工程材料基础课件09

1、6.3 结构钢工程用钢普通结构钢结构钢机器用钢优质结构钢2018/10/2016.3.1普通结构钢 普通碳素结构钢,含碳量0.4%以下; 低合金高强度钢,含碳量0.2%以下,加入3%以下的合金元素(以Mn为主). 性能要求: 适当的强度,良好的焊接性、冷成形性，耐大气腐蚀性(Cu,P). 使用状态: 热轧态或热轧正火态。2018/10/2026.3.1普通结构钢 典型牌号： Q195,Q215,Q235,Q225,Q275 Q295,Q345,Q390,Q420,Q4602018/10/2036.3.2优质结构钢 优质碳素结构钢 优质合金结构钢 渗碳钢 调质钢 弹簧钢 轴承钢按成分：按用途和热

2、处理：2018/10/204渗碳钢： 性能要求：良好的塑性和焊接性能；具有良好的综合力学性能；表层硬，耐磨，心部强韧性好。 成分特点：低碳（0.25%以下），加Cr、Ti、Nb等2018/10/205渗碳钢： 热处理工艺：渗碳（正火）淬火低温回火 典型牌号：15，20，20Cr, 20CrMnTi, 18Cr2Ni4WA 典型零件：轴类，齿轮等2018/10/206调质钢： 性能要求：良好的塑性和焊接性能；具有良好的综合力学性能；表层硬，耐磨，心部强韧性好。 成分特点：中碳（0.25%0.55%），加Cr、i、Si、Mn 等2018/10/207调质钢： 热处理工艺：调质处理（淬火高温回火）(

3、表面淬火低温回火) 或氮化处理 典型牌号：45，40Cr, 42CrMo, 40MnB, 40CrNiMoA38CrMoAl 典型零件：轴类，齿轮等2018/10/208弹簧钢： 性能要求：高的屈服强度和高的屈强比；足够的塑性和韧性；高的疲劳强度。 成分特点：中高碳（0.45%0.85%），加Si、Mn 、Cr、等2018/10/209弹簧钢： 热处理工艺：淬火中温回火，得到回火托氏体组织 典型牌号：75，65n, 60Si2Mn,50CrVA等 典型零件：弹簧，模锻锤杆等。2018/10/2010轴承钢： 性能要求：高的硬度和高耐磨性；足够的韧性和较好的耐蚀性；高的接触疲劳强度。 成分特点：

4、高碳（0.95%1.15%），加Cr、Mn、Si等2018/10/2011轴承钢： 热处理工艺：锻造后球化退火淬火低温回火 典型牌号：GCr9, GCr15, GCr15SiMn等 典型零件：滚动轴承元件等。2018/10/20126.4 工具钢刃具钢工具钢量具钢模具钢冷模具和热模具2018/10/2013刃具钢： 性能要求：高的硬度和高耐磨性，一般要求HRC60以上；足够的韧性和塑性；高的红硬性（热硬性）。 成分特点：高碳（0.65%1.35%），加Cr、等2018/10/2014刃具钢： 热处理工艺：锻造后球化退火淬火低温回火 典型牌号：8，8，10，12，9SiCr,W18Cr4V,W6

5、Mo5Cr4V2等 典型应用：切削刀具。2018/10/2015高速钢（W18Cr4V,W6Mo5Cr4V2） ： 碳含量：0.8%左右。 组织特征：铸态组织：有鱼骨状碳化物（共晶组织） 脆性很大。 锻造特点：先轻锻，后重锻。2018/10/2016高速钢（W18Cr4V,W6Mo5Cr4V2） ： 热处理：球化退火，1280 加热淬火，570 三次回火 二次淬火 二次硬化2018/10/2017量具钢： 性能要求：高的硬度和高耐磨性，一般要求HRC60以上；足够的韧性和塑性；高的尺寸稳定性（组织稳定性）。 成分特点：高碳（0.65%1.35%），加Cr、n、i等2018/10/2018量具钢

6、： 热处理工艺：锻造后球化退火淬火深冷处理低温回火 典型牌号：8，8，10，12，9SiCr等 典型应用：量具。2018/10/2019冷模具钢： 性能要求：高的硬度和高耐磨性，一般要求HRC60以上；足够的韧性和塑性； 良好的淬透性。 成分特点：超高碳（1.40%2.30%），加Cr、Mo、等2018/10/2020冷模具钢： 热处理工艺：锻造后球化退火淬火低温回火 典型牌号：Cr12, Cr12MoV等 典型应用：冷作模具。汽车冲压模具2018/10/2021热模具钢： 性能要求：适当的硬度和高耐磨性，一般HRC3050；足够的韧性和塑性；良好的淬透性和抗热疲劳能力。 成分特点：中碳（0.

