汽车材料黑色金属节PPT学习教案.pptx
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1、会计学1汽车汽车(qch)材料黑色金属节材料黑色金属节第一页,共46页。2.6 合合 金金 钢钢1.合金钢分类(1)按用途分类合金结构钢 合金结构钢用于制造各种机械零件和工程(gngchng)结构件。合金工具钢 合金工具钢用于制造各种工具。特殊性能钢 特殊性能钢是指具有一些特殊性能的钢(2)按合金元素总含量分类低合金钢 低合金钢的合金元素总含量Me10%一、合金钢的分类(fn li)及编号第1页/共46页第二页,共46页。一、合金钢的分类一、合金钢的分类一、合金钢的分类一、合金钢的分类(fn li)(fn li)及编号及编号及编号及编号n n(1 1)低合金高强度结构钢)低合金高强度结构钢n
2、n 低合金高强度结构钢的牌号是用代表屈服强度的汉语字低合金高强度结构钢的牌号是用代表屈服强度的汉语字母母“Q”“Q”、屈服强度值(单位、屈服强度值(单位MPaMPa)、质量等级符号()、质量等级符号(A A、B B、C C、DD、E E)三个部分按顺序排列。)三个部分按顺序排列。n n(2 2)合金结构钢)合金结构钢n n 除了除了(ch le)(ch le)低合金高强度结构钢外,其它合金结构钢低合金高强度结构钢外,其它合金结构钢的牌号由三部分组成,即两位数字的牌号由三部分组成,即两位数字+元素符号元素符号+数字。数字。n n(3 3)合金工具钢)合金工具钢n n 合金工具钢中的平均含碳量合金
3、工具钢中的平均含碳量1%1%1%时,不标注含碳量。时,不标注含碳量。n n(4 4)滚动轴承钢)滚动轴承钢n n 高碳铬轴承钢,在牌前冠以高碳铬轴承钢,在牌前冠以“G”“G”符号。当含碳量小于符号。当含碳量小于1%1%时,在时,在“G”“G”符号前用一位数字表示含碳量的千分数;当符号前用一位数字表示含碳量的千分数;当含碳量大于含碳量大于%时,不标注含碳量。含铬量用千分数表示时,不标注含碳量。含铬量用千分数表示(两位数)。(两位数)。第2页/共46页第三页,共46页。第3页/共46页第四页,共46页。2.6 2.6 合合合合 金金金金 钢钢钢钢1、合金元素在钢中存在形式(1)强化铁素体 合金元素
4、溶入铁素体后,引起铁素体晶格畸变(jbin),另外合金元素还易分布在晶体缺陷处,使位错移动困难,从而提高了钢的塑性变形抗力,产生固溶强化,使铁素体的强度、硬度提高,但塑性、韧性都有下降趋势。(2)形成合金碳化物 钢中形成的合金碳化物的类型主要有:合金渗碳体和特殊碳化物。二、合金元素(yun s)在钢中的作用第4页/共46页第五页,共46页。2.6 2.6 合合合合 金金金金 钢钢钢钢2、合金元素在钢中的作用 合金元素在钢中可以两种形式存在:一是溶解于碳钢原有的相中,另一种是形成某些碳钢中所没有的新相。在一般的合金化理论中,按与碳亲合力的大小,可将合金元素分为碳化物形成元素与非碳化物形成元素两大
5、类。常用的合金元素有以下几种:非碳化物形成元素:Ni、Co、Cu、Si、Al、N、B;碳化物形成元素:Mn、Cr、Mo、W、V、Ti、Nb、Zr。此外(cwi),还有稀土元素,一般用符号Re表示。二、合金(hjn)元素在钢中的作用第5页/共46页第六页,共46页。2.6 2.6 合合 金金 钢钢3、合金元素对钢的热处理影响(1)合金元素对钢加热(ji r)时转变影响(2)合金元素对钢冷却转变的影响(3)合金元素对淬火钢回火转变的影响二、合金(hjn)元素在钢中的作用第6页/共46页第七页,共46页。2.6 2.6 合合 金金 钢钢4、合金元素对钢的机械和工艺性能的影响(1)合金元素对强度的影响
6、 强度是金属材料最重要的性能指标之一,使金属材料的强度提高的过程称为强化。强化是研制结构材料的主要目的。金属的强度一般是指金属对塑性变形的抗力。金属强化一般有以下几种方式:固溶强化 细晶强化 弥散强化(2)合金元素对塑性和韧性的影响(3)合金元素对钢的工艺性能的影响 合金元素对铸造性能的影响 合金元素对锻造(dunzo)性能的影响 合金元素对焊接性能的影响 合金元素对切削性能的影响二、合金元素(yun s)在钢中的作用第7页/共46页第八页,共46页。2.6 2.6 合合合合 金金金金 钢钢钢钢1、低合金高强度结构钢 低合金高强度结构钢是结合我国资源条件发展起来的钢种,是在碳素结构钢的基础上,
