1、機(jī) 械 制 造 基 礎(chǔ)參考書(shū)目金屬工藝學(xué)（上、下冊(cè)） 鄧文英 主編 高等教育出版社 機(jī)械工程與技術(shù) Serope Kalpakjian/ Steven R.Schmid 機(jī)械工業(yè)出版社Manufacturing Engineering and Technology Hot processesManufacturing Engineering and Technology Machining制造技術(shù) P N Rao 機(jī)械工業(yè)出版社Manufacturing Technology Foundry, Forming and WeldingManufacturing Engineering and T

2、echnology Metal Cutting & Machine Tools緒 論一、本課程的性質(zhì)和內(nèi)容一、本課程的性質(zhì)和內(nèi)容二、機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展及其作用二、機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展及其作用三、本課程的學(xué)習(xí)目的和學(xué)習(xí)方法三、本課程的學(xué)習(xí)目的和學(xué)習(xí)方法一、本課程的性質(zhì)和內(nèi)容1、本課程的性質(zhì)、本課程的性質(zhì) 2、本課程的內(nèi)容、本課程的內(nèi)容 機(jī)電類(lèi)專(zhuān)業(yè)的主干專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課機(jī)電類(lèi)專(zhuān)業(yè)的主干專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課機(jī)械制造機(jī)械制造： 將原材料制成零件的毛坯，將毛坯加工成機(jī)械零件，將原材料制成零件的毛坯，將毛坯加工成機(jī)械零件，再將零件裝配成機(jī)器的整個(gè)過(guò)程。再將零件裝配成機(jī)器的整個(gè)過(guò)程。二、機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展及其作用1

3、1、作用：、作用： 機(jī)械制造技術(shù)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，是衡量一個(gè)國(guó)機(jī)械制造技術(shù)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，是衡量一個(gè)國(guó)家現(xiàn)代化程度的重要標(biāo)志之一。家現(xiàn)代化程度的重要標(biāo)志之一。2 2、機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展史、機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展史（1 1）人類(lèi)社會(huì)的劃分是以材料為依據(jù)的）人類(lèi)社會(huì)的劃分是以材料為依據(jù)的（2 2）我國(guó)古代在材料和機(jī)械制造方面的輝煌成就）我國(guó)古代在材料和機(jī)械制造方面的輝煌成就1 1、目的、目的（1 1）了解和掌握常用的工程材料；）了解和掌握常用的工程材料；（2 2）了解和掌握鑄造、鍛造、焊接、切削加工和特種加工；）了解和掌握鑄造、鍛造、焊接、切削加工和特種加工；（3 3）熟悉機(jī)械制造全過(guò)程，并

4、了解現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)。）熟悉機(jī)械制造全過(guò)程，并了解現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)。2 2、學(xué)習(xí)方法、學(xué)習(xí)方法1 1 工程材料導(dǎo)論工程材料導(dǎo)論 1.1工程材料的性能工程材料的性能1 1、工程材料的性能、工程材料的性能使用性能：使用性能： 指材料在使用過(guò)程中所表現(xiàn)的性能，主要包括力學(xué)性指材料在使用過(guò)程中所表現(xiàn)的性能，主要包括力學(xué)性能、物理性能和化學(xué)性能。能、物理性能和化學(xué)性能。工藝性能：工藝性能： 指在制造機(jī)械零件的過(guò)程中，材料適應(yīng)各種冷、熱加指在制造機(jī)械零件的過(guò)程中，材料適應(yīng)各種冷、熱加工和熱處理的性能。工和熱處理的性能。2 2、工程材料工程材料力學(xué)性能力學(xué)性能 包括包括鑄造性能、鍛造性能、焊接性能、沖壓性能

5、、切削鑄造性能、鍛造性能、焊接性能、沖壓性能、切削加工性能和熱處理工藝性能加工性能和熱處理工藝性能等。等。 指材料在外力作用下表現(xiàn)出來(lái)的性能，主要有指材料在外力作用下表現(xiàn)出來(lái)的性能，主要有強(qiáng)度、塑性、強(qiáng)度、塑性、硬度、沖擊韌度硬度、沖擊韌度和和疲勞強(qiáng)度疲勞強(qiáng)度等。等。1 強(qiáng)度與塑性強(qiáng)度與塑性拉伸試驗(yàn)：FFe：彈性變形Fe：彈性極限載荷Fe F Fs：發(fā)生部分塑性變形Fs： 屈服載荷， S：屈服點(diǎn)Fs F Fb：載荷下降，變形增加Fk：斷裂，強(qiáng)度極限載荷。強(qiáng)度指材料抵抗塑性變形和斷裂的能力強(qiáng)度指材料抵抗塑性變形和斷裂的能力 。一、強(qiáng)度的指標(biāo)一、強(qiáng)度的指標(biāo)2 2、抗拉強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度指試樣拉斷前所承

6、受的最大拉應(yīng)力。指試樣拉斷前所承受的最大拉應(yīng)力。其物理意義是在于它反映了最大均勻變形的抗力其物理意義是在于它反映了最大均勻變形的抗力。1 1、屈服強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度當(dāng)材料的內(nèi)應(yīng)力當(dāng)材料的內(nèi)應(yīng)力b b時(shí)，材料將產(chǎn)生斷裂。時(shí)，材料將產(chǎn)生斷裂。b b常用作脆性材料的選材和設(shè)計(jì)的依據(jù)。常用作脆性材料的選材和設(shè)計(jì)的依據(jù)。 s 材料產(chǎn)生屈服現(xiàn)象時(shí)的最小應(yīng)力材料產(chǎn)生屈服現(xiàn)象時(shí)的最小應(yīng)力Fs：試樣屈服時(shí)所承受的拉伸力（試樣屈服時(shí)所承受的拉伸力（N） A0 ：試樣原始橫截面積（：試樣原始橫截面積（mm）1 強(qiáng)度與塑性強(qiáng)度與塑性0AFss0AFbb二、塑性指標(biāo)二、塑性指標(biāo) 塑性是材料在靜載荷作用下產(chǎn)生塑性變形而不破壞

7、的能力。評(píng)定指標(biāo)是塑性是材料在靜載荷作用下產(chǎn)生塑性變形而不破壞的能力。評(píng)定指標(biāo)是斷后伸長(zhǎng)率和斷面收縮率。斷后伸長(zhǎng)率和斷面收縮率。1 1、斷后伸長(zhǎng)率、斷后伸長(zhǎng)率2 2、斷面收縮率、斷面收縮率指試樣拉斷后標(biāo)距的伸長(zhǎng)量與原標(biāo)距長(zhǎng)度的百分比。指試樣拉斷后標(biāo)距的伸長(zhǎng)量與原標(biāo)距長(zhǎng)度的百分比。指試樣拉斷后縮項(xiàng)處橫截面積的最大縮減量與原始橫截面積的百分比。指試樣拉斷后縮項(xiàng)處橫截面積的最大縮減量與原始橫截面積的百分比。=(L=(L1 1-L)/L x 100%-L)/L x 100%L:L:標(biāo)距標(biāo)距L1:L1:拉斷后的試件標(biāo)距。將斷口密合在一起，用卡尺直接量出。拉斷后的試件標(biāo)距。將斷口密合在一起，用卡尺直接量出

8、。=(A0-A1)/A0 x 100%=(A0-A1)/A0 x 100%A0:A0:試件原橫截面積。試件原橫截面積。A1:A1:斷裂后頸縮處的橫截面積，用卡尺直接量出。斷裂后頸縮處的橫截面積，用卡尺直接量出。 1 強(qiáng)度與塑性強(qiáng)度與塑性2 硬度1 1、定義：指材料局部表面抵抗塑性變形和破壞的能力。、定義：指材料局部表面抵抗塑性變形和破壞的能力。它是衡量材料軟硬程度的指標(biāo)，其物理含義與試驗(yàn)方法它是衡量材料軟硬程度的指標(biāo)，其物理含義與試驗(yàn)方法有關(guān)。有關(guān)。2 2、硬度的測(cè)試方法、硬度的測(cè)試方法 （1 1）布氏硬度）布氏硬度 （2 2）洛氏硬度）洛氏硬度 （3 3）維氏硬度）維氏硬度 1 1、布氏硬度

