材料科學(xué)常用的材料課件

1、第二章 常用材料1 1、鋼中常存雜質(zhì)對(duì)鋼性能的影響、鋼中常存雜質(zhì)對(duì)鋼性能的影響 2 2、碳素鋼的分類、鋼號(hào)和主要用途、碳素鋼的分類、鋼號(hào)和主要用途一、一、 碳素鋼碳素鋼二、合金鋼二、合金鋼1 1、 合金元素在鋼中的作用合金元素在鋼中的作用 2 2、 合金鋼的分類與編號(hào)合金鋼的分類與編號(hào)3 3、 合金結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼 4 4、 特殊性能鋼特殊性能鋼1材料科學(xué)常用的材料l1、鋼中常存雜質(zhì)對(duì)鋼性能的影響鋼中常存雜質(zhì)對(duì)鋼性能的影響一、一、 碳素鋼碳素鋼（1 1）mnmn的影響的影響l 鋼中常在雜質(zhì)有：鋼中常在雜質(zhì)有：sisi、mnmn、s s、p p和氧、和氧、l氫、氮等氣體。氫、氮等氣體。l mn

2、mn是煉鋼時(shí)用錳鐵給鋼液脫氧后而殘余是煉鋼時(shí)用錳鐵給鋼液脫氧后而殘余l(xiāng)在鋼中的元素。在鋼中的元素。2材料科學(xué)常用的材料l錳有較強(qiáng)的脫氧能力，錳大部分溶于錳有較強(qiáng)的脫氧能力，錳大部分溶于f f，使鋼強(qiáng)化，錳對(duì)鋼有益。使鋼強(qiáng)化，錳對(duì)鋼有益。l錳能降低錳能降低s s對(duì)鋼的危害。對(duì)鋼的危害。（1 1）mnmn的影響的影響一般碳素鋼中把錳控制在一般碳素鋼中把錳控制在0.25%0.25%0.8%0.8%范圍內(nèi)。范圍內(nèi)。1、鋼中常存雜質(zhì)對(duì)鋼性能的影響鋼中常存雜質(zhì)對(duì)鋼性能的影響3材料科學(xué)常用的材料1 1、鋼中常存雜質(zhì)對(duì)鋼性能的影響、鋼中常存雜質(zhì)對(duì)鋼性能的影響（2）si的影響的影響lsi主要來(lái)自原料生鐵和硅鐵脫

3、氧劑。主要來(lái)自原料生鐵和硅鐵脫氧劑。lsi比錳脫氧能力強(qiáng)，硅溶于比錳脫氧能力強(qiáng)，硅溶于f f，提高鋼的強(qiáng)提高鋼的強(qiáng)度和硬度，但會(huì)使塑性和韌性降低。度和硬度，但會(huì)使塑性和韌性降低。l硅促進(jìn)硅促進(jìn)fe3c分解成石墨，若鋼中出現(xiàn)石墨會(huì)分解成石墨，若鋼中出現(xiàn)石墨會(huì)使鋼的韌性嚴(yán)重下降，產(chǎn)生所謂的使鋼的韌性嚴(yán)重下降，產(chǎn)生所謂的“黑脆黑脆”。l硅在碳素鋼中一般控制在硅在碳素鋼中一般控制在0.170.170.37%0.37%范圍內(nèi)范圍內(nèi)4材料科學(xué)常用的材料1、鋼中常存雜質(zhì)對(duì)鋼性能的影響（3）s的影響l s s可使鋼的可使鋼的“熱脆熱脆”性增加。（性增加。（s s不溶于不溶于-fe-fe，而以化合物而以化合物f

4、esfes的形式存在，其熔的形式存在，其熔點(diǎn)為點(diǎn)為11901190，而，而fesfes又能于又能于fefe形成共晶體形成共晶體分布于晶界上，其熔點(diǎn)僅為分布于晶界上，其熔點(diǎn)僅為985985。l s s對(duì)鋼的焊接性能也有不良影響，容易對(duì)鋼的焊接性能也有不良影響，容易導(dǎo)致焊縫熱裂。所以，導(dǎo)致焊縫熱裂。所以，s s在鋼中是有害雜在鋼中是有害雜質(zhì)，其含量一般要求不大于質(zhì)，其含量一般要求不大于0.05%0.05%。但是，。但是，s s能改善鋼材的切削性能。能改善鋼材的切削性能。 5材料科學(xué)常用的材料1、鋼中常存雜質(zhì)對(duì)鋼性能的影響（4）p的影響l p p會(huì)引起鋼的會(huì)引起鋼的“冷脆冷脆”。（。（p p在鋼中全

