第3章機械制造基礎(chǔ)

機械制造根底第三章第三章常用工程資料3.1工業(yè)用鋼3.2鑄鐵3.3其他合金3.4非金屬資料3.1工業(yè)用鋼3.1.1鋼的分類和編號3.1.2碳素鋼第三章常用工程資料3.1.3合金鋼鋼的冶煉高爐冶煉轉(zhuǎn)爐氧化原料第三章常用工程資料3.1.1鋼的分類和編號鋼的分類第三章常用工程資料3.1.1鋼的分類和編號鋼的編號分類典型型號編號說明碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235-A.F質(zhì)量為A級的沸騰鋼屈服點235MPa“Q”為“屈”字的漢語拼音字首,后面的數(shù)字為屈點;A、B、C、D表示質(zhì)量等級;F、b、Z、TZ依次表示沸騰鋼、半鎮(zhèn)靜鋼、鎮(zhèn)靜鋼、特殊鎮(zhèn)靜鋼優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼45平均ωC為0.45%65Mn平均ωC為0.65%,較高含錳量兩位數(shù)字表示鋼的平均含碳量,以萬分之幾表示,化學(xué)元素符號Mn表示鋼的含錳量較高一般工程用鑄造碳鋼ZG200-400碳素鑄鋼抗拉強度為400MPa屈服點為200MPa“ZG”代表鑄鋼,其后面第一組數(shù)字為屈服點(MPa);第二組數(shù)字為抗拉強度(MPa)第三章常用工程資料3.1.1鋼的分類和編號鋼的編號〔續(xù)〕分類典型編號編號說明合金結(jié)構(gòu)鋼60平均ωMn≤1.5%平均ωSi為2%平均ωC為0.6%GCr15SiMn平均ωCr為1數(shù)字+化學(xué)元素符號+數(shù)字,前面的數(shù)字表示鋼的平均ωC,以萬分之幾表示;后面的數(shù)字表示合金元素的含量,以平均該合金元素的質(zhì)量分數(shù)的百分之幾表示,質(zhì)量分數(shù)少于1.5%時,一般不標明含量碳素工具鋼T8平均ωC為0高級優(yōu)質(zhì)鋼“T”為“碳”字的漢語拼音字首,后面的數(shù)字表示鋼的平均含碳的質(zhì)量分數(shù),以千分之幾表示;“A”表示高級優(yōu)質(zhì)鋼第三章常用工程資料分類典型編號編號說明合金工具鋼5CrMnMo平均ωC為0.5%平均ωCr、ωMn、ωMo小于1.5%平均ωC<1時,以千分之幾表示,ωC≥1時不標出;高速鋼例外,其平均含量<1.0%時也不標出;合金元素含量的表示方法與合金結(jié)構(gòu)鋼相同特殊性能鋼2Cr13平均ωC為0平均ωCr為13%平均ωC以千分之幾表示,但當平均ωC≤0.03%及≤0.08%時,鋼號前分別冠以00及0表示;合金元素含量的表示方法與合金結(jié)構(gòu)鋼相同3.1.1鋼的分類和編號鋼的編號〔續(xù)〕第三章常用工程資料3.1.2碳素鋼碳素鋼簡稱碳鋼,它是含碳量小于2%的鐵碳合金碳鋼可分為碳素構(gòu)造鋼、優(yōu)質(zhì)碳素構(gòu)造鋼、碳素鑄鋼和碳素工具鋼第三章常用工程資料3.1.2碳素鋼含碳量對于碳鋼性能的影響第三章常用工程資料強度硬度高、塑性韌性低塑性好、強度低添加減小3.1.2碳素鋼碳素構(gòu)造鋼第三章常用工程資料碳素構(gòu)造鋼的硫、磷的質(zhì)量分數(shù)較高(P≤0.045,S≤0.055),大部分用于工程構(gòu)造,小部分用于機械零件碳素構(gòu)