金属材料及热处理基础知识培训讲义.ppt
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1、金属材料及热处理基础,生产技术部,一、认识铁、钢,钢铁材料的基本知识,钢铁材料又称黑色金属材料, 是工业中应用最广、用量最多的金属材料 钢铁是钢和生铁的统称, 他们都是以铁和碳为主要元素组成的合金;,1.钢铁材料的基本知识,合金:由两种或以上的金属元素或金属元素与非金 属原素融合而成具有金属特性的物 生铁:含碳量大于2%的铁碳合金称为生铁; 钢: 含碳量不大于2%的铁碳合金称为钢;,1.钢铁材料的基本知识,生铁分类: 炼钢生铁:Si含量低(1.75%) 铸造生铁:Si含量高(3.75%),1.钢铁材料的基本知识,1.钢铁材料的基本知识,铸铁分类: 按断口分: 白口:碳以渗碳体形式存在。硬、脆、
2、耐磨,无法直接切削加工。用作犁铧等。 灰口:碳以石墨形式存在。有一定的力学性能和良好的切削加工性。应用广泛。 麻口:两者之间。工业上极少应用。,1.钢铁材料的基本知识,铸铁分类: 按生产方法组织性能分 普通灰铸铁: 孕育铸铁:在灰铸铁的基础上,采用“变质处理”,获得性能好的“高级铸铁”。 可锻铸铁:白口铸铁经石墨化处理,有一定的塑性和韧性,其实并不可锻。 球墨铸铁:又称球铁,浇铸是加入“球化剂”,使碳呈球状石墨存在。,1.钢铁材料的基本知识,钢的分类(按化学成分): 碳素钢:以碳作为主要的合金化元素 合金钢:为改善性能在碳钢基础上加其他合金元素,1.钢铁材料的基本知识,碳素钢: 工业纯铁(0.
3、04%)、 低碳钢(0.25%)、 中碳钢(0.250.6%)、 高碳钢(0.6%);,1.钢铁材料的基本知识,合金钢: 为改善性能在碳钢基础上加其他合金元素。 低合金钢(5%); 中合金钢(510%); 高合金钢(10%);,1.钢铁材料的基本知识,按用途: 结构钢:建筑及工程用结构钢、机械制造用结构钢。 工具钢: 特殊钢和专用钢:,1.钢铁材料的基本知识,按品质分: 普通钢、 优质钢、 高级优质钢,1.钢铁材料的基本知识,按制造加工方式: 铸钢: 锻钢: 热轧钢: 冷轧钢: 冷拔钢:,钢铁材料的牌号表示方法,国家标准(GB/T221-2000)规定了钢铁产品具体的表示方法,采用汉字及汉语拼
4、音表示。 主要表征名称、用途、特性、工艺方法、化学成分等。 举例: 我国牌号:Q235、T8A、45、20CrMo、GCr15、W18Cr4V 外国牌号:H13、8620、16MnCr5,1.钢铁材料的基本知识,金属材料的性能:,物理性能: 质量(密度):7.8吨/立方米 热性能:(导热性) 电性能:(导电性) 磁性能:(磁粉探伤及剩磁) 减摩耐磨性能:,1.钢铁材料的基本知识,力学性能: 强度 硬度: 韧性: 塑性: 疲劳: 断裂韧度: 弹性指标:,1.钢铁材料的基本知识,金属材料的性能:,金属材料的性能 (力学性能),强度 金属材料受外力作用时,对变形和断裂的抵抗能力称为强度。 (抗拉、抗
5、压、抗弯、抗剪、抗扭、屈服强度、持久强度、蠕变强度) 持久强度: 在一定的高温环境下,经过规定时间发生断裂时的应力,一般规定十万小时后的破断强度,通常用外推法取得的。 蠕变强度: 在一定的高温环境下,即使所受应力小于屈服强度,也会随着时间的增长而缓慢地产生永久变形。,1.钢铁材料的基本知识,金属材料的性能: (力学性能),硬度 硬度金属材料抵抗其他更应物体压入其表面的能力。硬度是通过试验机测定的,常用的有布氏、洛氏、维氏等硬度。 根据硬度(洛)计算压痕深度:h=(100-HRA、HRC)2m,1.钢铁材料的基本知识,金属材料的性能: (力学性能),韧性 金属材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力称
6、为韧性。,1.钢铁材料的基本知识,金属材料的性能 (力学性能),疲劳 金属材料在极限强度下,长期承受交变载荷(即大小、方向反复变化的载荷)的作用,在不发生明显变形的情况下抵抗断裂的能力,用疲劳极限衡量。,1.钢铁材料的基本知识,金属材料的性能 (力学性能),断裂韧性 金属材料在裂纹存在的情况下抵抗脆性开裂的能力,是强度和塑性的综合指标。,1.钢铁材料的基本知识,金属材料的性能:,化学性能: 耐腐蚀性 抗氧化性 化学稳定性,1.钢铁材料的基本知识,金属材料的性能:,工艺性能: 铸造性(流动性、收缩率、偏析) 锻造性:始锻温度、终锻温度、冷却规范 焊接性: 加工性:硬度和脆性 热处理性:淬硬性、淬
7、透性、变形和开裂趋势、氧化脱碳趋势、过热过烧趋势、回火稳定性、回火脆性、时效趋势,1.钢铁材料的基本知识,金属材料的性能:,工艺性能: 热处理性: 淬硬性 淬透性 变形和开裂趋势 氧化脱碳趋势 过热过烧趋势 回火稳定性 回火脆性 时效趋势,1.钢铁材料的基本知识,电子万能拉力试验机(双空间),1.钢铁材料的基本知识,材料的力学性能试验:,拉伸试验,1.钢铁材料的基本知识,材料的力学性能试验:,1.钢铁材料的基本知识,材料的力学性能试验:(冲击试验机),扭转试验机,1.钢铁材料的基本知识,材料的力学性能试验:,金属材料的性能:,顶锻 冷弯 杯突 锻平 缠绕,1.钢铁材料的基本知识,扭转 打结拉力
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