5、在鋼中全部溶于部溶于-fe-fe中，使鋼的強(qiáng)度和硬度增高，中，使鋼的強(qiáng)度和硬度增高，同時(shí)，塑性和韌性顯著降低。當(dāng)鋼中含同時(shí)，塑性和韌性顯著降低。當(dāng)鋼中含p p量達(dá)量達(dá)0.3%0.3%時(shí)，鋼完全變脆，這種脆性現(xiàn)象時(shí)，鋼完全變脆，這種脆性現(xiàn)象在低溫時(shí)更為嚴(yán)重。）在低溫時(shí)更為嚴(yán)重。）l p p還降低鋼的焊接性能。所以，還降低鋼的焊接性能。所以，p p在鋼在鋼中是有害雜質(zhì)，其含量一般要求中是有害雜質(zhì)，其含量一般要求0.045%0.045%。但是，但是，s s能改善鋼材的切削性能和耐腐蝕性能改善鋼材的切削性能和耐腐蝕性能。能。 6材料科學(xué)常用的材料l氧會(huì)降低鋼的力學(xué)性能，尤其是疲勞強(qiáng)度。氧會(huì)降低鋼的力學(xué)

6、性能，尤其是疲勞強(qiáng)度。對(duì)鋼無(wú)益，越少越好。對(duì)鋼無(wú)益，越少越好。1、鋼中常存雜質(zhì)對(duì)鋼性能的影響（5）氣體的影響l n n會(huì)以氮化物的形式析出，增加鋼的強(qiáng)度會(huì)以氮化物的形式析出，增加鋼的強(qiáng)度和硬度，但會(huì)降低鋼的塑性和韌性，使鋼變和硬度，但會(huì)降低鋼的塑性和韌性，使鋼變脆。脆。 h h會(huì)使鋼的脆性顯著增加，稱為會(huì)使鋼的脆性顯著增加，稱為“氫脆氫脆”。 h h會(huì)使鋼中產(chǎn)生裂紋，稱為會(huì)使鋼中產(chǎn)生裂紋，稱為“白點(diǎn)白點(diǎn)”。7材料科學(xué)常用的材料1)按鋼中含碳量分按鋼中含碳量分2 2、碳素鋼的分類、鋼號(hào)和主要用途、碳素鋼的分類、鋼號(hào)和主要用途（1 1）碳素鋼的分類）碳素鋼的分類低碳鋼低碳鋼 w wc0.25%0.

7、25%中碳鋼中碳鋼 0.25% 0.25%0.6%0.6%2)按鋼的質(zhì)量分按鋼的質(zhì)量分普通鋼普通鋼 ws0.05% wp0.045%優(yōu)質(zhì)鋼優(yōu)質(zhì)鋼 ws0.035% wp0.035%高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼 ws0.02% wp0.03%8材料科學(xué)常用的材料l3)按鋼的用途分2 2、碳素鋼的分類、鋼號(hào)和主要用途、碳素鋼的分類、鋼號(hào)和主要用途（1 1）碳素鋼的分類）碳素鋼的分類碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼 碳素工具鋼碳素工具鋼一般工程用鑄造碳素鋼件（鑄鋼）一般工程用鑄造碳素鋼件（鑄鋼）4 4) )按煉鋼時(shí)的脫氧程度分按煉鋼時(shí)的脫氧程度分沸騰鋼（沸騰鋼（f f） 脫氧不徹底脫氧不徹底鎮(zhèn)靜鋼（鎮(zhèn)靜鋼（z z） 脫

