第22章常用工程材料课件.ppt
常用工程材料,工程材料分类,金属材料,非金属材料,金属材料分类,黑色金属,有色金属,铁,铝、镁,第一节非合金钢、低合金钢和合金钢,第一节 非合金钢、低合金钢和合金钢,钢和铁的异同,第一节 非合金钢、低合金钢和合金钢,主要化学成分相同，均为Fe 原子,都被称为铁碳合金,含碳量不同,含碳量在2.11%以下的为钢,含碳量在2.11%6.69%的为铁,钢材按化学成分的分类,第一节 非合金钢、低合金钢和合金钢,非合金钢,合金钢,低合金钢,以Fe为主要元素，C含量在2.11%以下，并含有少量其它元素,非合金钢+一种或数种合金元素,合金元素含量较少,杂质元素对钢材的影响,碳（C）,第一节 非合金钢、低合金钢和合金钢,硅（Si）,锰（Mn）,硫（S）,磷（P）,氢（H）,有益元素,有益元素,有益元素,有害元素，产生热脆,有害元素，产生冷脆,有害元素，产生氢脆（白点）,一、非合金钢的分类、牌号及用途,1、非合金钢的分类,分类方法,碳的质量分数,钢的品质,钢的用途,第一节 非合金钢、低合金钢和合金钢,低碳钢,高碳钢,碳的质量分数c0.25%的铁碳合金,中碳钢,按碳的质量分数,碳的质量分数0.25%-0.60%的铁碳合金,碳的质量分数c0.60%的铁碳合金,08、10、15、20、25,30、35、40、45、50、55、60,65、70、75、80、85、T7、T8、T10、T12,第一节 非合金钢、低合金钢和合金钢,第一节 非合金钢、低合金钢和合金钢,普通质量钢,特殊质量钢,用于一般用途，控制质量无特殊要求,优质钢,按钢的品质,介于普通质量钢和特殊质量钢之间,严格控制质量，严格控制性能,Q195、Q215A、Q235A、Q275,08、10、30、35、40、45、50、55、60、85,T7、T8、T10、T12,第一节 非合金钢、低合金钢和合金钢,碳素结构钢,碳素工具钢,用于制造机械零件和工程结构件，其含碳量一般都小于0.70%，常用于制造齿轮、轴、螺母、弹簧等,按钢的用途,用于制造工具，刃具、模具和量具，其含碳量一般都大于0.70%,Q195、Q215A、20、30、45、50、60,T7、T8、T10、T12,第一节 非合金钢、低合金钢和合金钢,一、非合金钢的分类、牌号及用途,2、非合金钢的牌号及用途,普通碳素结构钢,优质碳素结构钢,其它优质专用钢,碳素工具钢,第一节 非合金钢、低合金钢和合金钢,普通碳素结构钢的牌号及用途,牌号组成,Q+屈服强度数值+质量等级符号+脱氧方法,Q“屈”字汉语拼音字首屈服强度数值材料的屈服强度质量等级符号分A、B、C、D四级，质量依次提高脱氧方法用F（沸腾钢）、b（半镇静钢）、Z（镇静钢）、Tz（特殊镇静钢）表示，镇静钢Z可以省略,第一节 非合金钢、低合金钢和合金钢,普通碳素结构钢的牌号及用途,Q235-AF,屈服强度值235MPa，质量等级A级的沸腾碳素结构钢,Q195、Q215系列常用制作薄板、线材、铁钉、冲压件等,第一节 非合金钢、低合金钢和合金钢,Q235系列常用制作型钢、螺栓、连杆、钢筋等,普通碳素结构钢的牌号及用途,Q255和Q275系列常用制作高强度拉杆、键、轴等零件,第一节 非合金钢、低合金钢和合金钢,优质碳素结构钢的牌号及用途,牌号组成,用两位阿拉伯数字表示，数字表示该钢的平均含碳量的万分之几（以0.01%为单位）,55,表示平均含碳量为0.55%的优质碳素结构钢,08,表示平均含碳量为0.08%的优质碳素结构钢,数字+脱氧方法,脱氧方法用“F”和“b”表示沸腾钢和半镇静钢,08F,第一节 非合金钢、低合金钢和合金钢,优质碳素结构钢的牌号及用途,第一节 非合金钢、低合金钢和合金钢,汽车板弹簧，弹簧钢,齿轮组和轴，调质钢,第一节 