2.2 常用工程材料简介（课件）-《金属加工与实训》同步教学（机械工业版）

第2章 金属材料的性能及常用工程材料 1．了解金属材料力学性能和工艺性能。 2．了解常用工程材料的分类，熟悉常用金属材料的性能、牌号及应用。 3. 了解常用非金属材料的性能、用途及前景。 学习目标 2 2 2.2 常用工程材料简介 常见工程材料的分类 金属材料是目前应用最广泛的工程材料，它包括纯金属及其合金。在工业上，把金属材料分为两大类： 一类是钢铁材料，它是指铁、锰、铬及其合金，其中以铁为基础的合金（钢和铸铁）应用最广； 另一类是非铁材料，是指除钢铁材料以外的所有金属及其合金。 2 2.2.1 工业用钢 1.钢的分类(GB/T 13304-2008) 非合金钢 (碳素钢) 低碳钢（wC≤0.25%） 中碳钢（0.25%＜wC≤0.6%） 高碳钢（wC＞0.6%） 低合金钢  (钢中的每种合金元素的质量分数都处于低合金钢相应元素的界限范围内) 合金钢  (钢中的合金元素的质量分数处于合金钢相应元素的界限范围内) (1)按化学成分分类 2 2.2.1 工业用钢 1.钢的分类 (2)按主要质量等级分 非合金钢 普通质量非合金钢 优质非合金钢 特殊质量低合金钢 低合金钢 普通质量低合金钢 优质低合金钢 特殊质量低合金钢 合金钢 优质合金钢 特殊质量合金钢 2 2.2.1 工业用钢 1.钢的分类 (3)按主要性能或使用特性分类 非合金钢 以规定最高强度（硬度）为主要特性的非合金钢 以规定最低搞拉强度为主要特性的非合金钢 以限制碳含量为主要特性的非合金钢 非合金易切削钢 非合金工具钢 具有专门规定磁性或电性能的非合金钢 其他非合金钢 低合金钢 可焊接的低合金高强度结构钢 低合金耐候 铁道用低合金钢等 合金钢 工程结构用合金钢 机械结构用合金钢 不锈钢、耐蚀钢和耐热钢 工具钢 轴承钢等 2 2.2.1 工业用钢 2.钢的牌号(GB/T 221-2008) 钢的牌号通常采用大写汉语拼音字母、化学元素符号、阿拉伯数字相结合的方法表示。部分钢的牌号及含义见下表： 类 别 举 例 牌号说明 碳素结构钢 和低合金结构钢 Q235AF Q235C “Q”为屈服强度“屈”字汉语拼音字首，后面的数字为屈服点；A、B、C、D，从A到D依次提高；F、b、Z、TZ分别表示沸腾钢、半镇静钢、镇静钢、特殊镇静钢。如Q235AF，表示屈服点ReL（Rr0.2）≥235 MPa，质量为A级的沸腾碳素结构钢 优质碳素结构钢和优质碳素弹簧钢 45 40Mn 两位数字表示该钢的平均碳的质量分数（万分之几），如45，表示wC=0.45%的优质碳素结构钢，“Mn”表示钢中锰的含量较高 易切削钢 Y08 Y12Pb “Y”表示易切削钢，两位数字表示该钢的平均碳的质量分数（万分之几），如Y12Pb表示wC=0.12%的易切削钢，易切削元素为Pb 合金结构钢 合金弹簧钢 20CrMnTi 60Si2Mn 前面的两位数字表示平均碳的质量分数（万分之几），元素符号表示所含合金元素，元素符号表示该元素平均质量分数（百分之几）（取整数），质量分数<1.5%时一般不标出，当平均质量分数为1.5%~2.5%,2.5%~3.5%,3.5%~4.5%,…时，合金元素后相应定成2，3 ，4，…；若为高级优质钢、特种优质钢，则在钢号后分别加“A”、“E”。如40Cr表示平均wC=0.40%、wSi=2%、wCr<1.5%的合金结构钢 碳 素工具钢 T8 T12A “T”为“碳”字的汉语拼音字首，其后的数字表示平均碳的质量分数（千分之几）。如T8表示wC=0.80%的碳素工具钢。“A”表示该碳素工具钢为高级优质碳素工具钢。 合 金工具钢 9SiCr CrWMn 前面的一位数表示钢中平均碳的质量分数（千分之几），若wC≥1%时，则不标出。合金元素的质量分数表示方法与合金结构钢相同。如Cr12，表示wC≥1%，wCr为11.5%~12.5%的合金工具钢 2 2.2.1 工业用钢 3.常用钢的主要力学性能及应用举例 类别 典型钢号 主要力学性能 应用举例 碳 素 结 构 钢 Q215 Rm≥335MPa，A≥28% ReL≥215MPa 塑性好，强度低。制造受力不大的零件，如垫圈、螺钉、螺母等 Q235 Rm≥375MPa，A≥23% ReL≥235MPa 塑性较好，强度较低。制造金属构件、钢板、钢筋、型钢、螺栓、螺母等 Q255 Rm≥410MPa，A≥21% ReL≥255MPa 有一定强度和塑性。制造小轴、销子、拉杆、链轮、链片等 优 质 碳 素 结 构 钢 20