【正文】 ； 屈服強度值單位是 MPa； 質(zhì)量等級符號為 A、 B、 C、 D、 E。 3)熱處理：熱軋空冷態(tài)下使用。 碳素鋼的品種繁多，為了生產(chǎn)、加工、選用及管理方便、我國國家標(biāo)準(zhǔn)對產(chǎn)品牌號的命名，采用漢語拼音字母、化學(xué)元素符號及阿拉伯?dāng)?shù)字相結(jié)合的表示方法。 3）高碳鋼：含碳量 ≥ %的鋼。具有良好的塑性和韌性，但強度、硬度較低。但錳在碳鋼中含量較少，對鋼的性能影響不大。因為它能與鐵形成共晶體（ FeS— Fe），熔點 985℃ 。 山 東 勝 利 職 業(yè) 學(xué) 院 機 械 基 礎(chǔ) 張立勇 第五節(jié) 黑色金屬材料 黑色金屬材料 :是指鐵碳合金材料，即鋼和鑄鐵。當(dāng)把鋼加熱至 1000～ 1200℃ 進行熱加工時，由于該共晶體已經(jīng)熔化，結(jié)果導(dǎo)致鋼在熱狀態(tài)下脆斷，這一現(xiàn)象稱為熱脆性。 ⑷硅 硅也是在煉鋼時加脫氧劑帶入鋼中的，它也是一種有益元素，能使鋼的強度、硬度提高。主要用于制造金屬結(jié)構(gòu)及一般的機械零件。高碳鋼熱處理后具有很高的硬度、耐磨性，但塑性、韌性較低。此外、按冶煉脫氧程度不同，分為沸騰鋼、鎮(zhèn)定鋼和半鎮(zhèn)定鋼。 4)使用狀態(tài)下組織： F+P 。由 A到 E，其 P、 S含量依次下降，質(zhì)量提高。 Q195鋼、 Q215鋼有一定的強度，塑性好。 S? ⑵ 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 這類鋼對有害元素 硫 、 磷嚴(yán)格限制 ，非金屬夾雜物含量較少，塑性、韌性較好，主要用作 較重要 的機械零件。 此類鋼按照含碳量不同，分別用于制造沖壓件、焊接件、軸、齒輪、螺栓、彈簧等機械零件。例如， T7表示平均含碳量為 %的碳素工具鋼； T10A表示平均含碳量為 %的高級優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼。 ⑴按用途分類 ①合金結(jié)構(gòu)鋼：用于制造重要的機械零件和工程構(gòu)件； ②合金工具鋼：用于制造重要的刃具、量具和模具； ③特殊性能鋼：具有特殊的物理性能和化學(xué)性能的鋼。 合金結(jié)構(gòu)鋼 合金結(jié)構(gòu)鋼分 :低合金結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼（滲碳鋼、調(diào)質(zhì)鋼）、彈簧鋼、滾動軸承鋼 等幾種。 注 :當(dāng)合金元素的平均含量 小于 %時 ， 只標(biāo)明元素 ， 而不標(biāo)出含量 ，但滾動軸承鋼例外 .當(dāng)合金元素的平均含量為 ~%、 ~ %、~%、 ~%、 ?? 時，在相應(yīng)的合金元素符號后標(biāo) 5 ?? 等數(shù)字。 ⑴ 低合金結(jié)構(gòu)鋼 低合金結(jié)構(gòu)鋼（又稱普通低合金結(jié)構(gòu)鋼） :是在碳素結(jié)構(gòu)鋼的基礎(chǔ)上加入少量（不大于 3%）合金元素而形成的鋼。 例如， Q345鋼 表示屈服強度 ≥ 345Mpa的低合金結(jié)構(gòu)鋼。