化工機(jī)械維修課件

1、化工機(jī)械基礎(chǔ)化工機(jī)械基礎(chǔ)宋娜宋娜n點(diǎn)擊此處輸入文字換熱器換熱器n點(diǎn)擊此處輸入文字化工機(jī)械：化工機(jī)械：在現(xiàn)代石油 、化工生產(chǎn)中使用的機(jī)械統(tǒng)稱。化工機(jī)械化工設(shè)備化工機(jī)器換熱器傳熱塔器 傳質(zhì)、化學(xué)反應(yīng)儲(chǔ)槽 物料儲(chǔ)存泵輸送清水或化工液體介質(zhì)壓縮機(jī)壓縮氣體靜設(shè)備動(dòng)設(shè)備 化工機(jī)械基礎(chǔ)主要內(nèi)容：化工機(jī)械基礎(chǔ)主要內(nèi)容： 1 1、化工機(jī)械常用材料、化工機(jī)械常用材料第一章第一章 2 2、化工容器、化工容器第二章第二章 3 3、機(jī)械傳動(dòng)基礎(chǔ)、機(jī)械傳動(dòng)基礎(chǔ)第三章第三章 4 4、化工腐蝕與保護(hù)、化工腐蝕與保護(hù)第四章第四章 5、管、鉗工基本操作第五章第一章第一章 化工機(jī)械常用材料化工機(jī)械常用材料材料材料金屬材料金屬材料無

2、機(jī)非金屬材料無機(jī)非金屬材料-水泥、玻璃、大理石有機(jī)材料有機(jī)材料-塑料，橡膠，合成纖維在機(jī)械制造中應(yīng)用的金屬以黑色金屬在機(jī)械制造中應(yīng)用的金屬以黑色金屬為主，占為主，占90%90%以上。以上。非金屬材料非金屬材料黑色金屬材料黑色金屬材料以鐵或以鐵為主形成的物質(zhì)以鐵或以鐵為主形成的物質(zhì) 例：鋼、生鐵等有色金屬材料有色金屬材料 -除黑色金屬以外的所有金屬除黑色金屬以外的所有金屬 例：銅、鋁、合金那么，為什么金屬材料或者黑色金屬材料是用來制造那么，為什么金屬材料或者黑色金屬材料是用來制造機(jī)器的最主要材料？這是因?yàn)椋簷C(jī)器的最主要材料？這是因?yàn)椋?其具有優(yōu)良的機(jī)械性能（力學(xué)性能）、工藝性能，并其具有優(yōu)良的機(jī)

3、械性能（力學(xué)性能）、工藝性能，并具較好的物理性能及化學(xué)穩(wěn)定性。具較好的物理性能及化學(xué)穩(wěn)定性。那么，什么是金屬材料的機(jī)械性能（力學(xué)性能）？什那么，什么是金屬材料的機(jī)械性能（力學(xué)性能）？什么是金屬材料的工藝性能？什么是金屬材料的物理性么是金屬材料的工藝性能？什么是金屬材料的物理性能及化學(xué)性能？能及化學(xué)性能？ 一、力學(xué)性能：一、力學(xué)性能： 金屬材料在外力（靜載荷、動(dòng)載荷、交變載荷）作用下，金屬材料在外力（靜載荷、動(dòng)載荷、交變載荷）作用下，所表現(xiàn)出的性能。包括強(qiáng)度、塑性、硬度、沖擊韌度和疲勞所表現(xiàn)出的性能。包括強(qiáng)度、塑性、硬度、沖擊韌度和疲勞強(qiáng)度等強(qiáng)度等, ,是選擇使用金屬材料的重要依據(jù)。是選擇使用金

4、屬材料的重要依據(jù)。 構(gòu)件在不同載荷作用下的變形情況：構(gòu)件在不同載荷作用下的變形情況： 機(jī)械構(gòu)件中，要求和允許的變形一般屬于彈性變形。按照變機(jī)械構(gòu)件中，要求和允許的變形一般屬于彈性變形。按照變形特征，分為：形特征，分為： 拉伸及壓縮拉伸及壓縮 剪切剪切 扭轉(zhuǎn)扭轉(zhuǎn) 彎曲彎曲 第一節(jié)第一節(jié) 金屬材料的一般性能金屬材料的一般性能第一節(jié) 金屬材料的一般性能（一）軸向拉伸及壓縮（一）軸向拉伸及壓縮外力外力( (或外力的合力或外力的合力) )沿沿桿件的軸線作用，且作桿件的軸線作用，且作用線與軸線重合。用線與軸線重合。 變形特點(diǎn)變形特點(diǎn) ：桿沿軸線方向伸長桿沿軸線方向伸長( (或或縮短縮短) )，沿橫向縮短，

5、沿橫向縮短( (或或伸長伸長) )。發(fā)生軸向拉伸與壓縮的發(fā)生軸向拉伸與壓縮的桿件一般簡稱為拉桿件一般簡稱為拉( (壓壓) )桿。桿。FFFF 第一節(jié)第一節(jié) 金屬材料的一般性能金屬材料的一般性能 第一節(jié)第一節(jié) 金屬材料的一般性能金屬材料的一般性能拉伸試驗(yàn)中得出的拉伸力與伸長量的關(guān)系曲線：拉伸試驗(yàn)中得出的拉伸力與伸長量的關(guān)系曲線：1 1）op/peop/pe段：直線段：直線( (彈性變性彈性變性) )2 2）eses段：曲線段：曲線( (彈性變形彈性變形+ +塑性變形塑性變形) )5 5）b b點(diǎn)：出現(xiàn)縮頸現(xiàn)象，點(diǎn)：出現(xiàn)縮頸現(xiàn)象，即試樣局即試樣局部截面明顯縮小試樣承載能力降低，部截面明顯縮小試樣承

6、載能力降低，拉伸力達(dá)到最大值，試樣即將斷裂。拉伸力達(dá)到最大值，試樣即將斷裂。3 3）s ss s段：水平線（略有波動(dòng)），段：水平線（略有波動(dòng)），塑性變形塑性變形, 作用的力基本不變，試樣作用的力基本不變，試樣連續(xù)伸長。連續(xù)伸長。4 4）s sb b曲線：彈性變形曲線：彈性變形+ +塑性變形塑性變形 拉伸試驗(yàn)中得出的拉伸力與伸長量的關(guān)系曲線：拉伸試驗(yàn)中得出的拉伸力與伸長量的關(guān)系曲線：彈性變形階段彈性變形階段-塑性變形階段塑性變形階段-外力去除后無法恢復(fù)的變形外力去除后無法恢復(fù)的變形頸縮現(xiàn)象至斷裂頸縮現(xiàn)象至斷裂拉伸試樣的頸縮現(xiàn)象拉伸試樣的頸縮現(xiàn)象低碳鋼拉伸過程變化的三個(gè)階段：低碳鋼拉伸過程變化的三

7、個(gè)階段：隨外力去除而消失的變形隨外力去除而消失的變形第一節(jié) 金屬材料的一般性能（二）剪切（二）剪切剪切的特點(diǎn)剪切的特點(diǎn)：構(gòu)件受到了一對(duì)大：構(gòu)件受到了一對(duì)大小相等，方向反，作用線平行且小相等，方向反，作用線平行且相距很近的外力。相距很近的外力。變形特點(diǎn)變形特點(diǎn)：桿件兩部分沿力的作：桿件兩部分沿力的作用線方向產(chǎn)生了相對(duì)錯(cuò)動(dòng)。用線方向產(chǎn)生了相對(duì)錯(cuò)動(dòng)。剪切力剪切力：使桿兩部分產(chǎn)生相對(duì)錯(cuò)：使桿兩部分產(chǎn)生相對(duì)錯(cuò)動(dòng)的內(nèi)力。動(dòng)的內(nèi)力。 FFFF第一節(jié) 金屬材料的一般性能（三）扭轉(zhuǎn)（三）扭轉(zhuǎn) 受力特點(diǎn)：受力特點(diǎn)：在垂直于桿件軸線的平面內(nèi)，在垂直于桿件軸線的平面內(nèi)， 作用了作用了 一對(duì)大小相等，轉(zhuǎn)向相反，作用平面

