机械零件常用材料.ppt

机械零件的常用材料机械零件的常用材料1 1 一、普通碳素结构钢一、普通碳素结构钢 普通碳素结构钢（简称普碳钢）是一种属于普通用途、适合大量生产的热轧碳素钢。这类钢一般都是在碱性平炉或在侧吹碱性（或酸性）转炉中熔炼出来的，钢中硫、磷杂质及非金属夹杂物含量较大，质量较低；但其特点是：生产量大，价格低廉，并具有一定的机械性能，通常均在热轧供应状态下直接使用，很少经过热处理。这类钢主要是供桥梁、船舶和建筑工程上制作各种承受静载荷的金属结构件；在机械制造上，一些不太重要、不需热处理的机械零件和一般焊接结构件也常常用它来制造，所以它是一种用途广泛、消耗量非常大的工程用钢。2 2 普碳钢按照所保证的技术条件分为甲、乙、特三类：1、甲类钢、甲类钢 它是按机械性能供应的钢，它是工业上应用最为广泛的一种普碳钢。这种钢按照冶炼方法的不同，可分为平炉钢（代表符号“A”）、碱性空气转炉钢（代表符号“AJ”）、氧气转炉钢（代表符号“AY”）三种。这类钢只保证力学性能，一般用作机械结构材料和建筑材料。甲类钢的钢号按顺序号“17”号，分为七个基本钢号，钢的号码愈大，其强度就愈高，但塑性也就愈低。例如：A1F，A3，A3F等。3 3 A1和A2有比较高的伸长率，用来制造炉撑、地脚螺丝、铆钉、犁板等。A3用作建筑结构、桥梁等用的钢材，如三角钢、工字钢、槽钢、垫板、起重用的铁链等。A4到A5有相当高的强度和硬度，伸长率也相当大，是一般机械制造上的主要材料，用来制造各种机件，如拉杆、螺丝、钩子、套环、轴、连杆、销子等。用做建筑材料的螺纹钢、工字钢、槽钢等，在交通部门用作钢轨、鱼尾板等。A6到A7伸长率低，抗拉强度高且耐磨性好。用作农业机械的机件，如拖拉机轴、刈草机和拔麻机的轴、犁镜等。4 4 2、乙类钢、乙类钢 乙类钢是按化学成分供应的钢。和甲类钢一样，这类钢按冶炼方法也可分为平炉钢（代表符号“B”）、碱性空气转炉钢（代表符号“BJ”）、氧气转炉钢（代表符号“BY”）三种。这类钢只保证化学成分，不保证机械性能，故过去一般多仅用做日常用具，不做机械零件。但实践证明甲类钢和乙类钢实际上是比较接近的，在生产时有时可以互换使用；因此，近年来这种钢在工业上的应用也相当广泛。每种钢的钢号按顺序号“17”号，也分为七个基本钢号，钢的号码愈大，其含碳量也就愈多。例如：B1F，B3，B3F等。5 5 B1到到B3属于极软钢类，一般都可以用沸属于极软钢类，一般都可以用沸腾钢来冶炼，用来做铁丝、铁钉、铆钉、钢板、腾钢来冶炼，用来做铁丝、铁钉、铆钉、钢板、薄铁皮、铁管等。这些材料还普遍用作日常生活薄铁皮、铁管等。这些材料还普遍用作日常生活用具，如用来做铁烟囱、茶壶、罐头筒等。打谷用具，如用来做铁烟囱、茶壶、罐头筒等。打谷机的压碎器、犁片等也是用这些钢来做。机的压碎器、犁片等也是用这些钢来做。B4到到B5属于软钢范围内，用来做铸钢件、属于软钢范围内，用来做铸钢件、建筑材料、普通机件，如三角钢、钢筋、工字钢、建筑材料、普通机件，如三角钢、钢筋、工字钢、一般用的轴、各种零件等。一般用的轴、各种零件等。B6到到B7属于半硬类钢，含碳属于半硬类钢，含碳0.40.5%的用来制造车轮、钢轨等。含碳的用来制造车轮、钢轨等。含碳0.50.6%的用的用来制造工具、弹簧、钢轨、拖拉机的犁、耕耘机来制造工具、弹簧、钢轨、拖拉机的犁、耕耘机的锄齿等。的锄齿等。