课件2 工程材料{钢牌号}

1、多媒体课件山东水利职业学院机械教研室机械制造基础课题组山东水利职业学院山东水利职业学院任务二 工程材料教学内容教学内容1.金属材料的分类2.碳钢、合金钢分类、牌号及应用3.非铁金属材料的牌号，应用学习要求学习要求1.掌握钢、铸铁的牌号及性能2.理解非铁金属材料的牌号、性能及应用3.了解钢杂质的影响，陶瓷、复合材料 能力要求能力要求初步具有选材的能力机械制造基础课题组山东水利职业学院山东水利职业学院 课前案例分析箱体底座齿轮传动轴为满足减速器的设计要求，各组成零件应选择什么样的材料，为什么？工程材料分为哪几种？有什么样的特点？性能？怎样合理的选择材料？机械制造基础课题组山东水利职业学院山东水利职

2、业学院 2.1 碳钢碳钢一.杂质元素对碳钢性能的影响硅 （Si） 有很强的固溶强化作用，脱氧作用锰 （Mn） 脱氧、去硫,提高钢的强度和硬度硫 （S） 能引起钢在热加工时或高温工作下开裂 ( 热裂 )。磷 （P） 有很强的固溶强化作用，低温韧性差 ( 冷裂 )。机械制造基础课题组山东水利职业学院山东水利职业学院二、碳钢的分类按含碳量低碳钢 c0.25%中碳钢 c=0.25%0.60%高碳钢 c0.6%按质量普通碳素钢 s0.055% ，p0.045%优质碳素钢 s、 p0.035%0.040%高级优质碳素钢 s0.02%0.03% ，p0.03%0.035%按用途碳素结构钢碳素工具钢机械制造基

3、础课题组山东水利职业学院山东水利职业学院三、碳钢的牌号和用途1.普通碳素结构钢 Q 235 A F沸腾钢沸腾钢A等级等级235 MPa屈服强度屈服强度机械制造基础课题组山东水利职业学院山东水利职业学院机械制造基础课题组山东水利职业学院山东水利职业学院2.优质碳素结构钢两位数字两位数字45 表示含碳量为0.45%若钢中含锰量较高，将锰元素标出。45Mn Wc = 0.45% ; WMn = 0.7%1.0%机械制造基础课题组山东水利职业学院山东水利职业学院机械制造基础课题组山东水利职业学院山东水利职业学院3.碳素工具钢T 12 A高级优质高级优质 Wc = 1.2% 碳素工具钢碳素工具钢机械制造

4、基础课题组山东水利职业学院山东水利职业学院机械制造基础课题组山东水利职业学院山东水利职业学院4.碳素铸钢ZG 200 - 400b 400MPas 200MPa铸钢铸钢机械制造基础课题组山东水利职业学院山东水利职业学院机械制造基础课题组山东水利职业学院山东水利职业学院四、合金钢1.合金元素在钢中的作用合金元素的存在形式溶于F中形成合金F,固溶强化溶于渗碳体中，形成合金渗碳体单独形成特殊碳化物，TiC、VC等Fe、Mn、Cr、Mo、W、V、Ti、Nb、Zr弱弱强强弱碳化物元素: Fe、Mn中强碳化物元素: Cr、Mo、W强碳化物元素: V、Ti、Nb、Zr机械制造基础课题组山东水利职业学院山东水

5、利职业学院2.合金钢的分类与牌号按合金总的含量低合金钢 e 4%5%中合金钢 e =5%10%高合金钢 e 10%按用途合金结构钢 合金工具钢特殊性能钢机械制造基础课题组山东水利职业学院山东水利职业学院3.合金钢牌号60 Si 2 Mn两位数字表示含碳量万倍 Wc=0.6%化学元素符号 表示含Si量 2% 化学元素符号 表示含锰量1.5%合金结构钢机械制造基础课题组山东水利职业学院山东水利职业学院合金工具钢9 Si Cr Wc=0.9% Wsi1.5%Wcr1.5%W18 Cr4 V 表示 Wc=0.7%0.8%,Ww=18%、WCr=4%、Wv1.5%机械制造基础课题组山东水利职业学院山东水

