、焊接性和耐蚀性。韧性、焊接性和耐蚀性。用途：用于制造桥梁、船舶、车辆、锅炉等等用途：用于制造桥梁、船舶、车辆、锅炉等等2 2合金渗碳钢：合金渗碳钢： 20Cr 20Cr ， 20CrMnTi 20CrMnTi，20Cr2Ni420Cr2Ni4性能特点：合金渗碳钢是一种低碳

37、，需进展渗碳、淬火、回火后运性能特点：合金渗碳钢是一种低碳，需进展渗碳、淬火、回火后运用的合金钢用的合金钢用途：用于制造既要外表耐磨，又要接受冲击载荷，即：用途：用于制造既要外表耐磨，又要接受冲击载荷，即：“外硬内外硬内韧性能的零件，如：汽车，迁延机上的变速箱齿轮等等。韧性能的零件，如：汽车，迁延机上的变速箱齿轮等等。 3 3合金调质钢：合金调质钢： 40Cr 40Cr，38CrMoAl38CrMoAl，40CrNiMo 40CrNiMo 性能特点：是指经过调质处置后运用的构造钢，这类钢性能特点：是指经过调质处置后运用的构造钢，这类钢经调质处置后既有较高的强度，又具有良好的塑性和韧性经调质处置

38、后既有较高的强度，又具有良好的塑性和韧性 用途：主要用于制造传送动力的机器零件。如：机床主用途：主要用于制造传送动力的机器零件。如：机床主轴，连杆，齿轮等轴，连杆，齿轮等 4 4合金弹簧钢：合金弹簧钢： 60Si2Mn 60Si2Mn，50CrVA50CrVA 性能特点：高的弹性极限、疲劳极限、较高的强度性能特点：高的弹性极限、疲劳极限、较高的强度 用途：用于制造各种弹簧的钢，用作汽车、迁延机上的用途：用于制造各种弹簧的钢，用作汽车、迁延机上的板弹簧，接受大应力的螺旋弹簧板弹簧，接受大应力的螺旋弹簧 4 4滚动轴承钢：滚动轴承钢： GCr15 GCr15SiMn GCr15 GCr15SiMn

39、 牌号：字母牌号：字母“G G+ +铬元素符号铬元素符号CrCr+ +数字数字 WCr = WCr =数字数字* *0. 1%0. 1% GCr15GCr15钢，表示铬的平均质量分数钢，表示铬的平均质量分数 WCr=1.5% WCr=1.5% 性能特点：高硬度，高耐磨，高的抗压，接触性能特点：高硬度，高耐磨，高的抗压，接触疲劳强度高，足够的韧性，抗蚀性，尺寸稳定疲劳强度高，足够的韧性，抗蚀性，尺寸稳定 用途：用于制造各种滚动轴承内外套圈及滚珠用途：用于制造各种滚动轴承内外套圈及滚珠等专门用钢。等专门用钢。 2 2 合金工具钢：合金工具钢： 1 1低合金刃具钢：低合金刃具钢： 9SiCr 9Si

40、Cr， 性能特点：高硬度，高耐磨性；高的红硬性性能特点：高硬度，高耐磨性；高的红硬性高温下进展切削高温下进展切削500-600500-600以上坚持高硬度的以上坚持高硬度的才干；足够的强度与韧性才干；足够的强度与韧性 用途：用于制造切削速度较慢的刃具。如丝锥，用途：用于制造切削速度较慢的刃具。如丝锥，板牙，绞刀等板牙，绞刀等 2 2高速钢：高速钢： W18Cr4V W18Cr4V，W6Mo5Cr4V2W6Mo5Cr4V2 性能特点：高的热硬性，高的耐磨性，高硬度性能特点：高的热硬性，高的耐磨性，高硬度故称锋钢。高速度故称风钢。故称锋钢。高速度故称风钢。 用途：主要用于高速切削刃具。各种刀具。用

