車間機械基礎知識培訓課件

鉗工技能大賽培訓------機修車間目錄鋼的分類及其性能鋼的熱處理基本知識金屬材料的主要性能公差與配合形位公差過盈聯接及其裝配尺寸鏈的計算平衡及平衡精度滑動軸承基本知識劃線、鋸鑿注意事項一、鋼的分類及其性能按含碳量分類

低碳鋼含碳量小于0.25%

中碳鋼含碳量在0.25~0.55%

高碳鋼含碳量大于0.55%按用途分類

碳素結構鋼用來制造機械零件和工程結構件的碳鋼,一般含碳量小于0.7%

碳素工具鋼用來制造各種工具、量具的碳鋼，含碳量一般大于0.7%按形成方法分鍛鋼、鑄鋼、熱軋鋼、冷拉鋼我國鋼號的表示方法1、碳素結構鋼和低合金高強度結構牌號表示法①屈服點（Q---）+質量等級（A、B、C、D、E）+脫氧方法（F、b、Z、TZ）如Q235AF表示屈服點值≥235MPa，質量等級為A的沸騰鋼②專用結構鋼一般采用屈服點（Q---）+用途（r、q、g、NH、HP）來表示如Q345R壓力容器鋼Q390g鍋爐用鋼Q420q橋梁用鋼Q340NH耐候鋼優(yōu)質碳素結構鋼表示方法采用兩位阿拉伯數字（以萬分之幾表示含碳量）如：45表示平均含碳量為0.45%的優(yōu)質碳素鋼鋼的熱處理基本知識退火正火淬火回火化學熱處理生鐵是指把鐵礦石放到高爐中冶煉而成的產品,生鐵分為煉鋼用生鐵和鑄造用生鐵把鑄造用生鐵放在熔鐵爐中熔煉,即得到鑄鐵(含碳量大于2.11%的鐵碳合金)含碳量低于2.11%的鐵碳合金稱為鋼,把煉鋼用生鐵放到煉鋼爐內按一定工藝熔煉,即得到鋼鐵碳合金的基本組織在鐵碳合金中,根據含碳量的不同,碳可在鐵中形成固溶體,也可以與鐵組成化合物,或者形成化合物與固溶體的機械混合物,因此鐵碳合金中可出現以下幾種基本組織.鐵素體碳溶解于α鐵中形成的間隙式固溶體稱為鐵素體,具有體心立方晶格,用F表示,由于體心立方晶格原子之的間隙較小,所以碳在α鐵中的溶解度也極小，室溫下不超過0.006%,溫度升高時,溶解度略有增加,在727℃時達到最大值時,也僅有0.0218%.鐵素體具有高的塑性和韌性,低的強度和硬度,鐵素體由于含碳量很低,所以性能接近于純鐵.鐵素體在低于770℃時有磁性,高于770℃時無磁性滲碳體滲碳體是鐵與碳形成的多屬化合物,(Fe3C)其含碳量為6.69%,它的晶格體結構異常復雜.是一種具有復雜晶格結構的間隙化合物,在固態(tài)下不發(fā)生同素異構轉變,230℃以下具有弱的鐵磁性,在此溫度以上則磁性消失.滲碳體的硬度很高,脆性極大,幾乎沒有塑性.在鐵碳合金中,滲碳體越多,合金則越硬、越脆.當滲碳體以不同的大小、形狀分布于鋼的組織中時,鋼的性能隨之而受到很大的影響珠光體珠光體是鐵素體和滲碳體組成的機械混合物,它是共析轉變的產物,用符號P表示,珠光體的平均含碳量為0.77%.由于它是由滲碳體和鐵素體相間組成的混合物,所以其性能亦介于鐵素體和滲碳體之間,一般情況下,珠光體中的鐵素體與滲碳體一層層交替間隔,呈片狀排列.