起重机检验基础-2金属材料和热处理技术

起重机检验基础-2金属材料和热处理技术第2章金属材料和热处理技术§2.1

金属材料基础知识

§2.2热处理技术

2.2.1热处理目的和要求（0.5P）

2.2.2常用热处理工艺

（3.5P）

§2.3起重机械材料热处理的有关要求§2.4材料和许用应力涉有争议恕不翻录2起重机械专业基础知识-许志沛主讲§2.2热处理技术2.2.1热处理目的和要求（1-1）热处理目的:为获得金属材料所需求性能而将其按预定的工艺参数和要求进行加热，保温及冷却的一种工艺过程，以改变其内部组织，改善材料的性能的目的。2.2.2常用热处理工艺（4-1）⑴退火：将组织偏离平衡状态的钢加热到适当温度,保温一定时间,然后缓慢冷却(一般为随炉冷却)，获得接近平衡状态组织的热处理工艺。根据钢的成分和目的的不同，退火分为完全退火，不完全退火，消除应力退火，等温退火，球化退火等，其工艺示意如图2.12所示。退火可降低金属硬度，提高塑性。使组织均匀化并消除残余应力。涉有争议恕不翻录3起重机械专业基础知识-许志沛主讲§2.2热处理技术2.2.2常用热处理工艺（4-2）⑵正火：将工件加热到奥氏体化后，在空气中冷却的过程。因正火的冷却速度高于退火，故正火后得到的组织比退火的细。正火是为了细化晶粒，提高钢的强度并兼有良好的塑性和韧性，使钢组织正常化(常化处理)，用于最终热处理、预先热处理、改善切削加工性能等。⑶淬火：将工件加热到Ac3以上或Ac3以上(≥727℃)，保持一定时间后，在水、空气或油等介质中以适当速度冷却以获得马氏体或贝氏体组织的热处理工艺。淬火的目的：提高钢的强度和硬度，可以提高轴承、刃具之类的工件的强度和耐磨性能。涉有争议恕不翻录4起重机械专业基础知识-许志沛主讲§2.2热处理技术2.2.2常用热处理工艺（4-3）（4）回火：把淬火后的工件，重新加热到Ac1点(727℃)以下的某一温度，保持一定时间，然后冷却到室温的热处理过程。主要目的：降低工件试样的内应力，稳定组织，提高塑性和韧性而适当降低硬度。通过调整回火温度，可获得不同硬度、强度和韧性，以满足所要求的力学性能。此外，回火还可稳定零件尺寸。按回火温度的不同可将回火分为低温、中温、高温回火三种。淬火加高温回火的复合热处理工艺又称为调质热处理。涉有争议恕不翻录5起重机械专业基础知识-许志沛主讲§2.2热处理技术2.2.2常用热处理工艺（4-4）（5）其他类型的热处理①表面热处理仅对钢的表面加热、冷却而不改变其成分的热处理工艺称为表面热处理,也叫表面淬火。按照加热的方式有感应加热、火焰加热、电接触加热和电解加热等,最常用的是感应加热、火焰加热。②化学热处理将钢件置于一定温度的活性介质中保温,使一种或几种元素渗入它的表面,改变其化学成分和组织,达到改进表面性能,满足技术要求的热处理过程。按照表面渗入的元素不同,化学热处理可分为渗碳、氮化、碳氮共渗、渗硼、渗铝等。化学热处理能有效地提高钢件表层的耐磨性、耐蚀性、抗氧化性能以及疲劳强度等。涉有争议恕不翻录6起重机械专业基础知识-许志沛主讲第2章金属材料和热处理技术§2.1

金属材料基础知识

§2.2热处理技术

2.2.1热处理目的和要求

2.2.2常用热处理工艺

§2.3起重机械材料热处理的有关要求(1P)§2.4材料和许用应力涉有争议恕不翻录7起重机械专业基础知识-许志沛主讲§2.3起重机械材料热处理的有关要求

2.3.1TSGQ0002-2008《起重机械安全监察规程-桥式起重机》/第三章材料有关要求材料的力学性能不低于Q235B或Q345B的要求。铸件与锻件应符合GB/T9439《灰铸铁件》、GB/T1348《球墨铸铁件》、GB/T14408《一般工程与结构用低合金铸钢件》、GB/T11352－1989《一般工程用铸造碳钢件》等标准要求。焊条应当符合GB/T5117《碳钢焊条》、GB/T5118《低合金钢焊条》、GB/T983《不锈钢焊条》的要求。螺栓连接材料应符合GB/T3098.1《紧固件机械性能》。高强度螺栓机械性能和螺栓、螺母与垫圈应符合GB/T1228《钢结构用高强度大六角头螺栓》、GB/T1229《钢结构用高强度大六角螺母》、GB/T1230《钢结构用高强度垫圈》、GB/T1231《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件》等标准的要求.出现材料代用时，代用材料的性能应当不低于原设计的规定。2.3.2《起重机设计规范》(GB/T3811)/6.3材料和许用应力涉有争议恕不翻录8起重机械专业基础知识-许志沛主讲第2章金属材料和热处理技术§2.1