8、氧徹底脫氧徹底半鎮(zhèn)靜鋼（半鎮(zhèn)靜鋼（b b） 脫氧程度介于脫氧程度介于f f和和z z之間之間特殊鎮(zhèn)靜鋼（特殊鎮(zhèn)靜鋼（tztz） 進(jìn)行特殊脫氧進(jìn)行特殊脫氧9材料科學(xué)常用的材料1 1）普通碳素結(jié)構(gòu)鋼）普通碳素結(jié)構(gòu)鋼 主要用途：各類工程。通常熱軋后空冷主要用途：各類工程。通常熱軋后空冷供貨，用戶一般不需進(jìn)行熱處理而直接使供貨，用戶一般不需進(jìn)行熱處理而直接使用。這類鋼共分五個(gè)強(qiáng)度等級(jí)。用。這類鋼共分五個(gè)強(qiáng)度等級(jí)。（2 2）碳素鋼的鋼號(hào)命名方法和主要用途）碳素鋼的鋼號(hào)命名方法和主要用途命名：標(biāo)志符號(hào)命名：標(biāo)志符號(hào)q+q+最小最小s s值值等級(jí)符號(hào)等級(jí)符號(hào)+ +脫氧程度符號(hào)脫氧程度符號(hào) 如：如：q235-

9、a.fq235-a.f 等級(jí)符號(hào)：等級(jí)符號(hào)：a a、b b、c c、d d（d d級(jí)達(dá)到了級(jí)達(dá)到了優(yōu)質(zhì)鋼水平）優(yōu)質(zhì)鋼水平）10材料科學(xué)常用的材料l2 2）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼（2 2）碳素鋼的鋼號(hào)命名方法和主要用途）碳素鋼的鋼號(hào)命名方法和主要用途主要用途：重要機(jī)件?？梢酝ㄟ^(guò)熱處理調(diào)主要用途：重要機(jī)件。可以通過(guò)熱處理調(diào)整零件的力學(xué)性能。出廠狀態(tài)可以是熱軋整零件的力學(xué)性能。出廠狀態(tài)可以是熱軋后空冷，也可以是退火、正火等狀態(tài)。隨后空冷，也可以是退火、正火等狀態(tài)。隨用戶需要而定。用戶需要而定。命名：用兩位數(shù)字表示，兩位數(shù)字表示鋼中命名：用兩位數(shù)字表示，兩位數(shù)字表示鋼中含碳量的萬(wàn)分之幾。含碳量

10、的萬(wàn)分之幾。 如：如：4545鋼鋼 w wc c=0.45%=0.45%常用牌號(hào)：常用牌號(hào)：0808f f、1515、4545、6060、60mn60mn等。等。11材料科學(xué)常用的材料3 3）碳素工具鋼（）碳素工具鋼（w wc c=0.65%1.35% =0.65%1.35% 屬高碳鋼屬高碳鋼）（2 2）碳素鋼的鋼號(hào)命名方法和主要用途）碳素鋼的鋼號(hào)命名方法和主要用途主要用途：制作各種小型工具。可進(jìn)行淬主要用途：制作各種小型工具。可進(jìn)行淬火、低溫回火處理獲得高硬度高耐磨性?；?、低溫回火處理獲得高硬度高耐磨性。分為優(yōu)質(zhì)級(jí)和高級(jí)優(yōu)質(zhì)級(jí)兩大類。分為優(yōu)質(zhì)級(jí)和高級(jí)優(yōu)質(zhì)級(jí)兩大類。命名：標(biāo)志符號(hào)命名：標(biāo)志符號(hào)

11、t+t+含碳量的含碳量的10001000倍。倍。 如：如：t10 wt10 wc c=1.0%=1.0%高級(jí)優(yōu)質(zhì)級(jí)在鋼號(hào)尾部加高級(jí)優(yōu)質(zhì)級(jí)在鋼號(hào)尾部加a a，如如t10at10a12材料科學(xué)常用的材料l4 4）一般工程用鑄造碳素鋼件（鑄鋼）一般工程用鑄造碳素鋼件（鑄鋼）l主要用途：難用鍛壓等方法成型的復(fù)雜零主要用途：難用鍛壓等方法成型的復(fù)雜零件且力學(xué)性能要求較高；件且力學(xué)性能要求較高；l命名：標(biāo)志符號(hào)命名：標(biāo)志符號(hào)zg+zg+最低最低s s值值最低最低b b值值 如：如：zg340-640 zg340-640 （2 2）碳素鋼的鋼號(hào)命名方法和主要用途）碳素鋼的鋼號(hào)命名方法和主要用途13材料科學(xué)常

