碳钢的性能和选用知识点

碳钢的性能和选用知识点 任务二 碳钢的性能和选用
【知识要点】
一、碳钢性能内涵
物理性能
强度
拉伸试验测量（也可测量弹性和刚度）
使用性能 化学性能 塑性 碳
钢
力学性能 硬度：压入试验法测量 的
性
铸造性 韧性：一次冲击试验法测量 能
锻压性 疲劳强度：交变载荷试验法测量 工艺性能
焊接性
切削加工性 二、碳钢的力学性能
1．碳钢的力学性能不仅是设计零件、选用材料时的重要依据，而且也是按验收标准来鉴定材料的依据以及对产品的工艺进行质量控制的重要参数。

2．拉伸试验是在承受轴向拉伸载荷下测定材料特性的试验方法。

利用拉伸试验得到的数据可以确定材料的伸长率、弹性模量、比例极限、断面收缩率、拉伸强度和其他拉伸性能指标。

拉伸试验所使用的是静载荷，拉伸曲线分为四阶段，具体见下。

3. 强度是金属材料在静载荷作用下，抵抗永久变形和断裂的能力。

开始永久变形和断裂的点的位置在：σs σb
强度的两个指标：屈服点σs ，抗拉强度σb 。

4．塑性是金属材料在（静）载荷作用下产生塑性变形而不破坏的能力。

拉伸曲线中K 点越右，塑性越好。

塑性指标：断后伸长率 、断面收缩率ψ
5.硬度是金属材料在静载荷下抵抗其他更硬物质压入起表面的能力。

6.冲击韧度是金属材料在一次冲击载荷作用下抵抗破坏的能力。

用aK 表示，aK 值低的材料为脆性材料，aK 高的材料为韧性材料。

7.疲劳强度是金属材料在无限多次交变载荷作用下而不破坏的最大应力。

三、碳钢的切削加工性
1.切削加工金属材料的难易程度称切削加工性能。

2.通常是用硬度和韧性作为碳钢切削加工性能好坏的大致判断。

一般讲，金属材料的硬度愈高愈难切削，硬度虽然不高，但韧性大，切削也困难。

3．低碳钢的强度和硬度较低，塑性和韧性较好。

切削加工性不佳，正火处理可以改善其切削加工性。

4．中碳钢的强度、硬度比低碳钢高，切削性能良好。

5.高碳钢的强度、硬度高，而塑性、韧性差，切削加工性差，通过退火处理改善其切削加工性。

6．易切削钢是在钢中加入一定数量的一种或一种以上的硫、磷、铅、钙、硒、碲等易切削元素的钢。

7.钢材的涂色标记：05-15用白色；20-25用棕色+绿色；30-40用白色+蓝色；45-85用白色+棕色。

四、碳钢的选用
要做到合理选用材料，就必须全面分析零件的工作条件、受力性质和大小以及失效形式，然后综合各种因素，提出能满足零件工作条件的性能要求，再选择合适的材料并进行相应的热处理。

（重点掌握C620车床主轴的选材）
【例题精讲】
【例一】填空题：金属材料的力学性能指标有、、
、和疲劳强度。

【解析】此题属于记忆题，旨在考查学生对力学性能指标是否熟悉。

【答案】强度塑性硬度韧性
【例二】单项选择题：是金属材料在静载荷作用下产生塑性变形而不被破坏的能力。

A.强度
B.塑性
C.硬度
D.韧性
【解析】此题属于记忆题，旨在考查学生对力学性能含义记忆是否正确。

【答案】B。