9、試驗(yàn)、布氏硬度試驗(yàn)（布氏硬度計(jì)） 原理原理: :用一定直徑的球體（淬火鋼球用一定直徑的球體（淬火鋼球或硬質(zhì)合金球）以相應(yīng)的試驗(yàn)力壓入待或硬質(zhì)合金球）以相應(yīng)的試驗(yàn)力壓入待測(cè)材料表面，保持規(guī)定時(shí)間并達(dá)到穩(wěn)定測(cè)材料表面，保持規(guī)定時(shí)間并達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后卸除試驗(yàn)力，測(cè)量材料表面狀態(tài)后卸除試驗(yàn)力，測(cè)量材料表面壓痕壓痕直徑直徑，以計(jì)算硬度的一種壓痕硬度試驗(yàn)，以計(jì)算硬度的一種壓痕硬度試驗(yàn)方法。方法。2 2、布氏硬度值、布氏硬度值 用球面壓痕單位面積上所承受有平均壓力用球面壓痕單位面積上所承受有平均壓力表示。表示。 如：120HBS4 4、測(cè)量范圍測(cè)量范圍 用于測(cè)量用于測(cè)量灰鑄鐵、結(jié)構(gòu)鋼、非鐵金屬及非金屬材料等灰

10、鑄鐵、結(jié)構(gòu)鋼、非鐵金屬及非金屬材料等. .3 3、優(yōu)缺點(diǎn)、優(yōu)缺點(diǎn)（1 1）測(cè)量值較準(zhǔn)確，重復(fù)性好，可測(cè)組織不均勻材料（鑄鐵）測(cè)量值較準(zhǔn)確，重復(fù)性好，可測(cè)組織不均勻材料（鑄鐵）（2 2）可測(cè)的硬度值不高可測(cè)的硬度值不高（3 3）不測(cè)試成品與薄件不測(cè)試成品與薄件（4 4）測(cè)量費(fèi)時(shí)，效率低測(cè)量費(fèi)時(shí)，效率低2 硬度硬度1 1、洛氏硬度試驗(yàn)、洛氏硬度試驗(yàn)（洛氏硬度計(jì)） 原理原理: : 用金剛石圓錐或淬火鋼用金剛石圓錐或淬火鋼球，在試驗(yàn)力的作用下壓入試樣球，在試驗(yàn)力的作用下壓入試樣表面，經(jīng)規(guī)定時(shí)間后卸除試驗(yàn)力，表面，經(jīng)規(guī)定時(shí)間后卸除試驗(yàn)力，用測(cè)量的殘余壓痕深度增量來(lái)計(jì)用測(cè)量的殘余壓痕深度增量來(lái)計(jì)算硬度的一

11、種壓痕硬度試驗(yàn)。算硬度的一種壓痕硬度試驗(yàn)。 2 2、洛氏硬度值、洛氏硬度值 用測(cè)量的殘余壓痕深度表示。可從表盤(pán)上直接讀用測(cè)量的殘余壓痕深度表示?？蓮谋肀P(pán)上直接讀出。根據(jù)所用壓頭計(jì)載荷的不同，分為出。根據(jù)所用壓頭計(jì)載荷的不同，分為HRAHRA、HRBHRB、HRCHRC，其中，其中HRCHRC最為最為常用。常用。如：如：50HRC50HRC 4 4、測(cè)量范圍測(cè)量范圍 用于測(cè)量用于測(cè)量淬火鋼、硬質(zhì)合金淬火鋼、硬質(zhì)合金等材料等材料. .3 3、優(yōu)缺點(diǎn)、優(yōu)缺點(diǎn)（1 1）試驗(yàn)簡(jiǎn)單、方便、迅速試驗(yàn)簡(jiǎn)單、方便、迅速（2 2）壓痕小，可測(cè)成品，薄件壓痕小，可測(cè)成品，薄件（3 3）數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)不夠準(zhǔn)確，應(yīng)測(cè)三點(diǎn)取平

12、均值不夠準(zhǔn)確，應(yīng)測(cè)三點(diǎn)取平均值（4 4）不應(yīng)測(cè)組織不均勻材料，如鑄鐵。不應(yīng)測(cè)組織不均勻材料，如鑄鐵。2 硬度硬度1 1、維氏硬度試驗(yàn)、維氏硬度試驗(yàn) 原理原理: :用用夾角為夾角為136136的金剛石四棱錐體壓頭，使用很小試驗(yàn)力的金剛石四棱錐體壓頭，使用很小試驗(yàn)力F F（49.03-980.07N49.03-980.07N）壓入試樣表面，測(cè)出壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度壓入試樣表面，測(cè)出壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度d d。2 2、維氏硬度值、維氏硬度值 用壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度表示。用壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度表示。如：如：640HV640HV。 4 4、測(cè)量范圍測(cè)量范圍 常用于測(cè)薄件、鍍層、化學(xué)熱處理后的表層等。常用于測(cè)薄件、鍍層、化學(xué)熱處

13、理后的表層等。3 3、優(yōu)缺點(diǎn)、優(yōu)缺點(diǎn)（1 1）測(cè)量準(zhǔn)確，應(yīng)用范圍廣（硬度從極軟到極硬）測(cè)量準(zhǔn)確，應(yīng)用范圍廣（硬度從極軟到極硬）（2 2）可測(cè)成可測(cè)成品與薄件品與薄件（3 3）試樣表面要求高，費(fèi)工。試樣表面要求高，費(fèi)工。2 硬度硬度3 韌性定義：定義：金屬材料斷裂前吸收的變形能量。金屬材料斷裂前吸收的變形能量。沖擊韌度：缺口處單位截面積上所吸收的沖擊功式中：ak沖擊韌度; Ak沖斷試樣所消耗的沖擊功; A試樣缺口處的截面積 cm )(J/cm2AAakk沖擊韌度4 疲勞強(qiáng)度疲勞強(qiáng)度曲線疲勞強(qiáng)度曲線 實(shí)驗(yàn)證明，金屬材料能承受的交變應(yīng)力與斷裂前應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N 有如圖1-6所示的規(guī)律。由圖所知，當(dāng)?shù)?/p>

14、于某一值時(shí)，曲線與橫坐標(biāo)平行，表示材料可經(jīng)無(wú)限次循環(huán)而不斷裂，這一應(yīng)力稱(chēng)疲勞強(qiáng)度或疲勞極限。 用1表示光滑試樣對(duì)稱(chēng)彎 曲疲勞強(qiáng)度。一般鋼的循環(huán)次數(shù)為107，有色金屬為108。思考題：1.將鐘表發(fā)條拉成一條直線，這是彈性變形還是塑性變形？2.縮頸發(fā)生在拉伸圖上那一點(diǎn)？如果式樣沒(méi)有出現(xiàn)縮頸現(xiàn)象，是否表示該式樣沒(méi)有塑性變形？3.下列情況應(yīng)采用那種硬度法來(lái)檢查其硬度？ 庫(kù)存鋼材 硬質(zhì)合金刀頭 鍛件 臺(tái)虎鉗鉗口4.下列符號(hào)所表示的力學(xué)性能指標(biāo)的名稱(chēng)和含義是什么？ b s r0.2 -1 k HRC HBS HBW 5. 硬度和抗拉強(qiáng)度之間有沒(méi)有一定的關(guān)系？為什么？ 金屬溶液在凝固后一般都以晶質(zhì)狀態(tài)存在，

15、即內(nèi)部原子由不規(guī)則的排列轉(zhuǎn)變到規(guī)則排列，形成晶體的過(guò)程。 金屬的結(jié)晶過(guò)程是不斷形成晶核和晶核不斷長(zhǎng)大的過(guò)程，即由晶核的產(chǎn)生和長(zhǎng)大兩個(gè)基本過(guò)程組成的。1.2.1 1.2.1 純鐵的晶體結(jié)構(gòu)及其同素異晶轉(zhuǎn)變純鐵的晶體結(jié)構(gòu)及其同素異晶轉(zhuǎn)變1.2 1.2 鐵碳合金鐵碳合金1.1.金屬的結(jié)晶金屬的結(jié)晶 金屬的結(jié)晶 1.2.1 1.2.1 純鐵的晶體結(jié)構(gòu)及其同素異晶轉(zhuǎn)變純鐵的晶體結(jié)構(gòu)及其同素異晶轉(zhuǎn)變2.2.純鐵的晶體結(jié)構(gòu)純鐵的晶體結(jié)構(gòu) 將晶體中的每一個(gè)原子看成是一個(gè)點(diǎn)，再把相鄰原子中心用假想的直線聯(lián)接起來(lái)，使之形成晶格。從晶格中取出一個(gè)最基本的幾何單元，這個(gè)單元稱(chēng)作晶胞。體心立方晶格體心立方晶格 屬于體心

