X工業(yè)用鋼工藝學(xué)實(shí)用教案

1、工程(gngchng)材料工藝學(xué)-鋼鐵1 1. 1.熟練掌握工業(yè)用鋼的分類與編號(hào)表示方法；熟練掌握工業(yè)用鋼的分類與編號(hào)表示方法； 2. 2.熟悉鋼鐵中合金元素的含量與作用與相應(yīng)組織。熟悉鋼鐵中合金元素的含量與作用與相應(yīng)組織。 3. 3.了解鑄鐵的石墨化過(guò)程特點(diǎn)與影響；了解鑄鐵的石墨化過(guò)程特點(diǎn)與影響； 4. 4.熟悉鑄鐵的分類、牌號(hào)、性能特點(diǎn)并基本會(huì)選。熟悉鑄鐵的分類、牌號(hào)、性能特點(diǎn)并基本會(huì)選。 5. 5.了解工程材料了解工程材料(cilio)(cilio)新發(fā)展簡(jiǎn)介新發(fā)展簡(jiǎn)介第1頁(yè)/共38頁(yè)第一頁(yè)，共39頁(yè)。工程(gngchng)材料工藝學(xué)-鋼鐵2 一、鋼：以鐵為主元素，含一、鋼：以鐵為主元素

2、，含C C2 2以下，并以下，并含有含有(hn yu)(hn yu)其它元素的材料。可形變加工的鐵碳合其它元素的材料?？尚巫兗庸さ蔫F碳合金。金。 1. 1.工業(yè)用鋼工業(yè)用鋼( (按成分按成分) )包括非合金鋼、低合金鋼、包括非合金鋼、低合金鋼、合金鋼三類。合金鋼三類。( (必須掌握的內(nèi)容必須掌握的內(nèi)容- -考試啊考試啊!) !) 按碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)高低劃分為低碳鋼按碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)高低劃分為低碳鋼(wc0.25(wc0.60(wc0.60) )等均為非合金鋼。等均為非合金鋼。 第2頁(yè)/共38頁(yè)第二頁(yè)，共39頁(yè)。工程(gngchng)材料工藝學(xué)-鋼鐵3 非合金鋼加入少量合金元素形成低合金鋼。非合金鋼加入少量

3、合金元素形成低合金鋼。 按質(zhì)量分按質(zhì)量分 按鋼的質(zhì)量等級(jí)分按鋼的質(zhì)量等級(jí)分, ,分為普通質(zhì)量鋼、優(yōu)質(zhì)鋼、高級(jí)分為普通質(zhì)量鋼、優(yōu)質(zhì)鋼、高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼、特殊優(yōu)質(zhì)鋼優(yōu)質(zhì)鋼、特殊優(yōu)質(zhì)鋼, ,其中的磷和硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)其中的磷和硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)(fnsh)(fnsh)如表如表4-14-1所示。所示。 按鋼的主要性能及使用特性分按鋼的主要性能及使用特性分 分工程結(jié)構(gòu)用鋼分工程結(jié)構(gòu)用鋼, ,機(jī)械結(jié)構(gòu)用鋼機(jī)械結(jié)構(gòu)用鋼, ,工具鋼工具鋼, ,不銹鋼不銹鋼, ,耐蝕耐蝕, ,耐熱鋼耐熱鋼, ,軸承鋼軸承鋼, ,特殊物理性能等鋼。特殊物理性能等鋼。 第3頁(yè)/共38頁(yè)第三頁(yè)，共39頁(yè)。工程材料(cilio)工藝學(xué)-鋼鐵4 2. 2.

4、 鋼鐵產(chǎn)品牌號(hào)鋼鐵產(chǎn)品牌號(hào)(piho)(piho)表示方法表示方法 鋼材牌號(hào)鋼材牌號(hào)(piho)(piho)采用采用“數(shù)字加字母數(shù)字加字母”表示。力學(xué)性能和元素含量用數(shù)字表示，表示。力學(xué)性能和元素含量用數(shù)字表示，化學(xué)元素采用國(guó)際化學(xué)元素符號(hào)表示?；瘜W(xué)元素采用國(guó)際化學(xué)元素符號(hào)表示。 產(chǎn)品名稱、用途、冶煉和澆注方法等產(chǎn)品名稱、用途、冶煉和澆注方法等用漢語(yǔ)拼音字母表示。用漢語(yǔ)拼音字母表示。 表表4-2(p57)4-2(p57)不同類型鋼及牌號(hào)不同類型鋼及牌號(hào)(piho)(piho)表示方法。表示方法。第4頁(yè)/共38頁(yè)第四頁(yè)，共39頁(yè)。工程(gngchng)材料工藝學(xué)-鋼鐵5 3. 3.鋼鐵及合金統(tǒng)一