造鋼普通在供應(yīng)形狀下運用,必要時可進展鍛造、焊接等熱加工,也可經(jīng)過熱處置調(diào)整其力學(xué)性能3.1.2碳素鋼碳素構(gòu)造鋼第三章常用工程資料Q235鋼在工業(yè)上運用最多,由于它既有一定的強度,又有較好的塑性3.1.2碳素鋼碳素構(gòu)造鋼第三章常用工程資料3.1.2碳素鋼優(yōu)質(zhì)碳素構(gòu)造鋼第三章常用工程資料這類鋼的硫、磷的質(zhì)量分數(shù)≤0.035%,廣泛用于較重要的機械零件45號鋼運用最廣3.1.2碳素鋼優(yōu)質(zhì)碳素構(gòu)造鋼低碳鋼中碳鋼高碳鋼根據(jù)含碳量多少運用最多第三章常用工程資料3.1.2碳素鋼碳素鑄鋼第三章常用工程資料碳素鑄鋼是冶煉后直接鑄呵斥毛坯或零件的,適用于外形復(fù)雜且韌性、強度要求較高的零件碳素鑄鋼的ωC普通在0.15%～0.60%范圍內(nèi),過高那么塑性差,易產(chǎn)生裂紋3.1.2碳素鋼碳素鑄鋼第三章常用工程資料3.1.2碳素鋼碳素工具鋼第三章常用工程資料碳素工具鋼的含碳量為0.7%～1.3%，含碳量高,硬度高、耐磨性好碳素工具鋼用于制造各種刃具、模具、量具和其他要求耐磨的機器零件3.1.2碳素鋼碳素工具鋼第三章常用工程資料3.1.2碳素鋼碳素工具鋼第三章常用工程資料3.1.3合金鋼所謂合金鋼是為了改善或提高鋼的性能,在碳鋼根底上特意地參與一種或數(shù)種合金元素所制成的鋼常用的合金元素有Si、Cr、Mn、Ni、W、Mo、Ti和V等第三章常用工程資料3.1.3合金鋼根據(jù)用途不同可分為三類:合金構(gòu)造鋼、合金工具鋼和特殊性能鋼第三章常用工程資料3.1.3合金鋼合金構(gòu)造鋼第三章常用工程資料合金構(gòu)造鋼是合金鋼中用途最廣、用量最大的一類鋼,常用于制造重要的零件合金構(gòu)造鋼可分為普通低合金鋼、滲碳鋼、調(diào)質(zhì)鋼、彈簧鋼和滾動軸承鋼等3.1.3合金鋼合金構(gòu)造鋼第三章常用工程資料3.1.3合金鋼合金構(gòu)造鋼第三章常用工程資料3.1.3合金鋼合金構(gòu)造鋼(1)普通低合金鋼常用普通低合金鋼的牌號有Q295、Q345、Q390、Q420等第三章常用工程資料3.1.3合金鋼合金構(gòu)造鋼(2)滲碳鋼常用的滲碳鋼有15、20Cr、20CrMnTi、18Cr2Ni4W等第三章常用工程資料3.1.3合金鋼合金構(gòu)造鋼(3)調(diào)質(zhì)鋼常用的調(diào)質(zhì)鋼有45、40Cr、35SiMn、38CrMoAlA等第三章常用工程資料3.1.3合金鋼合金構(gòu)造鋼(4)彈簧鋼常用的彈簧鋼有65、65Mn、60Si2Mn、50CrVA等第三章常用工程資料3.1.3合金鋼合金構(gòu)造鋼(5)滾動軸承鋼目前常用的是鉻軸承鋼(GCr9、GCrl5、GCrl5SiMn等)第三章常用工程資料3.1.3合金鋼合金工具鋼第三章常用工程資料合金工具鋼主要用于制造刃具、模具和量具等，鋼中的合金元素可添加鋼的淬透性、耐磨性和熱硬性合金工具鋼主要用于制造外形復(fù)雜、尺寸較大,要求變形小或切削速度較高的工模具3.1.3合金鋼合金工具鋼第三章常用工程資料3.1.3合金鋼合金工具鋼第三章常用工程資料(1)刃具鋼3.1.3合金鋼合金工具鋼第三章常用工程資料(2)模具鋼模具鋼分為冷模具鋼和熱模具鋼3.1.3合金鋼合金工具鋼第三章常用工程資