16、立方晶格類(lèi)型的金屬有屬于體心立方晶格類(lèi)型的金屬有-FeFe（912912以下的純鐵）、鉻、鉬、以下的純鐵）、鉻、鉬、鎢等鎢等面心立方晶格面心立方晶格 屬于面心立方晶格類(lèi)型的金屬有屬于面心立方晶格類(lèi)型的金屬有-Fe-Fe（13941394912912的純鐵）、鋁、的純鐵）、鋁、銅、銀等。銅、銀等。2.2.純鐵的晶體結(jié)構(gòu)純鐵的晶體結(jié)構(gòu) 3.純鐵的同素異晶轉(zhuǎn)變1.2.2 1.2.2 鐵碳合金的基本組織鐵碳合金的基本組織a a 、合金的基本概念合金的基本概念 1 1、合金、合金 合金是指由兩種或兩種以上的金屬元素或金屬與非金屬元素組成的具有合金是指由兩種或兩種以上的金屬元素或金屬與非金屬元素組成的具有

17、金屬特性的物質(zhì)。金屬特性的物質(zhì)。2 2、組元、組元 組成合金的基本的物質(zhì)稱(chēng)為組元。組成合金的基本的物質(zhì)稱(chēng)為組元。3、相、相 相是指在金屬組織中化學(xué)成分、晶體結(jié)構(gòu)和物理性能相同的組分。相是指在金屬組織中化學(xué)成分、晶體結(jié)構(gòu)和物理性能相同的組分。4、組織、組織組織泛指用金相觀察方法看到的由形態(tài)、尺寸不同和分布方式不同的一組織泛指用金相觀察方法看到的由形態(tài)、尺寸不同和分布方式不同的一種或多種相構(gòu)成的總體。種或多種相構(gòu)成的總體。b 、合金的組織合金的組織 根據(jù)構(gòu)成合金各組元之間相互作用的不同，固態(tài)合金的組織可分為根據(jù)構(gòu)成合金各組元之間相互作用的不同，固態(tài)合金的組織可分為固溶體固溶體、金屬化合物和機(jī)械混合

18、物金屬化合物和機(jī)械混合物。1、固溶體、固溶體溶質(zhì)原子溶入溶劑晶格中而仍保持溶劑晶格類(lèi)型，稱(chēng)為固溶溶質(zhì)原子溶入溶劑晶格中而仍保持溶劑晶格類(lèi)型，稱(chēng)為固溶體。體。2、奧氏體（奧氏體（A）：碳與：碳與-Fe形成的間隙固溶體。高溫組形成的間隙固溶體。高溫組織，在大于織，在大于727時(shí)存在。時(shí)存在。 性能性能-塑性好，強(qiáng)度和硬塑性好，強(qiáng)度和硬度高于度高于F。在鍛造、。在鍛造、 軋制時(shí)軋制時(shí)常要加熱到常要加熱到A，可提高塑性，可提高塑性，易于加工。易于加工。1、鐵素體（鐵素體（F）：碳與：碳與-Fe形成的間隙固溶體形成的間隙固溶體 性能性能-強(qiáng)度和硬度低，強(qiáng)度和硬度低，塑性和韌性好。塑性和韌性好。鐵素體奧氏

19、體2、金屬化合物、金屬化合物金屬化合物是合金組元之間相互發(fā)生作用而形成具有金屬特金屬化合物是合金組元之間相互發(fā)生作用而形成具有金屬特性的一種組織。性的一種組織。滲碳體（滲碳體（ Fe3C ）：鐵與碳形成的金屬化合物。：鐵與碳形成的金屬化合物。 性能性能-硬度高，脆性大。硬度高，脆性大。3、機(jī)械混合物、機(jī)械混合物機(jī)械混合物是合金中的一類(lèi)復(fù)相混合物組織，不同的相均可機(jī)械混合物是合金中的一類(lèi)復(fù)相混合物組織，不同的相均可互相組合形成機(jī)械混合物?；ハ嘟M合形成機(jī)械混合物。珠光體（珠光體（ P ）：F與與Fe3C組成組成的機(jī)械混合物。的機(jī)械混合物。 性能性能-力學(xué)性能介于兩者之間。力學(xué)性能介于兩者之間。萊氏

20、體（萊氏體（ Ld ）：A與與Fe3C組成組成的機(jī)械混合物。的機(jī)械混合物。性能性能-硬度高，塑性差。硬度高，塑性差。珠光體1.2.3 1.2.3 鐵碳相圖分析鐵碳相圖分析1、概念：表示鐵碳合金在不同成分和溫度下的組織、 性能以及它們之間相互關(guān)系的圖形。又稱(chēng)鐵碳合金相圖或鐵碳合金平衡圖。是通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法建立起來(lái)的。2、作用：是研制新材料，制定合金熔煉、鑄造、壓力加工和熱處理等工藝的重要工具。 3.3.鐵碳合金相圖鐵碳合金相圖1、相圖的坐標(biāo) 縱坐標(biāo)：代表溫度。 橫坐標(biāo)：代表含碳量。2、幾個(gè)概念 純鐵 鋼 鑄鐵 共析鋼 亞共析鋼 過(guò)共析鋼 共晶白口鑄鐵 亞共晶白口鑄鐵 過(guò)共晶白口鑄鐵3、特性點(diǎn) A點(diǎn)

21、：純鐵的熔點(diǎn) 1538 C點(diǎn)：共晶點(diǎn) 1148 D點(diǎn)：滲碳體的熔點(diǎn) 1227 S點(diǎn)：共析點(diǎn) 727 G點(diǎn)：純鐵的同素異晶轉(zhuǎn)變點(diǎn) 912 E點(diǎn)：C在-Fe中最大溶解度 1148 P點(diǎn)：C在-Fe中最大溶解度 727 Q點(diǎn)：室溫時(shí)C在-Fe中最大溶解度4、特性線 ACD：液相線，液相冷卻至此開(kāi)始析出固相，固相加熱至此全部轉(zhuǎn)化為液相。 AECF：固相線，液態(tài)合金至此線全部結(jié)晶為固相，固相加熱至此開(kāi)始轉(zhuǎn)化。 GS：A開(kāi)始析出F的轉(zhuǎn)變線，加熱時(shí)F全部溶入A，又稱(chēng)A3線。 ES：C在A中的溶解度曲線，又稱(chēng)Acm線。 ECF：共晶線，含C量2.11 % -6.69%的鐵碳合金至此發(fā)生共晶反應(yīng)，結(jié)晶出A與Fe

22、3C混合物-萊氏體Ld。 PSK：共析線，含C量在0.0218 % -6.69%的鐵碳合金至此反生共析反應(yīng)，產(chǎn)生珠光體P ，又稱(chēng)A1線。 亞共析鋼結(jié)晶過(guò)程4 鐵碳相圖的應(yīng)用鐵碳相圖的應(yīng)用1、選用材料、選用材料： 由鐵碳相圖可知，合金中隨著含碳量的不同，其組織各不相同，由鐵碳相圖可知，合金中隨著含碳量的不同，其組織各不相同，從而導(dǎo)致其力學(xué)性能不同。因此，我們就可以根據(jù)機(jī)器零件所要求從而導(dǎo)致其力學(xué)性能不同。因此，我們就可以根據(jù)機(jī)器零件所要求的性能來(lái)選擇不同含碳量的材料。的性能來(lái)選擇不同含碳量的材料。2、判斷切削加工性能、判斷切削加工性能： 低碳鋼低碳鋼中鐵素體較多，塑性好，加工性不好；中鐵素體較多

