1.2 常见钢铁材料(课件）-《机械加工技术》同步教学（北京理工大学出版社）

第1章 基础知识 1.1 机械识图的基础知识 1.2 常见钢铁材料 1.3 常用工具和量具 1.4 切削加工知识 1.5 机械设备安全知识 1.6 实训场地9S管理 返回 1.2 常见钢铁材料 １.２.１　常用钢铁材料 钢铁材料是指钢和铸铁。工业用钢按化学成分可分为碳素钢和合金钢两大类。碳素钢是碳的质量分数小于２.１１％的铁碳合金。合金钢是为了改善和提高碳素钢的性能或使之获得某些特殊性能，在碳素钢的基础上，特意加入某些合金元素而得到的以铁为基础的多元合金。合金钢的性能比碳素钢更加优良，因此合金钢的用量逐年增大。 １.钢 碳素钢是以铁和碳为主要元素而组成，常含有硅、锰、硫、磷等杂质成分。由于这类钢容易冶炼、价格低廉、工艺性好，在机械制造业中得到了广泛的应用，参见表１－２０。 下一页 返回 1.2 常见钢铁材料 ２.铸铁 常用铸铁是以铁和碳为主的合金，其碳的质量分数大于２.１１％，此外还含有硅、锰、硫等元素。因为铸铁生产方法简便，成本低廉，性能优良，所以成为人类最早使用和广泛使用的金属材料之一。根据碳在铸铁中存在形式及石墨形态的不同，将铸铁分为灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、蠕墨铸铁、合金铸铁等。常用铸铁的牌号、种类和用途见表１－２２。 １.２.２　钢铁材料的鉴别 １.火花鉴别法 火花鉴别法是指利用钢铁在砂轮机上磨削过程中出现的各种不同的火花形态来区别材料的方法。 上一页 下一页 返回 1.2 常见钢铁材料 火花由火花束、流线、节点、爆花、尾花组成。火花束指被测材料在砂轮上磨削时产生的全部火花，常由根部、中部、尾部组成；流线指线条状的火花。每条流线都由节点、爆花和尾花组成；节点就是流线上火花爆裂的原点，呈明亮点；爆花是节点处爆裂的火花，由许多小流线（芒线）及点状火花（花粉）组成；尾花指流线尾部的花，根据钢的化学成分的不同，尾花的形状也不同，常为狐尾尾花、枪尖尾花、菊花状尾花、羽状尾花等。 钢铁的火花形态与化学成分有关，常用钢材和铸铁的火花形态如图１－８所示。碳钢中随着含碳量的提高，火花的流线（线条状光亮火花）逐渐增多，长度变短，粗度变细，而火花爆裂的花数和花粉逐渐增多［图１－８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）］； 上一页 下一页 返回 1.2 常见钢铁材料 灰铸铁虽然含碳量?，但碳主要以石墨形式存在，且铸铁中的硅抑制火花爆裂，故火花中的爆花数目很少，且流线短而粗，流线量不多［图１－８（ｄ）］。高速钢中因有大量的钨，整个火花呈暗红色，无火花爆裂，流线首端为断续流线，尾端流线略有膨胀呈狐尾花［图１－８（ｅ）］。火花鉴别法简便实用，常用来区别成分不同的材料。 ２.色标鉴别 在生产中，为了表明金属材料的牌号、规格等，需要在材料上做一定的标记，常用的标记方法有涂色、打印、挂牌等。金属材料的涂色标志是表示钢种、钢号的颜色，涂在材料一端的端面或外侧。成捆交货的钢应涂在同一端的端面上，盘条则涂在卷的外侧。具体的涂色方法在有关标准中做了详细的规定，生产中可以根据材料的色标对钢铁材料进行鉴别。 上一页 下一页 返回 1.2 常见钢铁材料 ３.断口鉴别 材料或零部件因受某些物理、化学或机械因素的影响而导致破断所形成的自然表面称为断口。生产现场常根据断口的自然形态来断定材料的韧脆性，也可据此判定相同热处理状态的材料含碳量的高低。若断口呈纤维状、无金属光泽、颜色发暗、无结晶颗粒且边缘有明显的塑性变形特征，则表明钢材具有良好的塑性和韧性，含碳量较低；若材料断口齐平、呈银灰色、具有明显的金属光泽和结晶颗粒，则表明材料金属脆性断裂；而过共析钢或合金钢经淬火及低温回火后，断口常呈亮灰色，具有绸缎光泽，类似于细瓷器断口特征。 上一页 下一页 返回 1.2 常见钢铁材料 ４.音响鉴别 生产现场有时也采用敲击辨音来区分材料。例如，当原材料钢中混入铸铁材料时，由于铸铁的减振性较好，敲击时声音较低沉；而钢材敲击时则可发出较清脆的声音。我们可根据钢铁敲击时声音的不同，对其进行初步鉴别，但有时准确度不高。当钢铁之间发生混淆时，因其声音比较接近，常采用其他鉴别方法进行判别。 若要准确地鉴别材料，在上述几种生产现场鉴别的基础上，还可采用化学分析、金相检验、硬度试验等实验室分析手段对材料进行进一步的鉴别。 上一页 返回 1.3 常用工具和量具 １.３.１　常用工具介绍 在车工操作中找正工件、调整间隙以及对工件、夹具进行拆卸和装夹等，需使用下列工具配合工作。 １.锤子 锤子主要用于找正工件时敲击用，如图１－９所示。 ２.划线盘（图１－１０） 划线盘主要用于找正工件或划线，划针的位置可以按工作需要进行调整，如图１－１０所示。 下一页 返回 1.3 常用工具和量具 ３.扳手 扳手主要用来扳紧或松开螺钉和螺母。常用的扳手有活扳手和呆扳手，如图１