6、利职业学院特殊性能钢特殊性能钢含碳量的表示方法与合金工具钢相同，即含碳量大于1.0%时不标出，小于1.0%时以千分数表示，而合金含量用百分数表示。当含碳量小于0.08%时，在钢的牌号前加“0”表示 0Cr18Ni11Ti当含碳量小于0.03%时，在钢的牌号前加“00”表示 00Cr18Ni10机械制造基础课题组山东水利职业学院山东水利职业学院五、合金钢的应用合金结构钢低合金高强度结构钢合金渗碳钢 合金调质钢合金弹簧钢滚动轴承钢机械制造基础课题组山东水利职业学院山东水利职业学院低合金高强度结构钢1、化学成分 碳素结构钢+合金元素 主加合金元素: Mn 1.8 %以内辅加合金元素:V、Ti、Nb、

7、B 2、牌号Q 345 C 质量等级质量等级345 MPa屈服强度屈服强度机械制造基础课题组山东水利职业学院山东水利职业学院Q460钢含钢含Mo、B，正火组织，正火组织 为为B，强度高，用于石化中温，强度高，用于石化中温 高压容器。高压容器。压力容压力容器器南京长江大南京长江大桥桥 Q345钢钢(16Mn)综合性能好，综合性能好， 用于船舶、桥梁、车辆等大用于船舶、桥梁、车辆等大 型钢结构。型钢结构。 Q390钢含钢含V、Ti、Nb，强度，强度 高，用于中等压力的容器。高，用于中等压力的容器。万吨远洋轮万吨远洋轮机械制造基础课题组山东水利职业学院山东水利职业学院合金渗碳钢（Wc=0.1%0.2

8、5%）性能：渗碳层具有优异的耐磨性、抗疲劳性，未渗碳的心部具有足够的强度和优良的韧性。热处理：渗碳+淬火+低温回火碳素渗碳钢合金渗碳钢化学成分Wc 0.25 %Wc 0.25 %Wc=0.1%0.25%合金元素合金元素:Cr:Cr、MnMn、NiNi、B B、V V、W W、MoMo、TiTi等。等。热处理后组织表层：回马+Fe3C+A心部：F+P表层：回马+合金渗碳体+A心部：低碳回马应用：用来制造性能要求较高或截面尺寸较大，且在承受较强烈的冲击作用下和磨损条件下工作的渗碳零件。机械制造基础课题组山东水利职业学院山东水利职业学院 低淬透性合金渗碳钢钢含合金元素总量3 % 15Cr、20Cr、

9、20Mn2。用于受力小的耐磨件，如柴油机的活塞销、凸轮轴等。活塞销( 20Cr )中淬透性合金渗碳钢钢含合金元素总量在4 %左右。20CrMn、20CrMnTi、20Mn2TiB。用于中等载荷的耐磨件，如变速箱齿轮。柴油机凸轮轴高淬透性合金渗碳钢钢含合金元素总量在4 % 6 %。18Cr2NiWA、20Cr2Ni4A等。用于大载荷的耐磨件，如柴油机曲轴。 柴油机曲轴机械制造基础课题组山东水利职业学院山东水利职业学院合金调质钢合金调质钢是经过调质后使用的合金钢。含碳量为Wc=0.25%0.50%。Cr、Ni、Mn、Si、B 增加淬透性Cr、Ni、Mn、Si、 固溶强化碳素调质钢合金调质钢化学成分

10、Wc=0.250.6%Wc=0.250.6%合金元素Cr、Ni、B、Si、V、Ti热处理后的组织表层：S心部：P表层：S心部：S合金调质钢具有良好的综合力学性能，主要用来制造一些重要的零件。机械制造基础课题组山东水利职业学院山东水利职业学院低淬透性调质钢钢含合金元素总量3 %。40Cr、40MnB等。 中淬透性调质钢钢含合金元素总量在4 %左右。38 CrSi、35 CrMo 等。圆圆锥锥齿齿轮轮柴油机凸轮轴柴油机凸轮轴常用于制造较小的齿轮、轴、螺栓等零件。 高淬透性调质钢钢含合金元素总量在4 % 10 % 制造大截面重载荷零件，如曲轴等用高淬透性的零件等 。38 Cr Mo Al A、40 Cr Mn Mo、25