非合金钢、低合金钢和合金钢,其它优质专用钢的牌号及用途,易切削钢,Y+数字,Y是“易”的汉语拼音首字母，数字为钢中的碳含量的万分之几,Y12、Y45Ca、Y30、Y35、Y40Mn,易切削钢是在钢中加入一种或几种元素，常加入硫、磷、铅、钙、硒、碲等,常用作受力较小、不太重要的标准件，螺钉、螺母，还有炸弹壳,第一节 非合金钢、低合金钢和合金钢,其它优质专用钢的牌号及用途,锅炉用钢,数字+g,20g、22g、16Mng,优质碳素结构钢基础上发展专门用于制造锅炉构件的钢种,常用作锅炉构件,其它优质专用钢的牌号及用途,铸造碳钢,ZG+数字数字,ZG是“铸钢”的汉语拼音首字母，两组数字分别是两种强度,ZG200400、ZG230450、ZG270500,常用作形状复杂、力学性能要求较高的零件，如箱体、曲轴、连杆,第一节 非合金钢、低合金钢和合金钢,碳素工具钢的牌号及用途,牌号组成,T+数字+（A）,T表示“碳”的汉语拼音字首，数字表示该钢的平均含碳量的千分之几，A表示高级优质,T8、T8A、T10、T10A、T12、T12A,T8A含碳量为0.8%的高级优质碳素工具钢,T8A制作冲头、木工工具,T10制作手锯锯条、板牙、丝锥,T12制作锉刀、钻头、刮刀,第一节 非合金钢、低合金钢和合金钢,二、低合金钢的分类、牌号及用途,1、低合金钢的性能,较高的屈服强度,良好的塑性和韧性,良好的焊接性能,第一节 非合金钢、低合金钢和合金钢,二、低合金钢的分类、牌号及用途,2、合金元素的种类,第一节 非合金钢、低合金钢和合金钢,硅（Si）、锰（Mn）、铬（Cr）、镍（Ni）、钨（W）、钼（Mo）、钒（V）、钛（Ti）、铌（Nb）、钴（Co）、铝（Al）、硼（B）、稀土（RE）,第一节 非合金钢、低合金钢和合金钢,二、低合金钢的分类、牌号及用途,3、低合金钢的分类,主要质量等级,主要性能和使用特性,第一节 非合金钢、低合金钢和合金钢,按主要质量等级,普通质量低合金钢,优质低合金钢,特殊质量低合金钢,按主要性能和使用特性,低合金高强度结构钢,低合金耐候钢,低合金钢筋钢,铁道用低合金钢,矿用低合金钢,第一节 非合金钢、低合金钢和合金钢,二、低合金钢的分类、牌号及用途,4、低合金钢的牌号及用途,低合金高强度结构钢,低合金耐候钢,低合金钢筋钢,铁道用低合金钢,矿用低合金钢,第一节 非合金钢、低合金钢和合金钢,低合金高强度结构钢的牌号及用途,牌号组成,Q+屈服强度数值+质量等级符号+脱氧方法,Q“屈”字汉语拼音字首屈服强度数值材料的屈服强度质量等级符号分A、B、C、D、E五级，质量依次提高脱氧方法用F（沸腾钢）、b（半镇静钢）、Z（镇静钢）、Tz（特殊镇静钢）表示，Z和TZ可以省略,第一节 非合金钢、低合金钢和合金钢,低合金高强度结构钢的牌号及用途,Q390A,屈服强度值390MPa，质量等级A级的低合金高强度结构钢,Q295HP,焊接气瓶用钢，“焊瓶”,Q345R,压力容器用钢，“容”,Q390g,锅炉用钢，“锅”,Q420q,桥梁用钢，“桥”,Q295、Q345、Q390、Q420、Q460,第一节 非合金钢、低合金钢和合金钢,低合金耐候钢的牌号及用途,低合金耐候钢的形成,低碳非合金钢+少量铜、铬、镍、钼、铌、钛、钒,第一节 非合金钢、低合金钢和合金钢,低合金耐候钢的牌号及用途,焊接结构用耐候钢牌号组成,Q+屈服强度数值+NH+质量等级代号（C、D、E）,Q355NHC,桥梁、建筑等钢结构,高耐候性结构钢牌号组成,Q+屈服强度数值+GNH（+L，表示此钢含Cr、Ni）,Q345GNHL,机车车辆、塔架等钢结构,第一节 非合金钢、低合金钢和合金钢,低合金专业钢的牌号及用途,汽车用低合金钢,低合金钢筋钢,铁道用低合金钢,矿用低合金钢,制造汽车大梁、托架、车壳,制造建筑钢筋结构,制造重轨、轻轨,制造矿用结构件,09MnREL 