5、數(shù)字代號(hào)體系鋼鐵及合金統(tǒng)一數(shù)字代號(hào)體系 GB/T17616-1998 GB/T17616-1998對(duì)鋼鐵及合金產(chǎn)品牌號(hào)規(guī)定了統(tǒng)一數(shù)字代號(hào)，與現(xiàn)行的對(duì)鋼鐵及合金產(chǎn)品牌號(hào)規(guī)定了統(tǒng)一數(shù)字代號(hào)，與現(xiàn)行的GB/T221-GB/T221-20002000鋼鐵產(chǎn)品牌號(hào)表示方法等同時(shí)并用鋼鐵產(chǎn)品牌號(hào)表示方法等同時(shí)并用(bn yn)(bn yn)。 統(tǒng)一數(shù)字代號(hào)有利于現(xiàn)代化數(shù)據(jù)處理設(shè)備進(jìn)行存儲(chǔ)和檢索，便于生產(chǎn)和使用。統(tǒng)一數(shù)字代號(hào)有利于現(xiàn)代化數(shù)據(jù)處理設(shè)備進(jìn)行存儲(chǔ)和檢索，便于生產(chǎn)和使用。 數(shù)字代號(hào)由固定數(shù)字代號(hào)由固定6 6位符號(hào)組成位符號(hào)組成, ,左邊第左邊第1 1位大寫拉丁字母作前綴位大寫拉丁字母作前綴(“I”(

6、“I”和和“0”“0”除外除外), ),后后接接5 5位阿數(shù)字。位阿數(shù)字。 第5頁(yè)/共38頁(yè)第五頁(yè)，共39頁(yè)。工程材料(cilio)工藝學(xué)-鋼鐵6 每個(gè)統(tǒng)一數(shù)字只適用于一個(gè)產(chǎn)品牌號(hào)。每個(gè)統(tǒng)一數(shù)字只適用于一個(gè)產(chǎn)品牌號(hào)。 例如：例如：U20202U20202，表示，表示20(20(非合金鋼非合金鋼) )優(yōu)質(zhì)碳結(jié)鋼鋼；優(yōu)質(zhì)碳結(jié)鋼鋼；A73402A73402表示合金調(diào)質(zhì)鋼中的表示合金調(diào)質(zhì)鋼中的40MnVB40MnVB。 非合金鋼，非合金鋼，( (俗說(shuō)：碳素結(jié)構(gòu)鋼俗說(shuō)：碳素結(jié)構(gòu)鋼) )簡(jiǎn)稱：碳鋼簡(jiǎn)稱：碳鋼 由于價(jià)格低廉、易于獲取，通過(guò)碳含量由于價(jià)格低廉、易于獲取，通過(guò)碳含量(hnling)(hnling

7、)的控制和熱處理可使其性能得到改的控制和熱處理可使其性能得到改善，能滿足生產(chǎn)的基本需求，因而應(yīng)用廣泛。善，能滿足生產(chǎn)的基本需求，因而應(yīng)用廣泛。 二、常存元素對(duì)碳鋼性能的影響二、常存元素對(duì)碳鋼性能的影響( (了解了解) )第6頁(yè)/共38頁(yè)第六頁(yè)，共39頁(yè)。工程材料(cilio)工藝學(xué)-鋼鐵7 1. 1.碳碳(C )(C )作用作用 碳對(duì)碳鋼的組織和性能影響很大。如圖示碳對(duì)碳鋼的組織和性能影響很大。如圖示 總趨勢(shì)是：狀態(tài)圖中自左向右總趨勢(shì)是：狀態(tài)圖中自左向右, ,含碳量增加含碳量增加, Fe3C, Fe3C增加增加, ,硬度直線上升硬度直線上升, ,塑韌性塑韌性(rn xn)(rn xn)急速下降