金属材料基础知识

§2.2热处理技术

2.2.1热处理目的和要求

2.2.2常用热处理工艺

§2.3起重机械材料热处理的有关要求§2.4材料和许用应力

2.4.1结构构件钢材及其许用应力(3P)

2.4.2连接材料及其许用应力2.4.3GB6067.1-2010《起重机械安全规程第1部分总则》/1.1对起重机材料的要求涉有争议恕不翻录9起重机械专业基础知识-许志沛主讲§2.4材料和许用应力

2.4.1结构构件钢材及其许用应力（3-1）

2.4.1.1结构构件钢材1.起重机承载结构构件的钢材选择应考虑结构的重要性、载荷特征、应力状态、连接方式和起重机工作环境温度及钢材厚度等因素。起重机金属结构的主要承载结构的构件，在一般情况下宜采用符合GB/T700的Q235钢，符合GB/T699的20钢等材料；当结构需要采用高强度钢材时，可采用符合GB/T1591的Q345、Q390，Q420钢等材料。所采用的钢材应有质量合格证明材料。对厚度≥50mm的钢板，用作焊接承载构件时应慎重，当用作拉伸、弯曲等受力构件时，须增加横向取样的拉伸和冲击韧性的检验，应满足设计要求。涉有争议恕不翻录10起重机械专业基础知识-许志沛主讲§2.4材料和许用应力

2.4.1结构构件钢材及其许用应力（3-2）

2.4.1.1结构构件钢材1.起重机承载结构构件的钢材选择（续）下列情况的承载结构和构件钢材不应采用沸腾钢：a)焊接结构直接承受动力载荷且需要验算疲劳的结构；虽可以不验算疲劳但工作环境温度低于-20℃时的直接承受动力载荷的结构以及受拉、受弯的重要承载结构；工作环境温度等于或低于-30℃的所有承载结构。b)非焊接结构工作环境温度等于或低于-20℃的直接承受动力载荷且需要验算疲劳的结构。2.应慎用高强度钢材在设计高强度钢材的结构构件时，应特别注意选择合理的焊接工艺并进行相应的焊接试验，以减少其制造内应力，防止焊缝开裂及控制高强度钢材结构的变形。涉有争议恕不翻录11起重机械专业基础知识-许志沛主讲§2.4材料和许用应力

2.4.1结构构件钢材及其许用应力（3-3）

2.4.1.1结构构件钢材3.室外工作起重机的结构工作环境温度，在用户未特别提出时，可取为起重机使用地点的年最低日平均温度。4.为使所选的结构件钢材具有足够的抗脆性破坏的安全性，应根据影响脆性破坏的条件来选择钢材的质量组别，即应正确评价导致构件钢材脆性破坏的以下各因素的影响：——纵向残余拉伸应力与自重载荷引起的纵向拉伸应力的联合作用；——构件材料的厚度；——工作环境的温度。考虑影响脆性破坏因素评价的钢材质量组别选择方法参见附录I。5.钢铸件宜采用符合GB/T11352或GB/T14408规定的铸钢。涉有争议恕不翻录12起重机械专业基础知识-许志沛主讲第2章金属材料和热处理技术§2.1

金属材料基础知识

§2.2热处理技术

2.2.1热处理目的和要求

2.2.2常用热处理工艺

§2.3起重机械材料热处理的有关要求§2.4材料和许用应力

2.4.1结构构件钢材及其许用应力

2.4.2连接材料及其许用应力

(2P)2.4.3GB6067.1-2010《起重机械安全规程第1部分总则》/1.1对起重机材料的要求涉有争议恕不翻录13起重机械专业基础知识-许志沛主讲§2.4材料和许用应力2.4.2连接材料及其许用应力（2-1）2.4.2.1焊条、焊丝、焊剂材料手工焊条应符合GB/T5117和GB/T5118的规定。焊丝应符合GB/T5293和GB/T8110的规定。焊条、焊丝和焊剂，应与母材的综合机械性能相适应。2.4.2.2铆钉、螺栓副、销轴材料铆钉材料宜采用符合GB715的BL2、BL3圆钢。普通螺栓材料应符合GB/T699和GB/T700的规定。高强度螺栓、螺母和垫圈材料应符合GB/T1231或GB/T3633的规定。＞M24的扭剪型高强度螺栓副和＞M30的高强度螺栓副，应符合GB/T3098.1、GB/T3098.2规定。各规格的螺栓副除选用GB/T1231标准规定的材料外，还可采用GB/T3077规定的用于8.8级的40Cr和用于10.9级以上的35CrMo、42CrMo等钢材。主要承载连接销轴采用符合GB/T699的45钢及符合GB/T3077的40Cr、35CrMo、42CrMo等钢材，并进行必要的热处理。涉有争议恕不翻录14起重机械专业基础知识-许志沛主讲§2.4材料和许用应力2.4.2连接材料及其许用应力（2-2）2.4.2.3连接的许用应力1.焊缝的许用应力在焊接连接的设计中，焊缝至少应具有与母材同等的综合机械性能。焊缝承受纵向拉伸、压缩时，许用应力不