12、用的材料二、合金鋼二、合金鋼l碳素鋼：生產(chǎn)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，種類齊全，碳素鋼：生產(chǎn)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，種類齊全，但碳素鋼的強(qiáng)度較低，淬透性差，熱硬性、但碳素鋼的強(qiáng)度較低，淬透性差，熱硬性、耐磨、耐蝕、耐熱性差。耐磨、耐蝕、耐熱性差。l合金鋼：為了改善碳素鋼的力學(xué)性能、工合金鋼：為了改善碳素鋼的力學(xué)性能、工藝性能或某些特殊物理、化學(xué)性能，有選藝性能或某些特殊物理、化學(xué)性能，有選擇地加入一些合金元素，這類鋼稱為合金擇地加入一些合金元素，這類鋼稱為合金鋼。鋼。14材料科學(xué)常用的材料l1 1、 合金元素在鋼中的作用合金元素在鋼中的作用 l2 2、 合金鋼的分類與編號(hào)合金鋼的分類與編號(hào)l3 3、 合金結(jié)構(gòu)鋼合

13、金結(jié)構(gòu)鋼 l4 4、 特殊性能鋼特殊性能鋼 二、合金鋼二、合金鋼15材料科學(xué)常用的材料1 1、 合金元素在鋼中的作用合金元素在鋼中的作用l鐵素體和滲碳體是鋼中的兩個(gè)基本相。鐵素體和滲碳體是鋼中的兩個(gè)基本相。合金元素溶入鐵素體形成合金鐵素體，產(chǎn)生合金元素溶入鐵素體形成合金鐵素體，產(chǎn)生固溶強(qiáng)化效果，但這個(gè)效果是極為有限的。固溶強(qiáng)化效果，但這個(gè)效果是極為有限的。形成合金滲碳體和合金碳化物，主要以第二形成合金滲碳體和合金碳化物，主要以第二相強(qiáng)化的方式來(lái)提高材料的力學(xué)性能，特別相強(qiáng)化的方式來(lái)提高材料的力學(xué)性能，特別是一些高熔點(diǎn)、高硬度的碳化物（如是一些高熔點(diǎn)、高硬度的碳化物（如vcvc、titi）將對(duì)鋼

14、的性能產(chǎn)生重要的影響。將對(duì)鋼的性能產(chǎn)生重要的影響。16材料科學(xué)常用的材料l（1 1）固溶強(qiáng)化鐵素體）固溶強(qiáng)化鐵素體l 鋼中加入固溶于鋼中加入固溶于-fe-fe的合金元素能使鐵素的合金元素能使鐵素體得到強(qiáng)化，即強(qiáng)度提高。如體得到強(qiáng)化，即強(qiáng)度提高。如16mn16mn。1 1、 合金元素在鋼中的作用合金元素在鋼中的作用（2 2）彌散強(qiáng)化鐵素體）彌散強(qiáng)化鐵素體 合金碳化物能以極小的質(zhì)點(diǎn)（或薄片）析出，合金碳化物能以極小的質(zhì)點(diǎn)（或薄片）析出，并呈彌散狀分布于鐵素體上，可阻止并呈彌散狀分布于鐵素體上，可阻止f f在塑性變形在塑性變形時(shí)沿滑移面移動(dòng)，從而增加了對(duì)外力作用的抵抗時(shí)沿滑移面移動(dòng)，從而增加了對(duì)外力

15、作用的抵抗力，故強(qiáng)度得以提高。如：力，故強(qiáng)度得以提高。如：15mnti15mnti17材料科學(xué)常用的材料1 1、 合金元素在鋼中的作用合金元素在鋼中的作用l（3）細(xì)化晶粒）細(xì)化晶粒 ti、v、b、mo、cr等大多數(shù)金屬元素能等大多數(shù)金屬元素能與碳結(jié)合成碳化物，熱處理加入時(shí)可以阻止與碳結(jié)合成碳化物，熱處理加入時(shí)可以阻止奧氏體晶粒變粗，冷卻后可細(xì)化晶粒，故強(qiáng)奧氏體晶粒變粗，冷卻后可細(xì)化晶粒，故強(qiáng)度、韌性提高。度、韌性提高。（4 4） 改善鋼的熱處理性能改善鋼的熱處理性能 除鈷（除鈷（coco）、硫外，大多數(shù)合金元素）、硫外，大多數(shù)合金元素如如mnmn、crcr、alal、sisi、nini、b b