23、，塑性好，加工性不好；中碳鋼中碳鋼中鐵素體中鐵素體含量比例適當(dāng)，鋼的硬度適當(dāng)，易于加工。含量比例適當(dāng)，鋼的硬度適當(dāng)，易于加工。3、制定熱加工工藝：、制定熱加工工藝： 在在鑄造鑄造工藝方面，根據(jù)相圖可以確定合適的熔化溫度和澆注溫度，工藝方面，根據(jù)相圖可以確定合適的熔化溫度和澆注溫度，含碳量為含碳量為4.3%的鑄鐵鑄造性最好；在的鑄鐵鑄造性最好；在鍛造鍛造工藝方面，可以選擇鋼工藝方面，可以選擇鋼材的軋制和鍛造的溫度范圍應(yīng)在奧氏體區(qū)。材的軋制和鍛造的溫度范圍應(yīng)在奧氏體區(qū)。4、應(yīng)用于熱處理生產(chǎn)：、應(yīng)用于熱處理生產(chǎn)： 由相圖可知合金在固態(tài)加熱和冷卻過(guò)程中均有組織的變化，可以由相圖可知合金在固態(tài)加熱和冷卻

24、過(guò)程中均有組織的變化，可以進(jìn)行熱處理。并且可以正確選擇加熱溫度。進(jìn)行熱處理。并且可以正確選擇加熱溫度。思考題：1.如果結(jié)晶時(shí)晶核不多而生長(zhǎng)速度較快，則凝固后的晶粒是粗還是細(xì)？為什么？2.晶粒的粗細(xì)對(duì)金屬的機(jī)械性能有什么影響？3.什么是同素異晶轉(zhuǎn)變？室溫和1100時(shí)的純鐵晶格有什么不同？4.什么叫做鐵素體、奧氏體、滲碳體、珠光體和萊氏體？它們各有什么特點(diǎn)？5.A1.A3和Acm各表示什么意義？6.試描述在緩慢冷卻的條件下,液態(tài)的0.3碳素鋼從開(kāi)始凝固到溫室之間的組織變化。1.3 金屬材料steel1530kgzinc26kgplastic55kgrubber 60kglead15kgalumin

25、um30kgglass52kgCast iron350kgcopper16kgA typical automobile may contain the following materials:1.3.1 鋼1. 鋼的分類(lèi)(1) 按化學(xué)成分碳素鋼合金鋼(2) 按用途結(jié)構(gòu)鋼工具鋼特殊性能鋼(3) 按質(zhì)量普通鋼 S0.055% P0.045% 優(yōu)質(zhì)鋼 S0.045% P0.04% 高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼 S0.03% P0.03% 2. 碳素鋼含碳量小于2.11%的鐵碳合金。(1)化學(xué)成分對(duì)碳素鋼性能的影響a. 碳的影響強(qiáng)度、硬度增加塑性、韌性下降根據(jù)含碳量，碳素鋼可分為三類(lèi)：低碳鋼 0.6Cb、硅和錳的影響：

26、 有益元素。不但可以溶于F中，產(chǎn)生強(qiáng)化作用，使鋼的強(qiáng)度和硬度提高；而且Mn能消除硫?qū)︿摰奈：?。c、磷的影響： 有害元素，使鋼產(chǎn)生冷脆性。d、硫的影響： 有害元素，使鋼產(chǎn)生熱脆性。(1)化學(xué)成分對(duì)碳素鋼性能的影響(2) 碳素鋼的分類(lèi)、牌號(hào)碳素鋼的分類(lèi)、牌號(hào)a. 碳素結(jié)構(gòu)鋼 牌號(hào)： Q215-AF Q235-B用途：工程結(jié)構(gòu)（薄鋼板，鋼筋， 鋼管，各種型材）； 要求不高的機(jī)器零件（螺釘，螺栓，手柄，小軸）；特點(diǎn)：塑韌性?xún)?yōu)良。b. 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 牌號(hào)：08, 10, 1575, 80, 85用途：用來(lái)制造較重要的機(jī)器零件，一般都經(jīng)過(guò)熱處理。0825：強(qiáng)度低，但塑性、韌性好，并具有良好的焊接性能。常

27、做沖壓件、焊接件、滲碳件。用來(lái)制造螺釘、螺母、墊圈等沖壓件3050：調(diào)質(zhì)后有良好的綜合機(jī)械性能。用作軸、連桿、絲杠、鍵。軸連桿絲杠5585：熱處理后有良好的彈性。用作彈簧、軋輥、鋼絲繩。彈簧鋼絲繩c. 碳素工具鋼碳素工具鋼牌號(hào)：T7，T7A用途：各種刀具、刃具、量具。T7, T8：中等硬度，高韌性工具。沖頭、鑿子、鍛造工具、鏨子、錘子。T9T11：高硬度、中等韌性工具。鉆頭、絲錐、鋼鋸條、小沖模。T12T13：高硬度、耐磨性而韌性要求不高的工具。量具、銼刀、刮刀。碳素工具鋼回火穩(wěn)定性低，當(dāng)溫度大于200250時(shí)，硬度急劇下降。因此只用作手動(dòng)切削工具。 銼刀錘子鋸條碳素鋼的缺點(diǎn)：硬度低高溫下強(qiáng)度

28、、硬度低耐磨性、耐腐蝕性差 （1 1）合金元素對(duì)鋼性能的影響）合金元素對(duì)鋼性能的影響 a、提高了鋼的力學(xué)性能 b、提高了鋼的淬透性 c、使鋼具有某些特殊性能 鈦、釩等鈦、釩等合金元素的加入提高了鋼的強(qiáng)度和硬度，細(xì)化了晶粒，也提高了塑性與韌性。 鉻、硅、鎳、錳、硼等鉻、硅、鎳、錳、硼等合金元素的加入提高鋼的淬透性。 鉻、錳等鉻、錳等合金元素的加入使鋼具有了耐高溫、耐熱、耐磨、不生銹等特殊性能。（2 2）合金鋼的分類(lèi)與牌號(hào)）合金鋼的分類(lèi)與牌號(hào)（3 3）合金鋼的牌號(hào)）合金鋼的牌號(hào)a a、合金結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)、合金結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)b b、合金工具鋼的牌號(hào)、合金工具鋼的牌號(hào)兩位數(shù)字兩位數(shù)字+ +合金元素符號(hào)合金

29、元素符號(hào)+ +數(shù)字?jǐn)?shù)字 前兩位數(shù)字表示平均含碳量的前兩位數(shù)字表示平均含碳量的萬(wàn)倍萬(wàn)倍，后面數(shù)字表示合，后面數(shù)字表示合金元素的百倍。若合金元素含量小于金元素的百倍。若合金元素含量小于1.51.5，則不標(biāo)其含，則不標(biāo)其含量。如量。如60Si2Mn,40Cr60Si2Mn,40Cr等等。 其牌號(hào)表示方法與合金結(jié)構(gòu)鋼類(lèi)似，但其含碳量超過(guò)其牌號(hào)表示方法與合金結(jié)構(gòu)鋼類(lèi)似，但其含碳量超過(guò)1%1%時(shí)不標(biāo)出；當(dāng)時(shí)不標(biāo)出；當(dāng)含碳量小于含碳量小于1%前前面數(shù)字表示面數(shù)字表示含碳量含碳量的的千千倍倍。 如：9SiCr, Cr12,5CrMnMo9SiCr, Cr12,5CrMnMo等。等。 但但高速鋼高速鋼不標(biāo)含碳量

30、，只寫(xiě)出合金元素不標(biāo)含碳量，只寫(xiě)出合金元素符號(hào)符號(hào)及其含量。及其含量。如:W18Cr4V, W6Mo5Cr4V2W18Cr4V, W6Mo5Cr4V2a 、合金結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼1 1、普通低合金結(jié)構(gòu)鋼、普通低合金結(jié)構(gòu)鋼 低碳，合金含量小于低碳，合金含量小于3%3%。主加元素為。主加元素為MnMn其強(qiáng)化了鐵素體，其強(qiáng)化了鐵素體，提高了強(qiáng)度；提高了強(qiáng)度；V V，TiTi等元素使晶粒細(xì)化，使韌性提高。等元素使晶粒細(xì)化，使韌性提高。 在在建筑、橋梁、車(chē)輛、船舶建筑、橋梁、車(chē)輛、船舶中應(yīng)用廣泛。以中應(yīng)用廣泛。以16Mn16Mn為最廣。為最廣。船舶船舶橋梁橋梁2 2、合金滲碳鋼、合金滲碳鋼 含碳量為含碳量

