材料的性能與分類(lèi)(編輯修改稿)
2025-01-19 23:59 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 碳 元素組成的合金。 合金 是指一種或 幾種金屬元素或非金屬元素 組成的具有金屬特性的物質(zhì)。 組成合金的最基本的、獨(dú)立的單元組元，簡(jiǎn)稱(chēng)元，金屬中的元素可以是化學(xué)元素，也可以是化合物。 普通碳鋼和鑄鐵都是由鐵和碳元素組成的二元合金中，含碳量小于 % 的鐵碳合金為工業(yè)純鐵，碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于%~% 鐵碳合金為鋼，含碳量 ~% 的鐵碳合金為鑄鐵。 碳的 質(zhì) 量分?jǐn)?shù)小于 %，并且含有少量的 錳 、硅、硫、磷等 雜質(zhì) 元素的 鐵 碳合金稱(chēng) 為 碳素 鋼 ， 簡(jiǎn) 稱(chēng)碳 鋼 。為了提高某些性能，在碳鋼的基礎(chǔ)上加入一些元素，就成為合金鋼，加入的元素稱(chēng)為合金元素。其中，硅和 錳 是有益元素，而硫和磷是有害元素。 1）碳 鋼 的分 類(lèi) （ 1）根據(jù) 鋼 中碳的 質(zhì) 量分?jǐn)?shù)不同可分 為 ：低碳 鋼 、 中碳 鋼和高碳 鋼 三 類(lèi) 。 ① 低碳 鋼 ：碳的 質(zhì) 量分?jǐn)?shù)小于或等于 % ；大于 % ② 中碳 鋼 ：碳的 質(zhì) 量分?jǐn)?shù) 為 ～ % ； ③ 高碳 鋼 ：碳的 質(zhì) 量分?jǐn)?shù)大于 % ，小于 % 。 （ 2）根據(jù)鋼中有害雜質(zhì)元素硫、磷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的多少可分為三類(lèi)： ① 普通質(zhì)量鋼； ② 優(yōu)質(zhì)鋼； ③ 高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼。2）結(jié)構(gòu)鋼 結(jié)構(gòu)鋼按其主要用途一般分為 工程結(jié)構(gòu)用鋼和機(jī)械制造用鋼 （或機(jī)械結(jié)構(gòu)用鋼）兩大類(lèi)。 工程結(jié)構(gòu)用鋼 主要用于各種工程結(jié)構(gòu)（如建筑、橋梁、船舶、石油化工、壓力容器等）和機(jī)械產(chǎn)品中要求不高的結(jié)構(gòu)零件，他們大多數(shù)是普通質(zhì)量鋼，其冶煉較簡(jiǎn)單，成本低廉、工藝性能優(yōu)良、可滿(mǎn)足工程結(jié)構(gòu)用鋼量大的需要。 機(jī)械制造用鋼 主要用于制造各種機(jī)械零件（如軸、齒輪、彈簧、軸承等），他們通常是優(yōu)質(zhì)鋼或高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼，性能要求一般比工程結(jié)構(gòu)鋼高，通常需經(jīng)熱處理后使用。此類(lèi)鋼按其主要用途、熱處理和性能特點(diǎn)不同，可分為表面硬化鋼、調(diào)質(zhì)鋼、滾動(dòng)軸承鋼和超高強(qiáng)度鋼等。 調(diào)質(zhì)鋼 ? Ⅰ. 性能要求 ：根據(jù)一般 調(diào)質(zhì) 零件的工件條件，調(diào)質(zhì)鋼應(yīng) 具有良好的 綜 合力學(xué)性能。此外， 還應(yīng) 具有良好的淬透性，以保 證 零件整個(gè)截面上性能均勻一致。 ? Ⅱ . 成分特點(diǎn)：一般碳的 質(zhì) 量分?jǐn)?shù) 為 ～ %。主加元素有 Mn、 Cr、 Ni、 B等，主要用于提高鋼 的淬透性； 輔 加元素有 W 、 Mo、 V、 Ti等，主要用于 細(xì) 化晶粒和提高 鋼 的耐回火性。? 淬透性 ：指在規(guī)定條件下，決定鋼材淬硬深度和硬度分布的特性。即鋼淬火時(shí)得到淬硬層深度大小的能力，它表示鋼接受淬火的能力。 ? Ⅲ . 常用 鋼 號(hào)： 40Cr、 40MnVB、 30CrMnSi、40CrNiMo等。 ? Ⅳ . 