(改)金属材料基础知识8课时分析.ppt

金属材料基础知识 周 康 常州铁道高等职业技术学校 9@ 布氏硬度的表示方法 硬度值+硬度符号+试验条件 例如：210HBS10/1000/30500HBW5/750 （10-15秒不标） 在做布氏试验时，只需测量出d值即可从有关表格上查出相应的布氏硬度值。压头为钢球时，为HBS，适用于布氏硬度450以下的材料；压头为硬质合金球时，为HBW，适用于布氏硬度650以下的材料。 思考题 某厂购进一批钢材，按国家标准规定，其力学性能指标应不低于下列数值： σs340MPa,σb540MPa,δ19%,ψ45%。验收时，用该材料制成d0=1×10-2m的短试样（原始标距为5×10-2m）作拉伸试验：当载荷达到28260N时，试样产生屈服现象；载荷加至45530N时，试样发生缩颈现象，然后被拉断。拉断后标距为6.05×10-2m，断裂处直径为7.3×10-3m。试验证这批钢材是否合格。 第2节 常用金属材料 钢的分类 2.1钢中元素的作用 2.1.1常见的合金元素 2.1.2合金元素对热处理的影响 2.2非合金钢（碳钢） 2.3合金钢 合金钢编号 2.3.1低合金（高强度）结构钢 2.3.2合金渗碳钢 2.3.3合金调质钢 2.3.4合金弹簧钢 2.3.5滚动轴承钢 2.3.6低合金刃具钢 2.3.7高速钢 2.3.8冷作模具钢 2.3.9热作模具钢 2.3.10特殊性能钢 3.提高钢的抗氧化性的途径:加入合金元素Cr、Si、Al等,在 钢的表面形成稳定、致密的氧化物。 4.提高钢的热强性的途径: 1)固溶强化:加入W、Mo、 Nb、Ti、V等元素强化基体;提高再结晶温度。 2)弥散强化:加入Nb、V、Ti等元素形成碳化物,在晶内弥散析出,阻碍位错的滑移,提高塑变抗力。 5.钢种 抗氧化钢 ( 不起皮钢 ) :奥氏体型钢1Cr18Ni9Ti、4Cr9Si2、0Cr13Al等。 三.耐磨钢 1.定义:在强烈冲击载荷作用下发生冲击形变硬化的高锰钢。 2.性能要求:高硬度、耐磨性、韧性 3.化学成分特点:高碳 Wc = 0.9～1.4 %高锰 WMn = 11～14 % 4.热处理特点:水韧处理 5.室温组织：过饱和单相奥氏体 高锰钢广泛用于既要求耐磨又要求耐冲击的零件。如拖拉机的履带板、球磨机的衬板、破碎机的牙板、挖掘机的铲齿和铁路的道岔等。 2.4铸铁 2.4.1影响石墨化的因素 石墨形态与铸铁分类2.4.2灰铸铁占铸铁总量80%以上 灰铸铁与碳钢力学性能的比较 灰铸铁孕育处理 2.4.3球墨铸铁 5.球墨铸铁的生产特点 2.4.4可锻铸铁 青铜代号 压力加工青铜的代号为： Q+第一个主加元素的化学符号及其名义质量分数-数字（其它合金元素的名义质量分数）， 如QSn4-3表示含锡4%，含锌3%， 铸造青铜的代号为： ZCu+合金元素1的化学符号及其名义质量分数+合金元素2及其名义质量分数+…… 如ZCuSn10Zn2. 2.6硬质合金 热处理的分类退火常规热处理 正火淬火 热处理回火表面淬火表面热处理渗碳化学热处理渗氮碳氮共渗2）球化退火。使钢中的碳化物呈球状而进行的退火。将工件加热到Ac1以上20～300C，保温，然后缓慢冷却。主要用于过共析钢，使钢中二次渗碳体和珠光体中的片状渗碳体球状化，以降低硬度提高韧性，改善切削加工性能。 4）扩散退火(均匀化退火)。将钢加热到略低于固相线温度，长时间保温，随炉冷却，使化学成分和组织均匀化。 　１．从可加工性考虑 淬透性：钢在淬火后，获得淬透层（淬硬层）深度的能力.淬透层深度：由工件表面→半马氏体点(50%M)的深度，取决于钢的临界冷却速度，具体主要与钢中的合金元素种类及数量有关 淬硬性：钢淬火时能达到的最高硬度。用淬成马氏体可能得到的最高硬度表示，具体主要取决于马氏体中的 碳含量６）钢的淬火缺陷 １.氧化与脱碳 ２.过热与过烧 ３.变形与开裂 ４.硬度不足 ５.软点 第4节 金属的焊接性 概念：指金属材料对焊接加工的适应性。 内容： 工艺焊接性——在一定的焊接工艺条件下，获得优质焊接接头的能力。 （1）热焊接性 （2）冶金焊接性 使用焊接性——焊接接头或整体结构满足各种使用性能的程度。 影响焊接性因素： 1.材料因素——化学成分影响最大 2.设计因素 3.工艺因素 4.服役条件因素 评定焊接性的程序： 一是评定焊接接头产生工艺缺陷的倾向，为制订焊接工艺提供依据。 二是评定焊接接头能否满足结构使用性能的要求。 分析金属焊接性的方法 1.利用化学成分分析：碳当量法 2.利用连续冷却转变图分析：预测焊接热影响区的组织、性能和硬度，从而预测淬硬倾向和冷裂纹敏感性。 3.利用材料的物理性能分析 4.利用材料的化学性能分析 金属焊接性