6 6 3、特类钢、特类钢 特类钢是按机械性能及化学成分共同保证供应的钢，这类钢按冶炼方法分为平炉钢（代表符号“C”）、碱性空气转炉钢（代表符号“CJ”）、氧气转炉钢（代表符号“CY”）三种，它的钢号按顺序号“25”号，分为四个基本钢号，钢的号码愈大，其含碳量和强度均相应提高。例如：C2，C3等。C2相当于1015号优质碳素钢；C3相当于1520号优质碳素钢；7 7 C4相当于2530号优质碳素钢；C5相当于3540号优质碳素钢。由于这类钢保证的指标较多、较严格，因而它的成本也较甲类钢和乙类钢为高。它和优质碳素钢的区别，在于其硫、磷含量较高，因而其性能、质量也较优质钢稍次。这类钢主要用于建筑、桥梁工程上制作质量要求较高的焊接结构件。在机械制造上很少用这种钢。因为，如果热处理或性能要求较高的机械零件，就直接采用优质碳素钢。8 8新标准规定的牌号表示方法新标准规定的牌号表示方法1、牌号表示方法、牌号表示方法 钢的牌号由代表屈服强度的字母、屈服强度值、质量等级符号、脱氧方法符号等四个部分顺序组成。例如：Q235A.F2、符号的表示意义、符号的表示意义 Q钢材屈服点“屈”字汉语拼音首位字母；235屈服强度 A、B、C、D分别为质量等级代号；9 9 F沸腾钢沸腾钢“沸沸”字汉语拼音首位字母；字汉语拼音首位字母；b半镇静钢半镇静钢“半半”字汉语拼音首位字母；字汉语拼音首位字母；Z镇静钢镇静钢“镇镇”字汉语拼音首位字母；字汉语拼音首位字母；TZ特殊镇静钢特殊镇静钢“特镇特镇”两字汉语拼音首两字汉语拼音首位字母；位字母；在牌号组成表示方法中，在牌号组成表示方法中，“Z”与与“TZ”代代号予以省略。号予以省略。10101111二、优质碳素结构钢二、优质碳素结构钢 优质碳素结构钢是一种应用极为广泛的机械制造用钢。它和普通碳素钢的区别是：钢中所含硫、磷有害杂质及非金属夹杂物都较少，质地比较纯净、均匀，机械性能较为优良，表面质量也较好，故此称为优质碳素钢。这类钢交货时，既保证钢的化学成分，又保证钢的机械性能；价格也比较便宜，所以它在机械制造工业以及其它工业部门都得到了广泛的应用，是制造各种机械产品、大小结构部件的主要钢种。1212 1、低碳钢、低碳钢 含碳量0.25%的钢，包括：05F、08F、08、10F、15F、10、15、20F、20、25和15Mn、20Mn、25Mn等13个钢号。2、中碳钢、中碳钢 含碳量0.300.60%的钢，包括：30、35、40、45、50、55、60和30Mn、35Mn、40Mn、45Mn、50Mn、60Mn等13个钢号。3、高碳钢、高碳钢 含碳量0.60%的钢，包括：65、70、75、80、85、65Mn和70Mn等7个钢号。1313常用优质碳素结构钢的特性及用途：常用优质碳素结构钢的特性及用途：20 是一种常用的低碳渗碳钢。用于制造受力不大、行政监督、但韧性要求较高或焊接性能要求较好的中小结构件，如螺钉、螺栓、拉杆、垫圈、起重钩、焊接容器等。35有较好的塑性和适当的强度，可切削性好，焊接性尚可（当含碳量为上限时焊接性能不良），一般不作焊接件。广泛用来制作截面较小，承受较大负荷的机械零件，如：曲轴、转轴、轴销、杠杆、连杆、横梁、星轮、钩环、垫圈等。1414 45是一种最常用的中碳调质结构钢。其特点是强度较高、塑性及韧性尚好，可切削性优良，经调质处理后，它的综合力学性能，即强度与韧性的配合比其它中碳调质钢要好；但其淬透性较低，水中淬火时有裂纹倾向。主要用于强度要求较高的机械运动零件。如：叶轮、活塞、齿轮、齿条、连接杆、蜗杆、销子、传动轴等。