文档介绍：工程材料导论
常用金属材料
碳素钢
%的铁碳合金。随着C的质量分数的增加碳素钢的强度、硬度上升,塑性、韧性下降。%时,碳素钢的脆性增大,强度下降。碳素钢中还含有少量的Mn,Si,S,P等杂质元素。室温下,Mn和Si的存在对钢具有一定的固溶强化作用,而且Mn能够减轻S的伤害。碳素钢中ωMn=%-%,ωSi≤%。S常以FeS的形式存在,削弱了晶粒之间的连接,使钢材在热加工时容易产生裂纹,这种现象称为热脆性,ωS≤% 。P在结晶时容易形成脆性很大的Fe3P,使钢在室温下的塑性和韧性急剧下降,这种现象称之为冷脆性,ωP≤%。
、牌号及用途
(1)碳素结构钢
%的低碳钢碳素结构钢的牌号是由代表屈服点的字母Q,屈服点数值,质量等级符号(A,B,C,D)(由A到D钢中S和P的含量依次减少),脱氧方法符号(F,b,Z,TZ)。脱氧方法符号F,b,Z,TZ分别表示沸腾钢,半镇静钢,镇静钢,特殊镇静钢。
碳素结构钢的常见牌号及用途:Q195和Q215通常轧制成薄板、钢筋,可用于制作铆钉,螺钉,地脚螺栓,轻负荷的冲压零件和焊接结构件;Q235和Q255用于制作铆钉,螺钉,螺栓,螺母,吊钩和不太重要的渗碳件,以及建筑结构中的螺纹钢,T字钢,钢筋等。
(2)优质碳素结构钢
优质碳素结构钢的S,P含量较低(ωP≤%),主要用来制造较为重要的机件。优质碳素钢的牌号用两位数字表示,即是钢中平均含碳质量分数的万分数。
优质碳素结构钢中08、10、15、20、25等牌号属于低碳钢,其塑性好,易于拉拔、冲压、挤压、锻造和焊接。其中20钢用途最广,常用来制造螺钉、螺母、垫圈、小轴以及冲压件、焊接件,有时也用于制造渗碳件。30、35、40、45、50、55等牌号属于中碳钢,强度和硬度较前提高,淬火后的硬度可显著增加。其中,以45钢最为典型,它不仅强度、硬度较高,且兼有较好的塑性和韧性,即综合性能优良。45钢在机械结构中用途最广,常用来制造轴、丝杠、齿轮、连杆、套筒、键、重要螺钉和螺母等。60、65、70、75等牌号属于高碳钢。它们经过淬火、回火后不仅强度、硬度提高,且弹性优良,常用来制造小弹簧、发条、钢丝绳、轧辊等。
(3)碳素工具钢
%-%,淬火后有高的硬度(HRC>60)和良好的耐磨性。碳素工具钢的淬透性和红硬性差,淬透性差只能在水类淬火介质中才能淬硬,且工件不宜过大和复杂。红硬性差,淬火后的工件的工作温度应小于250℃,否则硬度将会迅速下降。碳素钢的牌号以T开头,后面的一位或者两位数字表示钢中平均含C质量分数的千分数。常用的碳素工具钢为T8,T10,T10A和T12等牌号。T8韧性最好,多用于制造承受冲击的工具,如錾子,锤子等钳工工具;T10,T10A硬度高,且仍有一定的韧性,常用来制造钢锯条,小冲模等;T12硬度最高,但脆性大,适用于制造不承受冲击的耐磨工具,如钢锉,刮刀等。
合金钢
合金钢是为改善钢的某些性能、特意加入一种或几种合金元素所炼成的钢。
、合金结构钢
合金结构钢是在优质碳素结构钢的基础上加入一些合金元素而形成的钢种。合金结构钢的