8、急速下降, ,強(qiáng)度先升后降。強(qiáng)度先升后降。 2. 2.錳錳 (Mn) (Mn)作用作用 脫氧脫氧,FeO,FeO還原還原Fe;Fe;與與S S作用作用MnSMnS降低熱脆性降低熱脆性; ;提高強(qiáng)度、硬度。屬有益元素。提高強(qiáng)度、硬度。屬有益元素。 3. 3.硅硅 ( Si) ( Si)作用作用 第7頁(yè)/共38頁(yè)第七頁(yè)，共39頁(yè)。工程材料(cilio)工藝學(xué)-鋼鐵8 與鋼液中與鋼液中FeOFeO生成爐渣生成爐渣, ,提高鋼質(zhì)量提高鋼質(zhì)量; ;溶于溶于F F中，固溶強(qiáng)化。有益中，固溶強(qiáng)化。有益(yuy)(yuy)元素。元素。 4. 4.硫硫 S S 作用：作用： 形成形成FeS(FeS(熔點(diǎn)熔點(diǎn)11

9、901190）, ,在晶界在晶界 處，在處，在1100 1200 1100 1200 時(shí)時(shí), ,壓力加工壓力加工, ,產(chǎn)生脆產(chǎn)生脆裂裂,“,“熱脆熱脆”。有害元素。有害元素。 5. 5.磷磷P P 作用：作用： 全部溶于全部溶于F F中中, ,固溶強(qiáng)化；固溶強(qiáng)化；RmRm、HB,HB,在低溫下引起脆斷在低溫下引起脆斷“冷脆冷脆”。有害元素。有害元素。 第8頁(yè)/共38頁(yè)第八頁(yè)，共39頁(yè)。工程(gngchng)材料工藝學(xué)-鋼鐵9 三、非合金鋼三、非合金鋼( (碳碳) )鋼分類鋼分類 1. 1.碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼 GB700-1988 GB700-1988 牌號(hào)由代表牌號(hào)由代表(dibio)(di

10、bio)屈服點(diǎn)的字母屈服點(diǎn)的字母Q Q、 屈服點(diǎn)數(shù)值、屈服點(diǎn)數(shù)值、 質(zhì)量等級(jí)符號(hào)、質(zhì)量等級(jí)符號(hào)、 脫氧方法四部分組成。脫氧方法四部分組成。 其中質(zhì)量等級(jí)分別用其中質(zhì)量等級(jí)分別用A A、B B、C C、D D表示。表示。 A A的的S S、P P量高量高,D,D的的S S、P P量最低量最低, ,且質(zhì)量最好。且質(zhì)量最好。 如：如：Q235-A . FQ235-A . F Q-“ Q-“屈屈”字漢語(yǔ)拼音字首，讀字漢語(yǔ)拼音字首，讀“屈屈”。第9頁(yè)/共38頁(yè)第九頁(yè)，共39頁(yè)。工程(gngchng)材料工藝學(xué)-鋼鐵10 235-Rm(b)235MPa 235-Rm(b)235MPa A- A-質(zhì)量等級(jí)質(zhì)

11、量等級(jí) A A級(jí)級(jí) F- F-脫氧方法，指脫氧方法，指“沸騰鋼沸騰鋼”，一般不標(biāo)。，一般不標(biāo)。 牌號(hào)：牌號(hào)：Q195Q195；Q215Q215；Q235Q235；Q255Q255；Q275Q275五類五類. . 用途：用于制作螺釘、螺栓、螺母、角鋼、墊圈、焊接鋼管等用途：用于制作螺釘、螺栓、螺母、角鋼、墊圈、焊接鋼管等, ,詳見參考書詳見參考書P63P63表表4 44 4。 2. 2.優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 S S、P P含量較低，用于重要含量較低，用于重要(zhngyo)(zhngyo)零件零件 第10頁(yè)/共38頁(yè)第十頁(yè)，共39頁(yè)。工程材料(cilio)工藝學(xué)-鋼鐵11 GB：牌號(hào)用兩

12、位數(shù)字表示，表示含碳量萬(wàn)分之幾（十）。 如：08F、10、15、20、25，為低碳鋼，塑性好，耐沖、好焊； 30、35、40、45、50、55，中碳鋼含P多，強(qiáng)硬適中，多做重要件； 60、65、70、75，高碳鋼。多需淬火回火(hu hu)，制作彈性耐磨件。 20Mn、65Mn等稱 含錳量較高的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。 （詳見教參P68表4-13）第11頁(yè)/共38頁(yè)第十一頁(yè)，共39頁(yè)。工程(gngchng)材料工藝學(xué)-鋼鐵12 3. 3.碳素工具鋼。碳素工具鋼。 牌號(hào)用牌號(hào)用“碳碳”字漢語(yǔ)拼音字首字漢語(yǔ)拼音字首“T”+“T”+數(shù)字表示數(shù)字表示W(wǎng)cWc的千分之幾。的千分之幾。 如：如：T7T7、T8T8