06TiL 08TiL 16MnL,20MnK 20MnVK 25MnK,20MnSi 20MnTi 20MnSiV 25MnSi,U71Cu 45SiMnP 09V,第一节 非合金钢、低合金钢和合金钢,三、合金钢的分类、牌号及用途,1、合金钢的分类,主要质量等级,主根性能和使用特性,第一节 非合金钢、低合金钢和合金钢,按主要质量等级,优质合金钢,特殊质量合金钢,按主要性能和使用特性,工程结构用合金钢,机械结构用合金钢,不锈、耐蚀和耐热钢,工具钢,轴承钢,特殊物理性能钢,其它合金钢,第一节 非合金钢、低合金钢和合金钢,三、合金钢的分类、牌号及用途,2、合金钢的牌号,原则： 合金钢中平均碳的含量和所含合金元素种类及其含量来编制。,第一节 非合金钢、低合金钢和合金钢,三、合金钢的分类、牌号及用途,2、合金钢的牌号,第一节 非合金钢、低合金钢和合金钢,三、合金钢的分类、牌号及用途,3、合金钢的用途,高锰耐磨钢,合金渗碳钢,合金调质钢,合金弹簧钢,滚动轴承钢,合金工具钢,不锈钢,耐热钢,特殊物理性能钢,第一节 非合金钢、低合金钢和合金钢,高锰耐磨钢,常见牌号 ZGMn13 ZGMn13-1 ZGMn13-2,耐磨钢常用来制作坦克和拖拉机的履带板、球磨机衬板、挖掘机铲齿、破碎机牙板等受强烈冲击和严重磨损的零件,第一节 非合金钢、低合金钢和合金钢,合金渗碳钢,常见牌号 20Cr 20CrMnTi 20CrMnMo 20MnVB,合金渗碳钢是在渗碳钢基础上加上少量合金元素得到的。常用来制作表面高硬度和高耐磨，心部具有较高的强度和韧性的零件。如汽车与拖拉机用齿轮等,合金渗碳钢要想获得“外强内柔”性能，必须经过“渗碳+淬火+低温回火”处理。,第一节 非合金钢、低合金钢和合金钢,合金调质钢,常见牌号 40B 40Cr 40MnB 40CrNi 40CrMnMo,合金调质钢是在调质钢基础上加上合金元素得到的。常用来制作良好的综合力学性能的零件。如机床主轴、发动机轴、连杆等,渗氮钢38CrMoALA要求有较高硬度和疲劳强度，需要经过“调质处理+渗氮”处理,第一节 非合金钢、低合金钢和合金钢,滚动轴承钢,常见牌号 GCr15 GCr4 GCr15SiMn GCr15SiMo GCr18Mo,滚动轴承钢是常用来滚动轴承中的钢球、钢柱及内外圈，也可制作高耐磨的量具、模具、低合金刃具,属于特殊质量合金钢,第一节 非合金钢、低合金钢和合金钢,合金工具钢,属于特殊质量合金钢，用来制作刃具、量具和耐冲击工具和模具,第一节 非合金钢、低合金钢和合金钢,合金工具钢,制作刃具的常见牌号 9SiCr 9Cr2 CrWMn Cr2 9Mn2V,一般需要淬火+低温回火后使用,第一节 非合金钢、低合金钢和合金钢,合金工具钢,制作耐冲击工具的常见牌号 4CrW2Si 5CrW2Si 6CrW2Si,一般需要淬火+中温回火后使用,经常用来制作金属冷剪切片，铆钉冲头和冲孔冲头,第一节 非合金钢、低合金钢和合金钢,合金工具钢,制作冷作模具的常见牌号 Cr12MoV Cr12 9Mn2V CrWMn,一般需要淬火+低温回火后使用,经常用来制作冷冲模、冷拔模、冷挤压模,第一节 非合金钢、低合金钢和合金钢,合金工具钢,制作热作模具的常见牌号 5CrNiMo 5CrMnMo 3Cr2W8V 8Cr3,一般需要调质或淬火+中温回火后使用,经常用来制作锻模、压铸模,第一节 非合金钢、低合金钢和合金钢,合金工具钢,高速工具钢的常见牌号 W18Cr4V W6Mo5Cr4V2 W9Mo3Cr4V,一般需要淬火+多次高温回火后使用,具有较高的热硬性，切削温度高达600度，硬度没有显著下降,第一节 非合金钢、低合金钢和合金钢,不锈钢,10Cr17用于制作建筑装饰品，家用电器部件、食品用设备12Cr18Ni9制作装饰品、耐腐蚀部件68Cr17制作刃具、量具、轴承和手术刀片,不锈钢平均含铬量至少为10.5%，含碳量不超过1.2%。