工程材料网络课程 3 金属材料 3.1 钢的分类及用途

发布日期:[13-02-13 18:50:01] 浏览人次:[]

金属材料是最常用的工程和机器制造材料。它广泛地应用于现代工农业生产、交通运输及国防建设各部门中。

金属材料分为黑色金属及有色金属两大类,黑色金属是指钢和生铁。在现代机械制造业中.纯金属应用得很少,大量应用的是合金。合金是由一种金属元素与另外一种或多种金属元素(或非金属元素)组成的物质。钢和生铁都是合金(铁碳合金)。

下面我们就对金属材料作简单介绍:

一、钢的分类及用途

机器制造业中应用的材料种类很多.但主要的材料是钢铁。钢和生铁都是铁碳合金,生铁的含碳量在2%以上.而钢的含碳量则在2%以下。钢的种类很多,有多种分类方法。

按化学成分分,有碳素钢和合金钢。按含碳量分,有低碳钢、中碳钢和高碳钢:按质量分(主要是根据钢中有害杂质硫、磷含量的商低).有普通钢、优质钢和高级优质钢:按冶炼方法分,有转炉钢、平炉钢和电铲钢;按挠注前脱氧程度分,有镇静钥、沸腾钢和半镇静钢;按用途分,有结构钢、工具钢和特殊用途钢。

(一)结构钢

结构钢作建筑结构及机械零件用。优质碳素结构钢及合金结构钢几种。

普通碳素结构钢含有较多的杂质元素,质量不如优质以素结构铜,但后者的价格比前考高30%一扔%。在一般工程用钢中。由于普通碳家结构钢,已能满足一定的机械性能的要

求,故在生产中广泛应用。普通碳素钢通常轧制成棒材、板材、条材和型材(圆、方、扁、角、工字型、槽型等),供建筑、桥梁、船舶、车辆、农机等各方面使用。常用普通碳素结构钢的牌号见下表。

普通碳素结构钢

表

普通碳素结构钢的牌号用“Q”表示,后边的数字代表屈服极限值。

优质碳素结构钢在出厂时,既保证钢的化学成分又保证钢的机械性能,同时钢中的有害杂质硫、磷)含量较低、多用做重要的机械零件。按含锰量的高低,优质碳家结构钢又分为两组,第一组为普通含锰量钢,其含锰量在0.8%以下,第二组为较高含锰量钢,锰的含量为0.7%一1.2%。

优质碳京结构钢的牌号是以两位数字表示的,该数字表示钢中平均含碳量的万分数。如45号钢.其平均含碳量为万分之四十五,即0.45%。所以知道了钢的牌号,就可以大致

估计出它的含碳量,从而可大致判定它的机械性能。

随着含碳量的不同,优质碳素结构钢的应用场合也不同,现分述如下:

合碳量很低的低碳钢,如08F、10、15号钢,塑性好、焊接性好,但强度较低.可用来轧成薄钢板.制造容器、冲压件及焊接构件等。

含碳量在0.15%一0.25%的钢(15、20、25号),称为渗碳钢,对于一些强度要求不太高,但要承受冲击,又需要耐磨的零件,如小轴、齿轮、G塞销等,这种钢通过渗碳或氰化处理,以提高其表面硬度和保证中心部分有足够的韧件。例如C620—l车床摩擦离合器的摩擦片,就是用15号钢经渗碳处理后制成的。

中碳钢(30一55号)的硬度、强度、塑性、韧性都较好,具有优良的综合机械件能,经过热处理后的机械性能更高,因此应用时,常经过调质处理(淬火后向温回火),故称为调质钢。这类钢被广泛地应用到各种机械零件卜,如轴、齿轮、齿条、键以及重要的销子、螺母、螺栓等。机床上大部分零件都可用45号钢制成。当零件表面需要耐磨时(如齿轮),则可进行表面淬火。由于中碳钢的淬透性差,所以不宜制造大截面的重要零件。

高碳钢(60一75号)在应用时,多进行淬火后中温回火。经过这样的热处理后.高碳钢即具有较高的韵性,常用来制造轧辊及各种弹簧,如螺旋弹簧、板弹簧、弹簧垫圈、弹簧钢丝等,故称为弹簧钢。

第二组为较高含锰量的优质碳素结构图,它们的一般性能利用途与第一组各相应的钢号类似,但具有较高的强度、硬度和耐磨性。

在碳素钢的基础上,为了达到某些特定的性能要求,在冶炼时,有目的的加入一种或几种合金元素,即构成合金钢。合金结构钢具有优良的

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