萊氏體由奧氏體和滲碳體組成的機械混合物,它是共晶轉變的產物,稱為萊氏體,用Ld表示.由于奧氏體在727℃時轉變?yōu)橹楣怏w,因此,在727℃以下,萊氏體由珠光體和滲碳體組成,叫做低溫萊氏體,用L’d表示,以區(qū)別于高溫萊氏體Ld.萊氏體的性能和滲碳體相似,硬度很高,塑性很差.鐵碳合金狀態(tài)圖中各區(qū)間的成份不同.ACD線為液相線,以上為液態(tài),用L(liquid)表示AEF固相線,在此線以下為固態(tài),與ACD線之間為固液共存狀態(tài)ES線為碳在奧氏體中的溶解度曲線,通常稱為Acm.可以看出,碳在奧氏體中溶解度1148℃時最大,在727℃時最小.GS(A3)線為奧氏體中開始析出鐵素體ECF水平線(1148℃),自然液態(tài)冷至這一溫度時,都將發(fā)生共晶轉變,故此線稱為共晶線,C點稱為共晶點PSK(A1)線,為727℃水平線,它是奧氏體發(fā)生共析轉變,形成珠光體的線,由一種固相轉變成另外兩種不同的固相,S點為共析點F鐵碳合金分類及其室溫組織3、細化晶粒，改善鋼中碳化物的形態(tài)及分布，為最終熱處理作好組織上的準備4、消除內應力，以減小變形和防止開裂常用的退火工藝完全退火不完全退火球化退火等溫退火擴散退火（均勻化退火）消除內應力退火再結晶退火正火定義將鋼加熱到AC3或ACCm以上30~50℃，保溫后用適當的速度冷卻，以得到珠光體或細小的珠光體型的索氏體組織的工藝過程，稱為正火正火的目的對于低碳鋼，退火后硬度太低，切削加工性能不好，正火時用較快的冷卻速度，能改變其顯微組織，提高硬度，改善切削性能；對于含碳量在0.25~0.5%的中碳鋼，正火能細化晶粒，使組織均勻，同時硬度也不高，切削性能良好，與退火相比成本較低，可代替退火淬火定義鋼的淬火是把鋼加熱到臨界溫度（AC1或AC3）以上所規(guī)定的溫度，保溫一定的時間，進行奧氏體化后，以超過臨界冷卻速度的冷速快速冷卻，以獲得馬氏體組織的一種熱處理工藝方法,淬火的目的一般都是為了得到馬氏體,提高鋼的機械性能,例如工模具、滾動軸承等工件的淬火就是為了得到馬氏體，以提高其硬度和耐磨性淬火的目的鋼的淬火的主要目的是把奧氏體化的工件全部淬成馬氏體，以便在適當的溫度回火之后，獲得所需要的機械性能；它能增加工件的硬度及耐磨性。它也可提高工件的強度，韌性和彈性等，如彈簧鋼等，它們的淬火是為了在隨后的回火中獲得一定的綜合機械性能。另外，淬火還能使工件獲得某些特殊的物理或化學性能，如提高不銹鋼的耐腐蝕性，增強磁鋼的永磁性等。淬火效果的兩個考核性能淬透性和淬硬性淬透性是指鋼在淬火時能夠獲得馬氏體的能力,它是鋼材本身固有的一個屬性.鋼的淬透性主要取決于其臨界冷卻速度的大小.回火定義所謂回火，就是把淬火的工件加熱到A1以下的某一溫度，保溫一定的時間，然后以一定方式冷卻的熱處理工藝由于淬火件的組織極不穩(wěn)定，內應力和脆性都很大，所以為消除淬火工件的內應力，調整硬度，改善韌性以達到所要求的綜合性能，必須對淬火件回火回火的目的