7、3%0.6%），加Cr、Ni、o或Cr、Mn、Mo等2018/10/2022热模具钢： 热处理工艺：锻造后淬火高温回火 典型牌号：5CrNiMo, 5CrMnMo, 3Cr2W8V等汽车四缸压铸模 典型应用：热锻模具。2018/10/2023曲轴模具6.5 特殊性能钢 不锈钢耐腐蚀性能； 耐热钢高温强度，抗氧化； 耐磨钢耐冲击和磨损2018/10/2024不锈钢： 不锈钢耐腐蚀性能；可用作零件或工具电化学腐蚀过程示意图2018/10/2025不锈光体电化学腐蚀示意图2018/10/2026不锈钢： 合金化： 加Cr:提高电极电位，13 加Ni：获得单相奥氏体组织2018/10/2027不锈钢：

8、 不锈钢分类： 马氏体不锈钢：1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13 铁素体不锈钢：1Cr17、1Cr17Mo 奥氏体不锈钢：1r18Ni9, 1Cr18Ni9Ti等2018/10/20281)马氏体型不锈钢 - Cr13型钢Martensitic stainless steel 化学成分特点: Wc = 0.1 0.4 %WCr = 13 % 热处理特点:正火后的组体是马氏体。 牌号: 1Cr134Cr13 用途: 医疗器械医用镊子2018/10/20292)铁素体型不锈钢( Ferritic stainless steel ) 化学成分特点: Wc = 0.1 %左右WCr = 1

9、7 % 热处理特点: 不能进行热处理强化。 牌号: 1Cr17、1Cr17Ti、1Cr28等。 用途:化工设备中要求耐蚀性高、塑性好、强度低的容器、管道等。2018/10/2030铁素体型不锈钢的用途硝酸生产装置2018/10/20合成氨生产装置313)奥氏体型不锈钢-18 8型钢( Austenitic stainless steel ) 化学成分特点: Wc = 0.08 0.14 %WCr = 1719 %WNi = 811 %Cu、Ti、Mo等。 加工特点:不能进行热处理强化,只能冷塑性变形强化。2018/10/2032 热处理特点:固溶处理;稳定化处理;消除应力退火。 牌号: 0Cr

10、18Ni9、1Cr18Ni9、0Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni9Ti。 用途: 化工容器、管道等。大型化工储罐(304)管板换热器 ( 304 )2018/10/2033耐热钢： 锅炉管道，发动机汽阀等 合金化途径： r,Al,Si提高抗氧化性； W,Mo,Cr提高再结晶温度； V,Ti,Al形成稳定第二相，提高高温强度 Ni,Mn,N形成单相奥氏体组织。2018/10/203415rMo, 马氏体型：12CrMoV1Cr13, 4Cr9Si2, 4Cr10Si2Mo 奥氏体型：0Cr19Ni9, 4Cr14Ni14W2Mo2018/10/2035耐 热 钢 的 用 途36汽车阀门汽轮机叶

11、片2018/10/20发动机叶片航空发动机耐磨钢：在强烈冲击载荷作用下发生冲击形变硬化的高锰钢。球磨机挖掘机颚式破碎机2018/10/2037耐磨钢： 铸造高锰钢ZGMn13 成分：含碳0.9-1.5%,含锰11-14; 水韧处理，加工硬化 主要用途： 履带板，道叉，防弹钢板等。 如何加工？2018/10/2038高锰钢广泛用于既要求耐磨又要求耐冲击的零件。如拖拉机的履带板、球磨机的衬板、破碎机的牙板、挖掘机的铲齿和铁路的道岔等。39履带球磨机衬板材料学院 6891395185 挖掘机铲齿2018/10/20铁路道岔6.6 铸铁 Fe-Fe3C和e-C双重相

12、图2018/10/2040 白口铸铁 灰口铸铁6.6 铸铁 普通灰口铸铁:钢的基体+片状石墨2018/10/2041 孕育处理(变质处理) 孕育铸铁6.6 铸铁 可锻铸铁:白口铸铁进行高温长时间退火,团絮状石墨2018/10/20426.6 铸铁 球墨铸铁:2018/10/20436.6 铸铁 蠕墨铸铁:2018/10/20446.6 铸铁 合金铸铁: 耐磨铸铁 耐热铸铁 耐蚀铸铁2018/10/20456.7 铝及其合金 纯铝:fcc, 2.7g/cm3; 660 铝合金: 铸造铝合金 形变铝合金2018/10/20466.7 铝及其合金 铸造铝合金:Al-Si系列, Al-Cu系列, Al

13、-Mg系列, Al-Zn系列, Al-Li系列 形变铝合金:防锈铝合金, 硬铝合金, 超硬铝合金, 锻造铝合金2018/10/20476.8铜及其合金 纯铜:fcc, 8.96g/cm3, 1083 铜合金:黄铜:Cu-Zn合金;青铜:铜与锡,铝,硅,铍,锰,铅,钛等的合金.2018/10/20486.9轴承合金性能要求：一定的强度和抗疲劳性，足够的塑形和韧性，较小的摩擦系数，良好的磨合能力，良好的导热性、抗蚀性和低的膨胀系数。组织特点：软基体上分布硬质点，或硬基体上分布软质点。2018/10/2049一、锡基轴承合金Sn-Sb-Cu系合金（锡基巴氏合金）： 合金组织：+： Sb溶于Sn形成的

14、固溶体（软基体）：化合物SnSb （硬质点）性能：膨胀系数和摩擦系数小，导热和抗蚀性好， 工作温度低于150。用途：制造重要滑动轴承。2018/10/2050二、铅基轴承合金Pb-Sn-Sb-Cu系合金（铅基巴氏合金）： 合金组织（ + ）+ （ + ）：共晶体（软基体）：化合物SnSb （硬质点）性能：性能略低于锡基巴氏合金。工作温度低于120，价格便宜。用途：制造低速、低载荷滑动轴承。2018/10/20516.10新型金属材料1、形状记忆合金（Ti-Ni、Cu-Zn-Al合金等）单程形状记忆合金：高温成形低温变形高温自动恢复高温成形形状2018/10/2052双程（可逆）形状记忆合金：高温成形低温成形高温自动恢复高温成形低温自动恢复低温成形高温成形低温成形高温低温2018/10/20532、减振合金（灰铸铁