文档介绍：机械行业工程管理基础知识机械工程基础第一篇工程材料与热处理基础第一章金属材料的种类与性能§1概述金属材料包括: 黑色金属有色金属钢:碳钢、合金钢、特殊性能钢。铸铁:灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁。铜及其合金 铝及其合金其他:轴承合金、硬质合金……§2金属材料的力学性能使用性能物理性能化学性能力学(机械)性能力学(机械)性能静载特性:强度塑性硬度 测试方法:拉伸试验硬度试验动载特性:冲击韧性疲劳强度测试方法:冲击试验疲劳试验强度:在外力作用下材料抵抗变形和破坏的能力。硬度:在外力作用下材料抵抗更硬物压入的能力。塑性:在外力作用下材料产生永久变形而不会破坏的能力。冲击韧性:材料抵抗冲击力的能力。疲劳强度:材料在多次交变载荷作用下而不致引起断裂的最大应力。§3金属的结晶和组织金属在固态下都是晶体,金属的机械性能与其组织结构有关。常见晶胞类型体心立方晶胞面心立方晶胞金属结晶过程晶核形成……晶核长大纯铁的冷却曲线铁碳合金中铁和碳的结合方式碳溶入铁中形成固溶体碳和铁形成化合物固溶体和化合物形成机械混合物第二章铁碳合金§1概述§2铁碳合金(一)铁碳合金的基本组织 铁素体(F)-碳溶于体心立方晶格α-Fe中形成的固溶体碳最大溶解度 %(727℃)20℃%性能:较好的塑性和韧性,强度和硬度较低。 奥氏体(A):碳溶于面心立方晶格γ-Fe中形成的固溶体碳最大溶解度 %(1148℃);727℃%性能:质软、塑性好,无磁性,变形抗力较低。渗碳体(Fe3C):铁与碳的化合物含碳量 %;熔点 1227℃性能:硬度高,强度很低,塑性、韧性几乎为零。珠光体(P) :铁素体与渗碳体的机械混合物含碳量 % 共析反应式(F+Fe3C)性能:=600~800Mpa(纯铁=180~280Mpa) δ=20%~25%(纯铁δ=30%~50%) HBS=170~230(纯铁HBS=50~80) 莱氏体(,):奥氏体(珠光体)与渗碳体的机械混合物含碳量 %;共晶反应式(A+Fe3C)性能:硬度高,塑性、韧性差。(二)铁碳合金状态图简化的铁碳合金状态图及特性点A☆W1E☆W2C☆W3G☆W5S☆W6P☆W7D☆W4W1 特性点 ℃含碳量含义 A 1538 0 纯铁的熔点W2 E 1148 碳在奥氏体中的最大溶解度 W3 C 1148 共晶点W4 D 1227 渗碳体的熔点W5 G 9120 同素异构转变点W6 S 727 共析点W7 P 727 碳在铁素体中的最大溶解度二、简化的铁碳合金状态图及特性线D☆W1☆W3☆W2☆W4☆W5☆W6AECGSPW1 特性线ACD 含义液相线(液态合金开始结晶出奥氏体或渗碳体)W2 特性线AE 含义固相线(奥氏体结晶终了线)W3 特性线ECF 含义固相线(共晶线,LcA+Fe3C)W4 特性线ES 含义碳在奥氏体中溶解度线W5 特性线GS 含义奥氏体转变为铁素体的开始线W6 特性线PSK 含义共析线,AF+Fe3C、典型合金的结晶过程AECGSP★JJ9★JJ10★JJ11★JJ12★JJ13★JJ14★JJ15铁碳合金分类DAECGSP亚共析钢☆ZTT11过共析钢☆ZTT12共析钢☆ZTT2亚共晶白口铁☆ZTT13过共晶白口铁☆ZTT14共晶白口铁☆ZTT6工业纯铁☆ZTT3§3碳钢钢中常存杂质对钢性能的影响常见杂质:Si强化铁素体 Mn强化铁素体、脱硫(MnS) P冷脆性(使铁素体脆性增加) S热脆性(LFe+FeS)、室温脆性增加(FeS)钢的分类1、按冶炼方法分:平炉钢、转炉钢、电炉钢三类2、 按脱氧方法分:沸腾钢(F)、镇静钢(Z)、半镇静钢(B)等3、按质量分(依P、S多少分): 普通钢 S %P % 优质钢 S %P % 高级优质钢S %P % 特级优质钢 S %P %4、按用途分结构钢:工程结构钢(如桥梁、船舶、建筑件等) 机械零件用钢(如齿轮、轴、螺母、弹簧、滚动轴承等) 工具钢:主要用于制造工具,如刃具、模具、量具等 特殊性能钢:主要有不锈钢、耐热钢、耐磨钢、磁钢等5按化学成分分 碳素钢:低碳钢C<%中碳钢C%~%高碳钢C>% 合金钢:低合金钢合金元素总量<5%中合金钢合金元素总量5%~10% 高合金钢合金元素总量>10%碳钢的编号方法与用途1、碳素结构钢(工程结构、桥梁、船舶、建筑件等)举例: Q235-AF脱氧方式质量ABCD屈服强度235MPa屈举例:Q1952、优质碳素结构钢(机器零件:齿轮、轴、弹簧、螺母等)举例: 45 含碳的万分值-%C 举例:08、60、203、碳素工具钢(手用工具或低速***:锤、锯条、剪刀、锉刀等)举例: T 8 A%C碳素工具钢