8、平一對(duì)大小相等，轉(zhuǎn)向相反，作用平面平 行的外力偶矩。行的外力偶矩。 變形特點(diǎn)：變形特點(diǎn)：桿件任意兩橫截面都發(fā)生了繞桿件軸線桿件任意兩橫截面都發(fā)生了繞桿件軸線 的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。mmm第一節(jié) 金屬材料的一般性能FFFAFB（三）彎曲（三）彎曲一、軸向拉伸和壓縮時(shí)的內(nèi)力一、軸向拉伸和壓縮時(shí)的內(nèi)力與應(yīng)力與應(yīng)力 內(nèi)力：內(nèi)力：金屬構(gòu)件受外力作用金屬構(gòu)件受外力作用時(shí)，其內(nèi)部產(chǎn)生一種抵抗外時(shí)，其內(nèi)部產(chǎn)生一種抵抗外力作用的力成為內(nèi)力。力作用的力成為內(nèi)力。 應(yīng)力：應(yīng)力：單位面積上的內(nèi)力稱單位面積上的內(nèi)力稱為應(yīng)力為應(yīng)力( (垂直于桿橫截面的應(yīng)垂直于桿橫截面的應(yīng)力稱為力稱為正應(yīng)力正應(yīng)力，平行于橫截，平行于橫截

9、面的稱為面的稱為切應(yīng)力切應(yīng)力) )。 應(yīng)力是判斷桿件是否破壞的應(yīng)力是判斷桿件是否破壞的依據(jù)。依據(jù)。FFmnFFNFFN 內(nèi)力隨外力產(chǎn)生且與外力平衡，內(nèi)力隨外力產(chǎn)生且與外力平衡，公式為：公式為：=P/A P-外力，外力，N A-橫截面積，橫截面積，m2-應(yīng)力，應(yīng)力，N/m21MP=106Pa=106N/m2 桿件受拉伸時(shí)，桿件受拉伸時(shí)，為拉應(yīng)力，為拉應(yīng)力， 取取“+”“+”； 桿件受壓縮時(shí)，桿件受壓縮時(shí)，為壓應(yīng)力，取為壓應(yīng)力，取“”FFmmnnFFN（二）彈性與塑性（二）彈性與塑性 彈性彈性 金屬材料受外力作用時(shí)產(chǎn)生變形，當(dāng)外力去掉后能回復(fù)其原來形狀的性能，叫做彈性。 彈性變形彈性變形 隨著外力

10、消失而消失的變形，叫做彈性變形。 塑性塑性 金屬材料在外力作用下，產(chǎn)生永久變形而不致引起破壞的性能叫做塑性。 塑性變形塑性變形 在外力消失后留下來的這部分不可恢復(fù)的變形，叫做塑性變形。FF （2 2）塑性變形）塑性變形: : 材料在外力作用下材料在外力作用下產(chǎn)生永久的不可恢復(fù)的變形產(chǎn)生永久的不可恢復(fù)的變形，稱為，稱為塑性變形塑性變形。FFF1 1）伸長率（）伸長率（）試件斷裂后的相對(duì)伸長試件斷裂后的相對(duì)伸長l1-l0l0100%=l1試樣拉斷后的標(biāo)距試樣拉斷后的標(biāo)距,mm;l0試樣的原始標(biāo)距試樣的原始標(biāo)距,mm。2 2、塑性的衡量（塑性指標(biāo)）：伸長率、塑性的衡量（塑性指標(biāo)）：伸長率 和斷面收縮

11、率和斷面收縮率 2）斷面收縮率（）斷面收縮率（）-試件斷裂后橫截面面積的相對(duì)收縮試件斷裂后橫截面面積的相對(duì)收縮A0-A1A0=100%A0試樣原始橫截面積試樣原始橫截面積,mm2；A1頸縮處的橫截面積頸縮處的橫截面積,mm2 。、越大，材料塑性越好。越大，材料塑性越好。(三三) 強(qiáng)強(qiáng) 度度 金屬材料在外力作用下抵抗變形和斷裂的能力金屬材料在外力作用下抵抗變形和斷裂的能力強(qiáng)強(qiáng)度。度。按作用力性質(zhì)不同，可分為屈服強(qiáng)度（屈服點(diǎn)）及抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度等。在工程上常用來表示金屬材料強(qiáng)度的指標(biāo)有屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度。分 類拉力屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度壓力抗壓強(qiáng)度彎曲力抗彎強(qiáng)度剪切力抗剪強(qiáng)度 低

12、碳鋼拉伸時(shí)的應(yīng)力低碳鋼拉伸時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變曲線應(yīng)變曲線Oe彈性變形階段，彈性變形階段，Pe為試件能恢復(fù)原始形狀和尺寸的最大拉力。es屈服階段，屈服階段，e為材料彈性變形的同時(shí)出現(xiàn)微量的塑性變形，當(dāng)外力繼續(xù)增加達(dá)到s時(shí)即使外力不再增加材料仍繼續(xù)伸長變形（為屈服現(xiàn)象）。屈服后，材料將殘留較大的塑性變形。sb強(qiáng)化階段，強(qiáng)化階段，過來過來s s點(diǎn)以后到點(diǎn)以后到b b點(diǎn)，要使試件繼續(xù)伸長，必須不斷增加載點(diǎn)，要使試件繼續(xù)伸長，必須不斷增加載荷，當(dāng)外力增加到荷，當(dāng)外力增加到PbPb時(shí)，試件局部變細(xì)，然后從變細(xì)處斷裂。時(shí)，試件局部變細(xì)，然后從變細(xì)處斷裂。PbPb為試件承受為試件承受的最大載荷。的最大載荷。 1.1

13、.屈服屈服強(qiáng)度（強(qiáng)度（屈服極限、屈服極限、屈服點(diǎn)）：屈服點(diǎn)）： 當(dāng)載荷增達(dá)到當(dāng)載荷增達(dá)到s s點(diǎn)時(shí)，拉伸曲線出現(xiàn)了平臺(tái)，即試樣所承受的載點(diǎn)時(shí)，拉伸曲線出現(xiàn)了平臺(tái)，即試樣所承受的載荷幾乎不變，但塑性變形不斷增加，這種現(xiàn)象稱為屈服。荷幾乎不變，但塑性變形不斷增加，這種現(xiàn)象稱為屈服。 屈服點(diǎn)是指在外力作用下開始產(chǎn)生明顯塑性變形的最屈服點(diǎn)是指在外力作用下開始產(chǎn)生明顯塑性變形的最小應(yīng)力。用小應(yīng)力。用s s表示。表示。 屈服點(diǎn)計(jì)算公式屈服點(diǎn)計(jì)算公式:s=PsA0 Ps試件屈服時(shí)的載荷，試件屈服時(shí)的載荷，N; A0拉伸前試件的原橫截面面積，拉伸前試件的原橫截面面積，mm2應(yīng)用：制作機(jī)械零件和工程構(gòu)件時(shí)的選材

14、和設(shè)計(jì)的依據(jù)。Q235Q235鋼的屈服點(diǎn)鋼的屈服點(diǎn)s=235MPas=235MPa b=PbA0 Pb試件拉斷時(shí)的最大載荷，試件拉斷時(shí)的最大載荷，N; A0試件的原始橫截面面積，試件的原始橫截面面積，mm2 應(yīng)用：制作機(jī)械零件和工程構(gòu)件時(shí)的選材和設(shè)計(jì)的依據(jù)。Q235鋼的抗拉強(qiáng)度鋼的抗拉強(qiáng)度b=460MPa計(jì)算公式計(jì)算公式:2. 2. 抗拉強(qiáng)度（強(qiáng)度極限）抗拉強(qiáng)度（強(qiáng)度極限）: : 材料承受最大載荷時(shí)的應(yīng)力。用材料承受最大載荷時(shí)的應(yīng)力。用P Pb b表示。表示。 屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度在機(jī)械設(shè)計(jì)和選擇、評(píng)定金屬材料時(shí)有重要意義： 材料不能在超過其材料不能在超過其s s的條件下工作，的條件下工作，否則