13、、T9T9、T10T10、T10AT10A、T12T12等。等。 如如T10T10鋼鋼WC=1%WC=1%；T10AT10A中的中的“A”“A”表示為高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼表示為高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼( (適用適用(shyng)(shyng)各類各類高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼）。高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼）。 其中：其中： T7 T7鋼（鋼（WC=0.7%WC=0.7%）主要用于制造手鉗、剪刀、鑿子、手錘等；）主要用于制造手鉗、剪刀、鑿子、手錘等； 第12頁(yè)/共38頁(yè)第十二頁(yè)，共39頁(yè)。工程材料(cilio)工藝學(xué)-鋼鐵13 T10 T10鋼（鋼（WC=1%WC=1%）用于制作手用鋼鋸條、簡(jiǎn)單冷作模具、（手工鉆頭）等；）用于制作手用

14、鋼鋸條、簡(jiǎn)單冷作模具、（手工鉆頭）等； T12 T12鋼用于制作鉸刀、銼刀、量具鋼用于制作鉸刀、銼刀、量具(lingj)(lingj)等。等。 （詳見教參（詳見教參P83P83表表4-254-25） 四、合金鋼四、合金鋼 為提高鋼的力學(xué)為提高鋼的力學(xué), ,工藝工藝, ,物理物理, ,化學(xué)性能、淬透性等化學(xué)性能、淬透性等, ,在碳鋼的基礎(chǔ)上加入某些合金元素在碳鋼的基礎(chǔ)上加入某些合金元素, ,稱為合金鋼。按用途分稱為合金鋼。按用途分 合金結(jié)構(gòu)鋼、合金工具鋼和特殊性能鋼。合金結(jié)構(gòu)鋼、合金工具鋼和特殊性能鋼。第13頁(yè)/共38頁(yè)第十三頁(yè)，共39頁(yè)。工程材料(cilio)工藝學(xué)-鋼鐵14 1.合金結(jié)構(gòu)鋼

15、鋼號(hào):數(shù)字元素符號(hào)數(shù)字(平均百分?jǐn)?shù)) 如20CrMnTi、40Cr、60Si2Mn、38CrMoAlA等； 用于制造機(jī)械零件和工程構(gòu)件(gujin)。 常說(shuō)的16Mn應(yīng)歸類于(低合金)高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼,新號(hào):Q345(GB/T1591-94) 低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼 在碳鋼基礎(chǔ)上加少量錳、硅等合元制成。通常在熱軋、正火狀態(tài)下使用。 第14頁(yè)/共38頁(yè)第十四頁(yè)，共39頁(yè)。工程(gngchng)材料工藝學(xué)-鋼鐵15 牌號(hào)表達(dá)同碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號(hào)表達(dá)同碳素結(jié)構(gòu)鋼Q295Q295、 Q345 Q345、 Q390 Q390、 Q420 Q420、 Q460. Q460. 低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼成本與碳素結(jié)構(gòu)鋼相近，但

16、性能有較大的提高低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼成本與碳素結(jié)構(gòu)鋼相近，但性能有較大的提高, ,在工程結(jié)構(gòu)中應(yīng)用極在工程結(jié)構(gòu)中應(yīng)用極為廣泛。為廣泛。( (舊牌號(hào)舊牌號(hào):16Mn:16Mn、09MnV209MnV2等等) ) 2. 2.合金工具鋼合金工具鋼 用于制造刃具、模具、量具等工具用于制造刃具、模具、量具等工具. . 如如 9SiCr 9SiCr、Cr12Cr12、CrMnCrMn、GCr15GCr15等；等； GCr15 GCr15有專用有專用(zhunyng)(zhunyng)名稱名稱 “ “滾動(dòng)軸承鋼滾動(dòng)軸承鋼”,”,實(shí)為實(shí)為“名專用名專用(zhunyng)(zhunyng)途廣途廣”。 第15頁(yè)/

