1、多媒體課件山東水利職業(yè)學院機械教研室機械制造基礎(chǔ)課題組山東水利職業(yè)學院山東水利職業(yè)學院任務二 工程材料教學內(nèi)容教學內(nèi)容1.金屬材料的分類2.碳鋼、合金鋼分類、牌號及應用3.非鐵金屬材料的牌號，應用學習要求學習要求1.掌握鋼、鑄鐵的牌號及性能2.理解非鐵金屬材料的牌號、性能及應用3.了解鋼雜質(zhì)的影響，陶瓷、復合材料 能力要求能力要求初步具有選材的能力機械制造基礎(chǔ)課題組山東水利職業(yè)學院山東水利職業(yè)學院 課前案例分析箱體底座齒輪傳動軸為滿足減速器的設(shè)計要求，各組成零件應選擇什么樣的材料，為什么？工程材料分為哪幾種？有什么樣的特點？性能？怎樣合理的選擇材料？機械制造基礎(chǔ)課題組山東水利職業(yè)學院山東水利職

2、業(yè)學院 2.1 碳鋼碳鋼一.雜質(zhì)元素對碳鋼性能的影響硅 （Si） 有很強的固溶強化作用，脫氧作用錳 （Mn） 脫氧、去硫,提高鋼的強度和硬度硫 （S） 能引起鋼在熱加工時或高溫工作下開裂 ( 熱裂 )。磷 （P） 有很強的固溶強化作用，低溫韌性差 ( 冷裂 )。機械制造基礎(chǔ)課題組山東水利職業(yè)學院山東水利職業(yè)學院二、碳鋼的分類按含碳量低碳鋼 c0.25%中碳鋼 c=0.25%0.60%高碳鋼 c0.6%按質(zhì)量普通碳素鋼 s0.055% ，p0.045%優(yōu)質(zhì)碳素鋼 s、 p0.035%0.040%高級優(yōu)質(zhì)碳素鋼 s0.02%0.03% ，p0.03%0.035%按用途碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素工具鋼機械制造基

3、礎(chǔ)課題組山東水利職業(yè)學院山東水利職業(yè)學院三、碳鋼的牌號和用途1.普通碳素結(jié)構(gòu)鋼 Q 235 A F沸騰鋼沸騰鋼A等級等級235 MPa屈服強度屈服強度機械制造基礎(chǔ)課題組山東水利職業(yè)學院山東水利職業(yè)學院機械制造基礎(chǔ)課題組山東水利職業(yè)學院山東水利職業(yè)學院2.優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼兩位數(shù)字兩位數(shù)字45 表示含碳量為0.45%若鋼中含錳量較高，將錳元素標出。45Mn Wc = 0.45% ; WMn = 0.7%1.0%機械制造基礎(chǔ)課題組山東水利職業(yè)學院山東水利職業(yè)學院機械制造基礎(chǔ)課題組山東水利職業(yè)學院山東水利職業(yè)學院3.碳素工具鋼T 12 A高級優(yōu)質(zhì)高級優(yōu)質(zhì) Wc = 1.2% 碳素工具鋼碳素工具鋼機械制造

4、基礎(chǔ)課題組山東水利職業(yè)學院山東水利職業(yè)學院機械制造基礎(chǔ)課題組山東水利職業(yè)學院山東水利職業(yè)學院4.碳素鑄鋼ZG 200 - 400b 400MPas 200MPa鑄鋼鑄鋼機械制造基礎(chǔ)課題組山東水利職業(yè)學院山東水利職業(yè)學院機械制造基礎(chǔ)課題組山東水利職業(yè)學院山東水利職業(yè)學院四、合金鋼1.合金元素在鋼中的作用合金元素的存在形式溶于F中形成合金F,固溶強化溶于滲碳體中，形成合金滲碳體單獨形成特殊碳化物，TiC、VC等Fe、Mn、Cr、Mo、W、V、Ti、Nb、Zr弱弱強強弱碳化物元素: Fe、Mn中強碳化物元素: Cr、Mo、W強碳化物元素: V、Ti、Nb、Zr機械制造基礎(chǔ)課題組山東水利職業(yè)學院山東水

5、利職業(yè)學院2.合金鋼的分類與牌號按合金總的含量低合金鋼 e 4%5%中合金鋼 e =5%10%高合金鋼 e 10%按用途合金結(jié)構(gòu)鋼 合金工具鋼特殊性能鋼機械制造基礎(chǔ)課題組山東水利職業(yè)學院山東水利職業(yè)學院3.合金鋼牌號60 Si 2 Mn兩位數(shù)字表示含碳量萬倍 Wc=0.6%化學元素符號 表示含Si量 2% 化學元素符號 表示含錳量1.5%合金結(jié)構(gòu)鋼機械制造基礎(chǔ)課題組山東水利職業(yè)學院山東水利職業(yè)學院合金工具鋼9 Si Cr Wc=0.9% Wsi1.5%Wcr1.5%W18 Cr4 V 表示 Wc=0.7%0.8%,Ww=18%、WCr=4%、Wv1.5%機械制造基礎(chǔ)課題組山東水利職業(yè)學院山東水

