凸輪機(jī)構(gòu)與工程材料(已改無(wú)錯(cuò)字)
2022-10-09 20:36:53 本頁(yè)面
【正文】 第 十一 章 機(jī)械工程常用材料 授課學(xué)時(shí)： 1學(xué)時(shí) 51 碳鋼的主要成分為鐵和碳兩種元素 ， 此外還含有少量的錳 、 硅 、 硫 、 磷 、 氫 、 氧等元素 。 按碳鋼的 碳含量 分為 低碳鋼 （ ≤ %） 、 中碳鋼（ %＜ ≤ %） 和 高碳鋼 （ %＜ ≤ %） ；按鋼的 質(zhì)量好壞 分為 普通碳素鋼 、 優(yōu)質(zhì)碳素鋼和高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素鋼 ；按 用途 分為 碳素結(jié)構(gòu)鋼和碳素工具鋼 。 （ 1） 普通碳素結(jié)構(gòu)鋼簡(jiǎn)稱碳鋼 ， 磷 、 硫含量較高 ，多用于工程結(jié)構(gòu)件 ， 如軋制鋼板 、 鋼筋 、 鋼管 、 建筑物構(gòu)件 、 普通螺釘 、 螺母等 ， 其中 Q21 Q23 Q255等比較常用 。 （ 2） 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 的磷 、 硫含量較低 ， 主要用來(lái)制造各種機(jī)械零件 ， 如沖壓件 、 焊接件 、 軸 、 齒輪等 。 （ 3） 碳素工具鋼 用來(lái)制造各種刃具 、 量具 、 模具 。 （ 4） 鑄鋼 用來(lái)鑄造一切形狀復(fù)雜而需要一定強(qiáng)度 、塑性和韌性的零件 。 Cw 52 合金鋼 是指特意加入合金元素的碳鋼 。 合金鋼種類繁多 ， 分類方法也很多 。 按 含合金元素?cái)?shù)量多少 分為 低合金鋼 、 中合金鋼和高合金鋼 ；按所 含合金元素質(zhì)量高低 分為 鉻鋼 、 鉻鎳鋼 、 錳鋼和硅錳鋼 等；按 用途 分為合金結(jié)構(gòu)鋼 、 合金工具鋼和特殊性能鋼 。 （ 1） 合金結(jié)構(gòu)鋼 ① 低合金高強(qiáng)度鋼 ， 主要用于制造橋梁 、 船舶 、 車輛等大型鋼結(jié)構(gòu)件； ② 合金滲碳鋼 ， 主要用于制造汽車 、 拖拉機(jī)中的變速齒輪 ， 內(nèi)燃機(jī)上的凸輪軸活塞銷等機(jī)械零件； ③ 合金調(diào)質(zhì)鋼 ， 廣泛用于制造汽車 、 拖拉機(jī) 。 機(jī)床的各種重要零件 ， 如齒輪 、 連桿； ④ 彈簧鋼 ， 主要用于制造各種彈簧和彈性組件； ⑤ 滾動(dòng)軸承鋼 ， 主要用于制造軸承中的滾動(dòng)體 （ 如滾柱 、 滾針等 ） 、 內(nèi)外滾套 。 Cw 53 ① 合金刃具鋼 ， 可分為低合金工具鋼和高速鋼 ， 具有高硬度 、 高耐磨性和高熱硬性 ， 主要用于車刀 、 銑刀和鉆頭等金屬切削刀具； ② 合金模具鋼 ， 主要用于制作各種冷沖模 、 冷擠壓模 、 熱鍛模 、 熱壓模等； ③ 合金量具鋼 ， 主要用于制作各種量測(cè)工具 ， 如卡尺 、 千分尺 、 量規(guī)等 。 