金工作业题解.ppt

1、作业题解,P278根据相图,说明下列现象产生的原因 1)1100,WC0.4%碳钢能进行锻造, WC4%铸铁不能锻造. 答: 1100,WC0.4%碳钢的组织为A,塑性较好,故可以锻造,而WC4%铸铁的组织为Ld+A+Fe3C又硬又脆,塑性和韧性几乎为零,不能锻造.,2)钳工锯割T10、T12钢比锯10、20钢费力,锯条易磨钝. 答:含碳量越高，强度和硬度越高故费力，锯条也易磨钝（锯条的硬度与T10、T12钢相差不大）。 3）钢卯钉一般用低碳钢制作，锉刀一般用高碳钢制作。 答：低碳钢塑性和韧性较好，容易卯接成型；高碳钢强度和硬度较高，耐磨性较好，故适宜做锉刀对中低碳钢工件进行反复锉磨。,4）钢

2、适宜采用压力加工成形，而铸铁只能采用铸造成形。 答：钢与铸铁相比，塑性和韧性较好，故适宜采用压力加工成形；铸铁塑性和韧性低，不能采用压力加工成形，只能采用铸造成形。,P74作业题,2、钢中常存杂质元素有哪些？它们对钢的性能有何影响？ 答：常存杂质元素有碳、硅、锰、硫、磷。,（1）碳（C）的影响,碳在钢中一般是以渗碳体（Fe3C）的形式存在，含碳量越多，钢中的渗碳体量也就越多，所以含CHBbak以及锻压性、可焊性、耐蚀性都下降，但当含碳量超过1%时，即过共析钢在常温下的组织为珠光体+网状的二次渗碳体，网状渗碳体分布在珠光体晶界上，性能很脆，在受力时容易破裂，所以b降低，含碳量越大，b降低越厉害。

3、,（2）硅（Si）的影响,从定性上分析，硅能够提高钢的强度和弹性，原因是，硅在钢中大部分能溶于铁素体中，铁素体是一种较软的组织，溶于硅后，能增加硬性，细化晶粒（晶界增多），故钢的强度和弹性得到提高。 从定量上分析，由于硅在碳素钢中含量很少（小于0.5%），故对钢的性能不起决定性的影响，但它是钢中的有益元素。 硅在冶炼过程中基本上除掉了，只是在脱氧中由于加入了硅铁引起了少量的留存。,（3）锰的影响（Mn）,任何钢中加入锰可以使其脱氧，化学反应式FeO+MnFe+MnO，锰能消除硫的有害作用，即脱硫，反应式：FeS+MnFe+MnS。 锰在钢中的其它作用与硅相同，能提高钢特别是热锻钢的强度和硬度，

4、锰和硅一样，它是钢中的有益元素，特别表现在能够脱硫。由于锰在碳素钢中含量也很少1%（0.5-0.8%左右），它似对钢的性能不起显著影响。,（4）硫的影响（S）,硫是一种有害杂质，在铁矿石中硫以FeS2（黄铁矿）形式存在，同时由于炉气、燃料的燃烧产物SO2也含有硫，这些硫元素在冶炼过程中不容易除净而进入金属内，使钢具有热脆性。 这是因为硫不溶入铁内，不论含量多少均生成硫化铁FeS，FeS+Fe以共晶体的形式分布在晶粒的晶界上，它的熔点是985，而钢在锻压和轧制时，温度一般加热至1200 ，所以在未锻轧前，FeS+Fe共晶体就先熔化了，使钢在热压力加工时很容易产生破裂，这种现象称为热脆性，所以含硫

5、较高的钢不能进行热压力加工，锰能够消除硫的热脆现象，因为Mn能夺走FeS中的S形成MnS，MnS的熔点为1620 ，高于热轧温度1200 ，并且MnS常以弧立的点状分布，在高温下还有一定的塑性。 硫的唯一有利影响是能增进切削加工性，特别是含低碳含高硫的钢切削加工性更好。,（5）磷的影响（P）,磷也是一种有害杂质，由于铁矿中含有一部分磷，炼钢过程中也很难将磷除净，磷在钢中能溶于铁素体，以Fe2P形式存在，提高钢的强度和硬度，但塑性和韧性显著降低，至使钢在冷压力加工时容易脆裂，这种现象称为冷脆性，温度越低，冷脆性越大。 当磷含量超过0.1%时，冷脆性更加显著，对于使用性要求较高的钢，即使磷含量少于0.1%，性能也是很不好的，这是因为磷在结晶时容易发生偏析，使某些部分含磷量特别高，冷脆现象也还是会发生，所以磷的含量应严加限制，在北方寒冷地带工作的钢结构，如桥梁、船舶等，更要考虑含磷量的影响。 。,5、有一10的杆类零件，受中等交变拉压载荷作用，要求零件沿截面性能均匀一致，供选材料有：Q345（16Mn)、45钢、40Cr、T12。要求： 选择合适的材料； 编制简明工艺路线； 说明各热处理工序的主要作用； 指出最终组织。,答： 选择合适的材料为45钢。 答： 编制简明工艺路线为：圆钢下料锻造退火粗加工（粗车） 调质