常用材料及热处理通用.ppt

第2章机械工程常用材料及钢的热处理强度
是指材料抵抗塑性变形和断裂的能力。
强度极限和屈服极限是表征强度的主
要性能指标。
屈服极限：是材料发生屈服现象时的应力。

强度极限：是材料发生断裂前所能承受的最大应力。

刚度塑性2.1.2硬度HB硬度HR硬度韧性线膨胀系数2.2常用金属材料常用金属材料2.2.2碳素钢碳素钢分类碳素钢命名方法为了改善钢的性能，专门在钢中加入一种或数种合金元素的钢叫做合金钢。
合金元素的种类：
铬（Cr）、锰（Mn）、镍（Ni）、硅（Si）、硼（B）、钨（W）、钼（Mo）、钒（V）、钛（Ti）、锆（Zr）和稀土元素（Re）等。
目的：使钢获得一般碳素钢达不到的性能，如硬度、强度、塑性和韧性等；提高耐磨、防腐、防酸性能；获得高弹性、高抗磁或导磁性等。合金钢分类用途
1.合金结构钢综合机械性能好，高强高韧。
牌号“两位数字（万分）+合金元素符号+数字（百分）"
渗碳钢C0.15%～0.25%用于表面耐磨并承受
动力载荷的零件齿轮轴销
20Cr、20Mn2
调质钢C0.25%～0.50%用于制造高强度、高韧
性的零件主轴齿轮
40Cr、40Mn2
弹簧钢C0.6%～0.7%用于制造各类弹性零件
60Si2Mn
轴承钢C0.95%～1.1%用于制造滚珠、滚柱、套
圈、导轨等
GCr15牌号不同(15/1000)用途
2.合金工具钢制造刃具、磨具和量具
牌号“一位数字（千分）+合金元素符号+数字（百分）"
1.刃具钢高的硬度、耐磨性、热硬性
W18Cr4V
2.模具钢热模具钢冷模具钢
5CrMnMo(C5/1000)Cr12
3.量具钢硬度、耐磨性、不易变形、工艺性好
GCr15CrWMn9SiCr用途
3.特殊性能钢
牌号“一位数字（千分）+合金元素符号+数字（百分）"
1.不锈钢2Cr131Cr18Ni9
2.耐热钢15CrMo、4Cr9Si2
3.耐磨钢ZGMn132.2.4有色金属材料（狭义的有色金属又称非铁金属，是铁、锰、铬以外的所有金属的统称）铜及其合金1.纯铜（紫铜）2.黄铜（铜锌合金）3.青铜（铜锡铅合金）2.3常用非金属材料2.4金属材料的热处理热处理方法：、退火：（锻、铸造后，粗加工前）
将钢件加热到临界温度以上20－30度，经保温一段时间后随热处理炉（或埋入石灰石、沙中冷却）缓慢冷却至500度以下，然后在空气中冷却。
目的：
降低钢的硬度，改善切削性能；细化钢的晶粒，减少组织的不均匀性；消去工件在锻造、铸造中出现的内应力。、正火：
将钢件加热到临界温度以上30－50度，保温一段时间后从炉中取出，在空气中冷却。
目的：
正火和退火相似，但正火后机械强度略高。、淬火：
淬火是将工件加热到临界温度以上30－50度，保温一定时间，然后在水或盐水或油中急速冷却。

目的：
提高钢的硬度和强度。但急速冷却引起内应力，使钢变脆，所以淬火后必须回火，以得到较高的强度、硬度和韧性。、回火：
将淬火后的工件加热到临界温度以下，保温一定时间后，在空气、水或油中冷却。
目的：
硬度、强度略有降低，但消除了内应力和脆性。
低温回火：150-250去应力、高硬度、耐磨、
刃具，模具，滚动轴承，耐磨件。
中温回火：350-500高弹性、高韧性、
弹簧、发条、锻模
高温回火：500-650良好的综合机械性能（高强度、好
的韧性）调质处理
疲劳载荷的中碳钢重要零件，连杆、曲轴、主
轴、齿轮、重要螺钉
时效：

、表面淬火：
是利用火焰或高频感应电流迅速加热表面，然后立即淬火。
目的：
是使工件表面获得高硬度和耐磨性，而内部仍保持足够的塑性和韧性。2.4.6表面化学热处理渗碳氮化2.4.7金属零件的表面处理电镀:
是应用电解原理在某些金属（或非金属）表面镀上一薄层其它金属或合金的过程。

分为：镀铬、镀镍、镀锌化学处理2.5金属材料的选材原则1、一般原则
零件尺寸取决于强度，且尺寸和质量受限时，选用强度高的材料
零件尺寸取决于刚度，选用弹性模量大的材料（调质钢、渗碳钢）
滑动摩擦下工作的零件，选用减摩性能好的材料
高温条件下的零件，采用耐热材料
腐蚀介质中工作的零件，采用耐腐蚀材料2、工艺性原则

是指金属材料所具有的能够适应各种加工工艺要求的能力。

用金属制造零件的加工方法基本上有四种：铸造、压力加工（锻造、冲压）、焊接和机械切削加工（车、铣、刨、磨、钻等）。

不同加工方法使用的材料不同：比如铸铁具有很好的铸造工艺性，但不能锻造。各种工艺方法对材料提出的要求锻造性：是指材料在压力加工时，能改变形状而不产生裂纹的性能。

低碳钢的锻造性好，铸铁没有锻造性。焊接性：
是指材料在通常的焊接方法和焊接工艺条件下，能否获得良好焊缝的性能。

低碳钢的焊接性能好，高碳钢和铸铁的焊接性能差。切削加工性：
是指对材料进行切削加工的