料(3)量具鋼盡量降低淬火溫度淬火后立刻進展-70～-80℃的冷處置精度要求高的量具,在淬火、冷處置和低溫回火后尚需進展時效處置3.1.3合金鋼特殊性能鋼第三章常用工程資料(1)不銹鋼不銹鋼是指在大氣、水、酸、堿和鹽溶液或其他腐蝕性介質(zhì)中具有高度化學(xué)穩(wěn)定性的合金鋼的總稱3.1.3合金鋼特殊性能鋼第三章常用工程資料(2)耐熱鋼耐熱鋼常分為熱化學(xué)穩(wěn)定鋼(3Cr18Ni25Si2等)和熱強鋼(Cr12型、Cr13型、1Cr18Ni9Ti、1Cr17等)3.1.3合金鋼特殊性能鋼第三章常用工程資料(3)耐磨鋼高錳鋼是目前最重要的耐磨鋼3.2鑄鐵3.2.1鑄鐵的石墨化3.2.2常用鑄鐵鑄鐵是指ωC為2%～4%的鐵碳合金,并且還含有較多的Si、Mn、S、P等元素鑄鐵有良好的減振、減磨作用,良好的鑄造性能及切削加工性能,且價錢低第三章常用工程資料3.2.3合金鑄鐵3.2.1鑄鐵的石墨化第三章常用工程資料鑄鐵冷卻和加熱時的石墨化過程(1)冷卻從液體中析出一次石墨由共晶反響而生成的共晶石墨由奧氏體中析出二次石墨由共析反響而生成的共析石墨3.2.1鑄鐵的石墨化第三章常用工程資料鑄鐵冷卻和加熱時的石墨化過程(2)加熱Fe3C→3Fe+C3.2.1鑄鐵的石墨化第三章常用工程資料影響鑄鐵石墨化的要素(1)化學(xué)成分的影響(2)冷卻速度的影響3.2.2常用鑄鐵第三章常用工程資料灰鑄鐵灰鑄鐵的組織是由片狀石墨和鋼的基體兩部分組成灰鑄鐵的性能與普通碳鋼相比,具有力學(xué)性能低、耐磨性與消震性好和工藝性能好等特性3.2.2常用鑄鐵第三章常用工程資料球墨鑄鐵球墨鑄鐵中石墨呈球狀球墨鑄鐵兼有鋼的高強度和灰鑄鐵的優(yōu)良鑄造性能,是一種有開展出路的鑄造合金,用來制造受力復(fù)雜、力學(xué)性能要求高的鑄件3.2.2常用鑄鐵第三章常用工程資料蠕墨鑄鐵蠕墨鑄鐵是一種新型鑄鐵,其中碳主要以蠕蟲狀形狀存在,其石墨外形介于片狀和球狀之間蠕墨鑄鐵保管了灰鑄鐵工藝性能優(yōu)良和球墨鑄鐵力學(xué)性能優(yōu)良的共同特點,而抑制了灰鑄鐵力學(xué)性能低和球墨鑄鐵工藝性能差的缺陷3.2.2常用鑄鐵第三章常用工程資料可鍛鑄鐵可鍛鑄鐵的石墨呈團絮狀,它對基體的割裂程度較灰鑄鐵輕可鍛鑄鐵性能優(yōu)于灰鑄鐵;在鐵液處置、質(zhì)量控制等方面又優(yōu)于球墨鑄鐵3.2.2常用鑄鐵名稱牌號典型牌號主要用途灰鑄鐵HTHT150、HT200底座、刀架、閥體、水泵殼球墨鑄鐵QTQT400-15、QT600-3汽車、拖拉機的輪轂、中低壓閥門、電動機殼、齒輪箱蠕墨鑄鐵RuT─生產(chǎn)氣缸蓋、鋼錠模等鑄件可鍛鑄鐵KTKTH350-10、KTH450-06低壓閥門、連桿、曲軸、齒輪等零件第三章常用工程資料3.2.3合金鑄鐵合金鑄鐵與合金鋼相比,熔煉簡單,本錢低廉,根本上能滿足特殊性能的要求,但力學(xué)性能較差,脆性較大第三章常用工程資料常用的合金鑄鐵有：3.2.3合金鑄鐵耐磨鑄鐵耐熱鑄鐵耐蝕鑄鐵第三章常用工程資料3.2.3合金鑄鐵第三章常用工程資料耐磨鑄鐵在無光滑干摩擦條件下任務(wù)的零件應(yīng)具有均勻的高硬度組織在光滑條件下任務(wù)的耐磨鑄鐵,其組織應(yīng)為軟基體上分布有硬的組織組成物,使軟基體磨損后構(gòu)成溝槽,堅持油墨3.2.3合金鑄鐵第三章常用工程資料耐熱鑄鐵鑄鐵的耐熱性主要是指在高溫下的抗氧化和抗