第三章金屬材料

3.1

碳鋼3.2

合金鋼3.3鑄鐵3.4非鐵金屬及其合金3.4

粉末冶金材料

復(fù)習(xí)思考題

§3．1碳素鋼

碳鋼，是指碳含量wc<2．11％的鐵碳合金。在生產(chǎn)中使用的碳鋼，實際碳含量都不大于1．4％，

一、碳鋼中的常存雜質(zhì)元素及其作用(1)硅和錳(2)磷和硫(3)氧、氫和氮氧、氫和氮三種氣體元素也是鋼中的有害元素。二、碳素鋼的分類、牌號和用途

碳鋼是應(yīng)用極為廣泛的金屬材料，種類繁多，為便于生產(chǎn)、選用和儲運(yùn)，需根據(jù)一定的標(biāo)準(zhǔn)將碳鋼進(jìn)行分類、編號。

(一)碳素鋼的分類1．按碳的含量分類

(1)低碳鋼wc=0．08％～0．25％，塑性好，多用作沖壓、焊接和滲碳工件。

(2)中碳鋼wc=0．25％～0．60％，強(qiáng)度和韌度均較高，熱處理后有良好的綜合力學(xué)性能，多用作要求良好強(qiáng)度和韌度的各種重要結(jié)構(gòu)零件。

(3)高碳鋼wc=0．60％～1．4％，硬度較高，多用作工具、模具和量具等工件。2．按質(zhì)量分類質(zhì)量劃分主安按有害雜質(zhì)元素硫和磷的含量來分。

(1)普通鋼鋼中S≤0．050％，P≤0．045％。

(2)優(yōu)質(zhì)鋼鋼中S≤0．035％，P≤0．035％。

(3)高級優(yōu)質(zhì)鋼S~0．030％，P≤0．030％。3．按用途分類

(1)碳素結(jié)構(gòu)鋼主要用于建筑、橋梁等工程結(jié)構(gòu)和各種機(jī)械零件(如齒輪、軸、螺柱、彈簧等)。

(2)碳素工具鋼主要用于各類刀具、量具和模具，如絲錐、扳牙、刮刀、鋸條、沖模等。

(3)專用鋼包括鍋爐鋼、船用鋼、易切鋼等。

4．按鋼液脫氧程度分類

(1)沸騰鋼(F)沸騰鋼脫氧不完全，組織不致密，成分不均勻，性能較差。

(2)鎮(zhèn)靜鋼(Z)鎮(zhèn)靜鋼脫氧完全，組織致密，成分較均勻，性能較好。優(yōu)質(zhì)鋼和高級優(yōu)質(zhì)鋼多為鎮(zhèn)靜鋼，通常不再標(biāo)注鎮(zhèn)靜鋼代號。

(3)半鎮(zhèn)靜鋼(b)半鎮(zhèn)靜鋼脫氧程度介于沸騰鋼和鎮(zhèn)靜鋼之間。

(二)碳鋼的牌號、性能及主要用途1．碳素結(jié)構(gòu)鋼2．優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼3．碳素工具鋼4．鑄鋼

§3．2合金鋼

合金鋼，是指為改善鋼的組織、性能，在冶煉時特意加入合金元素的鋼。

一、合金元素在鋼中的作用

1．強(qiáng)化

2．穩(wěn)定組織、細(xì)化晶粒3．提高淬透性4．提高抗氧化和耐蝕能力二、合金鋼的分類

合金鋼種類繁多，常用的分類如下：

1．按合金元素含量分類

(1)低合金鋼鋼中合金元素總含量wMe≤5％。

(2)中合金鋼鋼中合金元素總含量wMe==5％～10％。

(3)高合金鋼鋼中合金元素總含量wMe>10％。

2．按合金元素種類分類根據(jù)主加合金元素，分別稱為鉻鋼、錳鋼、鉻鎳鋼、鉻鉬鋼、硅錳鋼、鉻鎳錳鋼、硅錳鉬釩鋼等等。

3．按主要用途分類

(1)合金結(jié)構(gòu)鋼

(2)合金工具鋼

(3)特殊性能鋼包括各種不銹鋼、耐熱鋼、耐磨鋼、磁鋼、超強(qiáng)鋼等。

4．按金相組織分類

分為珠光體鋼、貝氏體鋼、馬氏體鋼、奧氏體鋼和碳化物鋼等。三。合金鋼的牌號、性能和主要用途

§3．3鑄鐵

鑄鐵是指碳含量wc>2．11%的鐵碳合金。工業(yè)上使用的鑄鐵，一般是碳含量wc=2．5%～4%的灰鑄鐵。一、鑄鐵的石墨化二、鑄鐵的分類、牌號和用途

(一)白口鑄鐵組織中的碳都以滲碳體(Fe3C)的形式存在的鑄鐵，因其斷口白亮而得名

(二)灰鑄鐵灰鑄鐵，是組織中的碳主要以片狀石墨形式存在的鑄鐵，因斷口灰暗而得名。

(三)可鍛鑄鐵可鍛鑄鐵，是組織中的碳以團(tuán)絮狀石墨形式存在的鑄鐵(四)球墨鑄鐵球墨鑄鐵，是組織中的碳主要以球狀石墨形式存在的鑄鐵。。

(五)蠕墨鑄鐵蠕墨鑄鐵是近十幾年發(fā)展起來的新型鑄鐵，組織中的碳主要以蠕蟲狀石墨形式存在。(六)合金鑄鐵為了進(jìn)一步提高鑄鐵的性能和獲得某些特殊的物理、化學(xué)性能，在灰鑄鐵或球墨鑄鐵中加入一些合金元素，從而得到耐磨鑄鐵(MT)、耐熱鑄鐵(RT)和耐蝕鑄鐵(ST)等合金鑄鐵。

§3．4非鐵金屬及其合金

非鐵金屬，是除鋼鐵材料以外的其他金屬的統(tǒng)稱，以前稱為有色金屬。

一、銅及銅合金

(一)工業(yè)純銅

(二)銅合金

二、鋁及鋁合金

(一)鋁純鋁是銀白色的金屬，熔點660℃，密度為2．7g／cm3，面心立方晶格結(jié)構(gòu)，無同素異晶轉(zhuǎn)變，是一種輕金屬材料。

(二)鋁合金鋁中加入合金元素，配制成各種成分的鋁合金，再經(jīng)過冷變形加工或熱處理，是提高純鋁強(qiáng)度的有效途徑。三、滑動軸承合金

滑動軸承合金指用于制造軸瓦及其內(nèi)襯的合金。

(一)錫基軸承合金