用于受力小的耐磨件，如柴油機的活塞銷、凸輪軸等。用于大載荷的耐磨件，如柴油機曲軸。制造大截面重載荷零件，如曲軸等用高淬透性的 40CrNiM等 . 回火索氏體 圓錐齒 輪 柴油機凸輪軸 ⑷ 合金彈簧鋼 合金彈簧鋼 :制造各種彈簧或減振元件的專用合金結(jié)構(gòu)鋼。 如火車、汽車和拖拉機的板彈簧和螺旋彈簧等。 ⑴ 熱處理： 預(yù)備熱處理： 球化退火 最終熱處理：淬火 +低溫回火 ⑵ 組織： M回 +顆粒狀碳化物 +A’ （少量） 常用鋼號及用途 :應(yīng)用最廣的是 GCr15，大量用于大中型軸承；大型軸承用 GCr15SiMn。 鑄鐵優(yōu)點 :優(yōu)良的鑄造性，良好的切削加工性、耐磨性和減振性以及低的缺口敏感性；鑄鐵熔煉工藝及設(shè)備簡單、成本低廉，經(jīng)合金化后具有良好的耐熱性和耐蝕性。 灰口鑄鐵：碳主要以石墨形式存在，斷口呈暗灰色，應(yīng)用廣?？慑戣T鐵：石墨呈團絮狀 。 WSi=1~% 2)組織 :灰鑄鐵的組織是由液態(tài)鐵水緩慢冷卻時通過石墨化過程形成的，其基體組織有鐵素體、珠光體和鐵素體加珠光體三種。由于鑄鐵硅含量高，成分接近于共晶。由于石墨可以吸收振動能量。 常用的孕育劑有 硅鐵 和 硅鈣 合金。 制造承受壓力和震動的零件，如機床、床身、各種箱體、殼體、泵體、缸體。自然時效大型鑄件 ② 消除白口組織的軟化退火 加熱溫度 800~900℃ ，隨爐緩冷到 500~400℃ 出爐空冷。 (2)可鍛鑄鐵的牌號、性能及其應(yīng)用 性能：強度為相同基體鋼的４ 0~７ 0%，接近于鑄鋼，比灰鑄鐵的力學(xué)性能好。由于石墨呈球狀，對基體的割裂作用更小，因而強度、塑性和韌性都高于灰口鑄鐵和可鍛鑄鐵。 球墨鑄鐵可進行各種熱處理強化。常用牌號 :QT40018,QT45010,QT6003 應(yīng)用 :承受震動、載荷大的零件，如曲軸、傳動齒輪等。 1什么叫熱處理？熱處理的目的是什么？熱處理有哪些基本類型？ 1什么是鋼的退火？退火的目的是什么？ 1什么是鋼的淬火？淬火的目的是什么？ 11什么是鋼的回火？為什么鋼淬火后一般要進行回火處理？ 11鑄鋼齒輪毛坯為什么先進行退火后再進行切削加工？又為什么切削加工成型后再進行淬火及回火才能使用？ 11碳素鋼中常存的雜質(zhì)有哪些？對鋼的機械性能有何影響？ 11碳素鋼如何根據(jù)化學(xué)成分、用途、冶金質(zhì)量分類？ 11指出下列各種碳素鋼的類別、大致含碳量、冶金質(zhì)量及應(yīng)用舉例： Q235A、 4 80、 T T12A 11什么是合金鋼？合金鋼比碳素鋼有哪些優(yōu)越的性能？ 11合金滲碳鋼和合金調(diào)質(zhì)鋼在化學(xué)成分和性能上有何區(qū)別？ 11什么是鑄鐵？鑄鐵一般分為哪幾種？ 11什么是灰口鑄鐵？灰口鑄鐵哪些性能優(yōu)于鋼？ 1什么是球墨鑄鐵？球墨鑄鐵的性能為什么優(yōu)于灰口鑄鐵？ 12金屬材料的機械性能有哪些？ 第二章 金屬的焊接 一 、 概述 焊接 :是通過局部加熱或加壓，或兩者并用，并且用或不用填充材料，使分離的工件牢固地連接在一起的一種加工方法。 壓力焊：鍛焊、電阻焊（包括對焊、點焊、滾焊）、氣壓焊、超聲波焊等。 