15、會(huì)引起機(jī)件的塑性變形；更不能超過否則會(huì)引起機(jī)件的塑性變形；更不能超過其其 b b的條件下工作，否則會(huì)導(dǎo)致機(jī)件的的條件下工作，否則會(huì)導(dǎo)致機(jī)件的破壞。破壞。( (四四) )、 硬度硬度: : 材料抵抗更硬的物體壓入其內(nèi)的能力材料抵抗更硬的物體壓入其內(nèi)的能力 , ,是材料性能的是材料性能的一個(gè)綜合物理量。一個(gè)綜合物理量。（表示材料在一個(gè)小的體積范圍內(nèi)抵抗彈性變形、塑性變形或破斷的能力） 金屬材料的硬度可用硬度儀來測(cè)試，常用的硬指標(biāo)有布氏硬度、洛氏硬度等。 1.1.布氏硬度布氏硬度HBHB 用直徑用直徑D D的淬火鋼球或硬質(zhì)合金球的淬火鋼球或硬質(zhì)合金球, ,在一定壓力在一定壓力P P下下, ,將將鋼球

16、垂直地壓入金屬表面鋼球垂直地壓入金屬表面, ,并保持壓力到規(guī)定的時(shí)間后卸荷并保持壓力到規(guī)定的時(shí)間后卸荷, ,測(cè)壓痕直徑測(cè)壓痕直徑d.d. HB=P/S (N/mm HB=P/S (N/mm2 2) ) 單位一般不寫 S-壓痕面積.mmmm2 2P-壓力載荷，N 布氏硬度試驗(yàn)原理圖布氏硬度計(jì)布氏硬度計(jì) 2NHBmm壓入載荷（ ）壓痕的表面積（）壓頭是直徑為D的鋼球或硬質(zhì)合金球。 HBS壓頭為鋼球，用于測(cè)量450HBW（ 107 不疲勞破壞 疲勞破壞原因疲勞破壞原因: : 材料有雜質(zhì)材料有雜質(zhì), ,表面表面劃痕劃痕, ,能引起應(yīng)力集中（指受力構(gòu)件由能引起應(yīng)力集中（指受力構(gòu)件由于幾何形狀、外形尺寸發(fā)

17、生突變而引于幾何形狀、外形尺寸發(fā)生突變而引起局部范圍內(nèi)應(yīng)力顯著增大的現(xiàn)象）起局部范圍內(nèi)應(yīng)力顯著增大的現(xiàn)象）, ,導(dǎo)致微裂紋導(dǎo)致微裂紋, ,裂紋擴(kuò)展致使零件不能承裂紋擴(kuò)展致使零件不能承受所加載荷突然破壞受所加載荷突然破壞. . 疲勞曲線產(chǎn)生疲勞破壞的原因產(chǎn)生疲勞破壞的原因 材料有雜質(zhì)、表面劃傷等缺陷應(yīng)力集中 微裂紋 裂紋擴(kuò)展 破 壞 三、金屬材料的性能：三、金屬材料的性能：1、使用性能：、使用性能：指材料在使用過程中所表現(xiàn)的性能，主要包括力學(xué)性指材料在使用過程中所表現(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。物理性能：物理性能：密度、熔點(diǎn)、熱膨脹性、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、密

18、度、熔點(diǎn)、熱膨脹性、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、磁性。如，飛機(jī)上使用的零件要求比重輕；電機(jī)、電磁性。如，飛機(jī)上使用的零件要求比重輕；電機(jī)、電器用零件要考慮導(dǎo)電性，器用零件要考慮導(dǎo)電性， 等等。等等?；瘜W(xué)性能：化學(xué)性能：室溫或高溫時(shí)抵抗各種化學(xué)作用的能力，室溫或高溫時(shí)抵抗各種化學(xué)作用的能力，也稱化學(xué)穩(wěn)定性，也稱化學(xué)穩(wěn)定性， 包括耐酸性、耐堿性、抗氧化性等包括耐酸性、耐堿性、抗氧化性等等。如，化工設(shè)備、醫(yī)療器械要求化學(xué)穩(wěn)定性好。等。如，化工設(shè)備、醫(yī)療器械要求化學(xué)穩(wěn)定性好。同時(shí)，各種金屬材料存在各不相同的使用性能。因此：同時(shí)，各種金屬材料存在各不相同的使用性能。因此：1 1）我們必須首先熟悉各種金屬材料的主要性

19、能。）我們必須首先熟悉各種金屬材料的主要性能。2 2）才能根據(jù)不同的技術(shù)要求，選擇合適的金屬材料。）才能根據(jù)不同的技術(shù)要求，選擇合適的金屬材料。 比如：比如：1 1）醫(yī)療器械）醫(yī)療器械 不銹鋼。不銹鋼。 2 2）飛機(jī)上使用的零件，要求比重）飛機(jī)上使用的零件，要求比重輕，當(dāng)然強(qiáng)度也要高輕，當(dāng)然強(qiáng)度也要高鋁合金甚至復(fù)合材料。鋁合金甚至復(fù)合材料。2、工藝性能：、工藝性能：指在制造機(jī)械零件的過程中，材料適應(yīng)各種冷、熱加指在制造機(jī)械零件的過程中，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。 包括鑄造性能、鍛造性能、焊接性能、沖壓性能、切包括鑄造性能、鍛造性能、焊接性能、沖壓性能、切 削加工性

20、能和熱處理工藝性能等。削加工性能和熱處理工藝性能等。鋼的熱處理鋼的熱處理熱處理概述熱處理概述熱處理是將固態(tài)金屬或合金在一定介質(zhì)中加熱、保溫和冷卻，以改變材料整體或表面組織，從而獲得所需性能的一種熱加工工藝。 一、鋼在加熱時(shí)的組織轉(zhuǎn)變一、鋼在加熱時(shí)的組織轉(zhuǎn)變 二、鋼在冷卻時(shí)的組織轉(zhuǎn)變 三、鋼在回火時(shí)的轉(zhuǎn)變鋼的熱處理鋼的熱處理固態(tài)金屬固態(tài)金屬加熱加熱保溫保溫冷卻冷卻鋼的熱處理是將固態(tài)金屬或合金采用加熱、保溫、冷卻的方法，以獲得所需要的組織結(jié)構(gòu)與性能的工藝。目的：目的：改變其內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)改變其內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)，從而，從而獲得使用性能獲得使用性能鋼的熱處理鋼的熱處理熱熱處處理理分分類類普通熱處理普通熱

21、處理表面熱處理表面熱處理退火退火正火正火淬火淬火回火回火表面淬火表面淬火化學(xué)熱處理化學(xué)熱處理火焰加熱火焰加熱感應(yīng)加熱感應(yīng)加熱其它其它其它其它氮化氮化滲碳滲碳鋼的熱處理鋼的熱處理退火退火 把鋼加熱到某一臨界溫度以上把鋼加熱到某一臨界溫度以上（約（約800），保溫一定時(shí)間，然后，保溫一定時(shí)間，然后緩慢冷卻緩慢冷卻( (爐冷爐冷) )。降低硬度降低硬度提高塑性提高塑性細(xì)化晶粒細(xì)化晶粒消除內(nèi)應(yīng)力消除內(nèi)應(yīng)力目的目的鋼的熱處理鋼的熱處理 把鋼加熱到某一臨界溫度以上，保溫把鋼加熱到某一臨界溫度以上，保溫一定時(shí)間，然后一定時(shí)間，然后空冷空冷。正火正火目的目的對(duì)低碳鋼不作退火采用正火對(duì)低碳鋼不作退火采用正火對(duì)中

22、碳鋼消除組織缺陷提高強(qiáng)硬度對(duì)中碳鋼消除組織缺陷提高強(qiáng)硬度 對(duì)高碳鋼可改善碳在鋼中的存在形式對(duì)高碳鋼可改善碳在鋼中的存在形式特點(diǎn)：特點(diǎn)：節(jié)約場(chǎng)地非平衡組織可部分代替退火節(jié)約場(chǎng)地非平衡組織可部分代替退火冷卻介質(zhì)：冷卻介質(zhì)：水、鹽水和堿水、油、熔鹽和熔堿等。水、鹽水和堿水、油、熔鹽和熔堿等。 主要用于形狀簡單、截面較大的碳鋼零件的淬火。主要用于形狀簡單、截面較大的碳鋼零件的淬火。 一般用作合金鋼和某些小型復(fù)雜碳素鋼件的淬火。一般用作合金鋼和某些小型復(fù)雜碳素鋼件的淬火。為了減少零件淬火時(shí)的變形，鹽浴也常用作淬火為了減少零件淬火時(shí)的變形，鹽浴也常用作淬火 介質(zhì)，主要用于分級(jí)淬火和等溫淬火。介質(zhì)，主要用于

