《材料及热处理》PPT课件.pptx
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1、黑色金属材料及热处理 材料研究所目录一、钢的分类1.1、按化学成分分类1.2、按含碳量分类1.3、按品质分类1.4、按用途分类二、各类钢的力学性能2.1、碳素结构钢的力学性能2.2、低合金高强度结构钢的力学性能2.3、新旧低合金钢标准牌号对照表2.4、优质碳素结构钢力学性能2.5、合金结构钢力学性能2.6、弹簧钢力学性能2.7、合金工具钢牌号及淬火硬度值2.8、一般工程用铸造碳钢牌号及力学性能2.9、合金铸钢的牌号及力学性能2.10、球墨铸铁牌号及力学性能三、钢的热处理3.1、常用钢热处理种类及应用范围3.2、常用钢整体淬火后硬度值与钢件截面尺寸关系3.3、钢材表面强化工艺效果3.4、常用钢材
2、高频淬火硬度标准3.5、常用钢材中频淬火后回火温度及硬度3.6、常用钢材调质处理规范3.7、常用钢材退火温度及硬度3.8、常用钢材正火温度及硬度3.9、常用钢材淬火回火温度及硬度3.10、碳钢铸件退火工艺及退火后硬度3.11、碳钢铸件正火处理工艺及硬度3.12、球墨铸铁在不同热处理状态下得力学性能四、齿轮材料及热处理4.1、齿轮用钢冶金质量要求4.2、汽车、拖拉机常用钢材及热处理工艺4.3、渗碳和碳氮共渗齿轮表面碳(氮)浓度、表面硬度、表面组织及心部硬度4.4、齿轮及花键轴渗碳淬火有效硬化层标准4.5、渗碳(碳氮共渗)齿轮的心部硬度4.6、不同钢材齿轮渗氮层表面硬度4.7、常用齿轮钢材氮碳共渗
3、工艺及表面硬度4.8、齿轮模数与渗氮层深度关系五、模具的热处理5.1、冷作模具钢分类5.2、热作模具钢分类5.3、塑料模具钢分类5.4、常用冷冲模具材料选用5.5、常用冷锻模具材料5.6、冷作模具钢毛坯成批等温球化退火规范5.7、冷作模具钢常用淬火工艺规范5.8、常用冷作模具钢回火温度与硬度5.9、冷作模具钢回火脆性温度范围5.10、热作模具材料选用5.11、锤锻模用钢的淬透深度和600700时的硬度5.12、锤锻模用钢退火工艺5.13、不同尺寸模块的退火工艺规范5.14、锤锻模用钢淬火工艺5.15、锤锻模用钢的回火温度与硬度的关系5.16、热挤压模具用钢工作硬度5.17、热挤压模具钢的退火工
4、艺5.18、三种热挤压模具钢快速球化退火后的硬度5.19、热挤压模具钢的淬火工艺5.20、热挤压模具钢的回火工艺5.21、压铸铝合金用模具的淬、回火工艺5.22、塑料模具用钢的退火工艺5.23、塑料用模具的工作硬度5.24、塑料模具用钢的淬火工艺5.25、塑料模具用钢回火温度与硬度关系5.26、常用模具钢真空淬火工艺参数六、发动机有关零件材料及热处理方式七、拖拉机有关金属材料及热处理方式一、钢的分类1.1、按化学成分分类(1)碳素钢:含C、Mn、S、P、Si等元素总量不超过2.0%。(2)合金钢:含有碳素钢所含元素外,还含有其它一些元素。如Cr、Ti、Ni、Mo、V等,如果碳素钢中Mn含量超过
5、0.8%或Si超过0.5%,叫合金钢。1.2、按碳含量分类(1)低碳钢:含碳量小于0.25%。(2)中碳钢:含碳量在0.250.60%之间。(3)高碳钢:含碳量大于0.6%。1.3、按品质分类(1)普通钢:磷含量小于0.045%硫含量小于0.055%。(2)优质钢:磷含量小于0.040%硫含量小于0.040%。(3)高级优质钢:磷含量小于0.035%硫含量小于0.030%。1.4、按用途分类(1)结构钢:用于制造普通结构C0.7%。(2)工具钢:用于制造刀具、量具、模具等的钢C0.7%。(3)特殊用途钢:此类钢均具有特殊物理或化学性能,用于特殊的场合。如不锈钢、耐酸钢、磁钢等拉伸试验与冲击试验
6、牌号等级拉伸试验冲击试验屈服点s/MPa抗拉强度b/MPa伸长率5(%)温度()V型冲击吸收功(纵向)(J)钢材厚度(直径)/mm钢材厚度(直径)/mm161640406060100100150150161640406060100100150150最小值最小值最小值Q195(195)(185)3154303332Q215A215205195185175165335450313029282726B2027Q235A235225215205195185375500262524232221B2027C0D20二、各类钢的力学性能2.1、碳素结构钢的力学性能见表一表一 碳素结构钢的力学性能拉伸试验与冲
7、击试验牌号等级拉伸试验冲击试验屈服点s/MPa抗拉强度b/MPa伸长率5(%)温度()V型冲击吸收功(纵向)(J)钢材厚度(直径)/mm钢材厚度(直径)/mm161640406060100100150150161640406060100100150150最小值最小值最小值Q255A255245235225215205410550242322212019B2027Q275275265255245235225490630201918171615牌号等级屈服点S/MPa抗拉强度b/Mpa伸长率5(%)冲击吸收功AKV(纵向)/J厚度(直径、边长)/mm161635355050100+200-20-4
8、0Q295A29527525523539057023B2334Q345A34532529527547063021B2134C2234D2234E2227Q390A39037035033049065019B1934C2034D2034E2027Q420A42040038036052068018B1834C1934D1934E1927Q460C4604404204005507201734D1734E17272.2、低合金高强度结构钢的力学性能见表二表二低合金高强度结构钢的力学性能新标准GB/T15911994旧标准GB15911988Q29509MnV、09MnNb、09Mn2、12MnQ3451