應(yīng) 用 舉 例：合金 調(diào)質(zhì)鋼 常用于制造各 類(lèi)齒輪件、 軸類(lèi) 件、桿 類(lèi) 件等重要的機(jī)械零件。例如：40Cr鋼 常用于制造汽 車(chē) 半 軸 。 彈簧鋼 ? Ⅰ. 概念： 彈 簧是各種機(jī)械和 儀 表的重要零件，是利用 彈 性 變 形來(lái) 貯 存能量和減 緩 沖 擊 與振動(dòng) 的，主要在沖 擊 、震 動(dòng) 或周期彎曲、扭 轉(zhuǎn) 等交 變應(yīng) 力下工作。 ? Ⅱ. 性能要求：有良好的 彈 性、高的屈服 強(qiáng) 度和疲 勞 極限、足 夠 的塑性與 韌 性。 ? ? Ⅲ. 成分特點(diǎn)：碳的 質(zhì) 量分?jǐn)?shù) 為 ～ %，常加入的合金元素有 Si、 Mn、 Cr、 V、 W等，而以 Si、 Mn應(yīng) 用最多。 這 些元素不 僅 能提高淬透性，強(qiáng) 化 鐵 素體， 還 可以 細(xì) 化晶粒，提高耐回火性。 Si常與 Mn配合使用，以防止 鋼 在加 熱時(shí) 脫碳。 彈 簧 鋼 均 為優(yōu)質(zhì) 或高 級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼 。? ? Ⅳ .常用 鋼 號(hào)： 55Si2Mn、 60Si2Mn、 50CrVA。 ? Ⅴ .應(yīng) 用 舉 例： 55Si2Mn和 60Si2Mn常用于制造汽 車(chē) 的板 彈 簧。普通碳素 結(jié) 構(gòu) 鋼 ： 碳素 結(jié) 構(gòu) 鋼 的牌號(hào)由代表 鋼 材屈服點(diǎn)的字母、屈服點(diǎn)數(shù) 值 、 質(zhì) 量等 級(jí) 符號(hào)、脫氧方法符號(hào)四部分按 順 序 組 成。其中 質(zhì) 量等 級(jí) 共有四 級(jí)，分 別 用 A、 B、 C、 D表示。 “F”表示沸 騰鋼 ； “b”表示半 鎮(zhèn) 靜 鋼 ； “Z”表示 鎮(zhèn) 靜 鋼 ； “TZ”表示特殊 鎮(zhèn)靜 鋼 ，在 鋼 號(hào)中 “Z”和 “TZ”符號(hào)可省略。例如：Q235AF，牌號(hào)中 “Q”代表屈服極限 “屈 ”字的 漢語(yǔ)拼音首位字母， “235”表示屈服 極限 σS≥235MPa，“A”表示 質(zhì) 量等 級(jí)為 A級(jí) ， “F”表示沸 騰鋼 (冶 煉時(shí)脫氧不完全 )。（ 1）碳素結(jié)構(gòu)鋼 常用 鋼 及 應(yīng) 用： Q19 Q21 Q235屬低碳 鋼 ，有良好的塑性和焊 接性能，并具有一定的 強(qiáng) 度，通常 軋 制成型材、板材和 焊 接 鋼 管等用于 橋 梁、建筑工程 結(jié) 構(gòu)，在機(jī)械制造中用作受力不大的零件，如螺 釘 、螺帽、 墊 圈、地腳螺 釘 、法 蘭 以及不太重要的 軸 、拉桿等，其中以 Q235應(yīng) 用最廣。 Q25 Q275強(qiáng) 度 較 高，可用作受力 較 大的機(jī)械零件。碳素結(jié) 構(gòu) 鋼 一般不 進(jìn) 行 熱處 理，以供 應(yīng) 狀 態(tài) 直接使用。但也可根據(jù)需要 進(jìn) 行 熱 加工和 熱處 理。 優(yōu)質(zhì) 碳素 結(jié) 構(gòu) 鋼 ：其牌號(hào)用兩位數(shù)字表示，表示 鋼 中平均碳的 質(zhì) 量分?jǐn)?shù)的萬(wàn)倍數(shù)。例如 45鋼 ，表示 鋼 中平均碳的 質(zhì) 量分?jǐn)?shù) 為% 。 若 鋼 中 錳 的含量 較 高， 則 在兩位數(shù)字后面加 錳 元素的符號(hào)“Mn”。例如 65Mn鋼 ，表示 鋼 中平均碳的 質(zhì) 量分?jǐn)?shù) 為 %，含 錳量 較 高 (為 ~%)。若 為 沸 騰鋼 ，在兩位數(shù)字后面加符號(hào) “F”，例如 08F鋼 。 08F鋼 ：是一種含碳量很低的沸 騰鋼 ， 強(qiáng) 度很低，塑性很好。一般由 鋼 廠 軋 成薄 鋼 板或 鋼帶 供 應(yīng) 。主要用于制造冷沖 壓件，如外殼
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