17、共38頁(yè)第十五頁(yè)，共39頁(yè)。工程材料(cilio)工藝學(xué)-鋼鐵16 高速鋼高速鋼 又稱：鋒鋼、白鋼。又稱：鋒鋼、白鋼。 特點(diǎn)是高熱硬性、耐磨性、淬透性，常用牌號(hào)：特點(diǎn)是高熱硬性、耐磨性、淬透性，常用牌號(hào)：W18Cr4VW18Cr4V、W6Mo5Cr4V2W6Mo5Cr4V2等，制造形狀復(fù)雜等，制造形狀復(fù)雜(fz)(fz)的高速切削工具，如：麻花鉆、銑刀、拉刀、齒輪刀具的高速切削工具，如：麻花鉆、銑刀、拉刀、齒輪刀具和其他成形刀具。和其他成形刀具。 3. 3.特殊性能鋼特殊性能鋼 不銹鋼不銹鋼 （ 不銹鋼又多為耐熱鋼?。┎讳P鋼又多為耐熱鋼?。?1) 1)鉻不銹鋼鉻不銹鋼 馬氏體型不銹鋼馬氏體型不

18、銹鋼, ,其牌號(hào)有：其牌號(hào)有： 12Cr13 12Cr13、20Cr1320Cr13、30Cr13 30Cr13 第16頁(yè)/共38頁(yè)第十六頁(yè)，共39頁(yè)。工程(gngchng)材料工藝學(xué)-鋼鐵17 2) 2)鉻鎳不銹鋼：奧氏體型不銹鋼，其牌號(hào)：鉻鎳不銹鋼：奧氏體型不銹鋼，其牌號(hào)： 12Cr18Ni9 12Cr18Ni9（TiTi） 、06Cr18Ni906Cr18Ni9 3) 3)鐵素體不銹鋼：鐵素體不銹鋼：10Cr17-10Cr17-容器容器(rngq),(rngq),日用品。日用品。 耐磨鋼耐磨鋼 GB5680-98 GB5680-98 又稱又稱“高錳鋼高錳鋼”,”,強(qiáng)烈沖擊力作用下發(fā)生硬化

19、現(xiàn)象強(qiáng)烈沖擊力作用下發(fā)生硬化現(xiàn)象 如牌號(hào)：如牌號(hào)：ZGMn13-1ZGMn13-1、 ZGMn13-2 ZGMn13-2 等，應(yīng)用等，應(yīng)用 鐵道叉、履帶板、顎板、鏟斗、保險(xiǎn)箱鐵道叉、履帶板、顎板、鏟斗、保險(xiǎn)箱等。等。 磁鋼（略）磁鋼（略）第17頁(yè)/共38頁(yè)第十七頁(yè)，共39頁(yè)。工程材料(cilio)工藝學(xué)-鋼鐵18 鑄鐵是在凝固過(guò)程中經(jīng)歷共晶轉(zhuǎn)變，用于生產(chǎn)鑄件的鐵基合金的總稱。鑄鐵是在凝固過(guò)程中經(jīng)歷共晶轉(zhuǎn)變，用于生產(chǎn)鑄件的鐵基合金的總稱。 生產(chǎn)上應(yīng)用的鑄鐵碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)常在生產(chǎn)上應(yīng)用的鑄鐵碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)常在2.5%2.5%4%4%之間。之間。 鑄鐵抗拉強(qiáng)度較低鑄鐵抗拉強(qiáng)度較低, ,塑性和韌性塑性和韌

20、性(rn xn)(rn xn)差差, ,不能進(jìn)行鍛造不能進(jìn)行鍛造, ,但有一系列優(yōu)點(diǎn)但有一系列優(yōu)點(diǎn), ,而在工業(yè)而在工業(yè)上應(yīng)用廣泛。上應(yīng)用廣泛。第18頁(yè)/共38頁(yè)第十八頁(yè)，共39頁(yè)。工程材料(cilio)工藝學(xué)-鋼鐵19 1. 1.鑄鐵石墨化鑄鐵石墨化 石墨化就是鑄鐵中的碳原子析出并形成石墨的過(guò)程。石墨化就是鑄鐵中的碳原子析出并形成石墨的過(guò)程。 在鑄鐵中的碳能以滲碳體和游離狀態(tài)的石墨形式存在。在鑄鐵中的碳能以滲碳體和游離狀態(tài)的石墨形式存在。 一般的石墨可以從液體中結(jié)晶出來(lái)，也能從一般的石墨可以從液體中結(jié)晶出來(lái)，也能從A A中析出，也可以由滲碳體分解得到。中析出，也可以由滲碳體分解得到。 實(shí)踐證