,第一节 非合金钢、低合金钢和合金钢,耐热钢,26Cr18Mn12Si2N制作加热炉内结构、燃烧室12CrMo 15CrMoV制作锅炉钢管（350以下）14Cr11MoV制作发动机排气阀等（600 以下）,高温下具有良好的化学稳定性和较高的强度，既高温抗氧化性和高温热强性,第一节 非合金钢、低合金钢和合金钢,特殊物理性能钢,永磁钢、软磁钢、无磁钢、特殊弹性钢、高电阻钢,第二节铸铁,第二节 铸铁,钢和铁的不同,含碳量不同,含碳量在2.11%以下的为钢,含碳量在2.11%6.69%的为铁,第二节 铸铁,硫、磷含量不同，铸铁含硫、磷量高,第二节 铸铁,铸铁的性能,良好的铸造性能、耐磨性、减摩性、减振性和切削加工性,不能进行锻造、轧制和拉丝等成形加工,第二节 铸铁,一、铸铁,1、铸铁的分类,白口铸铁,灰口铸铁,灰铸铁,可锻铸铁,球墨铸铁,蠕墨铸铁,合金铸铁,以游离渗碳体形式存在,以片状石墨形式存在,可锻化处理，以团絮状形式存在,球化处理，呈球状形式存在,以石墨状态为蠕虫状形式存在,加合金元素,第二节 铸铁,一、铸铁,2、铸铁的石墨化,铸铁中的碳以石墨形式析出的过程，称为铸铁的石墨化,影响石墨化的因素,化学成分，C、Si促石墨化元素，含量越大，易石墨化冷却速度，冷却越快，越不易石墨化,第二节 铸铁,二、铸铁的牌号和用途,1、灰铸铁,牌号组成,HT表示“灰铁”拼音字首，数字表示灰铁的最低抗拉强度。,HT+数字,HT200表示最低抗拉强度为200MPa的灰铸铁,HT100 HT150 HT200 HT250 HT300 HT350,第二节 铸铁,二、铸铁的牌号和用途,1、灰铸铁,铸造性能，常用作铸造形状复杂的薄壁铸件,消振性能，常用作机床床身、床头箱、底座,良好的减摩性和切削性能,较低的缺口敏感性,第二节 铸铁,二、铸铁的牌号和用途,2、球墨铸铁,牌号组成,QT表示“球铁”拼音字首，数字表示球铁的最低抗拉强度和最低断后伸长率。,QT+数字数字,QT40015表示最低抗拉强度为400MPa，最低断后伸长率为15%的球墨铸铁,QT400-15 QT450-10 QT500-7 QT700-2 QT800-2,第二节 铸铁,二、铸铁的牌号和用途,2、球墨铸铁,力学性能优于灰铸铁，具有较高的强度和良好的塑性和韧性，屈服强度高于碳素结构钢，疲劳强度接近中碳钢，铸造性能不如灰铸铁好,可以替代铸钢，生产汽车中连杆、曲轴和凸轮轴等,第二节 铸铁,二、铸铁的牌号和用途,3、蠕墨铸铁,牌号组成,RuT表示“蠕铁”拼音字首，数字表示球铁的最低抗拉强度,RuT+数字,RuT420表示最低抗拉强度为420MPa的蠕墨铸铁,RuT420 RuT380 RuT340 RuT300 RuT260,第二节 铸铁,二、铸铁的牌号和用途,3、蠕墨铸铁,力学性能优于灰铸铁低于球墨铸铁，铸造性和导热性比球墨铸铁好。,机床立柱、柴油机汽缸盖、排气管,第二节 铸铁,二、铸铁的牌号和用途,4、可锻铸铁,牌号组成,KTH、KTZ表示“可铁黑”“可铁珠”拼音字首，数字表示可锻铸铁的最低抗拉强度和最低断后伸长率,KTH+数字-数字或KTZ+数字-数字,第二节 铸铁,二、铸铁的牌号和用途,4、可锻铸铁,黑心可锻铸铁具有较高的塑性和韧性，珠光体可锻铸铁具有较高的强度、硬度和耐磨性。,黑心可锻铸铁,珠光体可锻铸铁,KTH330-08 KTH370-12,KTZ550-04,第二节 铸铁,二、铸铁的牌号和用途,4、合金铸铁,抗磨铸铁,耐热铸铁,耐蚀铸铁,