31、為0.1%-0.2%,0.1%-0.2%,以保障心部具有足夠的韌性，合以保障心部具有足夠的韌性，合金含量金含量小于小于3%3%。主加元素為主加元素為CrCr、MnMn、鈦、釩、鈦、釩，提高了淬透，提高了淬透性，使晶粒細(xì)化，耐磨性提高性，使晶粒細(xì)化，耐磨性提高。 主要用于表面要主要用于表面要求硬而耐磨，心部具求硬而耐磨，心部具有足夠強(qiáng)度和韌性的有足夠強(qiáng)度和韌性的零件，如：汽車(chē)變速零件，如：汽車(chē)變速箱的齒輪等。箱的齒輪等。 以以2 20Cr0Cr、20CrMnTi20CrMnTi為最廣。為最廣。 變速齒輪變速齒輪撥叉撥叉3 3、合金調(diào)質(zhì)鋼、合金調(diào)質(zhì)鋼 含碳量為含碳量為0.25%-0.5%,0.25

32、%-0.5%,主加元素為主加元素為CrCr、MnMn、SiSi、NiNi等以提等以提高淬透性和強(qiáng)化鐵素體高淬透性和強(qiáng)化鐵素體. .調(diào)質(zhì)鋼具有良好的綜合力學(xué)性能調(diào)質(zhì)鋼具有良好的綜合力學(xué)性能。 合金調(diào)質(zhì)鋼廣泛用于制造汽車(chē)、拖拉機(jī)、機(jī)床和其它機(jī)合金調(diào)質(zhì)鋼廣泛用于制造汽車(chē)、拖拉機(jī)、機(jī)床和其它機(jī)器上的各種重要零件，如器上的各種重要零件，如齒輪、軸類(lèi)件、連桿齒輪、軸類(lèi)件、連桿等。等。 曲軸曲軸 連桿連桿 4 4、合金彈、合金彈簧簧鋼鋼 它具有高的它具有高的彈性、疲勞強(qiáng)度及沖擊韌度彈性、疲勞強(qiáng)度及沖擊韌度。含碳量為含碳量為0.5%-0.5%-0.7%,0.7%,主加元素為主加元素為CrCr、MnMn、SiS

33、i等以提高淬透性和彈性極限。等以提高淬透性和彈性極限。 合金彈簧鋼是一種合金彈簧鋼是一種專(zhuān)用結(jié)構(gòu)鋼，主要用于專(zhuān)用結(jié)構(gòu)鋼，主要用于制造各種制造各種彈簧彈簧和彈性元和彈性元件件。 拉力彈簧拉力彈簧 離合器離合器彈簧彈簧 5 5、滾動(dòng)軸承鋼、滾動(dòng)軸承鋼 主要用來(lái)制造滾動(dòng)軸承的主要用來(lái)制造滾動(dòng)軸承的滾動(dòng)體滾動(dòng)體（滾珠、滾柱、滾（滾珠、滾柱、滾針）、內(nèi)外套圈等，屬專(zhuān)用結(jié)構(gòu)鋼。針）、內(nèi)外套圈等，屬專(zhuān)用結(jié)構(gòu)鋼。 碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般為碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般為0.95%-1.10%0.95%-1.10%，以保證其高硬，以保證其高硬度、高耐磨性和高強(qiáng)度。度、高耐磨性和高強(qiáng)度。鉻鉻為基本合金元素為基本合金元素 ，鉻含量，鉻含量

34、為為0.40%-1.65%0.40%-1.65%。高碳低鉻高碳低鉻。如：如：GCr15GCr15b 、合金工具鋼合金工具鋼 合金工具鋼是制造刃具、量具和模具的鋼種。不僅有更高的硬度合金工具鋼是制造刃具、量具和模具的鋼種。不僅有更高的硬度和耐磨性和耐磨性,還具有更高的還具有更高的紅硬性紅硬性。1 1、合金刃具鋼、合金刃具鋼 用途：用途：主要用于制造各種主要用于制造各種金屬切削刀具，如車(chē)刀、銑刀、金屬切削刀具，如車(chē)刀、銑刀、鉆頭等。鉆頭等。 性能：性能：（1 1）高硬度，）高硬度，60HRC60HRC以上；以上；（2 2）高的耐磨性；）高的耐磨性；（3 3）高熱硬性）高熱硬性 ；（4 4）足夠的塑

35、性和韌性）足夠的塑性和韌性 。銑刀銑刀 英制模板刀英制模板刀合金刃具鋼的合金刃具鋼的種類(lèi)及牌號(hào)種類(lèi)及牌號(hào) (1) (1) 低合金刃具鋼低合金刃具鋼 (2) (2) 高速鋼高速鋼 最高工作溫度不超過(guò)最高工作溫度不超過(guò)300 300 。 高碳：碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為高碳：碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.9%-1.1%0.9%-1.1%，以保證高硬度和高耐磨性。，以保證高硬度和高耐磨性。 CrCr、MnMn、SiSi主要是提高鋼的淬透性，主要是提高鋼的淬透性，SiSi還能提高鋼的回火穩(wěn)定性；還能提高鋼的回火穩(wěn)定性； W W、V V能提高硬度和耐磨性，并防止加熱時(shí)過(guò)熱，保持細(xì)小的晶粒。能提高硬度和耐磨性，并防止加熱時(shí)過(guò)熱，保持

36、細(xì)小的晶粒。 高速鋼是高合金刃具鋼，具有很高的熱硬性，高速切削中刃部溫度高速鋼是高合金刃具鋼，具有很高的熱硬性，高速切削中刃部溫度達(dá)達(dá)600 600 時(shí)，其硬度無(wú)明顯下降。時(shí)，其硬度無(wú)明顯下降。 高碳：碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)在高碳：碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.70%0.70%以上，最高可達(dá)以上，最高可達(dá)1.5%1.5%左右，左右， 加入加入CrCr、W W、MoMo、V V等合金元素：等合金元素： Cr Cr 提高淬透性。提高淬透性。 W W、Mo Mo 保證高的熱硬性。保證高的熱硬性。 V V 提高耐磨性，細(xì)化晶粒。提高耐磨性，細(xì)化晶粒。 （如：（如：9SiCr 9SiCr 、9Mn2V9Mn2V）（如：（如：W1

37、8Cr4VW18Cr4V、W6Mo5Cr4V2W6Mo5Cr4V2 ）2 2、合金量具鋼、合金量具鋼 用途：量具用鋼用于制造各種用途：量具用鋼用于制造各種測(cè)測(cè)量工具，如卡尺、千分尺、塊規(guī)。量工具，如卡尺、千分尺、塊規(guī)。性能要求：性能要求：(1) (1) 高硬度（大于高硬度（大于56 HRC56 HRC）和高耐磨性；）和高耐磨性； (2) (2) 高尺寸穩(wěn)定性，在存放和使用過(guò)程中，尺寸不發(fā)生變化。高尺寸穩(wěn)定性，在存放和使用過(guò)程中，尺寸不發(fā)生變化。螺紋規(guī)螺紋規(guī) 游標(biāo)卡尺游標(biāo)卡尺 千分尺千分尺 量具用鋼的選用舉例量具用鋼的選用舉例 量量 具具 鋼鋼 號(hào)號(hào) 平樣板或卡板平樣板或卡板 1010、2020

38、或或5050、5555、6060、60Mn60Mn、65Mn 65Mn 一般量規(guī)與塊規(guī)一般量規(guī)與塊規(guī) T10AT10A、T12AT12A、9SiCr 9SiCr 高精度量規(guī)與塊規(guī)高精度量規(guī)與塊規(guī) CrCr（刃具鋼）、（刃具鋼）、CrMnCrMn、GCr15 GCr15 高精度且形狀復(fù)雜的量規(guī)與塊規(guī)高精度且形狀復(fù)雜的量規(guī)與塊規(guī) CrWMn(CrWMn(低變形鋼低變形鋼) ) 抗蝕量具抗蝕量具 4Cr13, 9Cr18(4Cr13, 9Cr18(不銹鋼不銹鋼) ) 3、合金模具鋼、合金模具鋼合金模具鋼按其用途分為合金模具鋼按其用途分為冷作模具鋼冷作模具鋼和和熱作模具鋼熱作模具鋼兩大類(lèi)。兩大類(lèi)。 冷