21、明，成分實(shí)踐證明，成分(chng fn)(chng fn)相同的合金在冷卻時(shí)，冷卻速度愈快，析出的滲碳體的相同的合金在冷卻時(shí)，冷卻速度愈快，析出的滲碳體的可能性愈大；可能性愈大；第19頁(yè)/共38頁(yè)第十九頁(yè)，共39頁(yè)。工程(gngchng)材料工藝學(xué)-鋼鐵20 冷卻速度愈慢，析出石墨的可能性愈大。冷卻速度愈慢，析出石墨的可能性愈大。 故故, ,在鐵碳合金結(jié)晶過(guò)程中存在兩種相圖在鐵碳合金結(jié)晶過(guò)程中存在兩種相圖, ,即即Fe-Fe3CFe-Fe3C相圖相圖( (它說(shuō)明了析出它說(shuō)明了析出Fe3CFe3C的規(guī)律的規(guī)律) )和和Fe-G(Fe-G(石墨石墨) )相圖相圖( (它說(shuō)明了析出石墨的規(guī)律它說(shuō)明了

22、析出石墨的規(guī)律), ),為便于比較和應(yīng)用為便于比較和應(yīng)用, ,將上述兩種相圖重疊在將上述兩種相圖重疊在一起稱為鐵碳雙重相圖，如圖一起稱為鐵碳雙重相圖，如圖4-94-9所示所示 。 按按Fe-G(Fe-G(石墨石墨) )相圖分析過(guò)共晶成分的鐵液由高溫相圖分析過(guò)共晶成分的鐵液由高溫(gown)(gown)到室溫的冷卻過(guò)程，可將到室溫的冷卻過(guò)程，可將鑄鐵的石墨化過(guò)程分為幾個(gè)階段：鑄鐵的石墨化過(guò)程分為幾個(gè)階段：第20頁(yè)/共38頁(yè)第二十頁(yè)，共39頁(yè)。工程(gngchng)材料工藝學(xué)-鋼鐵21 第一階段：液相至共晶階段。包括從過(guò)共晶成分的液相中直接結(jié)晶出一次石墨和共第一階段：液相至共晶階段。包括從過(guò)共晶成

23、分的液相中直接結(jié)晶出一次石墨和共晶石墨。晶石墨。 中間階段：共晶至共析轉(zhuǎn)變的階段。此時(shí)從奧氏體中直接析出二次石墨。中間階段：共晶至共析轉(zhuǎn)變的階段。此時(shí)從奧氏體中直接析出二次石墨。 第二階段：共析轉(zhuǎn)變階段。包括共析轉(zhuǎn)變時(shí)奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)殍F素體第二階段：共析轉(zhuǎn)變階段。包括共析轉(zhuǎn)變時(shí)奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)殍F素體+ +石墨。石墨。 當(dāng)然，也可按當(dāng)然，也可按Fe-Fe3CFe-Fe3C相圖進(jìn)行上述三個(gè)階段的石墨化過(guò)程相圖進(jìn)行上述三個(gè)階段的石墨化過(guò)程(guchng)(guchng)。不同的是，。不同的是，先析出先析出Fe3CFe3C，然后，然后Fe3CFe3C在高溫下分解出石墨。在高溫下分解出石墨。第21頁(yè)/共38頁(yè)第

24、二十一頁(yè)，共39頁(yè)。工程材料(cilio)工藝學(xué)-鋼鐵22 石墨是碳的一種結(jié)晶體，具有六方晶格石墨是碳的一種結(jié)晶體，具有六方晶格, ,見圖見圖4-10.4-10.原子呈層狀排列原子呈層狀排列, ,同一晶面上的碳原子間距為同一晶面上的碳原子間距為0.1420.142 10-10m,10-10m,相互間呈共價(jià)鍵結(jié)合相互間呈共價(jià)鍵結(jié)合, ,結(jié)合力強(qiáng)。層結(jié)合力強(qiáng)。層與層之間的距離為與層之間的距離為0.3040.304 10-10m,10-10m,原子間呈分子鍵結(jié)原子間呈分子鍵結(jié)合，結(jié)合力較弱。合，結(jié)合力較弱。 因此，石墨結(jié)晶形態(tài)常易發(fā)展為片狀，強(qiáng)度因此，石墨結(jié)晶形態(tài)常易發(fā)展為片狀，強(qiáng)度Rm Rm 、塑