23、分級(jí)淬火和等溫淬火。淬火淬火 把鋼加熱到一定溫度把鋼加熱到一定溫度（與退火溫度基本相同）（與退火溫度基本相同）保保溫一段時(shí)間，然后快速冷卻至常溫的熱處理工藝溫一段時(shí)間，然后快速冷卻至常溫的熱處理工藝?；鼗鸹鼗?將淬火后的鋼重新加熱到（將淬火后的鋼重新加熱到（727727以下）某以下）某一溫度，保溫一段時(shí)間，然后冷卻到室溫的熱一溫度，保溫一段時(shí)間，然后冷卻到室溫的熱處理工藝。（回火一定在淬火后進(jìn)行處理工藝。（回火一定在淬火后進(jìn)行 ）目的：目的： 消除內(nèi)應(yīng)力消除內(nèi)應(yīng)力 ； 穩(wěn)定工件組織穩(wěn)定工件組織 ； 調(diào)整組織、性能調(diào)整組織、性能 ?；鼗鸱N類加熱溫度達(dá)到的硬度應(yīng)用范圍低溫回火中溫回火高溫回火150

24、-200C350-500C500-650CHRC60HRC35-50HRC20刃具、模具彈簧重要結(jié)構(gòu)件鋼的表面熱處理鋼的表面熱處理感應(yīng)加熱表面熱處理感應(yīng)加熱表面熱處理 火焰加熱表面熱處理火焰加熱表面熱處理（表面淬火）（表面淬火） （化學(xué)熱處理）（化學(xué)熱處理） 表面具有高硬度和耐磨性，心部具有一表面具有高硬度和耐磨性，心部具有一定的強(qiáng)度和足夠的韌性。定的強(qiáng)度和足夠的韌性。 鋼的化學(xué)熱處理鋼的化學(xué)熱處理滲碳滲碳 滲氮滲氮 碳氮共滲碳氮共滲改變其化學(xué)成分、組織和性能改變其化學(xué)成分、組織和性能表面硬而心部韌表面硬而心部韌 疲勞強(qiáng)度高、變形小疲勞強(qiáng)度高、變形小 第三節(jié)碳鋼第三節(jié)碳鋼碳鋼含義碳鋼含義碳鋼分

25、類碳鋼分類牌號(hào)及性能牌號(hào)及性能碳鋼含義：碳鋼含義： 碳鋼是指含碳量碳鋼是指含碳量2.11的鐵碳的鐵碳合金稱為碳素鋼，簡稱碳鋼。合金稱為碳素鋼，簡稱碳鋼。應(yīng)用較廣泛，因?yàn)橛辛己玫牧W(xué)性能和工藝性能，冶煉方便，價(jià)格便宜一、碳鋼含義一、碳鋼含義、按質(zhì)量等級(jí)分類：按質(zhì)量等級(jí)分類：（1 1）普通質(zhì)量碳鋼）普通質(zhì)量碳鋼 ws0.050%ws0.050%、wp0.045%wp0.045%。一般。一般用碳素結(jié)構(gòu)鋼，碳素鋼筋鋼等。用碳素結(jié)構(gòu)鋼，碳素鋼筋鋼等。（2 2）優(yōu)質(zhì)碳鋼）優(yōu)質(zhì)碳鋼 ws0.035%、wp0.035%。機(jī)械、工程結(jié)構(gòu)機(jī)械、工程結(jié)構(gòu)用優(yōu)質(zhì)碳鋼等。用優(yōu)質(zhì)碳鋼等。（3 3）特質(zhì)質(zhì)量碳鋼）特質(zhì)質(zhì)量碳

26、鋼 ws0.025% ws0.025%、wp0.025%wp0.025%。保證。保證淬透性碳鋼、碳素彈簧鋼、工具鋼等。淬透性碳鋼、碳素彈簧鋼、工具鋼等。、按碳含量分類：、按碳含量分類：（1 1）低碳鋼）低碳鋼 wCwC0.25%0.25%。（2 2）中碳鋼）中碳鋼 wC=0.25%0.60%wC=0.25%0.60%。（3 3）高碳鋼）高碳鋼 wCwC0.60%0.60%。二、碳鋼分類二、碳鋼分類碳鋼碳鋼碳鋼含義碳鋼含義碳鋼分類碳鋼分類牌號(hào)及性能牌號(hào)及性能、按質(zhì)量等級(jí)分類：按用途分類：、按質(zhì)量等級(jí)分類：按用途分類：（1）碳素結(jié)構(gòu)鋼）碳素結(jié)構(gòu)鋼 制造機(jī)械零件、工程結(jié)構(gòu)件。一般制造機(jī)械零件、工程結(jié)

27、構(gòu)件。一般屬于低、中碳鋼。屬于低、中碳鋼。 wC0.70%。（2）碳素工具鋼）碳素工具鋼 制造刃具、量具和模具。一般屬于制造刃具、量具和模具。一般屬于高碳鋼。高碳鋼。 wC0.70%。、按冶煉時(shí)脫氧方法分類：按冶煉時(shí)脫氧方法分類：（1）沸騰鋼）沸騰鋼 （2）鎮(zhèn)靜鋼）鎮(zhèn)靜鋼 （3）半鎮(zhèn)靜鋼）半鎮(zhèn)靜鋼 二、碳鋼分類二、碳鋼分類碳鋼碳鋼碳鋼含義碳鋼含義碳鋼分類碳鋼分類牌號(hào)及性能牌號(hào)及性能三、牌號(hào)及性能三、牌號(hào)及性能 我國鋼材牌號(hào)我國鋼材牌號(hào)= =拼音字母拼音字母+ +化學(xué)元素符號(hào)化學(xué)元素符號(hào)+ +阿拉伯?dāng)?shù)字阿拉伯?dāng)?shù)字一、碳素結(jié)構(gòu)鋼一、碳素結(jié)構(gòu)鋼 碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)是由表示屈服點(diǎn)的字母碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)是

28、由表示屈服點(diǎn)的字母 Q Q、屈服點(diǎn)的數(shù)值、質(zhì)量等級(jí)符號(hào)、脫氧方法符號(hào)四個(gè)屈服點(diǎn)的數(shù)值、質(zhì)量等級(jí)符號(hào)、脫氧方法符號(hào)四個(gè)部分按序組成。質(zhì)量等級(jí)分別用部分按序組成。質(zhì)量等級(jí)分別用 A A、B B、C C、D D 表示表示；脫氧方法用；脫氧方法用 F F、b b、Z Z、TZTZ分別表示沸騰鋼、半鎮(zhèn)分別表示沸騰鋼、半鎮(zhèn)靜鋼、鎮(zhèn)靜鋼、特殊鎮(zhèn)靜鋼。通常靜鋼、鎮(zhèn)靜鋼、特殊鎮(zhèn)靜鋼。通常 Z Z、TZ TZ 可省略?？墒÷?。如如 Q235-A-F Q235-A-F 表示表示 s235 MPa s235 MPa 的的 A A 級(jí)沸騰碳素結(jié)構(gòu)鋼。級(jí)沸騰碳素結(jié)構(gòu)鋼。碳素結(jié)構(gòu)鋼是建筑及工程用鋼，用于制造一般工程結(jié)構(gòu)及普

29、通機(jī)械零件。通常熱軋成成品或型材，一般不經(jīng)熱處理，在熱軋狀態(tài)下直接使用。碳鋼碳鋼碳鋼含義碳鋼含義碳鋼分類碳鋼分類牌號(hào)及性能牌號(hào)及性能 第三節(jié)第三節(jié) 碳鋼碳鋼 碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號(hào)碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號(hào)脫氧方法脫氧方法屈服點(diǎn)屈服點(diǎn)QSub 01DepartmentSub 01Department質(zhì)量等級(jí)質(zhì)量等級(jí)A A 、B B、 C C、 D DF -F -沸騰鋼沸騰鋼b-b-半鎮(zhèn)靜鋼半鎮(zhèn)靜鋼Z-Z-鎮(zhèn)靜鋼（略）鎮(zhèn)靜鋼（略）TZ-TZ-特殊鎮(zhèn)靜鋼特殊鎮(zhèn)靜鋼（略）（略）三、牌號(hào)及性能三、牌號(hào)及性能二、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼二、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼用來制造重要機(jī)械零件的。使優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼用來制造重要機(jī)械零件的。

