机械设备常用工程材料PPT课件.ppt

2020 3 26 1 第一章 机械设备常用工程材料及钢的热处理 第一节 机械设备用材的基本要求和特点第二节 机械设备常用材料第三节 钢的热处理 2020 3 26 2 第一节 机械设备用材的基本要求和特点 一 选用材料的基本要求1 材质可靠 其机械性能与化学性能可保证使用寿命 2 良好的制造加工性能 焊接性能良好 3 经济上合算 4 材料品种应符合我国资源和供应情况 2020 3 26 3 二 材料的基本性能特点1 材料的机械性能强度 屈服强度 s 抗拉强度 b 屈强比 s b 对于常温用钢 静载时 考虑常温强度 变载时 考虑持久极限 D 对于温度超过400 的用钢 还应考虑蠕变极限 n 2020 3 26 4 塑性 延伸率 断面收缩率 韧性 材料的冲击韧性 ak值 与冷脆性 断裂韧性 硬度 布氏硬度HBS 洛氏硬度HRC 2 材料的化学性能耐腐蚀性 抗氧化性 2020 3 26 5 3 材料的物理性能导热系数 热膨胀系数 比重 熔点 导电性 4 材料的加工工艺性锻造 铸造 切削 焊接 冷冲压性能 5 材料的经济性在满足设备使用性能的前提下 选用材料还应注意其经济效果 2020 3 26 6 第二节 机械设备常用材料 碳钢 合金钢 铸铁 有色金属及其合金 非金属 一 碳钢 碳素钢 1 普通碳素钢如 Q235 A Q235 A F 2020 3 26 7 2 优质碳素钢低碳钢 含碳量 0 25 常用钢有08 10 15 20 25号 如 20R 20g中碳钢 含碳量0 25 0 6 常用钢有30 35 40 45 50 55号 高碳钢 含碳量 0 6 常用钢有60 65 70号 2020 3 26 8 3 专门用途的锅炉和容器用钢锅炉用钢 15g 20g容器用钢 Q235 AR 16MnR 2020 3 26 9 二 合金钢1 合金结构钢如 16Mn 40Cr2 不锈钢 不锈耐酸钢如 0Cr18Ni9 0Cr18Ni12Mo2Ti3 耐热钢 工作时能承受650 800 的高温 能抗高温氧化 抗蠕变 有热强钢和抗氧化钢 4 低温用钢 在 20 以下的低温工作 抗冷脆 2020 3 26 10 三 铸铁碳含量在2 5 4 0 的铁碳合金称为铸铁 有 灰口铸铁 以HT表示 球墨铸铁 以QT表示 铸钢 用ZG表示 2020 3 26 11 四 有色金属及其合金1 铜 纯铜又称紫铜 塑性好 铜与锌的合金叫黃铜 强度 耐腐蚀性高于纯铜 铜与银 铝 铅等的合金称为青铜 有极高的耐腐蚀性和耐磨性 2 铝 纯铝 塑性好 硬铝是铝 铜 镁的合金 强度高 耐腐蚀性好 2020 3 26 12 五 非金属材料1 无机非金属材料如 陶瓷 搪瓷 玻璃 2 有机非金属材料如 聚乙烯 聚四氟乙烯 合成橡胶 硬聚氯乙烯 玻璃钢 木材 纸板等 2020 3 26 13 第三节 钢的热处理 所谓钢的热外理 就是将钢在固态范围内加热到一定温度后 保温一段时间 再以一定速度冷却的工艺过程 根据冷却速度的不同 热处理方法有 退火 正火 淬火 回火 调质 及化学热处理 表面渗碳 氮化 氰化等 2020 3 26 14 钢的热处理示意图 如45号钢 820 840 淬火退火 炉冷 油 水冷 正火 空冷 调质回火0h 2020 3 26 15 热处理方法及其目的 退火 将零件加热 保温一段时间后 随炉冷却到室温 可以消除零件的内应力 降低硬度 提高塑性 使零件便于加工 正火 其工艺过程与退火相似 不同之处是将零件置于空气中冷却 正火的作用与退火基本相同 由于零件在空气中冷却速度较快 故可提高钢的硬度与强度 2020 3 26 16 淬火 将零件加热 保温一段时间后 把零件放入水 油或水基盐 碱溶液 中急剧冷却的处理过程 可以大幅度提高钢的硬度与强度 但材料的韧性降低 同时产生很大的内应力 零件有严重变形和开裂的危险 因此 淬火后必须进行回火处理 2020 3 26 17 回火 将淬火后的零件再重新加热到一定温度 低于淬火温度 保温一段时间后 置于空气或油中冷却至室温的处理过程 可以消除零件淬火时产生的内应力 提高材料的综合力学性能 高温回火又称调质 2020 3 26 18 低温回火 150 250 得到很高的硬度和耐磨性 主要用于切削工具 滚动轴承等 中温回火 350 500 得到很高的弹性 主要用于各种弹簧等 2020 3 26 19 高温回火 500 650 又称调质 获得良好的综合力学性能 用于齿轮 轴 蜗杆等 含碳量在0 35 0 5 之间的中碳钢和中碳合金钢适用于调质处理 称为调质钢 2020 3 26 20 表面淬火 快速将零件表层迅速加热到淬火温度 零件芯部温度尚很低 然后迅速冷却的热处理过程 使零件的表层具有很高的硬度和耐磨性 而芯部仍保持材料原有的塑性与韧性 用于齿轮 轴等零件 2020 3 26 21 表面渗碳是化学热处理 是使钢表面强化的重要手段 它是把零件置于含有某种化学元素的介质中进行加热 保温 使化学元素的活性原子向零件表层扩散 从而改变钢材表层的化学成份和组织 获得与芯部不同的表面