熱生長才干耐熱鑄鐵按其成分可分為硅系、鋁系、硅鋁系及鉻系等，主要用于制造加熱爐附件,如爐底、煙道擋板、傳送鏈構(gòu)件等3.2.3合金鑄鐵第三章常用工程資料耐蝕鑄鐵耐蝕鑄鐵是指在腐蝕性介質(zhì)中任務(wù)時具有耐蝕才干的鑄鐵耐蝕鑄鐵主要用于化工機械,如制造容器、管道、泵、閥門等3.3其它合金3.3.1鋁及其合金3.3.2銅及其合金3.3.3軸承合金3.3.4粉末冶金與硬質(zhì)合金第三章常用工程資料3.3.1鋁及其合金工業(yè)純鋁工業(yè)上運用的純鋁,其純度(質(zhì)量分數(shù))為99.7%～98%工業(yè)純鋁的牌號為1070A、1060、1050A工業(yè)純鋁塑性好,但強度低第三章常用工程資料3.3.1鋁及其合金鋁合金的分類及熱處置特點(1)變形鋁合金不可熱處置強化可熱處置強化防銹鋁合金硬鋁合金超硬鋁合金鍛鋁合金第三章常用工程資料3.3.1鋁及其合金鋁合金的分類及熱處置特點(1)變形鋁合金防銹鋁合金屬Al-Mn系合金及Al-Mg系合金硬鋁合金屬Al-Cu-Mg系合金超硬鋁合金屬Al-Cu-Mg-Zn系合金鍛鋁合金屬A1-Cu-Mg-Si系合金第三章常用工程資料3.3.1鋁及其合金鋁合金的分類及熱處置特點(2)鑄造鋁合金鑄造鋁合金是用于澆注成鑄件的鋁合金鑄造鋁合金的代號由“ZL〞根據(jù)主加元素的不同,鑄造鋁合金分為Al-Si系、Al-Cu系、Al-Mg系及Al-Zn系四類Al-Si系合金是工業(yè)中運用最廣泛的鑄造鋁合金第三章常用工程資料3.3.2銅及其合金第三章常用工程資料工業(yè)純銅工業(yè)用純銅,含銅量ωCu高于99.5%,通常呈紫紅色工業(yè)純銅牌號有T1、T2、T3和T4四種,序號越大,純度越低純銅具有優(yōu)良的導(dǎo)電、導(dǎo)熱、耐蝕和焊接性能,又有一定的強度,廣泛用于導(dǎo)電、導(dǎo)熱和耐蝕器件微量的雜質(zhì)元素對銅的力學(xué)性能和物理性能影響較大3.3.2銅及其合金銅合金銅合金黃銅青銅普通黃銅壓力加工錫青銅鑄造錫青銅特殊黃銅無錫青銅第三章常用工程資料3.3.2銅及其合金銅合金第三章常用工程資料(1)黃銅普通黃銅是以鋅和銅組成的合金特殊黃銅是在普通黃銅的根底上參與其他合金元素的銅合金3.3.2銅及其合金銅合金第三章常用工程資料(2)青銅壓力加工錫青銅含錫量普通小于10%,適宜于冷熱壓力加工鑄造錫青銅含錫量為10%～14%無錫青銅是指不含錫的青銅,常用的有鋁青銅、鈹青銅、鉛青銅、錳青銅、硅青銅等3.3.3軸承合金軸承合金應(yīng)具有如下性能要求：第三章常用工程資料足夠的強度和硬度足夠的塑性、韌性與軸之間有良好的磨合才干及較小的摩擦系數(shù)有良好的導(dǎo)熱性和抗蝕性有良好的工藝性,容易制造且價錢低廉3.3.3軸承合金用于制造軸瓦和軸襯的合金稱為軸承合金圖3.1軸承合金構(gòu)造表示圖第三章常用工程資料3.3.3軸承合金(1)錫基軸承合金錫基軸承合金是工業(yè)上廣泛運用的軸承資料典型錫基軸承合金的牌號是ZChSnSb11-6第三章常用工程資料3.3.3軸承合金(2)鉛基軸承合金典型鉛基軸承合金的牌號是ZChPbSbl6-16-2第三章常用工程資料主要用于制造如汽車、遷延機的曲軸軸承及電動機、破碎機軸承等3.3.3軸承合金(3)其它軸承合金第三章常用工程資料除了巴氏合金以外,還有銅基、鋁基軸承合金廣泛運用于汽車、遷延機、內(nèi)燃機車等普