16、、p p等都可降低等都可降低鋼的臨界冷卻速度，得到馬氏體。提高淬鋼的臨界冷卻速度，得到馬氏體。提高淬透性。透性。18材料科學(xué)常用的材料l1 1）按合金元素的含量分）按合金元素的含量分2 2 合金鋼的分類與編號(hào)合金鋼的分類與編號(hào)（1 1）合金鋼分類）合金鋼分類低合金鋼低合金鋼 合金元素總含量小于等于合金元素總含量小于等于5%5%；中合金鋼中合金鋼 合金元素總含量在合金元素總含量在5%5%10%10%之間；之間；高合金鋼高合金鋼 合金元素總含量大于等于合金元素總含量大于等于10%10%；2 2）按合金元素的種類分）按合金元素的種類分有鉻鋼、錳鋼、鉻鎳鋼、硅錳鉬釩鋼等。有鉻鋼、錳鋼、鉻鎳鋼、硅錳鉬釩

17、鋼等。19材料科學(xué)常用的材料l3 3）按主要用途分）按主要用途分1 1）結(jié)構(gòu)鋼）結(jié)構(gòu)鋼 建筑及工程用結(jié)構(gòu)鋼建筑及工程用結(jié)構(gòu)鋼 機(jī)械制造用結(jié)構(gòu)鋼機(jī)械制造用結(jié)構(gòu)鋼2 2）工具鋼）工具鋼3 3）特殊性能鋼）特殊性能鋼2 2 合金鋼的分類與編號(hào)合金鋼的分類與編號(hào)（1 1）合金鋼分類）合金鋼分類20材料科學(xué)常用的材料l合金金牌號(hào)的一般命名原則合金金牌號(hào)的一般命名原則 合金鋼的含碳量、合金元素的種類、合金鋼的含碳量、合金元素的種類、合金元素的含量均應(yīng)在牌號(hào)中體現(xiàn)出來(lái)。合金元素的含量均應(yīng)在牌號(hào)中體現(xiàn)出來(lái)。2 2 、合金鋼的分類與編號(hào)、合金鋼的分類與編號(hào)（2 2）合金鋼的牌號(hào)）合金鋼的牌號(hào)合金結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼

18、 前面數(shù)字表示平均含碳量的萬(wàn)分?jǐn)?shù)，后前面數(shù)字表示平均含碳量的萬(wàn)分?jǐn)?shù)，后面數(shù)字表示合金元素的含量，面數(shù)字表示合金元素的含量，1.5%1.5%不標(biāo)不標(biāo)出出,1.5%,1.5%、2.5%2.5%、3.5%3.5%時(shí)分別標(biāo)出時(shí)分別標(biāo)出2 2、3 3、4 4。以次類推。如。以次類推。如40cr 40cr 為為0.37%-0.45%c0.37%-0.45%c0.8%-1.1%cr0.8%-1.1%cr。21材料科學(xué)常用的材料2 2 合金鋼的分類與編號(hào)合金鋼的分類與編號(hào)（2 2）合金鋼的牌號(hào)）合金鋼的牌號(hào) 合金工具鋼合金工具鋼 含碳量小于含碳量小于1%1%時(shí)：前面數(shù)字表示平均含碳時(shí)：前面數(shù)字表示平均含碳量的

19、千分?jǐn)?shù)，后面數(shù)字表示合金元素的含量，量的千分?jǐn)?shù)，后面數(shù)字表示合金元素的含量，1.5%1.5%不標(biāo)出不標(biāo)出,1.5%,1.5%、2.5%2.5%、3.5%3.5%時(shí)分時(shí)分別標(biāo)出別標(biāo)出2 2、3 3、4 4。以次類推。以次類推。 如如9sicr 9sicr 平均含碳量為平均含碳量為0.9%0.9%，sisi、crcr均小均小于于1.5%1.5%。22材料科學(xué)常用的材料l 合金工具鋼合金工具鋼2 2 合金鋼的分類與編號(hào)合金鋼的分類與編號(hào)（1 1）合金鋼分類）合金鋼分類 含碳量大于含碳量大于1%1%時(shí)：前面不標(biāo)數(shù)字，后時(shí)：前面不標(biāo)數(shù)字，后面數(shù)字表示合金元素的含量，面數(shù)字表示合金元素的含量，1.51.5