41、途：主要用于高速切削刃具。各种刀具。 3 3热作模具钢：热作模具钢：5CrMnMo 5CrNiMo 5CrMnMo 5CrNiMo 3Cr2W8V3Cr2W8V 性能特点：使金属在热态下成型的模具用钢，性能特点：使金属在热态下成型的模具用钢，具有在具有在400-600400-600高温下有足够的强度，韧性与高温下有足够的强度，韧性与耐磨性，有较好的热疲劳抗力耐磨性，有较好的热疲劳抗力 用途：热锻模用途：热锻模 4 4冷作模具钢：冷作模具钢： Cr12, Cr12MoV Cr12, Cr12MoV 性能特点：使金属在冷态下成型的模具用钢，性能特点：使金属在冷态下成型的模具用钢，具有高硬度，高耐磨

42、性及足够的强度，韧性，较具有高硬度，高耐磨性及足够的强度，韧性，较高的浸透性，较低的淬火变形倾向。高的浸透性，较低的淬火变形倾向。 用途：各种冷作模具用钢如：冷冲模用途：各种冷作模具用钢如：冷冲模 5 5量具钢：量具钢： CrWMn CrWMn 性能特点：高硬度，高耐磨性及足够的性能特点：高硬度，高耐磨性及足够的韧性，高尺寸稳定性韧性，高尺寸稳定性 用途：用于制造高精度量具量规，块用途：用于制造高精度量具量规，块规，千分尺的钢规，千分尺的钢3 3 特殊性能钢特殊性能钢定义定义: :具有特殊物理、化学性能，用来制造除要求具有一定的力学性能外，具有特殊物理、化学性能，用来制造除要求具有一定的力学性

43、能外，还要求具有特殊性能的零件。还要求具有特殊性能的零件。分类：主要包括不锈钢分类：主要包括不锈钢 、耐热钢、耐热钢 、耐磨钢等。、耐磨钢等。编号与工具钢一样编号与工具钢一样(1)(1)不锈钢不锈钢 不锈钢是指能抵抗大气、酸、碱等腐蚀作用的合金钢。不锈钢是指能抵抗大气、酸、碱等腐蚀作用的合金钢。 常用不锈钢：常用不锈钢： (Cr13 (Cr13型型) )马氏体型不锈钢：马氏体型不锈钢： 1Cr13 1Cr13， 2Cr13 2Cr13，3 Cr13, 4 3 Cr13, 4 Cr13Cr13性能特点：随着钢中含碳量的添加，钢的强度，硬度，耐磨性性能特点：随着钢中含碳量的添加，钢的强度，硬度，耐

44、磨性，但耐蚀性，但耐蚀性 用途用途: 1Cr13， 2Cr13用于制造汽轮机叶片用于制造汽轮机叶片、水压机阀门等、水压机阀门等 3 Cr13, 4 Cr13，用于制造医疗器具，用于制造医疗器具等等 (Cr17型型)铁素体型不锈钢：铁素体型不锈钢：1Cr17 性能特点：铁素体型不锈钢具有高的耐蚀性能特点：铁素体型不锈钢具有高的耐蚀性，良好的塑性，但强度较低性，良好的塑性，但强度较低 用途用途:用于制造化工设备的容器、管道等用于制造化工设备的容器、管道等 (Cr/Ni不锈钢不锈钢)奥氏体型不锈钢：奥氏体型不锈钢：0Cr18 Ni9， 1Cr18 Ni9， 1Cr18 Ni9Ti， 2Cr18 Ni

45、9Ti奥氏体不锈钢在奥氏体不锈钢在450-850温度时，在晶界处析出碳温度时，在晶界处析出碳化物，从而使晶界附近的化物，从而使晶界附近的Wcr12.7%，这样晶，这样晶界附近就容易引起腐蚀，称为晶间腐蚀。界附近就容易引起腐蚀，称为晶间腐蚀。防止晶间腐蚀的措施：降低含碳量，使钢中不构成防止晶间腐蚀的措施：降低含碳量，使钢中不构成铬的碳化物；参与能构成稳定碳化物的元素。例铬的碳化物；参与能构成稳定碳化物的元素。例Ti，Nb性能特点：奥氏体不锈钢具有高的耐蚀性，良好的性能特点：奥氏体不锈钢具有高的耐蚀性，良好的塑性、韧性、焊接性，但切削加工性较差。塑性、韧性、焊接性，但切削加工性较差。用途：用于制造