25、性、塑性A A極低，硬度為極低，硬度為3HBW;3HBW;低的力學(xué)性能低的力學(xué)性能, ,及其及其數(shù)量、形狀、大小和分布使灰鐵基體數(shù)量、形狀、大小和分布使灰鐵基體(j t)(j t)上布滿了上布滿了裂紋和孔洞裂紋和孔洞. .第22頁(yè)/共38頁(yè)第二十二頁(yè)，共39頁(yè)。工程材料(cilio)工藝學(xué)-鋼鐵23 由于由于G G的存在的存在 減少了基體承載的有效面積；減少了基體承載的有效面積； G G的尖角割裂基體的尖角割裂基體, ,造成嚴(yán)重的應(yīng)力集中造成嚴(yán)重的應(yīng)力集中. . 且且G G片越是粗大片越是粗大(cd)(cd)、分布不勻、分布不勻, ,其力學(xué)性能其力學(xué)性能越差越差. . 但是但是, ,灰鑄鐵的抗

26、壓強(qiáng)度受灰鑄鐵的抗壓強(qiáng)度受G G影響小。影響小。 灰鐵不能鍛造灰鐵不能鍛造, ,不能沖壓不能沖壓; ;但是有如下優(yōu)點(diǎn)：但是有如下優(yōu)點(diǎn)： 良好的鑄造性良好的鑄造性( (流動(dòng)性好，收縮小流動(dòng)性好，收縮小) )； 易切削易切削;( ;(？) ) 抗壓強(qiáng)度高；抗壓強(qiáng)度高； 第23頁(yè)/共38頁(yè)第二十三頁(yè)，共39頁(yè)。工程(gngchng)材料工藝學(xué)-鋼鐵24 減震和減摩性能好；減震和減摩性能好； 切口不敏感性；切口不敏感性； 制造容易、價(jià)格便宜。制造容易、價(jià)格便宜。 2. 2.鑄鐵鑄鐵(zhti)(zhti)的組織及影響因素的組織及影響因素 灰鑄鐵灰鑄鐵(zhti)(zhti)按基體不同可分為按基體不同可

27、分為; ; 要控制鑄鐵組織與成分，必須控制其石墨化程度，而影要控制鑄鐵組織與成分，必須控制其石墨化程度，而影響石墨化的主要響石墨化的主要(zhyo)(zhyo)因素為：因素為： 1) 1)化學(xué)成分化學(xué)成分 成分：成分：Wc=2.5%4%Wc=2.5%4%；Wsi=12.5%Wsi=12.5%；WMn WMn =0.61.2%;Wp0.3%=0.61.2%;Wp0.3%；Ws0.15%.Ws0.15%.第24頁(yè)/共38頁(yè)第二十四頁(yè)，共39頁(yè)。工程(gngchng)材料工藝學(xué)-鋼鐵25 隨隨C C、Si Si 增多，增多，G G核增多，核增多， 析出析出G G多而粗大；反之，多而粗大；反之，G G

28、少；少； S S 、MnMn阻礙阻礙 G G ，增加白口化，應(yīng)嚴(yán)控，增加白口化，應(yīng)嚴(yán)控，P P增加冷增加冷脆性。脆性。 2) 2)冷卻速度冷卻速度(V)(V) 冷卻快，原子來(lái)不及急擴(kuò)散，冷卻快，原子來(lái)不及急擴(kuò)散，G G化難以進(jìn)行化難以進(jìn)行(jnxng)(jnxng)；易白口。；易白口。 冷卻的慢，可得灰口。冷卻的慢，可得灰口。 顯然，欲求灰口件合理選擇顯然，欲求灰口件合理選擇 鑄件壁厚。鑄件壁厚。 第25頁(yè)/共38頁(yè)第二十五頁(yè)，共39頁(yè)。工程材料(cilio)工藝學(xué)-鋼鐵26 冷卻速度與鑄型材料也直接關(guān)聯(lián)冷卻速度與鑄型材料也直接關(guān)聯(lián), ,如如: :金屬金屬(jnsh)(jnsh)型型比砂型的冷

