第三章 金属材料（课件）-《金属加工基础》同步教学（高教版）

第三章 金属材料 3.1 碳钢 3.2 合金钢 3.3 铸铁 3.4 非铁金属及其合金 3.4 粉末冶金材料 复习思考题 §3．1 碳 素 钢 碳钢，是指碳含量wc < 2．11％的铁碳合金。在生产中使用的碳钢，实际碳含量都不大于 1．4％， 一、碳钢中的常存杂质元素及其作用 (1)硅和锰 (2)磷和硫 (3)氧、氢和氮 氧、氢和氮三种气体元素也是钢中的有害元素。 二、碳素钢的分类、牌号和用途 碳钢是应用极为广泛的金属材料，种类繁多，为便于生产、选用和储运，需根据一定的标准将碳钢进行分类、编号。 (一)碳素钢的分类 1．按碳的含量分类 (1)低碳钢 wc = 0．08％～0．25％，塑性好，多用作冲压、焊接和渗碳工件。 (2)中碳钢 wc = 0．25％～0．60％，强度和韧度均较高，热处理后有良好的综合力学性能，多用作要求良好强度和韧度的各种重要结构零件。 (3)高碳钢 wc = 0．60％～1．4％，硬度较高，多用作工具、模具和量具等工件。 2．按质量分类 质量划分主安按有害杂质元素硫和磷的含量来分。 (1)普通钢 钢中S≤0．050％，P≤0．045％。 (2)优质钢 钢中S≤0．035％，P≤0．035％。 (3)高级优质钢 S~0．030％， P≤0．030％。 3．按用途分类 (1)碳素结构钢 主要用于建筑、桥梁等工程结构和各种机械零件(如齿轮、轴、螺柱、弹簧 等)。 (2)碳素工具钢 主要用于各类刀具、量具和模具，如丝锥、扳牙、刮刀、锯条、冲模等。 (3)专用钢 包括锅炉钢、船用钢、易切钢等。 4．按钢液脱氧程度分类 (1) 沸腾钢(F) 沸腾钢脱氧不完全，组织不致密，成分不均匀，性能较差。 (2 )镇静钢(Z) 镇静钢脱氧完全，组织致密，成分较均匀，性能较好。优质钢和高级优质钢多为镇静钢，通常不再标注镇静钢代号。 (3) 半镇静钢(b) 半镇静钢脱氧程度介于沸腾钢和镇静钢之间。 (二)碳钢的牌号、性能及主要用途 1．碳素结构钢 2．优质碳素结构钢 3．碳素工具钢 4．铸钢 §3．2 合 金 钢 合金钢，是指为改善钢的组织、性能，在冶炼时特意加入合金元素的钢。 一、合金元素在钢中的作用 1．强化 2．稳定组织、细化晶粒 3．提高淬透性 4．提高抗氧化和耐蚀能力 二、合金钢的分类 合金钢种类繁多，常用的分类如下： 1．按合金元素含量分类 (1) 低合金钢 钢中合金元素总含量wMe ≤5％。 (2) 中合金钢 钢中合金元素总含量wMe == 5％～10％。 (3) 高合金钢 钢中合金元素总含量wMe > 10％。 2．按合金元素种类分类 根据主加合金元素，分别称为铬钢、锰钢、铬镍钢、铬钼钢、硅锰钢、铬镍锰钢、硅锰钼钒钢等等。 3．按主要用途分类 (1) 合金结构钢 (2) 合金工具钢 (3) 特殊性能钢 包括各种不锈钢、耐热钢、耐磨钢、磁钢、超强钢等。 4．按金相组织分类 分为珠光体钢、贝氏体钢、马氏体钢、奥氏体钢和碳化物钢等。 三。合金钢的牌号、性能和主要用途 §3．3 铸 铁 铸铁是指碳含量wc > 2．11%的铁碳合金。工业上使用的铸铁，一般是碳含量wc =2．5%～4%的灰铸铁。 一、铸铁的石墨化 二、铸铁的分类、牌号和用途 (一)白口铸铁 组织中的碳都以渗碳体(Fe3C)的形式存在的铸铁，因其断口白亮而得名 (二)灰铸铁 灰铸铁，是组织中的碳主要以片状石墨形式存在的铸铁，因断口灰暗而得名。 (三)可锻铸铁 可锻铸铁，是组织中的碳以团絮状石墨形式存在的铸铁 (四)球墨铸铁 球墨铸铁，是组织中的碳主要以球状石墨形式存在的铸铁。 。 (五)蠕墨铸铁 蠕墨铸铁是近十几年发展起来的新型铸铁，组织中的碳主要以蠕虫状石墨形式存在。 (六)合金铸铁 为了进一步提高铸铁的性能和获得某些特殊的物理、化学性能，在灰铸铁或球墨铸铁中加入一些合金元素，从而得到耐磨铸铁(MT)、耐热铸铁(RT)和耐蚀铸铁(ST)等合金铸铁。 　　 §3．4 非铁金属及其合金 非铁金属，是除钢铁材料以外的其他金属的统称，以前称为有色金属。 一、铜及铜合金 (一) 工业纯铜 (二) 铜合金 二、铝及铝合金 (一) 铝 纯铝是银白色的金属，熔点660℃，密度为2．7g／cm3，面心立方晶格结构，无同素异晶转变，是一种轻金属材料。 (二)铝合金 铝中加入合金元素，配制成各种成分的铝合金，再经过冷变形加工或热处理，是提高纯铝强度的有效途径。 三、滑动轴承合金 滑动轴承合金指用于制造轴瓦及其内衬的合金。 (一)锡基轴承合金 (二)铅基轴承合金 (三)铜基轴承合金 (四)铝基轴承合金 §3．5粉末冶金材料 一、粉末冶金及其特点 二、常用粉末冶金材料 工业中常用的粉末冶金材料有硬质合金、含油轴承材料、铁基结构材料等。 $$