1515三、合金结构钢三、合金结构钢 合金结构钢和碳素结构钢一样，都是用于制造机械结构零件用的钢。作为机械制造用钢，众所周知。合金结构钢的性能是优于碳素结构钢的。这是因为合金结构钢是在碳素结构钢的基础上，从改善和提高钢的各项性能的目的出发，特意加入一种或多种合金元素而发展起来的钢种。由于合金元素的作用，就使合金结构钢不仅比碳素结构钢的强度高、韧性好、更耐磨损；更为重要的，还在于使它具有高的淬透性。合金结构钢一般都要经过热处理，才有实用价值，所以，机械制造上，凡属需要高强度、高韧性的重要零件或形状复杂、截面尺寸较大的零件，一般都应该采用合金结构钢来制造，才能达到要求。1616常用低合金结构钢的特性及用途：常用低合金结构钢的特性及用途：16Mn是我国使用最早、生产量最大的低合金钢种。它具有良好的综合力学性能、焊接性能及低温冲击韧性，冷冲压及可切削性均好，和A3钢相比，成分上仅多了一点锰，除具有同样好的塑性和焊接性外，屈服强度提高50%左右，耐大气腐蚀约提高2038%，低温冲击韧性也比A3钢优越；但其缺口敏感性较碳钢大，在有缺口存在时，疲劳强度比A3钢低，且易产生裂纹，故在加工时应引起注意。1717常用合金结构钢的特性及用途：常用合金结构钢的特性及用途：40Cr 是一种最常用的合金调质结构钢，抗拉强度、屈服强度及淬透性均高，用来制造具有高的表面硬度及耐磨性而无很大冲击的零件，如：齿轮、轴、主轴、套筒、心轴、销子、连杆、螺钉等。35CrMo具有很高的静力强度、冲击韧性及较高的疲劳极限，淬透性比40Cr高，适用于高负荷下工作的重要结构件，特别是受冲击、震动、弯曲、扭转负荷的机件，如：发动机传动机件、大电机轴、曲轴、连杆、紧固件等。1818 42CrMo特性与用途与35CrMo相近，但其强度和淬透性较高。这种钢主要用来制作较35CrMo钢强度更高或调质断面更大的锻件，如：机车牵引用的大齿轮、发动机气缸、受负荷极大的连杆、时有深井钻杆接头等。20Cr2Ni4用来制造渗碳零件，如：轴承1919四、易切削钢四、易切削钢 机械性能较低，适合在自动机床上成批生产一般紧固件和标准件。标注：Y12、Y12Pb、Y15、Y20、Y30、Y35、Y40Mn等。五、弹簧钢五、弹簧钢 专门用于制造弹簧的工业用钢，分冷轧弹簧钢和热轧弹簧钢。有17个钢号，最常用的就是65Mn强度、硬度、弹性和淬透性都较高，用来制造螺旋弹簧、板簧、弹簧片、冷拉钢丝、发条等。2020六、滚动轴承钢六、滚动轴承钢 GCr15具有高而均匀的硬度和耐磨性；高的弹性极限和接触疲劳强度；适当的韧性和淬透性；在大气和润滑油中具有一定的抗蚀性。七、碳素工具钢七、碳素工具钢 简称碳工钢，含碳量在0.651.35%之间，专用于制作工具的高碳钢。特点是：1、热处理后可以得到高的硬度和较好的耐磨性。2、退火状态下硬度适中，具有较好的可切削性。3、原材料易得，生产成本低。如：T7、T8、T9、T10 2121八、合金工具钢、高速工具钢等八、合金工具钢、高速工具钢等 用于制作车刀。九、不锈钢九、不锈钢 0Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni9Ti等2222十、灰铁（灰口铸铁）十、灰铁（灰口铸铁）新旧牌号对比新旧牌号对比2323 2424 2525十一、球墨铸铁件十一、球墨铸铁件 新旧牌号对比26262727十二、碳素铸钢件十二、碳素铸钢件 新旧牌号对比2828