課件2 工程材料{鋼牌號(hào)}

1、多媒體課件山東水利職業(yè)學(xué)院機(jī)械教研室機(jī)械制造基礎(chǔ)課題組山東水利職業(yè)學(xué)院山東水利職業(yè)學(xué)院任務(wù)二 工程材料教學(xué)內(nèi)容教學(xué)內(nèi)容1.金屬材料的分類(lèi)2.碳鋼、合金鋼分類(lèi)、牌號(hào)及應(yīng)用3.非鐵金屬材料的牌號(hào)，應(yīng)用學(xué)習(xí)要求學(xué)習(xí)要求1.掌握鋼、鑄鐵的牌號(hào)及性能2.理解非鐵金屬材料的牌號(hào)、性能及應(yīng)用3.了解鋼雜質(zhì)的影響，陶瓷、復(fù)合材料 能力要求能力要求初步具有選材的能力機(jī)械制造基礎(chǔ)課題組山東水利職業(yè)學(xué)院山東水利職業(yè)學(xué)院 課前案例分析箱體底座齒輪傳動(dòng)軸為滿足減速器的設(shè)計(jì)要求，各組成零件應(yīng)選擇什么樣的材料，為什么？工程材料分為哪幾種？有什么樣的特點(diǎn)？性能？怎樣合理的選擇材料？機(jī)械制造基礎(chǔ)課題組山東水利職業(yè)學(xué)院山東水利職

2、業(yè)學(xué)院 2.1 碳鋼碳鋼一.雜質(zhì)元素對(duì)碳鋼性能的影響硅 （Si） 有很強(qiáng)的固溶強(qiáng)化作用，脫氧作用錳 （Mn） 脫氧、去硫,提高鋼的強(qiáng)度和硬度硫 （S） 能引起鋼在熱加工時(shí)或高溫工作下開(kāi)裂 ( 熱裂 )。磷 （P） 有很強(qiáng)的固溶強(qiáng)化作用，低溫韌性差 ( 冷裂 )。機(jī)械制造基礎(chǔ)課題組山東水利職業(yè)學(xué)院山東水利職業(yè)學(xué)院二、碳鋼的分類(lèi)按含碳量低碳鋼 c0.25%中碳鋼 c=0.25%0.60%高碳鋼 c0.6%按質(zhì)量普通碳素鋼 s0.055% ，p0.045%優(yōu)質(zhì)碳素鋼 s、 p0.035%0.040%高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素鋼 s0.02%0.03% ，p0.03%0.035%按用途碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素工具鋼機(jī)械制造基

3、礎(chǔ)課題組山東水利職業(yè)學(xué)院山東水利職業(yè)學(xué)院三、碳鋼的牌號(hào)和用途1.普通碳素結(jié)構(gòu)鋼 Q 235 A F沸騰鋼沸騰鋼A等級(jí)等級(jí)235 MPa屈服強(qiáng)度屈服強(qiáng)度機(jī)械制造基礎(chǔ)課題組山東水利職業(yè)學(xué)院山東水利職業(yè)學(xué)院機(jī)械制造基礎(chǔ)課題組山東水利職業(yè)學(xué)院山東水利職業(yè)學(xué)院2.優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼兩位數(shù)字兩位數(shù)字45 表示含碳量為0.45%若鋼中含錳量較高，將錳元素標(biāo)出。45Mn Wc = 0.45% ; WMn = 0.7%1.0%機(jī)械制造基礎(chǔ)課題組山東水利職業(yè)學(xué)院山東水利職業(yè)學(xué)院機(jī)械制造基礎(chǔ)課題組山東水利職業(yè)學(xué)院山東水利職業(yè)學(xué)院3.碳素工具鋼T 12 A高級(jí)優(yōu)質(zhì)高級(jí)優(yōu)質(zhì) Wc = 1.2% 碳素工具鋼碳素工具鋼機(jī)械制造