46、耐蚀性要求较高的零件用途：用于制造耐蚀性要求较高的零件 2耐热钢耐热钢 在高温下具有高的化学稳定性和热强性的特殊钢。在高温下具有高的化学稳定性和热强性的特殊钢。化学稳定性是在高温下抵抗各种介质化学腐蚀的才化学稳定性是在高温下抵抗各种介质化学腐蚀的才干，最主要的是抗氧化性。热强性是指资料抗蠕变干，最主要的是抗氧化性。热强性是指资料抗蠕变的才干。的才干。 1 15CrMo、12CrMoV 钢，主要用于钢，主要用于 300 500 条件下任务的锅炉、石油热裂安装、气阀等零件条件下任务的锅炉、石油热裂安装、气阀等零件。 24Cr9Si2、4Cr10Si2Mo钢，常用来制造受高温钢，常用来制造受高温发动

47、机排气阀零件故又称阀门钢。发动机排气阀零件故又称阀门钢。 31Cr18Ni9Ti、4Cr14Ni14W 2Mo热强钢，通常热强钢，通常在在500 600 锅炉、汽轮机零件锅炉、汽轮机零件 3 3耐磨钢耐磨钢 耐磨钢是在剧烈冲击载荷下和易产生严重磨损条件耐磨钢是在剧烈冲击载荷下和易产生严重磨损条件下任务的，具有良好的韧性和耐磨性的钢材。下任务的，具有良好的韧性和耐磨性的钢材。 高锰钢常用牌号为高锰钢常用牌号为 ZGMn13-1 ZGMn13-12 2、3 3、4 4，其，其 WC=1.0% WC=1.0% 1.3% 1.3% ，WMn=11%WMn=11%14% 14% 。其中。其中 1 1、2

48、 2、3 3、4 4表示种类代号，适用范围分别为低冲击件、普通表示种类代号，适用范围分别为低冲击件、普通件、复杂件、高冲击件。件、复杂件、高冲击件。 4、铸铁1铸铁化学成分：Wc2.11%，消费上Wc4%。铸铁是含碳大于2.11%通常为2.8-3.5%的铁碳合金2铸铁分类： 普通铸铁 按化学成分 合金铸铁 白口铸铁 按碳在铸铁中存在的方式分 灰口铸铁 麻口铸铁 普通灰口铸铁 按石墨方式不同 可锻铸铁 球墨铸铁 蠕墨铸铁 铸铁 4 铸铁铸铁 1铸铁化学成分：铸铁化学成分：Wc2.11%，消费上，消费上Wc4%。铸铁。铸铁是含碳大于是含碳大于2.11%通常为通常为2.8-3.5%的铁碳合金的铁碳合

49、金 2铸铁分类：铸铁分类： 普通铸铁普通铸铁 按化学成分按化学成分 合金铸铁合金铸铁 白口铸铁白口铸铁 按碳在铸铁中存在的方式分按碳在铸铁中存在的方式分 灰口铸铁灰口铸铁 麻口铸铁麻口铸铁 普通灰口铸铁普通灰口铸铁 按石墨方式不同按石墨方式不同 可锻铸铁可锻铸铁 球墨铸铁球墨铸铁 蠕墨铸铁蠕墨铸铁3常用铸铁： 1白口铸铁：其中碳除微量溶于F外，全部以Fe3C方式存在。硬而脆，很少用它来制造机器零件。 2普通灰口铸铁：灰口铸铁通常是指具有片状石墨的铸铁,但消费工艺简单,价廉,在工业上得到广泛的运用.性能：力学性能工艺性能：属于脆性资料，不能锻造与冲压，可焊性较差，切削加工性能好 减震性耐磨性好

50、牌号： HT100， HT150， HT200， HT250， HT300， HT350灰铸铁的运用实例灰铸铁的运用实例 3可锻铸铁： 组织：以G团存在 性能：强度塑性冲击韧性,力学性能较高,但消费周期长,本钱高,用来制造一些重要的小件. 类别，牌号： 黑心可锻铸铁： KTH300-06，KTH350-10，KTH330-08，KTH370-12水暖管件，三通，弯头 珠光体可锻铸铁：KTZ450-06，KTZ550-04，KTZ650-02，KTZ700-02曲轴，连杆 可锻铸铁的牌号：可锻铸铁的牌号：“KT表示可锻铸铁，第表示可锻铸铁，第 3个字母个字母 H、Z分分别表示黑心、珠光体可锻铸铁