7、加入少量的合金元素发展起来的,原称普通低合金钢。它是低碳结构钢,合金元素总量在3以下,以Mn为主要(zhyo)元素。与碳素结构钢相比有较高强度,足够的塑性、韧性,良好的焊接工艺性能,较好的耐腐蚀性和低的冷脆转变温度。低合金高强度结构钢可按屈服极限分295、345、390、420、460N/mm2五个强度等级,其中295390N/mm2级的应用最广。三、合金(hjn)结构钢第8页/共46页第九页,共46页。三、合金三、合金(hjn)结构结构钢钢第9页/共46页第十页,共46页。2.6 2.6 合合 金金 钢钢2、合金渗碳钢 合金渗碳钢主要用来制造工作中承受较强烈的冲击作用和磨损条件下的渗碳零件。
8、例如,制作承受动载荷和重载荷的汽车变速箱齿轮、汽车后桥齿轮和内燃机里的凸轮轴、活塞销等。这类钢经渗碳、淬火和低温回火后表面具有高的硬度和耐磨性,心部具有较高的强度和足够(zgu)韧性的零件。合金渗碳钢可按淬透性分为低淬透性、中淬透性及高淬透性钢三类。三、合金(hjn)结构钢第10页/共46页第十一页,共46页。2.6 合合合合 金金金金 钢钢钢钢3、合金调质钢 合金调质钢指调质处理后使用的合金结构钢,其基本性能是具有良好的综合力学性能。调质钢广泛用于制造汽车、拖拉机、机床和其他机器上如齿轮、轴类件、连杆、高强螺栓等重要零件。大多承受多种和较复杂的工作载荷,要求具有高水平的综合力学性能。性能上要
9、求:高的屈服强度及疲劳极限和良好的韧性塑性,即要求综合的力学性能。局部表面(biomin)要求一定的耐磨性。好的淬透性。三、合金(hjn)结构钢第11页/共46页第十二页,共46页。2.6 合合合合 金金金金 钢钢钢钢3、合金调质钢 调质钢的合金化经历了一个由单一元素到多元素复合加入发展过程,从4040Mn40CrMn40CrMnMo或4040Cr40CrNi40CrNiMo发展,合金元素主要作用(zuyng)是:提高淬透性 固溶强化 防止第二类回火脆性 细化晶粒 我国常用调质钢按照淬透性的高低,大致分为三类:低淬透性调质钢中淬透性调质钢高淬透性调质钢 三、合金(hjn)结构钢第12页/共46
10、页第十三页,共46页。2.6 合合合合 金金金金 钢钢钢钢4、合金弹簧钢 弹簧是机器、车辆和仪表及生活中的重要零件,主要在冲击、振动、周期性扭转和弯曲等交变应力下工作,弹簧工作时不允许产生(chnshng)塑性变形,因此要求制造弹簧的材料具有较高的强度。5、滚动轴承钢 滚动轴承钢是制造各种滚动轴承的滚珠、滚柱、滚针的专用钢,也可做其他用途,如形状复杂的工具、冷冲模具、精密量具以及要求硬度高、耐磨性高的结构零件。三、合金(hjn)结构钢第13页/共46页第十四页,共46页。2.6 2.6 合合 金金 钢钢合金工具钢按用途(yngt)分为合金刃具钢、合金模具钢、合金量具钢。1、合金刃具钢 刃具钢是
11、用来制造各种切削刀具的钢,如车刀、铣刀、钻头等,合金工具钢需具备如下性能:高的硬度、高耐磨性、高的红硬性(红硬性是指钢在高温下保持高硬度的能力)、一定的韧性和塑性。(1)低合金刃具钢(2)高速钢2、合金模具钢(1)冷作模具钢(2)热作模具钢3、合金量具钢 四、合金(hjn)工具钢第14页/共46页第十五页,共46页。2.6 2.6 合合合合 金金金金 钢钢钢钢特殊性能钢是指具有特殊的物理、化学性能的钢。其种类较多,常用的特殊性能钢有不锈钢、耐热钢和耐磨钢。1、不锈钢 在腐蚀性介质中具有抗腐蚀能力的钢,一般称为不锈钢。2、耐热钢 耐热钢是抗氧化钢和热强钢的总称。3、耐磨钢 耐磨钢是指在冲击(ch
12、ngj)和磨损条件下使用的高锰钢。五、特殊(tsh)性能钢第15页/共46页第十六页,共46页。复习复习(fx)与练习与练习7n n一、填空题n n1.高速工具钢经高温淬火加多次回火后,具有很高的 和较好的 。n n2.不锈钢按其金相显微组织(zzh)不同,常用的有以下三类:、奥氏体型不锈钢。n n3.高速钢刀具在切削温度达600时仍能保持 n n 和 。n n4.合金钢按主要质量等级分为 钢和 n n 钢。第16页/共46页第十七页,共46页。复习复习(fx)与练习与练习7n n二、判断题n n1.高锰钢加热到1000-1100,淬火后可获得单相马氏体组织。n n2.1Cr18Ni9钢是一种