39、作模具鋼冷作模具鋼 用途：冷模具用于制造用途：冷模具用于制造各種冷沖模、冷鐓模、冷擠各種冷沖模、冷鐓模、冷擠壓模和拉絲模等，工作溫度壓模和拉絲模等，工作溫度不超過(guò)不超過(guò)200 200 300 300 。熱熱作模具鋼作模具鋼如：如：9Mn2V9Mn2V、CrWMnCrWMn 用途：熱作模具鋼用于制造各用途：熱作模具鋼用于制造各種熱鍛模、熱壓模、熱擠壓模和壓種熱鍛模、熱壓模、熱擠壓模和壓鑄模等，工作時(shí)型腔表面溫度可達(dá)鑄模等，工作時(shí)型腔表面溫度可達(dá)600 600 以上。以上。如：如：5CrMnMo5CrMnMo、5CrNiMo5CrNiMo 性能要求：性能要求： 高硬度，高硬度，585862 HRC

40、;62 HRC; 高耐磨性高耐磨性; ; 足夠的韌性和疲勞抗力足夠的韌性和疲勞抗力C 、特殊性能鋼特殊性能鋼 特殊性能鋼是指具有特殊物理和化學(xué)性能的一種高合金特殊性能鋼是指具有特殊物理和化學(xué)性能的一種高合金鋼鋼. .它主要包括它主要包括不銹鋼不銹鋼, ,耐磨鋼耐磨鋼等等. .1 1、不銹鋼、不銹鋼 能抵抗大氣能抵抗大氣, ,酸酸, ,咸或其它介質(zhì)腐蝕的鋼咸或其它介質(zhì)腐蝕的鋼。 不銹鋼在石油化工、國(guó)防工業(yè)和一些尖端科學(xué)技術(shù)及日常生不銹鋼在石油化工、國(guó)防工業(yè)和一些尖端科學(xué)技術(shù)及日常生活中都得到廣泛應(yīng)用，例如化工裝置中的各種管道、閥門(mén)和泵，活中都得到廣泛應(yīng)用，例如化工裝置中的各種管道、閥門(mén)和泵，醫(yī)療

41、手術(shù)器械，防銹刃具和量具等。醫(yī)療手術(shù)器械，防銹刃具和量具等。 根據(jù)根據(jù)不銹鋼室溫下組織的不同不銹鋼室溫下組織的不同, ,常用的不銹鋼可分三種常用的不銹鋼可分三種: :馬氏體型不銹鋼馬氏體型不銹鋼 鐵素體型不銹鋼鐵素體型不銹鋼 奧氏體型奧氏體型不銹鋼不銹鋼 馬氏體型不銹鋼馬氏體型不銹鋼 如：如：1Cr131Cr13、2Cr132Cr13、3Cr133Cr13、4Cr134Cr13 不銹鋼船用螺旋槳不銹鋼船用螺旋槳不銹鋼剪刀不銹鋼剪刀 含碳為含碳為0.1%-0.4%,0.1%-0.4%,含鉻為含鉻為12%-13%.12%-13%.主要用于力學(xué)性能要求不高主要用于力學(xué)性能要求不高, ,耐蝕性要求較低

42、的零件耐蝕性要求較低的零件. .如如: :鐵素體型不銹鋼鐵素體型不銹鋼 這類(lèi)鋼的鉻質(zhì)量分?jǐn)?shù)為這類(lèi)鋼的鉻質(zhì)量分?jǐn)?shù)為17%17%30%30%，碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于，碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于0.15%.0.15%.主要用主要用作耐蝕性要求很高而強(qiáng)度要求不高的構(gòu)件，例如作耐蝕性要求很高而強(qiáng)度要求不高的構(gòu)件，例如容器和管道容器和管道等。等。 奧氏體型奧氏體型不銹鋼不銹鋼 這類(lèi)不銹鋼屬鉻鎳不銹鋼這類(lèi)不銹鋼屬鉻鎳不銹鋼, ,碳含量很低（約碳含量很低（約0.1%0.1%），耐蝕性很好。），耐蝕性很好。 如：如：1Cr171Cr17、1Cr17Ti1Cr17Ti等等如：如： 0Cr18Ni9, 1Cr18Ni90Cr18Ni9

43、, 1Cr18Ni9等等2 2、耐磨鋼、耐磨鋼 （就是高錳鋼（就是高錳鋼 如如:ZGMn13:ZGMn13） 坦克、拖拉機(jī)履帶坦克、拖拉機(jī)履帶 鐵軌分道叉鐵軌分道叉 破碎機(jī)顎板破碎機(jī)顎板挖掘機(jī)斗齒挖掘機(jī)斗齒1.3.2 1.3.2 鑄鑄 鐵鐵 鑄鐵是碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于鑄鐵是碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于2.11%2.11%、并常含有較多的硅、并常含有較多的硅、錳、硫、磷等元素的鐵碳合金。錳、硫、磷等元素的鐵碳合金。 用于制造機(jī)床的床身、床頭箱用于制造機(jī)床的床身、床頭箱, ,發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸體、機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸體、機(jī)器的底座等，是工程上最常用的金屬材料之一。器的底座等，是工程上最常用的金屬材料之一。 箱體箱體啟動(dòng)閥啟動(dòng)閥1

44、.1.鑄鐵分類(lèi)鑄鐵分類(lèi)根據(jù)碳在鑄鐵中存在形根據(jù)碳在鑄鐵中存在形不同，可分三大類(lèi)：不同，可分三大類(lèi)：（1 1）白口鑄鐵）白口鑄鐵（2 2）灰口鑄鐵）灰口鑄鐵（3 3）麻口鑄鐵）麻口鑄鐵 根據(jù)根據(jù)石墨石墨（G）在鑄鐵中存在形態(tài)，可分為：在鑄鐵中存在形態(tài)，可分為：普通灰鑄鐵：石墨呈普通灰鑄鐵：石墨呈片狀片狀可鍛鑄鐵：石墨呈可鍛鑄鐵：石墨呈團(tuán)絮狀團(tuán)絮狀蠕墨鑄鐵：石墨呈蠕墨鑄鐵：石墨呈蠕蟲(chóng)狀蠕蟲(chóng)狀球墨鑄鐵：石墨呈球墨鑄鐵：石墨呈球狀球狀2 2、灰口鑄鐵的種類(lèi)、灰口鑄鐵的種類(lèi) 灰鑄鐵有鐵素體、珠光體、灰鑄鐵有鐵素體、珠光體、(鐵素體鐵素體+珠光體珠光體)+石墨三石墨三種基本組織種基本組織。 a 灰鑄鐵 由

45、于石墨片對(duì)鋼基體產(chǎn)生的割裂作用，破壞了鋼基體的連續(xù)性、完整性，由于石墨片對(duì)鋼基體產(chǎn)生的割裂作用，破壞了鋼基體的連續(xù)性、完整性，減少了鋼基體的有效面積，使其減少了鋼基體的有效面積，使其抗拉強(qiáng)度低于鋼、而塑性和韌性近于零，屬于抗拉強(qiáng)度低于鋼、而塑性和韌性近于零，屬于脆性材料。脆性材料?；诣T鐵的性能：灰鑄鐵的性能：抗拉強(qiáng)度低 優(yōu)異的鑄造性能 優(yōu)良的減振性 耐磨性好 缺口敏感性小 切削加工性能優(yōu)良二、灰鑄鐵的性能與應(yīng)用二、灰鑄鐵的性能與應(yīng)用但其抗壓強(qiáng)度與鋼相近，因此普通灰鑄鐵廣泛用于作承受壓力載荷的零件但其抗壓強(qiáng)度與鋼相近，因此普通灰鑄鐵廣泛用于作承受壓力載荷的零件和結(jié)構(gòu)，如和結(jié)構(gòu)，如機(jī)座、機(jī)床床身、