20、出出,1.5%,1.5%、2.5%2.5%、3.5%3.5%時(shí)分別標(biāo)出時(shí)分別標(biāo)出2 2、3 3、4 4。以次類推。以次類推。 如：如：cr12movcr12mov表示平均含碳量表示平均含碳量1%1%、crcr平均含量為平均含量為12% mo12% mo、v v均均1.5%1.5%23材料科學(xué)常用的材料3 3、 合金結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼（1 1）低合金結(jié)構(gòu)鋼）低合金結(jié)構(gòu)鋼 l性能特點(diǎn)性能特點(diǎn) l 較高的強(qiáng)度，足夠的塑性和韌性、較高的強(qiáng)度，足夠的塑性和韌性、l 良好的焊接性能。應(yīng)用于建筑、橋梁等。良好的焊接性能。應(yīng)用于建筑、橋梁等。l化學(xué)成分特點(diǎn)化學(xué)成分特點(diǎn) l 低碳鋼（含碳量低碳鋼（含碳量0.2%)

21、0.2%)；主；主l 要合金元素為要合金元素為mn(mn(含量為含量為1.251.251.5%)1.5%)。l熱處理特點(diǎn)熱處理特點(diǎn) 一般不進(jìn)行熱處理。一般不進(jìn)行熱處理。l常用鋼種常用鋼種 16 16mnmn、15mnti15mnti等。等。24材料科學(xué)常用的材料3 3、 合金結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼（2 2）合金滲碳鋼）合金滲碳鋼 l性能特點(diǎn)性能特點(diǎn) l 用于制造表面硬而耐磨，心部韌性用于制造表面硬而耐磨，心部韌性好而耐沖擊的零件，如齒輪、凸輪等。好而耐沖擊的零件，如齒輪、凸輪等。（具有良好的滲碳能力和淬透性）（具有良好的滲碳能力和淬透性）l化學(xué)成分特點(diǎn)化學(xué)成分特點(diǎn) l 低碳鋼（含碳量低碳鋼（含碳量0

22、.10.10.25%)0.25%)；l 主要合金元素有主要合金元素有crcr、mnmn、titi、v v等，等，其主要作用是提高淬透性和防止過(guò)熱。其主要作用是提高淬透性和防止過(guò)熱。25材料科學(xué)常用的材料l熱處理特點(diǎn)熱處理特點(diǎn) 預(yù)先熱處理為正火、滲碳預(yù)先熱處理為正火、滲碳后為淬火加低溫回火。后為淬火加低溫回火。l 以以2020crmnticrmnti為例生產(chǎn)汽車變速箱齒輪為例生產(chǎn)汽車變速箱齒輪為例，其工藝路線如下：為例，其工藝路線如下：l 鍛造鍛造 正火正火 加工齒形加工齒形 l局部鍍銅局部鍍銅 滲碳滲碳 預(yù)冷淬火、低溫回預(yù)冷淬火、低溫回火火 噴丸噴丸 磨齒磨齒 3 3、 合金結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼（

23、2 2）合金滲碳鋼）合金滲碳鋼 常用鋼種常用鋼種 20cr、20crmnti26材料科學(xué)常用的材料3 3、 合金結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼（3 3）合金調(diào)質(zhì)鋼合金調(diào)質(zhì)鋼l性能特點(diǎn)性能特點(diǎn) 調(diào)質(zhì)處理后具有高強(qiáng)度與調(diào)質(zhì)處理后具有高強(qiáng)度與很好塑性及韌性的配合，即具有良好的很好塑性及韌性的配合，即具有良好的綜合力學(xué)性能。綜合力學(xué)性能。l化學(xué)成分特點(diǎn)化學(xué)成分特點(diǎn) 中碳鋼（中碳鋼（0.30.30.5%),0.5%),合金元素主要有合金元素主要有crcr、mnmn、titi、momo等，主等，主要作用是提高淬透性、細(xì)化晶粒和防止要作用是提高淬透性、細(xì)化晶粒和防止過(guò)熱。過(guò)熱。l熱處理特點(diǎn)熱處理特點(diǎn) 預(yù)先熱處理為退火或預(yù)

24、先熱處理為退火或正火，最終熱處理為淬火正火，最終熱處理為淬火+ +高溫回火。高溫回火。27材料科學(xué)常用的材料3 3、 合金結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼（3 3）合金調(diào)質(zhì)鋼合金調(diào)質(zhì)鋼l常用鋼種常用鋼種 40 40crcr、40crmn40crmn等。等。l 以以4040crcr制作拖拉機(jī)連桿螺栓的生制作拖拉機(jī)連桿螺栓的生產(chǎn)工藝路線如下：產(chǎn)工藝路線如下：l 鍛造鍛造 正火正火 粗加工粗加工 調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì) 精加工精加工 裝配裝配 28材料科學(xué)常用的材料3 3、 合金結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼（4 4）合金彈簧鋼）合金彈簧鋼l性能特點(diǎn)性能特點(diǎn) l 制造各種彈性元件如常圈簧、板簧等。制造各種彈性元件如常圈簧、板簧等。要求具有高的

