金属材料
铸铁
粉末
冶金材料
铝
及其合金
铜
及其合金
钢
金属材料
常用的金属材料包括钢、铸铁、铜及其合金、铝及其合金、粉末冶金材料等,其中以钢和铸铁应用最为广泛。
图1-14 芜湖长江大桥
钢
(1)杂质元素的影响:
1) 锰、硅的影响: 有益元素.
Mn和Si在钢中大部分溶于铁素体,起强化作用。Mn能减轻S的有害作用。FeS+Mn=MnS+Fe
2) 硫的影响:有害元素, Fe+S=FeS,FeS与Fe易形成低熔点的共晶体,可使钢引起热脆性。
3) 磷的影响:有害元素,。P在钢中可溶于铁素体,使钢强度、硬度增加,塑性、韧性减小,易使钢产生冷脆现象。但P与Cu同时存在,可提高钢的耐蚀性和耐磨性。
(2)合金元素的影响
合金元素:是为改善钢的某些性能而在钢中特意加入的元素,对钢的力学性能有很大影响。
1) 对钢的强度的影响:
C、Si、Mn产生固溶强化,使钢的强度提高。
C、N、Cr、Al形成碳化物或氮化物,使钢的强度和
硬度提高。
Nb、V、Al、Ti可细化晶粒,提高钢的强度。
2)对钢的韧性的影响:
Nb、V等元素可细化晶粒,从而也显著提高钢的韧性。
C、Si、Mn一般使钢的韧性降低。
2. 钢的分类
(1)按化学成分分类:
根据各种合金元素规定含量界限值,将钢分为
1)非合金钢(碳素钢),分普通碳素结构钢、优质碳素结构钢、碳素工具钢。%为低碳钢,-%为中碳钢,%为高碳钢,。
2)低合金高强度结构钢,
3)合金钢。
钢的分类
化学成分
质量等级
主要性能
使用特性
表1-2 部分合金元素规定质量分数界限值(%)
合金元素
非合金钢
低合金钢
合金钢
Cr
<
~
≥
Mn
<
~
≥
Mo
<
~
≥
Ni
<
~
≥
Si
<
~
≥
(2)按主要质量等级分类
1) 普通质量钢:即对生产过程中控制质量无特殊规定的、一般用途的非合金钢和低合金钢。S、%。
2) 优质钢:即在生产过程中需要按规定控制质量的钢,并达到比普通质量钢较高的质量要求。S、%。
3)特殊质量钢:即在生产过程中需要严格控制质量和性能的钢,特别是要求严格控制硫、磷等含量和提高纯洁度等。S、%。
按质量等级
普通质量钢
优质钢
特殊质量钢
(3) 按使用特性分类
可分为:
工具钢,
工程结构用钢,
机械结构用钢,
不锈耐蚀钢,
耐热钢等。
工程
结构用钢
耐热钢
不锈耐蚀钢
机械
结构用钢
工具钢
使用特性
(1)非合金钢
1)碳素结构钢
牌号: 例如 Q235F
“Q”表示屈服点,
“235”表示屈服点值为235MPa,
“F”表示脱氧方法(沸腾钢)。
用途: 碳素结构钢w(C)%~%。
主要用来制造一般工程结构和普通机床零件,
通常轧制成各种型材、板材和线材等。
牌号
质量等级
化学成分(质量分数,%)
力学性能
C
Mn
Si
S
P
σs
/MPa
σb
/MPa
δ(%)
不大于
Q195
——
~
~
195
315~430
33
Q215
A
~
~
215
335~450
31
Q255
A
~
~
255
410~550
24
Q275
——
~
~
275
490~630
20
表1-3 碳素结构钢部分牌号、成分与力学性能
2)优质碳素结构钢
牌号: 是用二位数字表示,这两位数字表示钢中的平
均碳的质量分数(万分数)。
例如 45钢
表示平均w(C)%的优质碳素结构钢。
若为沸腾钢,则在牌号后加“F”符号,如08F。
若含锰量较高,则在数字后加“Mn”符号。
用途: 主要用来制造比较重要的机械零件,
如轴、连杆、弹簧等。
20钢金相组织示意图
材料成形技术---1-4 来自淘豆网www.taodocs.com转载请标明出处.