46、軸承機(jī)座、機(jī)床床身、軸承等。等。葉輪葉輪 發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪 HTHT+ +三位數(shù)字三位數(shù)字?jǐn)?shù)字表示最低抗拉強(qiáng)度數(shù)字表示最低抗拉強(qiáng)度牌 號(hào)鑄 件 壁 厚 / mm用 途 舉 例2.510102020303050HT1001301009080重錘、防護(hù)罩、蓋板等HT150175145130120機(jī)座、支架、箱體、法蘭、泵體、縫紉機(jī)件、閥體等HT200220195170160氣缸、齒輪、機(jī)床床身、飛輪、底架、中等壓力閥閥體等HT250270240220200機(jī)體、閥體、油缸、床身、凸輪、襯套等HT300290250230齒輪、凸輪、剪床、壓力機(jī)床身、重型機(jī)械床身等HT350340290260b

47、b 、可鍛鑄鐵、可鍛鑄鐵一、可鍛鑄鐵的組織一、可鍛鑄鐵的組織可鍛鑄鐵有鐵素體和珠光體兩種基體，石墨呈團(tuán)絮狀?？慑戣T鐵有鐵素體和珠光體兩種基體，石墨呈團(tuán)絮狀。 二、可鍛鑄鐵的牌號(hào)二、可鍛鑄鐵的牌號(hào)三、可鍛鑄鐵的性能及應(yīng)用三、可鍛鑄鐵的性能及應(yīng)用 可鍛鑄鐵可鍛鑄鐵較高的強(qiáng)度、塑性和沖擊韌性，可以部分代替碳鋼。較高的強(qiáng)度、塑性和沖擊韌性，可以部分代替碳鋼?？煽慑戣T鐵不可鍛。鍛鑄鐵不可鍛。 鐵素體可鍛鑄鐵以鐵素體可鍛鑄鐵以“KTKT”表示，珠光體可鍛鑄鐵以表示，珠光體可鍛鑄鐵以“KTZKTZ”表表示。其后的兩組數(shù)字表示最低抗拉強(qiáng)度和延伸率。示。其后的兩組數(shù)字表示最低抗拉強(qiáng)度和延伸率。 如：如：KT35

48、0-10KT350-10、KTZ600-3KTZ600-3可鍛鑄鐵的牌號(hào)和機(jī)械性能可鍛鑄鐵的牌號(hào)和機(jī)械性能 c 、球墨鑄鐵、球墨鑄鐵一、球墨鑄鐵的組織一、球墨鑄鐵的組織二、二、球墨鑄鐵球墨鑄鐵的牌號(hào)的牌號(hào)三、球墨鑄鐵的和機(jī)械性能三、球墨鑄鐵的和機(jī)械性能 用用“QT”QT”標(biāo)明，其后兩組數(shù)值表示最低抗拉強(qiáng)度和延伸率。標(biāo)明，其后兩組數(shù)值表示最低抗拉強(qiáng)度和延伸率。QT420-10、QT600-2、QT800-2如如:機(jī)械性能機(jī)械性能牌號(hào)牌號(hào)基體基體 b b MPaMPa 0.20.2 MPaMPa 5 5 % %a ak k kJ/mkJ/m2 2HBHB應(yīng)應(yīng) 用用 舉舉 例例QT400-17QT4

49、00-17鐵素體鐵素體4004002502501717600600179179 汽車(chē)、拖拉機(jī)床底盤(pán)零汽車(chē)、拖拉機(jī)床底盤(pán)零件；件；16-6416-64大氣壓閥門(mén)的大氣壓閥門(mén)的閥體、閥蓋閥體、閥蓋QT420-10QT420-10鐵素體鐵素體4204202702701010300300207207QT500-5QT500-5鐵素體鐵素體+ +球光體球光體5005003503505 5147147241241 機(jī)油泵齒輪機(jī)油泵齒輪QT600-2QT600-2球光體球光體6006004204202 222972297302302 柴油機(jī)、汽油機(jī)曲軸；柴油機(jī)、汽油機(jī)曲軸；磨床、銑床、車(chē)床的主軸；磨床、銑床

50、、車(chē)床的主軸；空壓機(jī)、冷凍機(jī)缸體、缸空壓機(jī)、冷凍機(jī)缸體、缸套套QT700-2QT700-2球光體球光體7007004904902 222972297302302QT800-2QT800-2球光體球光體8008005605602 224172417321321五、五、球墨鑄鐵調(diào)質(zhì)和正火后的組織性能球墨鑄鐵調(diào)質(zhì)和正火后的組織性能 機(jī)械性能 熱處理工藝 顯微組織 b MPa 5 % ak kJ/m2 HB 調(diào)質(zhì): 980退火后,900油淬+ 580回火 回火索氏體+石墨 8001000 1.72.7 260320 240340 正火: 980退火后, 900正火+ 580去應(yīng)力退火 珠光體+5%鐵素

51、體 +石墨 700 2.5 100 317321 四、四、球墨鑄鐵的應(yīng)用球墨鑄鐵的應(yīng)用 具有與鋼相近的力學(xué)具有與鋼相近的力學(xué)性能，可代替鋼和合金鋼性能，可代替鋼和合金鋼使用。使用。球墨球墨鑄鐵鑄鐵管道管道接口接口 d d 、蠕墨鑄鐵蠕墨鑄鐵 一、一、蠕墨蠕墨鑄鐵的組織鑄鐵的組織 蠕墨鑄鐵的石墨具有介于片狀和球狀之間的中間形態(tài)，其石墨蠕墨鑄鐵的石墨具有介于片狀和球狀之間的中間形態(tài)，其石墨片的長(zhǎng)厚比較小，端部較鈍。片的長(zhǎng)厚比較小，端部較鈍。呈呈蠕蟲(chóng)狀。蠕蟲(chóng)狀。 蠕墨鑄鐵是一種新型高強(qiáng)鑄鐵材料。它的強(qiáng)度接近于球墨蠕墨鑄鐵是一種新型高強(qiáng)鑄鐵材料。它的強(qiáng)度接近于球墨鑄鐵，并且有一定的韌性、較高的耐磨性；

52、同時(shí)又有和灰口鑄鐵鑄鐵，并且有一定的韌性、較高的耐磨性；同時(shí)又有和灰口鑄鐵一樣的良好的鑄造性能和導(dǎo)熱性。一樣的良好的鑄造性能和導(dǎo)熱性。 二、蠕墨鑄鐵的牌號(hào)、性能和應(yīng)用二、蠕墨鑄鐵的牌號(hào)、性能和應(yīng)用 蠕墨鑄鐵以蠕墨鑄鐵以“RuTRuT”表示，其后的數(shù)字表示最低抗拉強(qiáng)度。表示，其后的數(shù)字表示最低抗拉強(qiáng)度。 RuT300RuT300、RuT420RuT420 如：如： 蠕墨鑄鐵已成功地用于高層建筑中高壓熱交換器、內(nèi)燃蠕墨鑄鐵已成功地用于高層建筑中高壓熱交換器、內(nèi)燃機(jī)汽缸和缸蓋、汽缸套、鋼錠模、液壓閥等鑄件。機(jī)汽缸和缸蓋、汽缸套、鋼錠模、液壓閥等鑄件。 牌號(hào)牌號(hào)：性能性能：應(yīng)用應(yīng)用：排排氣氣管管 進(jìn)進(jìn)

53、氣氣管管 特殊性能鑄鐵特殊性能鑄鐵 在鑄鐵中加入某些合金元素，得到一些具有各種特殊性能的合在鑄鐵中加入某些合金元素，得到一些具有各種特殊性能的合金鑄鐵。金鑄鐵。 1 1、耐磨鑄鐵（加鉻）、耐磨鑄鐵（加鉻） 2 2、耐熱鑄鐵耐熱鑄鐵 （AlAl、SiSi、CrCr ） 扇形擴(kuò)散器扇形擴(kuò)散器托架托架 襯板襯板彎管彎管石墨呈片狀石墨呈石墨呈團(tuán)絮狀團(tuán)絮狀石墨呈石墨呈球狀球狀石墨呈石墨呈蠕蟲(chóng)狀蠕蟲(chóng)狀 石墨是游離狀態(tài)的碳，其強(qiáng)度、硬度、塑性、韌性很低，硬石墨是游離狀態(tài)的碳，其強(qiáng)度、硬度、塑性、韌性很低，硬度僅為度僅為35HBS35HBS，伸長(zhǎng)率近于零伸長(zhǎng)率近于零。 鑄鐵的組織可以看成是在鐵或鋼的基體上夾雜