6、利職業(yè)學院特殊性能鋼特殊性能鋼含碳量的表示方法與合金工具鋼相同，即含碳量大于1.0%時不標出，小于1.0%時以千分數(shù)表示，而合金含量用百分數(shù)表示。當含碳量小于0.08%時，在鋼的牌號前加“0”表示 0Cr18Ni11Ti當含碳量小于0.03%時，在鋼的牌號前加“00”表示 00Cr18Ni10機械制造基礎(chǔ)課題組山東水利職業(yè)學院山東水利職業(yè)學院五、合金鋼的應用合金結(jié)構(gòu)鋼低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼合金滲碳鋼 合金調(diào)質(zhì)鋼合金彈簧鋼滾動軸承鋼機械制造基礎(chǔ)課題組山東水利職業(yè)學院山東水利職業(yè)學院低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼1、化學成分 碳素結(jié)構(gòu)鋼+合金元素 主加合金元素: Mn 1.8 %以內(nèi)輔加合金元素:V、Ti、Nb、

7、B 2、牌號Q 345 C 質(zhì)量等級質(zhì)量等級345 MPa屈服強度屈服強度機械制造基礎(chǔ)課題組山東水利職業(yè)學院山東水利職業(yè)學院Q460鋼含鋼含Mo、B，正火組織，正火組織 為為B，強度高，用于石化中溫，強度高，用于石化中溫 高壓容器。高壓容器。壓力容壓力容器器南京長江大南京長江大橋橋 Q345鋼鋼(16Mn)綜合性能好，綜合性能好， 用于船舶、橋梁、車輛等大用于船舶、橋梁、車輛等大 型鋼結(jié)構(gòu)。型鋼結(jié)構(gòu)。 Q390鋼含鋼含V、Ti、Nb，強度，強度 高，用于中等壓力的容器。高，用于中等壓力的容器。萬噸遠洋輪萬噸遠洋輪機械制造基礎(chǔ)課題組山東水利職業(yè)學院山東水利職業(yè)學院合金滲碳鋼（Wc=0.1%0.2

8、5%）性能：滲碳層具有優(yōu)異的耐磨性、抗疲勞性，未滲碳的心部具有足夠的強度和優(yōu)良的韌性。熱處理：滲碳+淬火+低溫回火碳素滲碳鋼合金滲碳鋼化學成分Wc 0.25 %Wc 0.25 %Wc=0.1%0.25%合金元素合金元素:Cr:Cr、MnMn、NiNi、B B、V V、W W、MoMo、TiTi等。等。熱處理后組織表層：回馬+Fe3C+A心部：F+P表層：回馬+合金滲碳體+A心部：低碳回馬應用：用來制造性能要求較高或截面尺寸較大，且在承受較強烈的沖擊作用下和磨損條件下工作的滲碳零件。機械制造基礎(chǔ)課題組山東水利職業(yè)學院山東水利職業(yè)學院 低淬透性合金滲碳鋼鋼含合金元素總量3 % 15Cr、20Cr、

9、20Mn2。用于受力小的耐磨件，如柴油機的活塞銷、凸輪軸等。活塞銷( 20Cr )中淬透性合金滲碳鋼鋼含合金元素總量在4 %左右。20CrMn、20CrMnTi、20Mn2TiB。用于中等載荷的耐磨件，如變速箱齒輪。柴油機凸輪軸高淬透性合金滲碳鋼鋼含合金元素總量在4 % 6 %。18Cr2NiWA、20Cr2Ni4A等。用于大載荷的耐磨件，如柴油機曲軸。 柴油機曲軸機械制造基礎(chǔ)課題組山東水利職業(yè)學院山東水利職業(yè)學院合金調(diào)質(zhì)鋼合金調(diào)質(zhì)鋼是經(jīng)過調(diào)質(zhì)后使用的合金鋼。含碳量為Wc=0.25%0.50%。Cr、Ni、Mn、Si、B 增加淬透性Cr、Ni、Mn、Si、 固溶強化碳素調(diào)質(zhì)鋼合金調(diào)質(zhì)鋼化學成分

10、Wc=0.250.6%Wc=0.250.6%合金元素Cr、Ni、B、Si、V、Ti熱處理后的組織表層：S心部：P表層：S心部：S合金調(diào)質(zhì)鋼具有良好的綜合力學性能，主要用來制造一些重要的零件。機械制造基礎(chǔ)課題組山東水利職業(yè)學院山東水利職業(yè)學院低淬透性調(diào)質(zhì)鋼鋼含合金元素總量3 %。40Cr、40MnB等。 中淬透性調(diào)質(zhì)鋼鋼含合金元素總量在4 %左右。38 CrSi、35 CrMo 等。圓圓錐錐齒齒輪輪柴油機凸輪軸柴油機凸輪軸常用于制造較小的齒輪、軸、螺栓等零件。 高淬透性調(diào)質(zhì)鋼鋼含合金元素總量在4 % 10 % 制造大截面重載荷零件，如曲軸等用高淬透性的零件等 。38 Cr Mo Al A、40 Cr Mn Mo、25