25、彈性極限、高的屈強(qiáng)比、要求具有高的彈性極限、高的屈強(qiáng)比、高的疲勞強(qiáng)度以及足夠的韌性。高的疲勞強(qiáng)度以及足夠的韌性。 l化學(xué)成分特點(diǎn)化學(xué)成分特點(diǎn) l 含碳量（含碳量（0.50.50.7%),0.7%),合金元素主要有合金元素主要有mnmn、sisi、crcr、v v、momo等，主要作用是提等，主要作用是提高淬透性和回火穩(wěn)定性，防止回火脆性。高淬透性和回火穩(wěn)定性，防止回火脆性。29材料科學(xué)常用的材料l熱處理特點(diǎn)熱處理特點(diǎn) 熱成型彈簧（尺寸熱成型彈簧（尺寸88mmmm的大型彈簧）的大型彈簧）l 下料下料 加熱（加熱（ac3+ac3+100100） 成型成型 余熱淬火余熱淬火 中溫回火（中溫回火（43

26、0430） 產(chǎn)品產(chǎn)品 冷成型彈簧（尺寸冷成型彈簧（尺寸88mmmm小型彈簧）小型彈簧）l 下料下料 冷撥鋼絲冷卷成型冷撥鋼絲冷卷成型 l低溫退火低溫退火 產(chǎn)品產(chǎn)品l常用鋼種常用鋼種 60 60si2mn 65mn si2mn 65mn 3 3、 合金結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼（4 4）合金彈簧鋼）合金彈簧鋼30材料科學(xué)常用的材料 性能特點(diǎn)性能特點(diǎn) 要求具有很高的強(qiáng)度和硬度、很高的要求具有很高的強(qiáng)度和硬度、很高的彈性極限和接觸疲勞強(qiáng)度，足夠的韌性和彈性極限和接觸疲勞強(qiáng)度，足夠的韌性和淬透性，很高的耐磨性，而且還應(yīng)有一定淬透性，很高的耐磨性，而且還應(yīng)有一定的抗腐蝕能力。的抗腐蝕能力。 化學(xué)成分特點(diǎn)化學(xué)成分特

27、點(diǎn) 高碳（高碳（0.95%0.95%wc1.1%wc1.1%）；）；加入的合加入的合金元素主要是金元素主要是cr,cr,以提高其淬透性和耐磨以提高其淬透性和耐磨性。性。3 3、 合金結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼（5 5）滾動(dòng)軸承鋼）滾動(dòng)軸承鋼31材料科學(xué)常用的材料3 3、 合金結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼（5 5）滾動(dòng)軸承鋼）滾動(dòng)軸承鋼l 熱處理特點(diǎn)熱處理特點(diǎn) 預(yù)先熱處理為球化退火，預(yù)先熱處理為球化退火，最終熱處理為淬火最終熱處理為淬火+ +低溫回火。低溫回火。l 生產(chǎn)工藝如下：軋制、鍛造生產(chǎn)工藝如下：軋制、鍛造 球化退火球化退火l 機(jī)械加工機(jī)械加工 淬火加低溫回火淬火加低溫回火 磨削磨削加工加工 成品成品l 金相組

28、織為：回金相組織為：回m+m+粒狀碳化物粒狀碳化物+ +少量少量a a殘殘l 常用鋼種常用鋼種 gcr15gcr15、gcr15simngcr15simn（注意注意c c的含量一般在的含量一般在0.95-1.10.95-1.1）32材料科學(xué)常用的材料4 4、 特殊性能鋼特殊性能鋼l（1 1）不銹鋼）不銹鋼l（2 2）耐熱鋼）耐熱鋼l（3 3）耐磨鋼）耐磨鋼33材料科學(xué)常用的材料4 4、 特殊性能鋼特殊性能鋼（1 1）不銹鋼）不銹鋼l1) 金屬腐蝕的種類金屬腐蝕的種類電化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕金屬在電解質(zhì)中微電池金屬在電解質(zhì)中微電池腐蝕稱為電化學(xué)腐蝕。腐蝕稱為電化學(xué)腐蝕?；瘜W(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕金屬表面與周圍

