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0.02182.11%的铁碳合金,硫-有害的杂质元素(低熔点（985C）共晶体（FeS+Fe）)，分布在A晶界上。当钢加热到1200C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：S0.035%0.05%P0.035%0.045%优质碳素结构钢:S0.035%P0.035%高级优质碳素结构钢：S0.02%P0.03%,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（C0.25%）中碳钢（C=0.25%0.55%）高碳钢（C0.55%）,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,Q235AF,20、45,60Mn、65Mn,较高含锰量:C0.6%时,0.71.0%MnC0.6%时,0.91.2%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500C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0.651.3%,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：400-450C以下铸件，如汽缸、隔板、蒸汽室、喷嘴室、轴承盖,含碳量为0.150.55%,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）Fe3CFe+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400C以上，特别是经反复加热，体积逐渐增大的现象,RTCr16(900C),RQTAL22(1100C),3）中锰球墨铸铁：在球墨铸铁中加入锰59.5%含硅3.35%得到的球墨铸铁用于球磨机的衬板、钢球、煤粉机锤头,1）冷