1、減少內應力及降低脆性2、調整工件的機械性能3、穩(wěn)定工件的組織和尺寸化學熱處理定義所謂化學熱處理，就是將工件放在一定的化學活性介質中加熱，使介質中的活性原子通過擴散滲入工件表層，然后通過一定的熱處理，使工件表層的化學成分和組織發(fā)生預期的變化，從而得到我們所需要的物理化學性能。常見有：滲碳、滲氮、碳氮共滲（氰化）等常用綜合熱處理工藝調質處理淬火+高溫回火相結合表面淬火強化鋼件表面的重要手段,如齒輪、凸輪、曲軸頸、閥門等金屬材料的主要性能機械性能彈性、塑性、剛度、強度、硬度、沖擊韌性、疲勞強度、斷裂韌性物理、化學及工藝性能彈性和塑性金屬材料受外力作用時產生變形，當外力去掉后能恢復其原來形狀的性能叫做彈性，這種隨著外力消失而消失的變形叫做彈性變形，其大小與外力成正比。金屬材料在外力作用下，產生永久變形而不致引起破壞的性能叫做塑性。在外力消失后留下的這部分不可恢復的變形叫做塑性變形，其大小與外力不成正比。低碳鋼拉伸時的力學性能

1.常溫、靜載試驗：L=5~10dLdFF低碳鋼標準拉伸試件安裝在拉伸試驗機上，然后對試件緩慢施加拉伸載荷，直至把試件拉斷。根據拉伸過程中試件承受的應力和產生的應變之間的關系，可以繪制出該低碳鋼的曲線。2.低碳鋼曲線分析：Oabcde試件在拉伸過程中經歷了四個階段，有兩個重要的強度指標。

ob段—彈性階段(比例極限σp彈性極限σe)bc段—屈服階段屈服點

cd段—強化階段

抗拉強度

de段—縮頸斷裂階段

pe剛度金屬材料在受力時抵抗彈性變形的能力叫剛度,它相當于引起單位變形時所需要的應力,因此,金屬材料的剛度常用彈性模數衡量,彈性模數愈大,表示在一定應力作用下發(fā)生的彈性變形愈小,也就是剛度愈大.相同材料的彈性模數差別不會很大,所以彈性模數被認為是金屬材料最穩(wěn)定的性質之一.強度強度是金屬材料在外力作用下抵抗塑性變形和斷裂的能力,按作用力性質的不同,可分為抗拉強度、抗壓強度、抗彎強度、抗剪強度和抗扭強度等，在工程上常用來表示金屬材料強度的指標有屈服強度和抗拉強度。應用舉例如下:如常用螺栓分為十級,見下圖:國家標準規(guī)定螺紋聯接件按材料的力學性能分出等級,螺栓、螺柱、螺釘的性能等級分為十級，自3.6至12.9.其中小數點前的數字代表材料的抗拉強度極限的1/100(σb/100),而小數點后的數字代表材料的屈服極限(σs或σ0.2)與抗拉強度之比(屈強比)的10倍(10σs/σb).例如性能等級4.6,其中4表示材料的抗拉強度極限為400MPa,6表示屈服極限與抗拉強度極限之比為0.6記憶σb抗拉強度=抗拔b螺母的性能等級分為七級,從4到12,數字粗略地表示螺母保證(能承受)最小應力σmin的1/100.選用時必須注意所用螺母的性能等級應不低于與其相配螺栓的性能等級硬度金屬材料抵抗更硬的物體壓入其內的能力，叫做硬度。它是材料性能的一個綜合物理量，表示金屬材料在一個小的體積范圍內抵抗彈性變形、塑性變形或破斷能力。常用有布氏硬度（HB）、洛氏硬度（HRC）、維氏硬度（HV）沖擊韌性金屬材料抵抗沖擊載荷作用下斷裂的能力叫做沖擊韌性。現常用一次擺錘彎曲沖擊試驗來測定金屬材料的沖擊韌性。疲勞強度當金屬材料在無數次重復或交變載荷作用下而不致引起斷裂的最大應力,叫做疲勞強度鋼材的應力基數為10M,即鋼材的應力循環(huán)次數達到一千萬次仍不發(fā)生疲勞破壞,就認為不會再發(fā)生疲勞破壞了斷裂韌性一般認為,零件在許用應力以下工作就不會發(fā)生塑性變形,更不會發(fā)生斷裂.然而事實并非如此,在工程中曾多次出現過應力遠低