材料成型技术ppt课件

质
牌号
量 等
级
化学成分(质量分数,%)
力学性能
Si
S
P
C
Mn
σs
σb δ(%)
/MPa /MPa
不大于
Q195
——
0.06~0 .12
0.25~ 0.50
0.03
0.050
0.0 45
195
315~ 430
33
Q215
A
0.09~0 0.25~ .15 0.55
0.30
0.050
0.0 45
215
335~ 450
量具等。
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(2)低合金高强度结构钢
牌号：例如 Q390A
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表1-2 部分合金元素规定质量分数界限值 (%)
合金元素 Cr Mn Mo Ni Si
非合金钢 低合金钢 <0.30 0.30~0.50 <1.00 1.00~1.40 <0.05 0.05~0.10 <0.30 0.30~0.50 <0.50 0.50~0.90
合金钢 ≥0.50 ≥1.40 ≥0.10 ≥0.50 ≥0.90
31
Q255
A
0.18~0 0.40~ .28 0.70
0.30
0.050
0.0 45
255
410~ 550
24
Q275
——
0.28~0 .38
0.50~ 0.80
0.35
ห้องสมุดไป่ตู้0.050
0.0 45
275
490~ 630
20
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2)优质碳素结构钢
牌号： 是用二位数字表示，这两位数字表示钢中的平 均碳的质量分数（万分数）。
Mn和Si在钢中大部分溶于铁素体,起强化作用。Mn 能减轻S的有害作用。FeS＋Mn＝MnS＋Fe
2) 硫的影响:有害元素, Fe＋S＝FeS，FeS与Fe
易形成低熔点的共晶体，可使钢引起热脆性。
3) 磷的影响:有害元素，。P在钢中可溶于铁素体，
使钢强度、硬度增加，塑性、韧性减小，易使钢产生 冷脆现象。但P与Cu同时存在，可提高钢的耐蚀性和 耐磨性。
(1)非合金钢 1)碳素结构钢 牌号： 例如 Q235F
“Q” 表示屈服点， “235” 表示屈服点值为235MPa, “F” 表示脱氧方法（沸腾钢）。 用途 ： 碳素结构钢w(C)为0.06%~0.38%。 主要用来制造一般工程结构和普通机床零件， 通常轧制成各种型材、板材和线材等。
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表1-3 碳素结构钢部分牌号、成分与力学性能
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(2)按主要质量等级分类
按质量等级
普通质量钢 优质钢 特殊质量钢
1) 普通质量钢 ：即对生产过程中控制质量无特殊规 定的、一般用途的非合金钢和低合金钢。S、P含量 均小于0.045%。
2) 优质钢:即在生产过程中需要按规定控制质量的钢, 并达到比普通质量钢较高的质量要求。S、P含量均 小于0.040%。
3）特殊质量钢：即在生产过程中需要严格控制质量 和性能的钢,特别是要求严格控制硫、磷等含量和 提高纯洁度等。S、P含量均小于0.020%。
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(3) 按使用特性分类
可分为： 工具钢， 工程结构用钢， 机械结构用钢， 不锈耐蚀钢， 耐热钢等。
工具钢
工程
机械
结构用钢
结构用钢
使用特性
耐热钢 不锈耐蚀钢
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3.钢的牌号和应用
力学性能（不小于）
号
C
Si
Mn
σs/ MP a
σb/ MPa
δ (%)
ψ HBS (%) (热轧）
应用举例
0.05~ 08F
0.11
≤0.03
0.25~ 295 175
35
60
要求冷成形性和焊接 131 性良好的零件，如冲
0.50
压件、焊接件等。
0.35~
0.17~ 20
0.23
0.17~ 0.37
1.4 金 属 材 料
常用的金属材料包括钢、铸铁、铜及其合金、铝及其 合金、粉末冶金材料等，其中以钢和铸铁应用最为广 泛。
钢
铸铁
铜 及其合金 金属材料
粉末
铝
冶金材料 及其合金
图1-14 芜湖长江大桥
1
1.4.1 钢
1.化学成分对钢的力学性能的影响 （1）杂质元素的影响：
1) 锰、硅的影响: 有益元素.
承受冲击，要求较高硬 度的工具。如压缩空气
工具等。
0.85~ 0.94
0.95~ 1.04
1.15~ 1.24
≤0.35 ≤0.40
（760~ 780℃, 水淬）62
韧性中等，硬度高的工 具。如冲头、木工工具，
凿岩工具。
不受剧烈冲击、高硬度、 耐磨的工具。如冲头、
手锯条等。
不受冲击、要求高硬度、 高耐磨的工具。如锉刀、
0.65
410 245
25
55
156
同上，且用于要求内 韧外硬的渗碳件。
60
0.57~
0.17~
0.50~ 675 400
15
35
经淬火和中温回火具 255 有较高弹性的各类弹
0.65 0.37 0.80
簧等。
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3）碳素工具钢
牌号：是用规定符号T（碳 字的汉语拼音字首）和数 字表示。 例如 T10A “10”表示平均w(C)为1.0%， “A”表示高级优质。
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(2)合金元素的影响
▪ 合金元素：是为改善钢的某些性能而在钢中特意加入 的元素,对钢的力学性能有很大影响。
1) 对钢的强度的影响: C、Si、Mn产生固溶强化，使钢的强度提高。 C、N、Cr、Al形成碳化物或氮化物，使钢的强度和 硬度提高。 Nb、V、Al、Ti可细化晶粒，提高钢的强度。
2）对钢的韧性的影响: Nb、V等元素可细化晶粒,从而也显著提高钢的韧性。 C、Si、Mn一般使钢的韧性降低。
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2. 钢的分类
钢的分类
化学成分 使用特性 质量等级 主要性能
(1)按化学成分分类:
根据各种合金元素规定含量界限值,将钢分为 1）非合金钢（碳素钢），分普通碳素结构钢、优质碳
素结构钢、碳素工具钢。含碳量小于0.25%为低碳 钢，0.25－0.6%为中碳钢，大于0.6%为高碳钢，。 2）低合金高强度结构钢， 3）合金钢。
例如 45钢 表示平均w(C)为0.45%的优质碳素结构钢。
若为沸腾钢，则在牌号后加“F”符号，如08F。 若含锰量较高，则在数字后加“Mn”符号。 用途： 主要用来制造比较重要的机械零件，
如轴、连杆、弹簧等。 20钢金相组织示意图
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表1-4 优质碳素钢部分牌号、成份、力学性能及应用举例
化学成分 牌 （质量分数，%）
用途: 用于制造不受冲击、 高硬度、耐磨的工具，
如锉刀、手锯条、拉丝模等。 T12钢的金相组织
图1-15 丝锥
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表1-5 碳素工具钢部分牌号、成份、硬度和应用
牌号
T8 T9A T10 T12A
化学成分（质量分数， 试样淬火
%）
HRC
C
Si Mn （不小于）
应用举例
0.75~ 0.84
≤0.40
（780~ 800℃， 水淬）62