30、使用前一般都要經(jīng)過熱處理來改善力學(xué)性能。用前一般都要經(jīng)過熱處理來改善力學(xué)性能。鋼的牌號(hào)用平均含碳量的萬分?jǐn)?shù)（兩位數(shù)）表示，脫鋼的牌號(hào)用平均含碳量的萬分?jǐn)?shù)（兩位數(shù)）表示，脫氧方法的表示與碳素結(jié)構(gòu)鋼相同，但鎮(zhèn)靜鋼符號(hào)省氧方法的表示與碳素結(jié)構(gòu)鋼相同，但鎮(zhèn)靜鋼符號(hào)省略。略。（例：（例：4545表示含碳量為表示含碳量為0.450.45的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼）鋼）含錳量較高的鋼（含錳量較高的鋼（wMn=0.7%wMn=0.7%1.2%1.2%）末尾標(biāo)出錳元素）末尾標(biāo)出錳元素符號(hào)，符號(hào)，如如 65Mn 65Mn為含錳量較高，平均含碳量為為含錳量較高，平均含碳量為wC=0.65%wC=0.65%的優(yōu)質(zhì)

31、碳素結(jié)構(gòu)鋼。的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。碳鋼碳鋼碳鋼含義碳鋼含義碳鋼分類碳鋼分類牌號(hào)及性能牌號(hào)及性能三、牌號(hào)及性能三、牌號(hào)及性能例：例：1 1、10F10F表示平均含碳量為表示平均含碳量為0.100.10的的 沸騰鋼沸騰鋼2 2、20g20g表示平均含碳量為表示平均含碳量為0.200.20的鍋爐的鍋爐鋼鋼書書P15P15碳鋼碳鋼碳鋼含義碳鋼含義碳鋼分類碳鋼分類牌號(hào)及性能牌號(hào)及性能三、牌號(hào)及性能三、牌號(hào)及性能三、碳素工具鋼（三、碳素工具鋼（含碳量含碳量0.65-1.35之間之間）碳素工具鋼主要用來制作刃具、量具、模具。為滿足工具的高硬度、高耐磨性要求，碳素工具鋼含碳碳素工具鋼含碳量都在量都在 0.7% 0

32、.7%以上，必須是優(yōu)質(zhì)鋼或特殊質(zhì)量鋼。以上，必須是優(yōu)質(zhì)鋼或特殊質(zhì)量鋼。碳素工具鋼的牌號(hào)用“碳”的漢語拼音字首“T”后面標(biāo)數(shù)字表示，其數(shù)字表示平均含碳量的千分?jǐn)?shù)。如如 T 8 表示平均含碳量為表示平均含碳量為 wC=0.8%的碳素工具鋼。的碳素工具鋼。碳鋼碳鋼碳鋼含義碳鋼含義碳鋼分類碳鋼分類牌號(hào)及性能牌號(hào)及性能三、牌號(hào)及性能三、牌號(hào)及性能分分類類編編號(hào)號(hào)方方法法常常用用牌牌號(hào)號(hào)用用途途舉舉例例說說明明碳素結(jié)構(gòu)碳素結(jié)構(gòu)鋼鋼Q235-AF屈服點(diǎn)為屈服點(diǎn)為235MPa、質(zhì)、質(zhì)量為量為A級(jí)的沸級(jí)的沸騰鋼騰鋼Q195、Q215A，Q235B、Q255A、Q255B、Q275等等一般以型材供應(yīng)的工程一般以型

33、材供應(yīng)的工程結(jié)構(gòu)件，制造不太重要結(jié)構(gòu)件，制造不太重要的機(jī)械零件及焊接件的機(jī)械零件及焊接件（參見（參見GB700-88）優(yōu)質(zhì)碳素優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)鋼45表示平均表示平均c為萬分之為萬分之45的的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼鋼08F、10、20、35、40、50、60、65用于制造曲軸、傳動(dòng)軸、用于制造曲軸、傳動(dòng)軸、齒輪、連桿等重要零件齒輪、連桿等重要零件（參見（參見GB699-88）碳素工具碳素工具鋼鋼T8、T8A表示平均表示平均c為千分之為千分之8的的碳素工具鋼，碳素工具鋼，A表示高級(jí)優(yōu)表示高級(jí)優(yōu)質(zhì)質(zhì)T7、T8Mn、T9、T10、T11、T12、T13制造需較高硬度、耐磨制造需較高硬度、耐磨性、

34、又能承受一定沖擊性、又能承受一定沖擊的工具，如手錘、沖頭的工具，如手錘、沖頭等（參見等（參見GB1298-86）一般工程一般工程鑄造碳鋼鑄造碳鋼ZG200-400表示屈服強(qiáng)度表示屈服強(qiáng)度為為200MPa、抗拉強(qiáng)度為抗拉強(qiáng)度為400MPa的碳的碳素鑄鋼素鑄鋼ZG230-450、ZG270500、ZG310-570、ZG340-640形狀復(fù)雜的需要采用鑄形狀復(fù)雜的需要采用鑄造成形的鋼質(zhì)零件（參造成形的鋼質(zhì)零件（參見見GB11352-89）碳鋼碳鋼碳鋼含義碳鋼含義碳鋼分類碳鋼分類牌號(hào)及性能牌號(hào)及性能 第三節(jié)第三節(jié) 碳鋼碳鋼碳鋼的缺點(diǎn)：碳鋼的缺點(diǎn)：1、淬透性差。、淬透性差。是指在那個(gè)規(guī)定條件下鋼能獲得

35、淬硬層深度的能力和分布的特性。2、不容易獲得優(yōu)異的綜合性能。、不容易獲得優(yōu)異的綜合性能。如提高碳鋼的強(qiáng)度、硬度則韌性下降，要保證較好的韌性則強(qiáng)度又偏低。3、碳鋼不能滿足一些特殊性能要求。、碳鋼不能滿足一些特殊性能要求。如耐熱、耐低溫、耐腐蝕、高耐磨性等為彌補(bǔ)碳鋼的這些缺點(diǎn)，提高鋼材的性能，在碳鋼中有意加入一種或數(shù)種合金元素就成為合金鋼合金鋼 重重 點(diǎn)點(diǎn)合金鋼的合金鋼的概念概念合金鋼的分類和牌號(hào)合金鋼的分類和牌號(hào)典型合金鋼的成分、性能、熱處理典型合金鋼的成分、性能、熱處理，用途以及如何選用合金鋼。，用途以及如何選用合金鋼。2 2、合金鋼與碳鋼相比：、合金鋼與碳鋼相比：合金鋼是在碳鋼基礎(chǔ)上，為了改

36、善鋼合金鋼是在碳鋼基礎(chǔ)上，為了改善鋼的組織與性能，在冶煉時(shí)有意識(shí)地加入一種或數(shù)的組織與性能，在冶煉時(shí)有意識(shí)地加入一種或數(shù)種合金元素的鋼。種合金元素的鋼。淬透性好。淬透性好。高強(qiáng)度，高比碳鋼高強(qiáng)度，高比碳鋼具有特殊性能，如耐高溫、耐腐蝕，高具有特殊性能，如耐高溫、耐腐蝕，高 耐耐 磨性等。磨性等。高回火穩(wěn)定性高回火穩(wěn)定性鉻（鉻（CrCr）-在結(jié)構(gòu)鋼和工具鋼中，鉻能顯著提高強(qiáng)度、在結(jié)構(gòu)鋼和工具鋼中，鉻能顯著提高強(qiáng)度、硬度和耐磨性，但同時(shí)降低塑性和韌性。硬度和耐磨性，但同時(shí)降低塑性和韌性。鉻又能提高鋼的抗鉻又能提高鋼的抗氧化性和耐腐蝕性，因而是不銹鋼，耐熱鋼的重要合金元素。氧化性和耐腐蝕性，因而是不

37、銹鋼，耐熱鋼的重要合金元素。 鎳鎳(Ni)-(Ni)-鉻鉻 渣渣（非金屬元素）（非金屬元素）高硼硅玻璃管高硼硅玻璃管合金結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼 合金工具鋼合金工具鋼 特殊性能鋼特殊性能鋼 按用途分類按用途分類用于制造用于制造機(jī)械零件機(jī)械零件和工程結(jié)和工程結(jié)構(gòu)的鋼構(gòu)的鋼 用于制造用于制造各種工具各種工具的鋼的鋼 具有某種特殊具有某種特殊物理、化學(xué)性物理、化學(xué)性能的鋼、耐熱能的鋼、耐熱鋼、耐磨鋼鋼、耐磨鋼一、分類一、分類重點(diǎn)分類分類和和命名命名低合金鋼低合金鋼 中合金鋼中合金鋼 高合金鋼高合金鋼 按合金元素總含量分類按合金元素總含量分類 合金元合金元素總含素總含量量5%10%10%。 1 1、合金結(jié)構(gòu)鋼