51、，两组数字分别表示资料的最别表示黑心、珠光体可锻铸铁，两组数字分别表示资料的最低抗拉强度和最低延伸率。低抗拉强度和最低延伸率。 可锻铸铁的消费过程可锻铸铁的消费过程可锻铸铁的运用实例可锻铸铁的运用实例 4球墨铸铁： 组织：以G球存在 性能：力学性能高，消费工艺比可锻铸铁简单,近年来日益得到广泛的运用,已胜利地替代了部分碳钢和合金钢制造某些重要零件。球铁不仅具有远远超越普通灰口铸铁的力学性能，而且同样具有普通灰口铸铁的许多优良性能，如：良好的铸造性，减震性，切削加工性。 牌号： QT400-15 球墨铸铁的牌号由球墨铸铁的牌号由“QT和两组数字组成，两组数字和两组数字组成，两组数字分别表示资料的

52、最低抗拉强度和最低延伸率。分别表示资料的最低抗拉强度和最低延伸率。球墨铸铁的运用实例球墨铸铁的运用实例 5蠕墨铸铁： 组织：以G蠕虫存在 性能：介于球铁和灰铁之间.蠕墨铸铁的消费过程及运用实例蠕墨铸铁的消费过程及运用实例 白口铸铁白口铸铁 White Cast Iron 灰口铸铁灰口铸铁 Greyrei Cast Iron 石墨石墨 Graphitegrfait 球墨铸铁球墨铸铁Spheroidal sfiridl Graphite Cast Iron 可锻铸铁可锻铸铁 Malleablemli:bl Cast Iron 黑心可锻铸铁黑心可锻铸铁Blackheartblkh:t Malleab

53、le Cast Iron 珠光体可锻铸铁珠光体可锻铸铁Pearlitep:lait Malleable Cast Iron 蠕墨铸铁蠕墨铸铁Vermicular v:mikjul Cast Iron 合金铸铁合金铸铁Alloy Cast Iron 耐磨铸铁耐磨铸铁Wear Resistant Cast Iron耐热铸铁耐热铸铁Heat Resisting Cast Iron 耐蚀铸铁耐蚀铸铁Corrosion krun Resistant Cast Iron硬币引见第五套人民币硬币一览表第五套人民币硬币一览表券别券别图图 案案材质材质直径直径发行时间发行时间正正 面面背背 面面1元硬币元硬币

54、行名、面额、行名、面额、拼音、年号拼音、年号菊花菊花钢芯镀镍钢芯镀镍25毫米毫米2000.10.165角硬币角硬币 行名、面额、行名、面额、拼音、年号拼音、年号荷花荷花钢芯镀铜合金钢芯镀铜合金20.5毫米毫米2002.11.181角硬币角硬币 行名、面额、行名、面额、拼音、年号拼音、年号兰花兰花铝合金铝合金19毫米毫米2000.10.161角硬币角硬币 行名、面额、行名、面额、拼音、年号拼音、年号兰花兰花不锈钢不锈钢19毫米毫米2005.8.31第五套人民币票样第五套人民币票样1999年版年版 1角角 第五套人民币第五套人民币1999年版年版1角硬币材质为铝、镁、锰合金角硬币材质为铝、镁、锰合

55、金铝合金，色泽为铝白色。铝合金，色泽为铝白色。 正面为正面为“中国人民银行、中国人民银行、“1角和汉语拼音字母角和汉语拼音字母“YIJIAO及年号，反面为兰花图案及中国人民银行的汉语及年号，反面为兰花图案及中国人民银行的汉语拼音字母拼音字母“ZHONGGUO RENMIN YINHANG，币外缘平，币外缘平滑且厚度均匀，边部形制为圆柱平面，直径为滑且厚度均匀，边部形制为圆柱平面，直径为19毫米。毫米。第五套人民币票样第五套人民币票样1999年版年版 5角角 第五套人民币第五套人民币1999年版年版5角硬币材质为钢芯镀铜合金，色角硬币材质为钢芯镀铜合金，色泽为金黄色。泽为金黄色。 正面为正面为“