Cw （ 2） 合金工具鋼 ① 不銹鋼 ：具有很高的耐腐蝕性 ， 主要用來(lái)制作在各種腐蝕介質(zhì)中工作并具有較高抗腐蝕能力的零件 ， 如化工裝置中的各種管道 、 泵 ， 醫(yī)療器械和日常生活用品等； ② 耐熱鋼 是指在高溫下具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性和強(qiáng)度的鋼 ， 主要用于汽輪機(jī) 、 內(nèi)燃機(jī) 、 鍋爐等設(shè)備中 。 （ 3） 特殊性能鋼 54 鑄鐵 是含碳量大于 %的鐵碳含金 ， 并且含有較多的硅 、 錳 、 磷 、 硫等元素 。 （ 1） 灰鑄鐵 拉伸強(qiáng)度和塑性較低 ， 但價(jià)格便宜 ， 主要用來(lái)制造閥殼 、 軸承座 ， 機(jī)床底座 、 床身 、 滑臺(tái)等 。 （ 2） 可鍛鑄鐵 具有較高的強(qiáng)度 、 塑性和沖擊韌性 ，可部分代用碳鋼 。 常用于制造形狀復(fù)雜 、 承受沖擊和振動(dòng)載荷的零件 ， 如汽車的后橋外殼 、 管接頭等 。 （ 3） 球墨鑄鐵 抗拉強(qiáng)度明顯超過(guò)灰鑄鐵 ， 與鋼相當(dāng) ， 主要用來(lái)制作柴油機(jī) 、 汽油機(jī)的曲軸 ， 磨床 、 銑床和車床的主軸 ， 閥體 、 閥蓋 、 汽車 、 拖拉機(jī)底盤(pán)零件 。 （ 4） 蠕墨鑄鐵 其強(qiáng)度接近于球墨鑄鐵 ， 并具有一定的韌性 、 較高的耐磨性和良好的鑄造性能和導(dǎo)熱性能 ，主要用于制造氣缸蓋 、 氣缸體等 。 （ 5） 合金鑄鐵 在鑄鐵中加入某些合金元素 ， 可得到具有較好的耐磨性 、 耐腐蝕性和耐熱性的合金鑄鐵 。 Cw 55 工程上通常將鋼鐵材料以外的金屬及其合金 ， 稱為 有色金屬及其合金 （ 或 非鐵金屬及其合金 ） 。 有色金屬及其合金具有鋼鐵材料所沒(méi)有的許多特殊的力學(xué) 、 物理和化學(xué)性能 ， 是 現(xiàn)代工業(yè)不可缺少的金屬材料 。 （ 1） 鋁及其合金 密度小 、 比強(qiáng)度高；導(dǎo)電性好 、 抗大氣腐蝕能力好；磁化率極低；具有良好的冷成形 、 切削加工和鑄造成形性能 。 純鋁中含有鐵 、 硅 、 銅 、 鋅等雜質(zhì) ， 使其性能略微下降 。 按純鋁中鋁的含量不同 ， 純鋁可分為： 高純鋁 （ 鋁含量為 ～ %） ， 主要用于科學(xué)研究和制作電容器 。 工業(yè)高純鋁 （ 鋁含量為 ～ %） ， 用于制作鋁箔 、 包鋁及冶煉鋁合金的原料 。 工業(yè)純鋁 （ 鋁含量為 ～ %） ， 用于制作電線 、 電纜 、 日用器皿及配制合金 。 Cw 56 純銅導(dǎo)電性 、 導(dǎo)熱性極佳 ， 是抗磁性物質(zhì)；銅合金的導(dǎo)電性 、 導(dǎo)熱性也很好；具有很高的對(duì)大氣和水的抗蝕能力；具有良好的加工性能 ， 容易鑄造成形；具有優(yōu)良的減摩性 、 耐磨性 ， 以及高的彈性極限和疲勞極限；但儲(chǔ)量小 、 價(jià)格較貴 。 