38、、合金結(jié)構(gòu)鋼兩位數(shù)字兩位數(shù)字 元素符號(hào)（或漢字）元素符號(hào)（或漢字） 數(shù)字?jǐn)?shù)字平均含碳量的萬分?jǐn)?shù)平均含碳量的萬分?jǐn)?shù)鋼中主要合金元素鋼中主要合金元素該元素該元素含量含量1.51.5不標(biāo)不標(biāo)含量含量1.51.5- -2.5-2.5時(shí)標(biāo)時(shí)標(biāo)2 2含量含量2.52.5- -3.5-3.5時(shí)標(biāo)時(shí)標(biāo)3 3例：例：40Cr 平均含碳量為平均含碳量為0.400.40，主要元素，主要元素CrCr含量小含量小于于1.51.5的合金結(jié)構(gòu)鋼的合金結(jié)構(gòu)鋼一、合金鋼分類和牌號(hào)一、合金鋼分類和牌號(hào)v例：例：C:0.6% Si:1.5%2.5% Mn:1.5% C:0.6% Si:1.5%2.5% Mn:=1%=1%不標(biāo)不標(biāo)鋼

39、中主要合金元素鋼中主要合金元素該元素含量該元素含量1.51.01.0) )為合金工具鋼，鋼的平均含碳量大于為合金工具鋼，鋼的平均含碳量大于1.01.0，主要元素，主要元素CrCr、MoMo、V V三種合金元素，其中含鉻量在三種合金元素，其中含鉻量在11.511.512.512.5之間，之間，MoMo和和V V的含的含量小于量小于1.51.5一、合金鋼分類和牌號(hào)一、合金鋼分類和牌號(hào)3 3、特殊性能鋼、特殊性能鋼（與合金工具鋼相同）（與合金工具鋼相同）特殊專用鋼（為表示鋼的用途，在牌號(hào)前加漢語拼音字母字頭）特殊專用鋼（為表示鋼的用途，在牌號(hào)前加漢語拼音字母字頭）例：GCr15GCr15G G表示滾

40、珠軸承鋼表示滾珠軸承鋼GCr15SiMn表示含鉻為表示含鉻為1.51.5，硅、錳的含量均，硅、錳的含量均1.51.5的滾珠軸承鋼的滾珠軸承鋼例：2Cr132Cr13為不銹鋼，平均含碳量為為不銹鋼，平均含碳量為0.200.20，鉻的含量在，鉻的含量在12.512.513.513.5。一、合金鋼分類和牌號(hào)一、合金鋼分類和牌號(hào)合金鋼分類編號(hào)原則鋼種舉例合金結(jié)構(gòu)鋼低合金高強(qiáng)鋼Q表示屈服點(diǎn)的字母，用最低屈服強(qiáng)度數(shù)值表示Q345C滲碳鋼數(shù)字表示含碳量的萬分?jǐn)?shù)，化學(xué)元素符號(hào)表示主加元素，后面的數(shù)字表示所加元素的百分?jǐn)?shù)20CrMnTi調(diào)質(zhì)鋼40Cr彈簧鋼60Si2Mn滾動(dòng)軸承鋼G表示滾動(dòng)軸承鋼，數(shù)字表示含鉻量

41、的千分?jǐn)?shù)GCr15合金工具鋼刃具鋼數(shù)字表示含碳量的千分?jǐn)?shù)，化學(xué)元素符號(hào)表示主加元素，后面的數(shù)字表示所加元素的百分?jǐn)?shù)W18Cr4V模具鋼Cr12量具鋼9SiCr特殊性能鋼不銹鋼數(shù)字表示含碳量的千分?jǐn)?shù)，化學(xué)元素符號(hào)表示主加元素，后面的數(shù)字表示所加元素的百分?jǐn)?shù)1Cr17耐熱鋼1Cr11MoV耐磨鋼ZGMn13 一、低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼（低合金高強(qiáng)鋼） 1. 1. 用途用途 主要用于制造橋梁、船舶、車輛、鍋爐、高主要用于制造橋梁、船舶、車輛、鍋爐、高壓容器、輸油輸氣管道、大型鋼結(jié)構(gòu)等。壓容器、輸油輸氣管道、大型鋼結(jié)構(gòu)等。 橋梁橋梁 船舶船舶 車輛車輛 容器容器 儲(chǔ)氣罐儲(chǔ)氣罐 低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼低合金高強(qiáng)

42、度結(jié)構(gòu)鋼2 2、成分：、成分： WcWc0.2%0.2%，低合金元素總量，低合金元素總量 3%3%， 主加元素主加元素MnMn3. 3. 性能要求性能要求 (1) (1) 高強(qiáng)度：高強(qiáng)度：一般屈服強(qiáng)度在一般屈服強(qiáng)度在300 MPa300 MPa以上以上 (2) (2) 高韌性：高韌性：要求延伸率為要求延伸率為15%15%20%20%，室溫，室溫沖擊韌性大于沖擊韌性大于600 kJ/m600 kJ/m2 2800 kJ/m800 kJ/m2 2。對(duì)于大型。對(duì)于大型焊接構(gòu)件，還要求有較高的斷裂韌性。焊接構(gòu)件，還要求有較高的斷裂韌性。 (3) (3) 良好的焊接性能和冷成型性能。良好的焊接性能和冷成

43、型性能。 (4) (4) 低的冷脆轉(zhuǎn)變溫度。低的冷脆轉(zhuǎn)變溫度。 (5) (5) 良好的耐蝕性。良好的耐蝕性。 4. 4. 成分特點(diǎn)成分特點(diǎn) (1) (1) 低碳：低碳：韌性、焊接性和冷成形性能要求韌性、焊接性和冷成形性能要求高，碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)不超過高，碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)不超過0.20%0.20%。 (2) (2) 錳錳為主要的合金元素。固溶強(qiáng)化為主要的合金元素。固溶強(qiáng)化F F，細(xì)化，細(xì)化P P，增加，增加P P的含量，提高鋼的強(qiáng)度。的含量，提高鋼的強(qiáng)度。 (3) (3) 鈮、鈦、釩：鈮、鈦、釩：形成細(xì)碳化物或碳氮化合形成細(xì)碳化物或碳氮化合物，獲得細(xì)小鐵素體晶粒和提高鋼的強(qiáng)度和韌性物，獲得細(xì)小鐵素體晶粒和提

44、高鋼的強(qiáng)度和韌性。 (4) (4)少量少量銅銅（0.4%0.4%）和）和磷磷（0.1%0.1%左右）左右），可提高抗腐蝕性能。加入少量，可提高抗腐蝕性能。加入少量稀土稀土元素，可以元素，可以脫硫、去氣，使鋼材凈化，改善韌性和工藝性能脫硫、去氣，使鋼材凈化，改善韌性和工藝性能。 Q345鋼鋼(16Mn)綜合性能好，用于綜合性能好，用于船舶、橋梁、車輛等大型鋼結(jié)構(gòu)。船舶、橋梁、車輛等大型鋼結(jié)構(gòu)。 Q390鋼含鋼含V、Ti、Nb，強(qiáng)度高，強(qiáng)度高，用于中等壓力的容器。用于中等壓力的容器。 Q460鋼含鋼含Mo、B，正火組織為，正火組織為B，強(qiáng)度最高，用于石化中溫高壓容強(qiáng)度最高，用于石化中溫高壓容器。器

45、。東風(fēng)號(hào)遠(yuǎn)洋輪船Q345南京長江大橋Q345高壓容器二二滲碳鋼（為低碳鋼）滲碳鋼（為低碳鋼）1 1、成分：、成分： 低低 碳：碳：0.1%0.1%0.25%0.25%，以保證零件心部足夠的塑性和，以保證零件心部足夠的塑性和韌性，抵抗沖擊載荷；韌性，抵抗沖擊載荷； 合金元素：合金元素：主加主加CrCr、MnMn、NiNi、B B等，以提高滲碳鋼的等，以提高滲碳鋼的淬透性淬透性，保證零件的心部為低碳馬氏體，從而具有足夠的心部強(qiáng)度；保證零件的心部為低碳馬氏體，從而具有足夠的心部強(qiáng)度；輔加輔加MoMo、W W、V V、TiTi等強(qiáng)碳化物形成元素，以形成穩(wěn)定的特等強(qiáng)碳化物形成元素，以形成穩(wěn)定的特殊合金碳