54、著石墨，石鑄鐵的組織可以看成是在鐵或鋼的基體上夾雜著石墨，石墨對(duì)基體產(chǎn)生墨對(duì)基體產(chǎn)生割裂作用割裂作用。 因此，石墨的存在使鑄鐵的力學(xué)性能下降，其性能比鋼低，不因此，石墨的存在使鑄鐵的力學(xué)性能下降，其性能比鋼低，不能鍛造，且石墨的數(shù)量越多，越粗大，分布越不均勻，鑄鐵的力能鍛造，且石墨的數(shù)量越多，越粗大，分布越不均勻，鑄鐵的力學(xué)性能越差。學(xué)性能越差。 但石墨的存在也賦予鑄鐵許多鋼所不及的優(yōu)良性能，如但石墨的存在也賦予鑄鐵許多鋼所不及的優(yōu)良性能，如鑄造鑄造性能、減振性和減摩性性能、減振性和減摩性等。等。鑄鐵的石墨化鑄鐵的石墨化鑄鐵鑄鐵（1 1）鑄鐵中）鑄鐵中碳原子析出并形成石墨的過(guò)程碳原子析出并形成

55、石墨的過(guò)程稱(chēng)為石墨化稱(chēng)為石墨化 石墨既可以從液體和奧氏體中析出，也可以通過(guò)滲碳體分石墨既可以從液體和奧氏體中析出，也可以通過(guò)滲碳體分解來(lái)獲得。解來(lái)獲得。 Fe3C 3Fe C 灰口鑄鐵和球墨鑄鐵中的石墨主要是從液體中析出；可鍛灰口鑄鐵和球墨鑄鐵中的石墨主要是從液體中析出；可鍛鑄鐵中的石墨則完全由白口鑄鐵經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間退火，由滲碳體分解鑄鐵中的石墨則完全由白口鑄鐵經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間退火，由滲碳體分解而得到。而得到。 冷卻速度冷卻速度：合金元素合金元素：C C和和SiSi強(qiáng)烈促進(jìn)，強(qiáng)烈促進(jìn)，S S強(qiáng)烈阻礙，強(qiáng)烈阻礙，MnMn阻礙，阻礙，P P微弱促進(jìn)。微弱促進(jìn)。1.3.3 鑄鋼 鑄造碳鋼/鑄造合金鋼鑄鋼的性能：強(qiáng)

56、度高，優(yōu)良的塑性和韌性；焊接性能好；鑄造性能較差。應(yīng)用：ZGMnl3; ZGlCr18Ni9 強(qiáng)度、塑性、韌性要求較高的機(jī)器零件，受沖擊載荷較大的工件 坦克、拖拉機(jī)履帶坦克、拖拉機(jī)履帶 破碎機(jī)顎板破碎機(jī)顎板1.3.4 銅、鋁鑄造合金常用的有色金屬有Al、Cu、Zn、Pb、Mg等，它們的強(qiáng)度較低，主要是為了獲得某些特殊的物理、化學(xué)性能。(1) 鑄造銅合金黃銅(Zn)；青銅；錫青銅，鋁青銅優(yōu)良的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性；良好的耐磨性和耐蝕性軸套，蝸輪，泵體，管道配件(2) 鑄造鋁合金鋁硅合金; 鋁銅合金流動(dòng)性好，線收縮率低，氣密性好 內(nèi)燃機(jī)缸體，化油器，活塞，汽缸頭等思考題：1.填表： 2.倉(cāng)庫(kù)中混存了相同

57、規(guī)格的20鋼、45鋼和T10鋼，請(qǐng)?zhí)岢鲆环N最為簡(jiǎn)便的區(qū)分方法。3.現(xiàn)擬制造如下產(chǎn)品，請(qǐng)從碳素鋼中選出適用的鋼號(hào)： 六角螺釘 車(chē)床主軸 鉗工鏨子 液化石油氣罐 活搬手 臉盆 自行車(chē)彈簧 鋼銼 門(mén)窗合頁(yè) 鋼 號(hào) 所 屬 類(lèi) 別 大致含碳量 % 性 能 特 征 用 途 舉 例 Q235-A.F 45 T10A 16Mn 鋼的熱處理鋼的熱處理引言：引言：1 1、熱處理的概念、熱處理的概念 2 2、熱處理的目的、熱處理的目的 將固態(tài)鋼材采用適當(dāng)?shù)姆绞竭M(jìn)行將固態(tài)鋼材采用適當(dāng)?shù)姆绞竭M(jìn)行加熱、保溫加熱、保溫和和冷冷卻以獲得卻以獲得所需組織與性能的工藝。所需組織與性能的工藝。（1 1）提高鋼的力學(xué)性能）提高鋼的

58、力學(xué)性能（2 2）改善鋼的工藝性能）改善鋼的工藝性能 鋼的熱處理原理鋼的熱處理原理根據(jù)工藝類(lèi)型、工藝名稱(chēng)和實(shí)現(xiàn)工藝的加熱將熱處理分為：根據(jù)工藝類(lèi)型、工藝名稱(chēng)和實(shí)現(xiàn)工藝的加熱將熱處理分為：1、整體熱處理、整體熱處理2、表面熱處理、表面熱處理表面淬火、氣相沉積表面淬火、氣相沉積3 3、化學(xué)熱處理：、化學(xué)熱處理：滲碳、氮化、碳氮共滲滲碳、氮化、碳氮共滲退火、正火、淬火、回火退火、正火、淬火、回火 鋼的熱處理鋼的熱處理熱處理的理論依據(jù)熱處理的理論依據(jù) 鋼的熱處理鋼的熱處理第一節(jié)第一節(jié) 鋼的退火與正火1、概念：將鋼加熱到適當(dāng)溫度，保持一定時(shí)間，然后在爐中緩慢地冷卻的熱處理工藝。2、目的： 1）降低硬度，

59、提高塑性，改善加工性能； 2）細(xì)化晶粒，消除組織缺陷； 3）消除內(nèi)應(yīng)力 。 鋼的熱處理鋼的熱處理3、分類(lèi)： 根據(jù)鋼的成分和處理目的的不同，可分為完全退火、球化退火和去應(yīng)力退火。（1）完全退火 1、定義：將鋼加熱Ac3以上3050C,完全奧氏體后，保溫一定時(shí)間隨之緩慢冷卻到500C以下，出爐空冷。 2、目的目的：細(xì)化晶粒，消除內(nèi)應(yīng)力，降低硬度，：細(xì)化晶粒，消除內(nèi)應(yīng)力，降低硬度，以利于切削加工。以利于切削加工。 3、適用范圍適用范圍：亞共析鋼型材：亞共析鋼型材。 鋼的熱處理鋼的熱處理（2）球化退火 1、定義：將鋼加熱到Ac1以上2030 C,保溫后隨爐緩冷至600 C，出爐空冷。 2、目的：降低硬

60、度、提高塑性、改善切削加工性能。 3、適用范圍：主要用于過(guò)共析鋼及合金工具鋼。鋼的熱處理鋼的熱處理（3）去應(yīng)力退火 1、定義：將鋼加熱到500-600 C,保溫后隨爐緩冷至200-300 C出爐空冷。又稱(chēng)低溫退火。 2、目的：消除鑄件、鍛件和焊接件的內(nèi)應(yīng)力 。（沒(méi)有發(fā)生組織變化） 3、適用范圍：用于所有的鋼。 鋼的熱處理鋼的熱處理二、鋼的正火二、鋼的正火1、概念、概念： 將鋼件加熱到將鋼件加熱到Ac3Ac3或或AccmAccm線以上線以上3050 3050 C C ，保溫適當(dāng)，保溫適當(dāng)?shù)臅r(shí)間后，在的時(shí)間后，在空氣空氣中冷卻的熱處理工藝。中冷卻的熱處理工藝。2 2、目的、目的： 1 1）對(duì)低碳鋼，可細(xì)化