常用金属材料及其性能概述.ppt

30六月20245.1工业用钢分类与牌号5.1工业用钢分类与牌号5.1.2钢的分类2目前常用的钢分类方法：1)按钢中含碳量wc高低分：低碳钢：wc≤0.25%中碳钢：0.25%﹤Wc﹤0.60%高碳钢：wc≥0.60%2)按冶金特点分普通钢、优质钢、高级优质钢、特级优质钢5.1.2钢的分类3)按钢的用途、成分、性能和热处理特点分②．按化学成分分类碳素钢：低碳钢(C﹪≤0.25﹪)、中碳钢（0.25﹪＜C﹪≤0.6﹪）、高碳钢(C﹪＞0.6﹪)。合金钢：低合金钢(Me总量＜5％〕、中合金钢(Me总量＝5％～10％)、高合金钢(Me总量＞10％)。根据所含主要Me种类，锰钢、铬钢、铬钼钢、铬锰鈦钢等。③．按质量分类（按钢中的有害杂质磷、硫含量来分类）普通钢（S﹪≤0.055％、P﹪≤0.045％）；优质钢(S﹪≤0.040％、P﹪≤0.040％)；高级优质钢(S﹪≤0.030％、P﹪≤0.035％)④．按冶炼方法分类可按炉别分为平炉钢、转炉纲、电炉钢。按脱氧程度可分为沸腾纲（脱氧不完全）、镇静钢（脱氧完全）、半镇静钢⑤．按金相组织分类按退火组织：分为亚共析钢、共析钢、过共析钢。按正火、淬火组织：分为珠光体钢、贝氏体钢、马氏体钢及奥氏体钢。5.1.3钢的牌号5.2结构钢5.2.1碳素结构钢5.2.2低合金高强度钢特点：强度较高，塑性好，加工工艺性能良好。能减轻重量，节约钢材，降低成本加入的主要合金元素：Mn、Si、Cr、Ni固溶强化V、Ti、Nb形成碳化物，弥散/细晶强化供货状态：热轧或控制轧制状态注意：其强度、塑性与钢材尺寸有关Q345(新牌号)5.2.3优质碳素结构钢钢种和用途08～25低碳钢具有良好的塑、韧性，良好的冲压及焊接性能，用于制造冲压零件(如汽车、拖拉机油箱、仪表盘、机器罩等)，焊接件(容器、端盖等)及对强度要求不高的机器零件(凸轮、小齿轮等)30～55中碳钢经调质处理后用(调质钢)，主要用于制造受力较大的机器零件，如轴、齿轮、连杆等60及以上高碳钢主要用于制造较高强度、耐磨性及弹性的零件，如弹簧、工具等。热处理：优质碳素结构钢使用前一般都要进行热处理。性能：含碳量增加→强度增加，塑性、冲击韧性降低。5.2.4合金结构钢5.2.4合金结构钢2)合金调质钢组织及性能：由调质得回火索氏体；良好的综合力学性能。用途：承受较大疲劳应力的重要零件如齿轮、连杆、高强螺栓等。在中碳调质钢基础上发展起来的，C%：0.25%～0.5主加元素：Mn、Si、Cr、Ni、B---提高钢的淬透性，并产生固溶强化；辅加元素：Ti、V、W、Mo---形成高稳定性碳化物，阻止淬火加热时奥氏体晶粒的长大，起细晶强韧化作用。W、Mo还可防止产生高温回火脆性。合金调质钢热处理特点最终热处理：调质（淬火+高温回火工艺路线：40Cr，下料→锻造→退火→粗机加工→调质→精机加工→装配。退火（预备热处理）目的：改善锻造组织、消除缺陷、细化晶粒；调整硬度，便于切割加工；为淬火做好组织准备。调质工艺：油淬得到马氏体组织，然后在525℃回火。最终使用状态下的组织为回火索氏体。合金调质钢常用钢种及用途①低淬透性调质钢：典型钢种40Cr，广泛用于制造一般尺寸的重要零件。②中淬透性调质钢典型牌号40CrNi等，用于制造截面较大的零件，例如曲轴、连杆等。③高淬透性调质钢典型牌号有40CrNiMoA钢,用于制造大截面重载荷的重要零件，如汽轮机主铀、叶轮、航空发动机轴等。3)合金弹簧钢主要用于制造弹簧而得名，要求：高的弹性极限、高的疲劳强度和足够的塑性与韧性。一般为高碳钢、中碳合金钢和高碳合金钢C%：0.45%～0.7%例：60、70、85钢性能①高的弹性极限和高的屈强比②高的疲劳极限：因弹簧一般在交变载荷下工作。③足够的塑性和韧性，以免受冲击时发生脆断。④较好的淬透性，不易脱碳和过热，容易绕卷成型等。3)合金弹簧钢热处理：按弹簧的加工工艺艺不同，可分为冷成型弹簧和热成型弹簧两种①热成型弹簧（热轧钢丝（＞10～15㎜））热轧→淬火＋中温(450～550℃)回火，获得回火屈氏体组织，具有很高的屈服强度和弹性极限，并有一定的塑性和韧性。②冷成型弹簧（直径＜8～10㎜）冷成型后不再淬火，只进行消除应力的低温(200～300℃)退火，并使弹簧定形。5.2.5其他结构钢2)铸钢冶炼后直接铸造成形而不需锻轧成形的钢种。按化学成分碳素铸钢合金铸钢铸钢的牌号、力学性能及用途见表5.9常用于制造结构件，如机座、箱体等，通常不进行热处理。铸钢与铸铁相比，强度、塑性、韧性较高，但流动性差、收缩性大、熔点高，所以铸造性较差，只用于制造形状复杂，并需要一定强韧性的零件。3)超高强度钢在合金结构钢的基础上，通过严格控制材料冶金质量、化学成分和热处理工艺而发展起来的，以强度为首要要求并辅以适当韧性的钢种。屈服