46、化物殊合金碳化物阻止阻止?jié)B碳時(shí)奧氏體滲碳時(shí)奧氏體晶粒長大晶粒長大。 二、合金滲碳鋼 老師提示：老師提示：重點(diǎn)內(nèi)容重點(diǎn)內(nèi)容 2. 2. 用途用途 主要用于制造汽車、拖拉機(jī)中的變速齒輪，主要用于制造汽車、拖拉機(jī)中的變速齒輪，內(nèi)燃機(jī)上的凸輪軸、活塞銷等機(jī)器零件。這類零內(nèi)燃機(jī)上的凸輪軸、活塞銷等機(jī)器零件。這類零件在工作中遭受強(qiáng)烈的摩擦磨損，同時(shí)又承受較件在工作中遭受強(qiáng)烈的摩擦磨損，同時(shí)又承受較大的交變載荷，特別是沖擊載荷。大的交變載荷，特別是沖擊載荷。 撥叉撥叉 變速齒輪變速齒輪凸輪機(jī)構(gòu)：凸輪機(jī)構(gòu)： 接觸表面受到強(qiáng)烈接觸表面受到強(qiáng)烈的摩擦磨損。的摩擦磨損。 3. 3. 性能要求性能要求 (1) (1)

47、 表面硬度高、耐磨表面硬度高、耐磨 保證優(yōu)異的耐磨性和接觸疲勞抗力，同時(shí)保證優(yōu)異的耐磨性和接觸疲勞抗力，同時(shí)具有適當(dāng)?shù)乃苄院晚g性。具有適當(dāng)?shù)乃苄院晚g性。 (2) (2) 心部具有高的韌性和足夠高的強(qiáng)度心部具有高的韌性和足夠高的強(qiáng)度 在沖擊載荷或過載作用下不易斷裂。在沖擊載荷或過載作用下不易斷裂。 (3) (3) 有良好的熱處理工藝性能有良好的熱處理工藝性能 在高的滲碳溫度（在高的滲碳溫度（900 900 950 950 ）下，）下，奧氏體晶粒不易長大，并有良好的淬透性。奧氏體晶粒不易長大，并有良好的淬透性。 4. 4. 鋼種及牌號(hào)鋼種及牌號(hào) 20Cr20Cr 低淬透性合金滲碳鋼低淬透性合金滲碳

48、鋼 淬透性較低，心部強(qiáng)度較低。淬透性較低，心部強(qiáng)度較低。 20CrMnTi 20CrMnTi 中淬透性合金滲碳鋼中淬透性合金滲碳鋼 淬透性較高、過熱敏感性較小，滲碳過渡層淬透性較高、過熱敏感性較小，滲碳過渡層比較均勻，具有良好的機(jī)械性能和工藝性能。比較均勻，具有良好的機(jī)械性能和工藝性能。 18Cr2Ni4WA18Cr2Ni4WA、20Cr2Ni4A20Cr2Ni4A 高淬透性合金滲碳鋼高淬透性合金滲碳鋼 含有較多的含有較多的CrCr、NiNi等元素，淬透性很高，等元素，淬透性很高，且具有很好的韌性和低溫沖擊韌性。且具有很好的韌性和低溫沖擊韌性。 三、合金調(diào)質(zhì)鋼 老師提示：老師提示：重點(diǎn)內(nèi)容重點(diǎn)

49、內(nèi)容 1. 1. 用途用途 廣泛用于制造汽車、拖拉機(jī)、機(jī)床和其它機(jī)廣泛用于制造汽車、拖拉機(jī)、機(jī)床和其它機(jī)器上的各種重要零件，如機(jī)床齒輪、主軸、汽車器上的各種重要零件，如機(jī)床齒輪、主軸、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸、連桿、螺栓等。發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸、連桿、螺栓等。 連桿連桿 曲軸曲軸三三調(diào)質(zhì)鋼調(diào)質(zhì)鋼（為中碳鋼）（為中碳鋼）2、成分、成分 中碳：中碳： 0.25%0.25%0.5%0.5%（一般為（一般為0.4%0.4%左右）。左右）。 合金元素合金元素 ：l主加元素主加元素MnMn、SiSi、CrCr、NiNi、B B等，主要作用提高淬透性等，主要作用提高淬透性；次要作用溶入鐵素體起固溶強(qiáng)化作用。；次要作用溶入鐵素體

50、起固溶強(qiáng)化作用。l輔加元素輔加元素MoMo、W W、V V等強(qiáng)碳化物形成元素，其中等強(qiáng)碳化物形成元素，其中MoMo、W W的的主要作用是抑制含主要作用是抑制含CrCr、NiNi、MnMn、SiSi等合金調(diào)質(zhì)鋼的高溫等合金調(diào)質(zhì)鋼的高溫回火脆性，次要作用是改善淬透性；回火脆性，次要作用是改善淬透性；V V主要作用形成碳化主要作用形成碳化物阻礙奧氏體晶粒長大，起細(xì)晶強(qiáng)化和彌散強(qiáng)化作用。物阻礙奧氏體晶粒長大，起細(xì)晶強(qiáng)化和彌散強(qiáng)化作用。3. 3. 鋼種及牌號(hào)鋼種及牌號(hào) 40Cr 40Cr 低淬透性合金調(diào)質(zhì)鋼，油淬臨低淬透性合金調(diào)質(zhì)鋼，油淬臨界直徑為界直徑為30 mm30 mm40 mm40 mm，用于制

51、造一般尺寸，用于制造一般尺寸的重要零件。的重要零件。 35CrMo35CrMo 中淬透性合金調(diào)質(zhì)鋼，油淬臨中淬透性合金調(diào)質(zhì)鋼，油淬臨界直徑為界直徑為40 mm40 mm60 mm60 mm，加入鉬提高淬透性，加入鉬提高淬透性，還可防止第二類回火脆性。，還可防止第二類回火脆性。 40CrNiMo 40CrNiMo 高淬透性合金調(diào)質(zhì)鋼，油淬高淬透性合金調(diào)質(zhì)鋼，油淬臨界直徑為臨界直徑為60 mm60 mm100 mm100 mm，鉻鎳鋼中加入適，鉻鎳鋼中加入適當(dāng)?shù)你f，不但具有好的淬透性，還可消除第當(dāng)?shù)你f，不但具有好的淬透性，還可消除第二類回火脆性。二類回火脆性。二、二、 合金工具鋼合金工具鋼 三、特

52、殊性能鋼三、特殊性能鋼v1 1、定義：、定義：v具有特殊物理、化學(xué)性能的鋼稱特殊性能鋼。具有特殊物理、化學(xué)性能的鋼稱特殊性能鋼。v2 2、種類：、種類：v不銹鋼不銹鋼v鉻不銹鋼鉻不銹鋼v牌號(hào)有牌號(hào)有1Cr131Cr13、2Cr132Cr13、3Cr133Cr13等，統(tǒng)稱等，統(tǒng)稱Cr13Cr13型不銹鋼。型不銹鋼。v1Cr131Cr13和和2Cr132Cr13鋼有良好的抗腐性、塑性、韌性。用于制作在鋼有良好的抗腐性、塑性、韌性。用于制作在腐蝕條件下工作受沖擊載荷的零件。如螺栓、螺母、水壓機(jī)腐蝕條件下工作受沖擊載荷的零件。如螺栓、螺母、水壓機(jī)閥等。閥等。v含碳量較高的含碳量較高的3Cr133Cr1

53、3鋼用于制作有較高硬度和耐磨性的醫(yī)療鋼用于制作有較高硬度和耐磨性的醫(yī)療機(jī)械、量具、滾珠軸承、彈簧及在弱腐蝕條件下工作的而要機(jī)械、量具、滾珠軸承、彈簧及在弱腐蝕條件下工作的而要求高強(qiáng)度的耐蝕零件。求高強(qiáng)度的耐蝕零件。v鉻鎳不銹鋼鉻鎳不銹鋼v常用鉻鎳不銹鋼的牌號(hào)常用鉻鎳不銹鋼的牌號(hào)0Cr19Ni9、1Cr18Ni9（常稱為（常稱為18-8型不銹鋼）。這類鋼含碳量低、含鎳量高，經(jīng)熱處理后能獲型不銹鋼）。這類鋼含碳量低、含鎳量高，經(jīng)熱處理后能獲得良好的耐蝕性、焊接性等。得良好的耐蝕性、焊接性等。v0Cr19Ni9含碳量小于含碳量小于0.1%,含鉻量含鉻量19%，含鎳，含鎳 量量9% 1Cr18Ni9