4、基礎(chǔ)課題組山東水利職業(yè)學(xué)院山東水利職業(yè)學(xué)院機(jī)械制造基礎(chǔ)課題組山東水利職業(yè)學(xué)院山東水利職業(yè)學(xué)院4.碳素鑄鋼ZG 200 - 400b 400MPas 200MPa鑄鋼鑄鋼機(jī)械制造基礎(chǔ)課題組山東水利職業(yè)學(xué)院山東水利職業(yè)學(xué)院機(jī)械制造基礎(chǔ)課題組山東水利職業(yè)學(xué)院山東水利職業(yè)學(xué)院四、合金鋼1.合金元素在鋼中的作用合金元素的存在形式溶于F中形成合金F,固溶強(qiáng)化溶于滲碳體中，形成合金滲碳體單獨(dú)形成特殊碳化物，TiC、VC等Fe、Mn、Cr、Mo、W、V、Ti、Nb、Zr弱弱強(qiáng)強(qiáng)弱碳化物元素: Fe、Mn中強(qiáng)碳化物元素: Cr、Mo、W強(qiáng)碳化物元素: V、Ti、Nb、Zr機(jī)械制造基礎(chǔ)課題組山東水利職業(yè)學(xué)院山東水

5、利職業(yè)學(xué)院2.合金鋼的分類(lèi)與牌號(hào)按合金總的含量低合金鋼 e 4%5%中合金鋼 e =5%10%高合金鋼 e 10%按用途合金結(jié)構(gòu)鋼 合金工具鋼特殊性能鋼機(jī)械制造基礎(chǔ)課題組山東水利職業(yè)學(xué)院山東水利職業(yè)學(xué)院3.合金鋼牌號(hào)60 Si 2 Mn兩位數(shù)字表示含碳量萬(wàn)倍 Wc=0.6%化學(xué)元素符號(hào) 表示含Si量 2% 化學(xué)元素符號(hào) 表示含錳量1.5%合金結(jié)構(gòu)鋼機(jī)械制造基礎(chǔ)課題組山東水利職業(yè)學(xué)院山東水利職業(yè)學(xué)院合金工具鋼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%機(jī)械制造基礎(chǔ)課題組山東水利職業(yè)學(xué)院山東水

6、利職業(yè)學(xué)院特殊性能鋼特殊性能鋼含碳量的表示方法與合金工具鋼相同，即含碳量大于1.0%時(shí)不標(biāo)出，小于1.0%時(shí)以千分?jǐn)?shù)表示，而合金含量用百分?jǐn)?shù)表示。當(dāng)含碳量小于0.08%時(shí)，在鋼的牌號(hào)前加“0”表示 0Cr18Ni11Ti當(dāng)含碳量小于0.03%時(shí)，在鋼的牌號(hào)前加“00”表示 00Cr18Ni10機(jī)械制造基礎(chǔ)課題組山東水利職業(yè)學(xué)院山東水利職業(yè)學(xué)院五、合金鋼的應(yīng)用合金結(jié)構(gòu)鋼低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼合金滲碳鋼 合金調(diào)質(zhì)鋼合金彈簧鋼滾動(dòng)軸承鋼機(jī)械制造基礎(chǔ)課題組山東水利職業(yè)學(xué)院山東水利職業(yè)學(xué)院低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼1、化學(xué)成分 碳素結(jié)構(gòu)鋼+合金元素 主加合金元素: Mn 1.8 %以內(nèi)輔加合金元素:V、Ti、Nb、

