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1、第四章工程材料复习资料一、金属的力学性能1、 金属的力学性能是指金属材料 下所表现出来的性能。它主要包括和。2、 在外力的作用下，材料抵抗和的能力，称为强度。当承受拉力时，强度特性指标主要是和。3、 在外力的作用下，材料不能恢复的变形称为，产生永久变形而为断裂的能力称为。4、 是指固体材料对外界物体机械作用(压陷、刻划)的局部抵抗能力。硬度不是金属独立的基本性能，而是反映材料弹性、强度与塑性等的综合性能指标。常用的硬度指标有 (HBW)、 (HBC)和 (HV)等。硬度高的材料强度高，耐磨性能较好，而较差。5、 金属材料抵抗冲击载荷的能力称为。用Ak表示，单位为J。Ak值越大，则材料的韧性就越
2、。Ak值低的材料叫做材料，Ak值高的材料叫。工作时要承受很大的冲击载荷时 应选用Ak值高的材料制造，如齿轮、连杆。铸铁的Ak值很低，Ak值近于零，不能用来制造承受冲击载荷的零件。6、 疲劳强度是指金属材料在无限多作用下而不破坏的最大应力，或称为。二、黑色金属材料1、 金属材料分为和两大类，常用的黑色金属主要 和两种；常用的有色金属有和两种。2、 钢中的有害兀素是，硫产生，磷产生； 有益兀素是，能提咼钢的。3、钢的分类按化 学成 分分类碳 素 钢合金钢按钢的品 质分类如碳素结构钢、低合金结 构钢按钢的用 途分类主要用于制造各种机械零件和工程结构构件优质碳素结构钢、合金 结构钢、碳素工具钢和 合金
3、工具钢、弹簧钢、 轴承钢主要用于制造工具、模具、量具及刃具合金结构钢和工具钢， 钢号后面加“A”具有特殊物理和化学性能二、钢的编号分类别编号方法举例类碳 钢碳素结构钢Q235AF优质碳素结 构钢45、60Mn碳素工具钢T8A一般工程用 铸造碳钢ZG200400合金钢低合金高强 度结构钢Q390A合金结构钢40Cr、30CrMoA、60Si2Mn滚动轴承钢GCr15合金工具钢Cr12MoA、9SiCr不锈钢与耐 热钢10Cr7Mn9Ni4N、022Cr17Ni7N四、性能及应用1、 碳质量分数而不含有特意加入合金元素的钢，称为碳素钢。2、碳素钢的特点：具有良好的，且冶炼方便，价格便宜，故应用广泛
4、。碳 素 钢碳 素 结 构 钢碳 素 结 构 钢特点：、，力学性能上也能满足一般工程结构及普通机器零件的要求，应用广泛。常用的有、普通碳素结构钢Q215、Q235的，主要用于工程结构（如、和等）和制造受力不大的机器零件，如螺钉、螺母Q275的较高，可用于制造受力中等的普通零件（如、和等）优质碳 素结构 钢既保证力学性能又保证化学成分，有害杂质较低，质量较高，广泛用于制造较重要的 零件，如、轴碳素工具钢、，碳的质量分数都在以上，都是优质钢或咼级优质钢，如等、 0合金钢合金 结 构 钢低合 金结 构钢、低合金，较高的力学性能和良好的，良好的和一定的，广泛用于、和等领域。用Q345 （16Mn）来代
5、替Q235A强度可提高，耐大气腐蚀性能提高20%30%，重量可减轻常用的有、机械 制造 用钢合金渗碳钢用途：制造渗碳零件性能：工艺：加入合金兀素铬、镍、锰等，渗碳后再和应用：合金调质钢经过调质（和）后使用的合金结构钢具有良好的综合力学性能合金弹簧钢用途：制造各种弹簧的专用合金结构钢 性能：滚动轴承钢用途：制造各种滚动轴承的滚动体和内外套圈 性能：应用：合 金 工 具 钢刃具钢低合金刃具钢在碳素钢的基础上加入少量.（）合金兀素性能：高速钢3 C-，是一种、较咼的合金工具钢性能：添加元素：铬、钨、钒、钻等常见：钨系（），钼系（）模具钢用途：制造各种模具 冷作模具钢：制造冷态金属成形模具（冷冲模、冷