焊接應(yīng)用 :占鋼總產(chǎn)量 60%左右的鋼材是經(jīng)各種形式的焊接而后投入使用的，例如：高爐爐殼、機車、車輛、汽車、船舶、飛機、鍋爐、高壓容器、大型建筑結(jié)構(gòu)等等都需要進行焊接。 (1)電弧的產(chǎn)生 焊接時，先將焊條與工件瞬時接觸，由于短路產(chǎn)生高溫，使接觸處金屬迅速熔化并產(chǎn)生金屬蒸氣，同時，將附近的空氣強烈加熱，當(dāng)焊條迅速提起 02～ 4mm時，焊條與工件（兩極）間充滿了高溫的、易電離的金屬蒸氣。 2)陽極區(qū) ：受電子撞擊和吸入電子的部分。焊件接正（ +）極，焊條接負（ ）極，稱為 正接或正接法 。 焊接電弧的組成 電弧靜特性曲線 電弧電壓與焊接電流之間的關(guān)系叫 電弧靜特性 。在手工焊時，焊工手的抖動，或工件表面不平整，弧長免不了有一些變化，此時，要求焊接電流變化要小。 交流電焊機實際上是符合焊接要求的一種特殊降壓變壓器。但直流弧焊機有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、噪音大、成本高及維修較困難等缺點。焊條前端藥皮有45176。焊條芯（焊絲）的含碳量較低（一般 ≤ %），雜質(zhì)較少，是經(jīng)過特殊冶煉而成的。 焊 08MnA(H08MnA) 用于埋弧自動焊鋼絲 . 焊接合金結(jié)構(gòu)鋼、不銹鋼等焊條，則應(yīng)采用相應(yīng)的焊條芯材料。 3)保證焊縫金屬的脫氧，加入合金元素，使焊縫金屬有合乎要求的化學(xué)成分和機械性能（加入脫氧劑、合金劑）。第三位和第四位數(shù)字組合時，表示焊接電流種類和藥皮類型，“ 03” 表示鈦鈣型藥皮，交直流兩用；“ 15” 表示低氫型藥皮，只能用直流電源（反接法）焊接。 酸性焊條 藥皮中對金屬中含氧化作用的 FeO、 TiO MnO等氧化性較強，致使藥皮中合金元素?zé)龘p較大，焊縫金屬中含氫及其它雜質(zhì)也較多，所以焊縫金屬的機械性能，特別是 沖擊韌性與塑性較堿性焊條低 。與酸性焊條相比較，保護氣體中氫很少，而且藥皮中的螢石 CaF2在高溫時分解并形成 HF，進一步去氫，焊縫中的氫很低，因此又稱低氫型焊條。焊縫的機械性能好，特別是沖擊韌性較高。 幾種 常用碳綱焊條 的國標(biāo)型號及用途 型號 舊牌號 藥皮類型 焊接電源 主要用途 焊接位置 E4303 結(jié) 422 鈦鈣型 直流或交流 焊接低碳鋼結(jié)構(gòu) 全方位焊接 E4301 結(jié) 423 鈦鐵礦型 直流或交流 焊接低碳鋼結(jié)構(gòu) 全方位焊接 E4322 結(jié) 424 氧化鐵型 直流或交流 焊接低碳鋼結(jié)構(gòu) 平角焊 E5015 結(jié) 507 低氫鈉型 直流反接 焊接重要的低碳鋼或中碳鋼結(jié)構(gòu) 全方位焊接 E5016 結(jié) 506 低氫鉀型 直流或交流 焊接重要的低碳鋼或中碳鋼結(jié)構(gòu) 全方位焊接 2)電焊條的選用原則 通常應(yīng)根據(jù)焊件的化學(xué)成分、機械性能、抗裂性、耐腐蝕性以及高溫性能等要求，選用相應(yīng)的焊條種類。而結(jié)構(gòu)鋼焊條的等級是指抗拉強度（ б b），切不可將鋼材的б s誤認為是 б b ) 。要求全位置焊接，應(yīng)選用 鈦鈣型焊條 。開坡口時要留鈍邊，以防止燒穿，并留一定間隙能使根部焊透。因此，應(yīng) 盡