9、8Nb、09MnCuPTi、10MnSiCu、12MnV、14MnNb、16Mn、16MnREQ39010MnPNbRE、15MnV、15MnTi、16MnNbQ42014MnVTiRE、15MnVNQ4602.3、新旧低合金钢标准牌号对照表见表三表三新旧低合金钢标准牌号对照表牌号试样毛坯尺寸/mm推荐热处理/力学性能钢材交货状态硬度HBS10/3000正火淬火回火b/MPas/MPa5(%)(%)AKU2/J未热处理钢退火钢08F25930295175356013110F25930315185335513715F2592035520529551430825930325195336013110
10、259303352053155137152592037522527551432025910410245255515625259008706004502752350711703025880860600490295215063179352587085060053031520455519740258608406005703351945472171874525850840600600355164039229197502583083060063037514403124120755258208206006453801335255217602581067540012352552296525810695410
11、1030255229702579071542093026922975试样820480108088073028524180试样820480108093063028524185试样820480113098063030225515Mn2592041024526551632.4、优质碳素结构钢的力学性能见表四表四 优质碳素结构钢的力学性能牌号试样毛坯尺寸/mm推荐热处理/力学性能钢材交货状态硬度HBS10/3000正火淬火回火b/MPas/MPa5(%)(%)AKU2/J未热处理钢退火钢20Mn25910450275245019725Mn2590087060049029522507120730Mn25
12、88086060054031520456321718735Mn2587085060056033518455522919740Mn2586084060059035517454722920745Mn2585084060062037515403924121750Mn2583083060064539013403125521760Mn25810695410113526922965Mn2583073543093028522970Mn25790785450830285229注:1对于直径或厚度小于25mm的钢材,热处理是在与成品截面尺寸相同的试样毛坯上进行。2表中所列正火推荐保温时间不少于30min,空冷;
13、淬火推荐保温时间不少于30min,70、80和85钢油冷,其余钢水冷;回火推荐保温时间不少于1h。钢组序号牌号试 样毛 坯尺 寸/mm热处理力学性能钢材退火或高温回火供应状态布氏硬度HBS10/3000淬火回火抗拉强度b/MPa屈服点s/MPa断后伸长 率 5(%)断面收缩 率(%)冲击吸收功AKU2/J加热温度/冷却剂加热温度/冷却剂第 一次 淬火第 二次 淬火Mn120Mn215850水、油200水、空785590104047187880水、油440水、空230Mn225840水500水785635124563207335Mn225840水500水835685124555207440Mn2
14、25840水、油540水885735124555217545Mn225840油550水、油885735104547217650Mn225820油550水、油93078594039229MnV720MnV15880水、油200水、空785590104055187SiMn827SiMn25920水450水、油980835124039217935SiMn25900水570水、油8857351545472291042SiMn25880水590水885735154047229SiMnMoV1120SiMn2MoV试样900油200水、空13801045552691225SiMn2MoV试样900油200
15、水、空14701040472691337SiMn2MoV25870水、油650水、空980835125063269B1440B25840水550水7856351245552071545B25840水550水8356851245472171650B20840油600空7855401045392072.5、合金结构钢力学性能见表五 表五 合金结构钢力学性能钢组序号牌号试 样毛 坯尺 寸/mm热处理力学性能钢材退火或高温回火供应状态布氏硬度HBS10/3000淬火回火抗拉强度b/MPa屈服点s/MPa断后伸长 率 5(%)断面收缩 率(%)冲击吸收功AKU2/J加热温度/冷却剂加热温度/冷却剂第 一
16、次 淬火第 二次 淬火MnB1740MnB25850油500水、油9807851045472071845MnB25840油500水、油103083594039217MnMoB 1920MnMoB15880油200油、空1080885105055207MnVB2015MnVB15860油200水、空8856351045552072120MnVB15860油200水、空10808851045552072240MnVB25850油520水、油980785104547207MnTiB2320MnTiB15860油200水、空11309301045551872425MnTiBRE试样860油200水、空
17、1380104047229Cr2515Cr15880780820水、油200水、空7354901145551792615CrA15880770820水、油180油、空6854901245551792720Cr15880780820水、油200水、空8355401040471792830Cr25860油500水、油8856851145471872935Cr25860油500水、油9307351145472073040Cr25850油520水、油980785945472073145Cr25840油520水、油1030835940392173250Cr25830油520水、油108093094039