29、介質(zhì)直接金屬表面與周圍介質(zhì)直接發(fā)生純化學(xué)作用而引起的腐蝕稱為化學(xué)發(fā)生純化學(xué)作用而引起的腐蝕稱為化學(xué)腐蝕。如鋼在加熱時(shí)產(chǎn)生的氧化皮。腐蝕。如鋼在加熱時(shí)產(chǎn)生的氧化皮。34材料科學(xué)常用的材料（1 1）不銹鋼）不銹鋼2 2）電化學(xué)腐蝕基本原理圖電化學(xué)腐蝕基本原理圖ifecucunacl水溶液fe2efe+fe+2cl-fecl2鐵的電極電位低為負(fù)極銅的電極電位高為正極35材料科學(xué)常用的材料（1 1）不銹鋼）不銹鋼3 3）提高金屬抗腐蝕能力的主要措施提高金屬抗腐蝕能力的主要措施l盡量使金屬獲得單相組織；盡量使金屬獲得單相組織；l加入合金元素使各相間的電極電位加入合金元素使各相間的電極電位差減??；差減??；

30、l加入合金元素，使金屬表面腐蝕后加入合金元素，使金屬表面腐蝕后形成一層致密的氧化膜。形成一層致密的氧化膜。36材料科學(xué)常用的材料 馬氏體不銹鋼馬氏體不銹鋼 含碳量：0.080.45%; cr含量：13%； 牌號(hào)有：1cr13、2cr13、3cr13、4cr13； 性能：通過(guò)熱處理可得到回m，具有較高的 強(qiáng)度和硬度，但耐蝕性能較差； 應(yīng)用：各種閥、機(jī)泵和工具等；（1 1）不銹鋼）不銹鋼4 4）常用鋼種常用鋼種37材料科學(xué)常用的材料l鐵素體不銹鋼鐵素體不銹鋼 l含含c c量：量：0.1%0.1%；l含含crcr量：量：1232%1232%；l常用牌號(hào)：常用牌號(hào)：0 0cr13cr13、1cr171

31、cr17、1cr281cr28等；等；l 性能：耐蝕性、塑性、焊接性好，但硬性能：耐蝕性、塑性、焊接性好，但硬度和強(qiáng)度較低；度和強(qiáng)度較低；l 應(yīng)用：用于耐蝕零件，如硝酸和氮肥工應(yīng)用：用于耐蝕零件，如硝酸和氮肥工業(yè)；業(yè)；（1 1）不銹鋼）不銹鋼4 4）常用鋼種常用鋼種38材料科學(xué)常用的材料（1 1）不銹鋼）不銹鋼4 4）常用鋼種常用鋼種l奧氏體不銹鋼奧氏體不銹鋼 l 含含c c量：量：0.15%0.15%；l 含含crcr量量 ：18% 18% ；l 含含nini量：量：811%811%；l 常用鋼種：常用鋼種：0 0cr18ni9ticr18ni9ti、 1 1cr18ni9ticr18ni9

32、ti；l 性能：耐蝕性能、冷熱加工性能、焊接性能：耐蝕性能、冷熱加工性能、焊接l性能都很好。性能都很好。l 應(yīng)用：廣泛應(yīng)用于化工設(shè)備及管道等。應(yīng)用：廣泛應(yīng)用于化工設(shè)備及管道等。39材料科學(xué)常用的材料本節(jié)重點(diǎn)本節(jié)重點(diǎn)碳碳素素鋼鋼的的分分類類牌牌號(hào)號(hào)用用途途(1)(1)按鋼中含碳量分按鋼中含碳量分(2)(2)按鋼的質(zhì)量分按鋼的質(zhì)量分(3)(3)按鋼的用途分按鋼的用途分低碳鋼低碳鋼 w wc0.25%0.25%中碳鋼中碳鋼 0.25% 0.25%0.6%0.6%普通碳素鋼普通碳素鋼 優(yōu)質(zhì)碳素鋼優(yōu)質(zhì)碳素鋼 高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素鋼高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素鋼 碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼 碳素工具鋼碳素工具鋼一般工程用鑄鋼一般工程用鑄鋼40材料科學(xué)常用的材料本節(jié)重點(diǎn)本節(jié)重點(diǎn)碳碳素素鋼鋼的的分