29、卻速度快，鑄件易白口比砂型的冷卻速度快，鑄件易白口. . 3. 3.灰鑄鐵的孕育處理灰鑄鐵的孕育處理 直接向已熔煉出爐的低碳、硅含量鐵水中加入孕直接向已熔煉出爐的低碳、硅含量鐵水中加入孕育劑（經(jīng)過(guò)破碎又預(yù)熱的育劑（經(jīng)過(guò)破碎又預(yù)熱的7575硅鐵）硅鐵）. . 灰鐵經(jīng)孕育處理后灰鐵經(jīng)孕育處理后G G片細(xì)小均勻力學(xué)性能有明顯片細(xì)小均勻力學(xué)性能有明顯提高，故稱高強(qiáng)度鑄鐵提高，故稱高強(qiáng)度鑄鐵 4. 4.灰鑄鐵的牌號(hào)、用途灰鑄鐵的牌號(hào)、用途第26頁(yè)/共38頁(yè)第二十六頁(yè)，共39頁(yè)。工程材料(cilio)工藝學(xué)-鋼鐵27 牌號(hào)牌號(hào)(piho): H T (piho): H T Rm Rm MPaMPa 讀作讀

30、作:“:“灰鐵灰鐵”,”,漢語(yǔ)拼音字母首漢語(yǔ)拼音字母首 有有:HT100:HT100、HT150HT150、HT200HT200、HT250HT250、HT300HT300、HT350 (HT350 (見見P100P100表表4-33)4-33) 主用于床身、箱體、重錘、暖氣片等。主用于床身、箱體、重錘、暖氣片等。 5. 5.灰鑄鐵的生產(chǎn)特點(diǎn)灰鑄鐵的生產(chǎn)特點(diǎn) 6. 6.灰鑄鐵的熱處理灰鑄鐵的熱處理 1) 1)消除應(yīng)力消除應(yīng)力(yngl)(yngl)退火；退火；第27頁(yè)/共38頁(yè)第二十七頁(yè)，共39頁(yè)。工程材料(cilio)工藝學(xué)-鋼鐵28 2) 2)消除白口消除白口(biku)(biku)組織改

31、善切削性能退火組織改善切削性能退火 3) 3)表面淬火表面淬火 如機(jī)床導(dǎo)軌如機(jī)床導(dǎo)軌 又稱又稱: :馬鐵、韌性鑄鐵、展性鑄鐵、瑪鋼。馬鐵、韌性鑄鐵、展性鑄鐵、瑪鋼。 1. 1.成分成分：Wc=2.22.8%,Wsi=11.8; Wc=2.22.8%,Wsi=11.8; 碳、硅量低。碳、硅量低。 2. 2.生產(chǎn)過(guò)程生產(chǎn)過(guò)程： 首先澆注成白口鑄鐵件，然后再經(jīng)過(guò)可鍛化首先澆注成白口鑄鐵件，然后再經(jīng)過(guò)可鍛化( (石石墨化墨化) )退火而得到團(tuán)絮狀石墨的可鍛鑄鐵退火而得到團(tuán)絮狀石墨的可鍛鑄鐵。 因退火方法不同分：因退火方法不同分： 第28頁(yè)/共38頁(yè)第二十八頁(yè)，共39頁(yè)。工程材料(cilio)工藝學(xué)-鋼

32、鐵29 白心白心(B)(B)可鍛鑄鐵；可鍛鑄鐵； 黑心黑心(hixn)(H)(hixn)(H)可鍛鑄鐵；可鍛鑄鐵； 珠光體珠光體(Z)(Z)可鍛鑄鐵等三種?？慑戣T鐵等三種。 3. 3.性能性能 Rm Rm、A A、akak比灰鑄鐵好比灰鑄鐵好, ,但不能鍛造但不能鍛造. . 4. 4.牌號(hào)牌號(hào) GB9440-88 GB9440-88 K T H( K T H(或或Z)Z)A A% Rm Rm Mpa Mpa 黑心黑心(hixn)(hixn)或或P P可鍛鑄鐵可鍛鑄鐵第29頁(yè)/共38頁(yè)第二十九頁(yè)，共39頁(yè)。工程材料(cilio)工藝學(xué)-鋼鐵30 如：如：KTH300-06KTH300-06；建筑腳手架扣件、三通；建筑腳手架扣件、三通(sn (sn tn)