54、含碳量含碳量0.1%,含鉻量含鉻量18%，含鎳量，含鎳量 9% 注：注：1、平均含碳量小于、平均含碳量小于0.1%用用“0”表示；平均含碳量不大表示；平均含碳量不大于于0.03%用用“00”表示表示2、18-8型不銹鋼的性能比型不銹鋼的性能比Cr13型鋼好，主要用于制造強(qiáng)腐蝕型鋼好，主要用于制造強(qiáng)腐蝕介質(zhì)的設(shè)備。如化工管道、容器等。介質(zhì)的設(shè)備。如化工管道、容器等。三、特殊性能鋼三、特殊性能鋼v耐熱鋼耐熱鋼v在高溫條件下，具有抗氧化性和足在高溫條件下，具有抗氧化性和足夠的高溫強(qiáng)度以及良好的耐熱性能夠的高溫強(qiáng)度以及良好的耐熱性能的鋼的鋼v定義：在高溫下具有定義：在高溫下具有較高強(qiáng)度較高強(qiáng)度和和良好

55、抗良好抗氧化性能氧化性能的鋼。的鋼。v分類：分類：抗氧化鋼、熱強(qiáng)鋼抗氧化鋼、熱強(qiáng)鋼三、特殊性能鋼三、特殊性能鋼v1、抗氧化鋼：、抗氧化鋼：v碳鋼在高于碳鋼在高于300300即產(chǎn)生可見的氧化皮即產(chǎn)生可見的氧化皮v碳鋼是不適用于高溫下使用的材料。碳鋼是不適用于高溫下使用的材料。v不銹鋼都含有不銹鋼都含有1212 （書（書P22P22）v2、熱強(qiáng)鋼：、熱強(qiáng)鋼：v是在高溫下具有良好的抗氧化能力，并有較高高溫是在高溫下具有良好的抗氧化能力，并有較高高溫強(qiáng)度的鋼。強(qiáng)度的鋼。v高溫下工作的受力零件，應(yīng)采用熱強(qiáng)鋼，以滿足鋼高溫下工作的受力零件，應(yīng)采用熱強(qiáng)鋼，以滿足鋼在高溫下的力學(xué)性能。在高溫下的力學(xué)性能。 （

56、書（書P22P22）三、特殊性能鋼三、特殊性能鋼第五節(jié)第五節(jié) 鑄鐵鑄鐵v定義定義：鑄鐵是含碳量大于鑄鐵是含碳量大于2.11%2.11%的鐵碳合金。的鐵碳合金。v特點(diǎn)：特點(diǎn)：鑄造性能優(yōu)良，熔化加工簡單，成本低，耐鑄造性能優(yōu)良，熔化加工簡單，成本低，耐磨性能、減震性能好。磨性能、減震性能好。v用途：用途：廣泛用于機(jī)械制造，冶金礦山，石油化工，廣泛用于機(jī)械制造，冶金礦山，石油化工，交通運(yùn)輸?shù)?。交通運(yùn)輸?shù)?。o 例如，機(jī)床床身、內(nèi)燃機(jī)的汽缸體、缸套、活塞環(huán)及軸瓦、曲軸等都可用鑄鐵制造.鑄鐵曲軸鑄鐵曲軸內(nèi)燃機(jī)汽缸內(nèi)燃機(jī)汽缸五、鑄鐵五、鑄鐵v碳在鑄鐵中的存在形式碳在鑄鐵中的存在形式v化合狀態(tài)化合狀態(tài)FeFe

57、3 3C C 熔點(diǎn)熔點(diǎn)1873 1873 不溶于不溶于水水v石墨形式石墨形式游離狀態(tài)游離狀態(tài)v石墨形態(tài)：片狀，蟹狀，蠕蟲狀，團(tuán)絮狀，不規(guī)則石墨形態(tài)：片狀，蟹狀，蠕蟲狀，團(tuán)絮狀，不規(guī)則形狀，球形形狀，球形石墨形態(tài)：片狀，蟹狀，蠕蟲狀，團(tuán)絮狀，不規(guī)石墨形態(tài)：片狀，蟹狀，蠕蟲狀，團(tuán)絮狀，不規(guī)則形狀，球形則形狀，球形片狀片狀蟹狀蟹狀團(tuán)絮狀團(tuán)絮狀球形球形蠕蟲狀蠕蟲狀鑄鐵的分類鑄鐵的分類按石墨存在的形式及石墨形態(tài)分類按石墨存在的形式及石墨形態(tài)分類v灰口鑄鐵灰口鑄鐵C C全部或大部分以游離的片狀石墨形全部或大部分以游離的片狀石墨形式存在，斷口呈灰色式存在，斷口呈灰色v球墨鑄鐵球墨鑄鐵C C全部或大部分以游離

58、的球形石墨形式全部或大部分以游離的球形石墨形式存在存在v 可鍛鑄鐵可鍛鑄鐵C C全部或大部分以團(tuán)絮狀石墨形式存全部或大部分以團(tuán)絮狀石墨形式存在，好的韌性，塑性在，好的韌性，塑性v其他：白口鑄鐵 麻口鑄鐵 蠕墨鑄鐵1.1.灰鑄鐵灰鑄鐵價(jià)格便宜，應(yīng)用廣泛價(jià)格便宜，應(yīng)用廣泛v概述概述 灰鑄鐵中石墨呈片狀，斷口呈灰色，是使灰鑄鐵中石墨呈片狀，斷口呈灰色，是使用最多的鑄鐵，占鑄鐵總量的用最多的鑄鐵，占鑄鐵總量的8080以上。以上?；诣T鐵分為：灰鑄鐵分為：普通灰鐵普通灰鐵 孕育灰鐵孕育灰鐵通過孕育處理，使石墨的通過孕育處理，使石墨的片層變細(xì)，強(qiáng)度高于普通灰鐵片層變細(xì)，強(qiáng)度高于普通灰鐵牌號(hào)表示：牌號(hào)表示：“

59、HT”+“HT”+數(shù)字（最低抗拉強(qiáng)度）數(shù)字（最低抗拉強(qiáng)度） HT100HT100，HT150HT150，HT200 HT200 屬普通灰鐵屬普通灰鐵 HT300 HT300，HT350HT350，HT400 HT400 屬孕育灰鐵屬孕育灰鐵v 消除內(nèi)應(yīng)力退火：消除內(nèi)應(yīng)力退火：500500550550 石墨化退火石墨化退火（消除白口鐵退火）（消除白口鐵退火）高溫退火高溫退火鑄件表面冷速快，易形成白口鐵，為降低其硬度及鑄件表面冷速快，易形成白口鐵，為降低其硬度及脆性，便于機(jī)加工，需進(jìn)行石墨化退火脆性，便于機(jī)加工，需進(jìn)行石墨化退火900-950 900-950 ，2-5h2-5h，使共晶，使共晶Fe

60、3CFe3CA AG G 表面淬火表面淬火 灰鑄鐵的熱處理灰鑄鐵的熱處理五、鑄鐵五、鑄鐵o 制造承受壓力和震動(dòng)的零件制造承受壓力和震動(dòng)的零件, ,如機(jī)床床身、各種箱體、殼如機(jī)床床身、各種箱體、殼體、泵體、缸體。體、泵體、缸體。大型船用柴油機(jī)汽缸體大型船用柴油機(jī)汽缸體(HT-300)(HT-300)重型機(jī)床床身重型機(jī)床床身(HT-250)(HT-250)變速箱體變速箱體 灰鑄鐵的用途灰鑄鐵的用途v定義：定義： 將普通灰鐵成分的鐵液進(jìn)行球化處理和將普通灰鐵成分的鐵液進(jìn)行球化處理和孕育處理，使石墨以球狀存在，由此獲得孕育處理，使石墨以球狀存在，由此獲得的鑄鐵。的鑄鐵。v優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 強(qiáng)度、塑性和韌性