7、B 2、牌號(hào)Q 345 C 質(zhì)量等級(jí)質(zhì)量等級(jí)345 MPa屈服強(qiáng)度屈服強(qiáng)度機(jī)械制造基礎(chǔ)課題組山東水利職業(yè)學(xué)院山東水利職業(yè)學(xué)院Q460鋼含鋼含Mo、B，正火組織，正火組織 為為B，強(qiáng)度高，用于石化中溫，強(qiáng)度高，用于石化中溫 高壓容器。高壓容器。壓力容壓力容器器南京長(zhǎng)江大南京長(zhǎng)江大橋橋 Q345鋼鋼(16Mn)綜合性能好，綜合性能好， 用于船舶、橋梁、車(chē)輛等大用于船舶、橋梁、車(chē)輛等大 型鋼結(jié)構(gòu)。型鋼結(jié)構(gòu)。 Q390鋼含鋼含V、Ti、Nb，強(qiáng)度，強(qiáng)度 高，用于中等壓力的容器。高，用于中等壓力的容器。萬(wàn)噸遠(yuǎn)洋輪萬(wàn)噸遠(yuǎn)洋輪機(jī)械制造基礎(chǔ)課題組山東水利職業(yè)學(xué)院山東水利職業(yè)學(xué)院合金滲碳鋼（Wc=0.1%0.2

8、5%）性能：滲碳層具有優(yōu)異的耐磨性、抗疲勞性，未滲碳的心部具有足夠的強(qiáng)度和優(yōu)良的韌性。熱處理：滲碳+淬火+低溫回火碳素滲碳鋼合金滲碳鋼化學(xué)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。熱處理后組織表層：回馬+Fe3C+A心部：F+P表層：回馬+合金滲碳體+A心部：低碳回馬應(yīng)用：用來(lái)制造性能要求較高或截面尺寸較大，且在承受較強(qiáng)烈的沖擊作用下和磨損條件下工作的滲碳零件。機(jī)械制造基礎(chǔ)課題組山東水利職業(yè)學(xué)院山東水利職業(yè)學(xué)院 低淬透性合金滲碳鋼鋼含合金元素總量3 % 15Cr、20Cr、

9、20Mn2。用于受力小的耐磨件，如柴油機(jī)的活塞銷(xiāo)、凸輪軸等。活塞銷(xiāo)( 20Cr )中淬透性合金滲碳鋼鋼含合金元素總量在4 %左右。20CrMn、20CrMnTi、20Mn2TiB。用于中等載荷的耐磨件，如變速箱齒輪。柴油機(jī)凸輪軸高淬透性合金滲碳鋼鋼含合金元素總量在4 % 6 %。18Cr2NiWA、20Cr2Ni4A等。用于大載荷的耐磨件，如柴油機(jī)曲軸。 柴油機(jī)曲軸機(jī)械制造基礎(chǔ)課題組山東水利職業(yè)學(xué)院山東水利職業(yè)學(xué)院合金調(diào)質(zhì)鋼合金調(diào)質(zhì)鋼是經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)后使用的合金鋼。含碳量為Wc=0.25%0.50%。Cr、Ni、Mn、Si、B 增加淬透性Cr、Ni、Mn、Si、 固溶強(qiáng)化碳素調(diào)質(zhì)鋼合金調(diào)質(zhì)鋼化學(xué)成分

10、Wc=0.250.6%Wc=0.250.6%合金元素Cr、Ni、B、Si、V、Ti熱處理后的組織表層：S心部：P表層：S心部：S合金調(diào)質(zhì)鋼具有良好的綜合力學(xué)性能，主要用來(lái)制造一些重要的零件。機(jī)械制造基礎(chǔ)課題組山東水利職業(yè)學(xué)院山東水利職業(yè)學(xué)院低淬透性調(diào)質(zhì)鋼鋼含合金元素總量3 %。40Cr、40MnB等。 中淬透性調(diào)質(zhì)鋼鋼含合金元素總量在4 %左右。38 CrSi、35 CrMo 等。圓圓錐錐齒齒輪輪柴油機(jī)凸輪軸柴油機(jī)凸輪軸常用于制造較小的齒輪、軸、螺栓等零件。 高淬透性調(diào)質(zhì)鋼鋼含合金元素總量在4 % 10 % 制造大截面重載荷零件，如曲軸等用高淬透性的零件等 。38 Cr Mo Al A、40 Cr Mn Mo、25