通工業(yè)軸承特點是承載才干高、密度較小、導(dǎo)熱性和疲勞強度好,任務(wù)溫度高,價錢廉價3.3.4粉末冶金與硬質(zhì)合金(1)粉末冶金簡介粉末冶金是利用金屬粉末(或金屬粉末與非金屬粉末的混合物)作原料,將幾種粉末混勻壓制成型,并經(jīng)過燒結(jié)而獲得資料或零件的加工方法第三章常用工程資料3.3.4粉末冶金與硬質(zhì)合金(2)硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金是以碳化鎢(WC)、碳化鈦(TiC)等高熔點、高硬度的碳化物的粉末和起粘結(jié)作用的金屬鈷粉末經(jīng)混合、加壓成型、再燒結(jié)而制成的一種粉末冶金制品第三章常用工程資料3.4非金屬資料3.4.1高分子資料3.4.2陶瓷資料機械工業(yè)中運用的非金屬資料可分為三大類:高分子資料(如塑料、膠粘劑、合成橡膠、合成纖維等)、陶瓷(如日用陶瓷、金屬陶瓷等)、復(fù)合資料等。第三章常用工程資料3.4.3復(fù)合資料3.4.1高分子資料工程塑料第三章常用工程資料3.4.1高分子資料工程塑料(1)熱塑性塑料熱塑性塑料在受熱時軟化和熔融,冷卻后成形固化,再受熱時又軟化和熔融,具有可塑性和反復(fù)性常用的塑料有聚烯烴、聚氯乙烯、聚苯乙烯、ABS、聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯、聚四氟乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯等第三章常用工程資料3.4.1高分子資料工程塑料(2)熱固性塑料熱固性塑料不溶于任何溶劑,再加熱也不軟化不能回用常用的熱固性塑料有酚醛塑料、環(huán)氧塑料等第三章常用工程資料3.4.1高分子資料工程塑料第三章常用工程資料ABS塑料環(huán)氧塑料3.4.1高分子資料橡膠(1)工業(yè)橡膠的組成工業(yè)橡膠的主要成分是生膠工業(yè)橡膠中還必需參與各種配合劑第三章常用工程資料3.4.1高分子資料橡膠(2)橡膠的性能特點橡膠具有良好的回彈性，經(jīng)硫化處置后具有良好的耐磨性第三章常用工程資料3.4.1高分子資料橡膠(3)常用橡膠資料天然橡膠第三章常用工程資料3.4.1高分子資料橡膠(3)常用橡膠資料合成橡膠第三章常用工程資料3.4.1高分子資料橡膠(1)天然橡膠第三章常用工程資料天然橡膠是橡膠樹上流出的膠乳,經(jīng)過加工制成的固態(tài)生膠(2)合成橡膠合成橡膠分為丁苯橡膠(SBR)和順丁橡膠(BR)3.4.1高分子資料橡膠第三章常用工程資料生活中常見的橡膠：3.4.2陶瓷資料陶瓷是一種無機非金屬資料普通可分為普通陶瓷(普通工業(yè)陶瓷、化工陶瓷)和特種陶瓷(氧化鋁陶瓷、氮化硅陶瓷、氮化硼陶瓷、氧化鎂陶瓷及氧化鈹陶瓷等)兩大類第三章常用工程資料3.4.2陶瓷資料陶瓷的特點：硬度極高,抗壓強度高,耐磨性、耐蝕性好,耐高溫暖抗氧化才干強等質(zhì)脆易碎,延展性差,抗急冷急熱性差等第三章常用工程資料3.4.2陶瓷資料為了提高陶瓷強度,改善脆性,目前常采用的措施如下：第三章常用工程資料制造微晶、高密度、高純度的陶瓷,提高陶瓷中晶體的完好性在陶瓷制品外表制造一層剩余應(yīng)力,以抵消部分外加拉力,減小應(yīng)力峰值用碳纖維、石墨纖維等復(fù)合強化陶瓷資料3.4.2陶瓷資料第三章