6、压模） 性能：9SiCr、 Crl2、 Crl2MoV 热作模具钢：制造使金属 下成形的模具（热锻模、压铸模）性能：5CrMnMo制作热锻模，3Cr2W8制作热挤压模量具钢用途：制造测量工具性能：一般量具可用碳素工具钢、合金工具钢和滚动轴承钢来制造特殊性能钢不锈耐酸钢简称不锈钢，常见为 3 -,12Crl3、20Crl3 适用干制造、等；0Crl3、Cr40Crl3适用于制造及在弱腐蚀条件下工作而要求高强度的耐蚀零件。 3 =,常见牌号：06Crl8Ni9、1Cr18Ni9:主要用于 制造在Cr介质中工作的设备，如制造等。耐热钢高的耐热性（和）抗氧化钢：长期在咼温下不起氧化皮、强度要求不咼的零
7、件，、热强钢：在高温下不但有良好的抗氧化性，而且有较高的高温强度，、耐磨钢指在强烈冲击载荷下发生冲击硬化，从而获得很高的耐磨性的钢，3 =Mn制造工艺：牌号：ZGMnl3 （即铸造高锰钢）应用：制造铁路道岔、和3、试比较合金工具钢和碳素工具钢异同。 答：五、铸铁1、碳的质量分数 的铁碳合金称为铸铁。比碳钢含有较多的硫、磷等杂质元素。铸 铁灰 铸 铁碳：断口：简称：灰铁特点：价格便宜，应用最广泛（占铸铁总产量的80%以上） 牌号：例: HT150应用：制作机床床身、底座、电器壳体、缸体、泵体、盖、手轮等受力不大，耐磨，减振零件。球 墨 铸 铁碳：特点：，综合机械性能接近于牌号：例: QT4001
8、5性能：应用：代替钢制造某些重要的零件，如、等代替类铸铁制造强度要求高的箱体类零件和压力容器。可 锻 铸 铁碳：白口铸铁经高温长时间退火，使渗碳体分解而获得。又称马铁、玛铁牌号：KTH+数字（抗拉强度）一数字（最小伸长率）基体可锻铸铁，或黑心可锻铸铁KTZ+数字（抗拉强度）一数字（最小伸长率）可锻铸铁举例：KTH330-08KTZ550-O4性能：应用：2、灰铸铁与钢相比力学性能有哪些不同？答：六、钢的热处理1、 钢的热处理是指采用适当方式将钢或钢制工件进彳 、和，以获得预期的组织结构与性能的工艺。2、热处理的目的：3、热处理的分类：分 类退火正火淬火回火概 念将钢加热到适当温度， 保持一定时
9、间，然后的热处理 工艺将钢加热到适当温度，保 持一定时间 的 热处理工艺将钢加热到适当温 度，保持定时间后， 然后的热处理工艺。将淬火钢重新加热到低 于727C的某一温度，然 后的热处理工艺。目 的常见类型：水冷、油 冷淬火是是的重要的热处理工艺。备 注只适用于及合金兀素含量不高的合金钢钢在淬火后必须配以 适当的，才能获得理想的力学性 能。回火是热处理工艺的 一道工艺。分类温度（C）目的应用回火低温回火150250用于和、量具、滚动轴承、冷作模具和要求硬 而耐磨的零件。中温回火250500用于（弹簧、发条）和热作模具高温回火500650淬火+高温回火=广泛用于、等重要的结构零件4、正火与退火的
10、异同答:5、淬硬性与淬透性淬硬性：指钢经淬火后能达到的。主要取决于钢中碳的，分数越高，获得的硬度越高。淬透性：指钢经淬火获得的能力。淬透性越好，越厚。淬透性取决于钢的化学成分和淬火冷却方式。一般说来，碳的质量分数相同的碳素钢与合金钢的淬硬性没有差别，而的淬透性高于。因此，有些合金钢如高速钢，可以采用空气冷却淬火。6、常用的表面热处理方法有表面淬火和化学热处理两种。分类表面淬火化学热处理概念仅对工件的进行淬火，而仍保持未淬火状态将工件置于适当的活性介质中加热、保温、冷却 的方法，使一种或几种元素渗入钢件，以改变钢 件 的化学成分、组织和性能的热处理工艺目的分类表面淬火表面淬火渗碳适用碳钢、合金结构钢低碳钢、合金渗碳钢特点设备简单、速度快、 变形小处理异常迅速，硬度咼、 氧化和变形小，操作简 单、容易机械化、自动化分为固体、液体、和 气体渗碳（应用最广）硬度高（可达1000 1200HV）,耐磨性高，氧 化变形小，并能耐热、 腐蚀、疲劳等应用的工件，如轴、 齿轮、轨道等，用于 特大件更为经济有利适用于生产，如齿轮轮齿表面淬火主要用于表面要求、，心部具有足够强度和韧 性，具有疲劳强度的 工件，如齿轮、活塞 销、轴类零件竺。 缺点：时间长，渗碳 层较薄38CrMoAl是常用的渗氮 钢渗氮后不需要进行淬火 处理缺点容易过热，效果不稳 定，使用上有定局 促性工艺时间长