56、中国人民银行、中国人民银行、“5角和汉语拼音字母角和汉语拼音字母“WUJIAO及年号，反面为荷花图案及中国人民银行的汉语及年号，反面为荷花图案及中国人民银行的汉语拼音字母拼音字母“ZHONGGUO RENMIN YINHANG，币外缘为，币外缘为延续丝齿，共有六个丝齿段，每个丝齿段有八个齿间距相等延续丝齿，共有六个丝齿段，每个丝齿段有八个齿间距相等的丝齿，直径为的丝齿，直径为20.5毫米。毫米。第五套人民币票样第五套人民币票样1999年版年版 1元元 第五套人民币第五套人民币1999年版年版1元硬币材质为钢芯镀镍合金，色元硬币材质为钢芯镀镍合金，色泽为镍白色。泽为镍白色。 正面为正面为“中国人

57、民银行、中国人民银行、“1元和汉语拼音字母元和汉语拼音字母“YIYUAN及年号，反面为菊花图案及中国人民银行的汉语及年号，反面为菊花图案及中国人民银行的汉语拼音字母拼音字母“ZHONGGUO RENMIN YINHANG，币外缘印，币外缘印有有“RMB斜体字符组，边部厚度均匀，边部形制为边缘滚斜体字符组，边部厚度均匀，边部形制为边缘滚字，直径为字，直径为25毫米。毫米。 第五套人民币票样第五套人民币票样2005年版年版 1角角 第五套人民币第五套人民币2005年版年版1角硬币材质由铝合金改为不锈角硬币材质由铝合金改为不锈钢，色泽为钢白色。钢，色泽为钢白色。 其正反面图案、规格、外形与现行流通的

58、第五套人民其正反面图案、规格、外形与现行流通的第五套人民币币1角硬币一样，正面为角硬币一样，正面为“中国人民银行、中国人民银行、“1角和汉语角和汉语拼音字母拼音字母“YIJIAO及年号，反面为兰花图案及中国人民及年号，反面为兰花图案及中国人民银行的汉语拼音字母银行的汉语拼音字母“ZHONGGUO RENMIN YINHANG，直径为，直径为19毫米。毫米。铝质饮料罐铝质饮料罐镁铝合金制成的镁铝合金制成的3C产品产品镁铝合金制成笔记本电脑外壳镁铝合金制成笔记本电脑外壳黄铜材质的铜号黄铜材质的铜号铝合金窗框铝合金窗框 铝铝 Aluminium,lju:minjm 硅硅 Silicon silikn

59、 铜铜 Copperkp 锡青铜锡青铜 Tintin Bronze brnz 粉末冶金粉末冶金 Powder Metallurgy paudmetl, :di: 硬质合金硬质合金 Sintered- Carbide sintd k:baid Carbide Alloy 5、有色金属、有色金属一、铜及铜合金一、铜及铜合金1纯铜：纯铜： 成分：紫铜成分：紫铜 性能：良好的导热性、性能：良好的导热性、导电性、耐蚀性，强度、硬度不高，塑性很好。导电性、耐蚀性，强度、硬度不高，塑性很好。运用：电线资料，做原资料运用：电线资料，做原资料 牌号：牌号： T 1，T 2 ，T3 ，T42铜合金：铜合金： 成分

60、：成分：Cu+Zn、Sn、Pb、Al、Ni 铜合金，力学性能铜合金，力学性能， 特殊性能特殊性能 种类：常用的铜合金 黄铜 Cu+Zn 青铜 Cu+除Zn以外的其它元素 牌号与运用：A：黄铜：普通黄铜：H90：Wcu=90% ，WZn=10%的普通黄铜，留意：黄铜的力学性能随含锌量的多少而变化，当WZn=30%左右时塑性最好，WZn=30%-45%时,随着含锌量的添加,塑性降低而强度添加，当WZn45%时塑性和强度急剧下降，所以黄铜的含锌量都在45% 以下。黄铜不仅具有良好的力学性能，耐蚀性和工艺性能，而且价钱廉价，因此广泛运用于制造机械零件为了改善普通黄铜的性能，常在普通黄铜中参与铝，为了改