18、229CrSi3338CrSi25900油600水、油980835125055255CrMo3412CrMo30900空650空41026524601101793515CrMo30900空650空440295226094179钢组序号牌号试 样毛 坯尺 寸/mm热处理力学性能钢材退火或高温回火供应状态布氏硬度HBS10/3000淬火回火抗拉强度b/MPa屈服点s/MPa断后伸长 率 5(%)断面收缩 率(%)冲击吸收功AKU2/J加热温度/冷却剂加热温度/冷却剂第 一次 淬火第 二次 淬火CrMo3620CrMo15880水、油500水、油8856851250781973730CrMo2588
19、0水、油540水、油9307851250632293830CrMoA15880油540水、油9307351250712293935CrMo25850油550水、油9808351245632294042CrMo25850油560水、油1080935124563217CrMoV4112CrMoV30970空750空4402252250782414235CrMoV25900油630水、油10809301050712414312Cr1MoV30970空750空4902452250711794425Cr2MoVA25900油640空9307851455632414525Cr2Mo1VA251040空70
20、0空735590165047241CrMoAl 4638CrMoAl30940水、油640水、油980835145071229CrV4740CrV25880油650水、油8857351050712414850CrVA25860油500水、油128011301040255CrMn4915CrMn15880油200水、空7855901250471795020CrMn15850油200水、空9307351045471875140CrMn25840油550水、油98083594547229CrMnSi5220CrMnSi25880油480水、油7856351245552075325CrMnSi2588
21、0油480水、油10808851040392175430CrMnSi25880油520水、油1080885104539229钢组序号牌号试 样毛 坯尺 寸/mm热处理力学性能钢材退火或高温回火供应状态布氏硬度HBS10/3000淬火回火抗拉强度b/MPa屈服点s/MPa断后伸长 率 5(%)断面收缩 率(%)冲击吸收功AKU2/J加热温度/冷却剂加热温度/冷却剂第一次淬火第 二次 淬火CrMnSi5530CrMnSiA25880油540水、油10808351045392295635CrMnSiA试样加热到880,于280310等温淬火1620128094031241试样950890油230空、
22、油CrMnMo5720CrMnMo15850油200水、空11808851045552175840CrMnMo25850油600水、油980785104563217CrMnTi5920CrMnTi15880870油200水、空10808501045552176030CrMnTi试样880850油200水、空147094047229CrNi6120CrNi25850水、油460水、油7855901050631976240CrNi25820油500水、油9807851045552416345CrNi25820油530水、油9807851045552556450CrNi25820油500水、油108
23、0835840392556512CrNi215860780水、油200水、空7855901250632076612CrNi315860780油200水、空9306851150712176720CrNi325830水、油480水、油9307351155782416830CrNi325820油500水、油980785945632416937CrNi325820油500水、油11309801050472697012Cr2Ni415860780油200水、空10808351050712697120Cr2Ni415880780油200水、空11801080104563269CrNiMo 7220CrNi
24、Mo15850油200空98078594047197钢组序号牌号试样毛坯尺寸/mm热处理力学性能钢材退火或高温回火供应状态布氏硬度HBS10/3000淬火回火抗拉强度b/MPa屈服点s/MPa断后伸长 率 5(%)断面收缩 率(%)冲击吸收功AKU2/J加热温度/冷却剂加热温度/冷却剂第 一次 淬火第 二次 淬火CrNiMo 7340CrNiMoA25850油600水、油980835125578269CrMnNiMo7418CrMnNiMoA15830油200空1180885104571269CrNiMoV7545CrNiMoVA试样860油460油1470133073531269CrNiW7
25、618Cr2Ni4WA15950850空200水、空11808351045782697725Cr2Ni4WA25850油550水、油1080930114571269注:1表中所列热处理温度允许调整范围:淬火15,低温回火20,高温回火50。2 硼钢在淬火前可先经正火,正火温度应不高于其淬火温度,铬锰钛钢第一次淬火可用正火代替 3 拉伸试验时试样钢上不能发现屈服,无法测定屈服点s情况下,可以测规定残余伸长应力r0.2牌号热处理制度力学性能淬火温度/淬火剂回火温度/屈服点s抗拉强度b伸长率(%)断面收缩率(%)MPas1065840油50078498093570830油48083310298308
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