常用金属材料(碳钢、铸铁).ppt

第三章 常用金属材料 Content1 碳素钢2 铸铁3 合金钢4 有色金属及其合金 Request1 掌握各种材料的分类 编号 性能 2 了解各种材料的用途 第一节 carbonsteels 碳钢 含碳量为0 0218 2 11 的铁碳合金 硫 有害的杂质元素 低熔点 985 C 共晶体 FeS Fe 分布在A晶界上 当钢加热到1200 C热加工时 这些共晶体已经熔化 于是导致加工件沿晶界开裂而形成所谓的 热脆 现象 降低焊接性 一 杂质元素对钢性能的影响 锰 有益的杂质元素 溶于铁素体起固溶强化作用 溶入Fe3C中形成合金渗碳体 同硫生成MnS 消除硫在钢中的有害影响 含量一般为0 25 0 8 硅 有益元素 溶入F使钢的强度 弹性提高 硅的含量一般不超过0 4 并不明显降低钢的塑性和韧性 磷 有害元素 少量的磷在钢中全部溶入F中 起强烈的固溶强化作用 使强度 硬度显著提高 塑 韧性急剧降低 特别在低温时 使钢的冲击韧性明显下降 这种现象称为 冷脆 含磷量较高时 使钢的焊接性能变坏 氢 有害元素 氢溶入钢中使钢的塑性 韧性降低 引起 氢脆 及白点 氮和氧 有害元素 氮使钢的强度 硬度提高 塑性 韧性降低而脆性增大 因而含氮量过高对钢有害 氧使钢的强度和塑性降低 特别是以氧化物夹杂的形式 如FeO SiO2 存在时 会大大降低钢的疲劳强度 增加钢的热脆性 锰硅 有益元素硫磷氢氧氮 有害元素 二 碳钢的分类 碳素结构钢 S 0 035 0 05 P 0 035 0 045 优质碳素结构钢 S 0 035 P 0 035 高级优质碳素结构钢 S 0 02 P 0 03 3 按质量分 碳素结构钢 机械零件及金属构件碳素工具钢 各种工具 2 按用途分 低碳钢 C 0 25 中碳钢 C 0 25 0 55 高碳钢 C 0 55 1 按含碳量分 4 按脱氧程度分 沸腾钢 F 镇静钢 Z 半镇静钢 b 三 碳钢的编号 性质和用途 1 碳素结构钢carbonstructuralsteels 5类20种 编号 Q 质量等级 脱氧程度 用途 金属构件 型钢 垫片 铆钉 普通小零件 2 优质碳素结构钢 编号 平均含碳量的万分数 较高含锰量钢 Q235 A F 20 45 60Mn 65Mn 较高含锰量 C 0 6 时 0 7 1 0 MnC 0 6 时 0 9 1 2 Mn 低碳钢 10 15 20 25 性能 强度 硬度较低 塑性 韧性好 焊接性好用途 金属构件 型钢 钢板 钢管等电厂中用于500 C以下受热面管子 如水冷壁 中碳钢 35 40 45 50 性能 良好的综合机械性能用途 重要机械零件 如轴 齿轮 螺栓 高碳钢 60 65 65Mn 性能 高强度 高弹性用途 弹簧 高强度零件 3 碳素工具钢carbontoolsteels 编号 T 或T 用途 各种量具 刃具 磨具 含碳量为0 65 1 3 T8 T10 T10A 性能 硬度高 耐磨性好 3 碳素铸钢carboncaststeels 编号 铸造碳钢 ZG 工程用铸钢 ZG 铸钢件 将钢水直接铸成零件毛坯后 不再进行锻压加工的钢件 铸钢 制造铸钢件的钢 ZG25 ZG230 450 性能 一定强度 良好塑 韧性 焊接性 铸造性用途 400 450 C以下铸件 如汽缸 隔板 蒸汽室 喷嘴室 轴承盖 含碳量为0 15 0 55 成分 2 5 4 C Si S P Mn组织 碳以Fe3C及C形式存在性能 1 强度 塑性 韧性低2 良好的减振性 减摩性 切削加工性铸造性 低的缺口敏感性 第五节 铸铁castiron 工业铸铁 铸铁 含碳量大于2 11 的铁碳合金 一 铸铁的分类 1 白口铸铁 碳以Fe3C存在 2 灰口铸铁graycastiron 片状石墨 4 球墨铸铁nodulargraphiteiron 球状石墨 3 可锻铸铁malleablecastiron 团絮状石墨 2 在一定条件下 由液态和固态铸铁中直接析出石墨 二 铸铁的石墨化 形式 1 Fe3C Fe C 1 成分 C Si Al Cu Ni促进石墨化S Mn Cr Mo W阻止石墨化 2 冷却速度 冷速越慢 越有利于石墨化 影响石墨化的因素 三 灰口铸铁 性能 抗拉强度 疲劳强度 塑性 韧性低 硬度 抗压强度取决于基体组织 牌号 HT 用途 不受冲击 承压 减振零件 如机身 机座 泵体 阀门汽缸套 组织 F G P G F P G HT200 组织 F G P G G呈团絮状 四 可锻铸铁 性能 强度 塑性 韧性高于灰口铸铁 牌号 KTB 白心可锻铸铁 KTH 黑心铁素体可锻铸铁 KTZ 黑心珠光体可锻铸铁 用途 形状复杂 受动载荷作用 要求强度 塑韧性较高铸件 如连杆 低中压阀门 管接头 组织 F G P G F P G B下 G 五 球墨铸铁 性能 强度高于其他铸铁 塑性 韧性高于灰口铸铁 屈强比高 牌号 QT 用途 用于要求强度较高 受冲击 耐磨损的重要零件 如后汽缸 后几级隔板 磨煤机衬板 六 合金铸铁alloycastiron 耐热铸铁的编号 RT 元素符号 数字RQT 元素符号 数字 用途 锅炉受热面吊架 喷嘴 烟道挡板 1 耐热铸铁heat resistantcastiron 铬 硅 铝 铸铁的耐热性 在高温下抗氧化 抗生长并保持较高的强度 硬度及抗蠕变的能力 铸铁的生长 铸铁在400 C以上 特别是经反复加热 体积逐渐增大的现象 RTCr16 900 C RQTAL22 1100 C 3 中锰球墨铸铁 在球墨铸铁中加入锰5 9 5 含硅3 3 5 得到的球墨铸铁用于球磨机的衬板 钢球 煤粉机锤头 1