13、马氏体不锈钢。n n3.5CrNiMo钢是合金(hjn)结构钢。n n5.20CrMnTi钢是合金(hjn)调质钢。n n6.GCr15是专用的合金(hjn)工具钢。n n7.高速钢回火后硬度会增加。n n8.W18Cr4V钢是不锈钢。第17页/共46页第十八页,共46页。复习复习(fx)与练习与练习7n n三、简答题n n1.指出下列牌号是哪种钢?其含碳量约多少?n n 20、9siCr、40Cr、5CrMnMon n2.试说明下列合金钢的名称及其主要(zhyo)用途。n nW18Cr4V、5CrNiMon n3.指出下列牌号是哪类钢?其含碳量约多少?n n T9A、GCr15、30、20C
14、rn n4.合金元素在钢中主要(zhyo)作用有哪些?n n5.试说明下列牌号的名称。n n1Cr18Ni9、2Cr13、ZGMn13-1、4Cr9si12第18页/共46页第十九页,共46页。n n含碳量大于2.11%的铁碳合金称为铸铁。n n铸铁与钢的主要区别是铸铁的含碳硅量较高,杂质元素S、P含量(hnling)较多,在加工手段上铸铁制成零件毛坯只能用铸造方法,不能用锻造或轧制方法。n n铸铁的机械性能(抗拉强度、塑性、韧性)较低,但是由于铸铁具有优良的铸造性能、可切削加工性、耐磨性、吸振性、生产工艺简单、成本低廉等特点,因此被广泛地应用于机械制造、冶金、矿山、石油化工、交通运输、建筑和
15、国防生产部门,典型的应用是制造机床的床身、内燃机的汽缸、汽缸套、曲轴等。2.7 铸铸 铁铁第19页/共46页第二十页,共46页。2.7 2.7 铸铸铸铸 铁铁铁铁1、铸铁的特点(1)成分与组织的特点 铸铁与碳钢相比较,除了有较高的碳、硅含量外,还有较高含量的杂质硫和磷。由于铸铁中的碳主要(zhyo)是以石墨的形态存在,所以铸铁的组织是由金属基体和石墨所组成的。一、铸铁的特点(tdin)和分类第20页/共46页第二十一页,共46页。2.7 2.7 铸铸铸铸 铁铁铁铁1、铸铁的特点(2)铸铁的性能特点 铸铁的抗拉强度、塑性和韧性(rn xn)都要比碳钢低。一般说来,石墨的数量越少,分布越分散,形状
16、越接近球形,则铸铁的强度、塑性和韧性(rn xn)越高。一、铸铁的特点(tdin)和分类第21页/共46页第二十二页,共46页。2.7 2.7 铸铸铸铸 铁铁铁铁1、铸铁的特点(2)铸铁的性能特点 虽然铸铁的机械性能不如钢,但由于石墨的存在(cnzi),却赋予铸铁许多为钢所不及的特殊性能:石墨造成脆性切削,铸铁的切削加工性能优异。铸铁的铸造性能良好,铸件凝固时形成石墨产生的膨胀,减少铸件体积的收缩,降低铸件中的内应力。石墨有良好的润滑作用,并能储存润滑油,使铸件有很好的耐磨性能。石墨对振动的传递起削弱作用,使铸铁有很好的抗振性能。大量石墨的割裂作用,使铸铁对缺口不敏感。一、铸铁(zhti)的特
17、点和分类第22页/共46页第二十三页,共46页。2.7 2.7 铸铸铸铸 铁铁铁铁2、铸铁的分类根据铸铁中的碳在结晶过程中的析出状态以及凝固后断面颜色(yns)的不同,铸铁可分为以下几类:(1)白口铸铁(2)灰铸铁(3)球墨铸铁(4)蠕墨铸铁(5)可锻铸铁(6)特殊性能铸铁一、铸铁(zhti)的特点和分类第23页/共46页第二十四页,共46页。2.7 2.7 铸铸铸铸 铁铁铁铁二、灰铸铁1、灰铸铁的片状石墨、灰铸铁的片状石墨(shm)形态形态第24页/共46页第二十五页,共46页。2.7 2.7 铸铸铸铸 铁铁铁铁二、灰铸铁2、灰铸铁的化学成分和组织、灰铸铁的化学成分和组织(zzh)特征特征第
18、25页/共46页第二十六页,共46页。2.7 2.7 铸铸铸铸 铁铁铁铁二、灰铸铁3、灰铸铁的牌号、灰铸铁的牌号(piho)第26页/共46页第二十七页,共46页。2.7 2.7 铸铸铸铸 铁铁铁铁二、灰铸铁3、灰铸铁的牌号、灰铸铁的牌号(piho)第27页/共46页第二十八页,共46页。2.7 2.7 铸铸铸铸 铁铁铁铁二、灰铸铁4、灰铸铁的性能、灰铸铁的性能(1)灰铸铁的组织对性能的影响)灰铸铁的组织对性能的影响 通常灰铸铁铸态的基体组织都是珠光体铁素体组织。通常灰铸铁铸态的基体组织都是珠光体铁素体组织。灰铸铁的抗拉强度、塑性和韧性都低于碳素钢,特别是塑灰铸铁的抗拉强度、塑性和韧性都低于碳
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