1、“十五”国家级规划教材工程材料第3版配套课件,第3章,第3章 金属材料 内容提要： 简要阐述碳钢的钢号、成份和应用。重点阐明合金钢的钢号、成份特点、热处理工艺、组织、性能和应用。介绍铸铁、有色金属的牌号、性能及应用。学习目标： 本章是工程材料课程的重点章。重点掌握碳钢、合金钢的钢号、成份特点、热处理工艺、组织、性能及应用。熟悉铸铁的牌号、热处理工艺、组织及其应用。一般了解有色金属性能特点和应用。,3.1 碳钢金属材料是最重要的工程材料。 分为两大类： 黑色金属 铁和铁为基的合金（钢、铸铁和铁合金）； 有色金属 包括黑色金属以外的所有金属及其合金。,在铁碳合金中，碳质量分数小于2.11%的合金称
2、为钢。 碳钢冶炼简便，加工容易，价格便宜，一般情况下能满足实际工程的使用要求，是应用最多的工程金属材料。,3.1.1 碳钢的成分和分类 一、碳钢的成分Fe、C、Mn、Si、S、P C：决定钢的性能 Mn、Si：有利于改善钢的机械性能。 S：易使钢热脆。 P：易使钢冷脆。 必须严格控制在牌号规定的范围之内。,二、碳钢的分类,3.1.2 碳钢的牌号及用途 一、碳素结构钢 碳素结构钢的牌号用Q+数字表示。“Q”为屈服点“屈”字的汉语拼音字首。数字表示屈服强度的数值。 如：Q275是屈服强度为275MPa的碳素结构钢。 若牌号后面标注A、B、C、D，表示钢材质量等级。A级钢含硫、磷量最高。D级钢含硫、
3、磷量最低。,常用碳素结构钢： Q195、Q215、Q235A、Q235B 塑性较好，有一定的强度，通常轧制成钢筋、钢板、钢管等。可用于做桥梁、建筑物等构件，也可用做普通螺钉、螺帽、铆钉等。,钢板、钢筋 螺钉、铆钉,Q235C、Q235D 可用于重要的焊接件。 Q255、Q275 强度较高，可轧制成型钢、钢板作构件用。,建筑构件 钢桥梁,老师提示 这类钢常在热轧状态下使用，不再进行热处理。对某些小零件，可以进行正火、调质、渗碳等处理，以提高其使用性能。,二、优质碳素结构钢 优质碳素结构钢的钢号用平均碳质量分数的万分数的数字表示。 例如：钢号“20”即表示碳质量分数为0.20%（万分之二十）的优质
4、碳素结构钢。 若钢中锰含量较高，钢号后加符号“Mn”，如15Mn、45Mn等。 优质碳素结构钢主要用来制造各种机器零件。,常用优质碳素结构钢08F 塑性好，可制造冷冲压零件； 10、20钢 冷冲压性与焊接性能良好，可用作冲压件及焊接件，经过热处理（如渗碳）也可以制造轴、销等零件。,齿轮 螺栓,35、40、45、50钢 经热处理后，可获得良好的综合机械性能，制造齿轮、轴类、套筒等零件。 热处理：调质处理，或加表面淬火。,60、65钢 主要用来制造弹簧。热处理：淬火+中温回火,弹簧,老师提示 优质碳素结构钢使用前一般都要经过热处理。,三、碳素工具钢 碳素工具钢的碳质量分数在0.65%1.35%之间
5、，钢号用平均碳质量分数的千分数的数字表示，数字之前冠以“T”（碳）。 如：T9表示碳质量分数为0.9%（即千分之九）的碳素工具钢。,碳素工具钢均为优质钢，若含硫、磷更低，为高级优质钢，钢号后标注“A”。如：T12A表示碳质量分数为1.2%的高级优质碳素工具钢。 用途：制造各种刃具、量具、模具等。,常用碳素工具钢： T7、T8 硬度较高、韧性较高，可制 造冲头、凿子、锤子等工具。,锉刀,量规,T9、T10、T11 硬度高，韧性适中，可制造 钻头、刨刀、丝锥、手锯条等刃 具及冷作模具等。,老师提示 碳素工具钢使用前都要进行热处理（淬火+低温回火）。,T12、T13 硬度很高，韧性较低，可制作锉刀、刮刀等刃具及量规、样套等量具。,本节小结常用碳钢普通碳素结构钢 Q215、Q235 优质碳素结构钢 20、45、60 碳素工具钢 T8、T10、T12,