純銅呈 紫紅色 ， 俗稱 紫銅 ， 主要用于制作電導(dǎo)體及配制合金；由于強(qiáng)度低 ， 不宜作結(jié)構(gòu)件 。 Cw 鋁合金 是在純鋁中加入合金元素后而獲得的具有較高強(qiáng)度 、 硬度的金屬材料 。 鋁合金一般分為 變形鋁合金 和 鑄造鋁合金 。 變形鋁合金 塑性較好 ， 適合于變形加工 。 主要用于鉚釘 、 管道 、 受力構(gòu)件及高載荷零件 ， 形狀復(fù)雜的鍛件 。 鑄造鋁合金 流動(dòng)性好 ， 適合于鑄造生產(chǎn) 。 主要用于形狀復(fù)雜的零件 ， 如汽車 、 飛機(jī) 、 儀器零件和抽水機(jī)殼體等 。 （ 2）銅及其合金 57 黃銅 是指以鋅為主要合金元素的銅合金 。 按化學(xué)成分 ， 黃銅可分為 普通黃銅 和 復(fù)雜黃銅 。 復(fù)雜黃銅又分為壓力加工黃銅 （ 以黃銅加工產(chǎn)品的形式供應(yīng) ）和鑄造黃銅 。 其中 ， 普通黃銅主要用于機(jī)械及電器零件 、沖壓件 、 散熱器外殼等 。 壓力加工黃銅主要用于機(jī)器結(jié)構(gòu)零件 、 耐腐蝕和耐磨零件 。 鑄造黃銅主要用于散熱器和耐腐蝕 、 耐磨零件 ， 如軸承 、 襯套等 。 青銅 原指銅錫合金 ， 但目前習(xí)慣上將含鋁 、 硅 、 鉛 、鈹 、 錳等的 銅基合金統(tǒng)稱為青銅 。 青銅可分為壓力加工青銅 （ 以青銅加工產(chǎn)品的形式供應(yīng) ） 和鑄造青銅 。 其中 ， 壓力加工青銅主要用于軸承 、 軸套等耐磨零件及一些彈性組件 。 鑄造青銅主要用于閥門(mén) 、泵體 、 齒輪及軸承等耐磨零件 。 Cw 銅合金 是指在純銅中加入合金元素后而獲得的較高強(qiáng)度的金屬。銅合金一般分為黃銅和青銅。 58 為了工程上使用方便 ， 金屬材料常常被做成各種型材 、 板材和帶材等 。 如鋁鎂合金可以被擠壓成角形型材 、 丁字型材 、 槽形型材 、 工字型材 。 Cw 碳鋼和鑄鐵的主要成分為 鐵和碳 兩種元素 ，此外還含 少量的錳 、 硅 、 硫 、 磷 、 氫 、 氧 等元素 ， 因此也將它們稱為 鐵碳合金 。 鐵碳合金的成分不同 （ 碳和鐵的含量不同 ） ， 則內(nèi)部組織和性能不同 ， 在實(shí)際中應(yīng)用也不同 。 59 鐵碳合金有以下一種或幾種內(nèi)部組織構(gòu)成： ① 鐵素體 ：有很低的強(qiáng)度 、 硬度和良好的塑性 、韌性； ② 奧氏體 ：有良好的塑性和較低的變形抗力； ③ 滲碳體 ：有很高的硬度和很低的塑性 、 沖擊韌性； ④ 珠光體 ：為鐵素體和滲碳體的機(jī)械混合物 ， 有較好的強(qiáng)度 、 適中的硬度和一定的塑性； ⑤ 萊氏體 ：為奧氏體和滲碳體的機(jī)械混合物 ， 有很高的硬度和很差的塑性 。 鋼的熱處理 是把鋼在固態(tài)下加熱到一定的溫度后保溫一段時(shí)間 ， 再以適當(dāng)?shù)睦鋮s速度進(jìn)行冷卻 ，從而改變鋼的內(nèi)部組織 ， 以獲得預(yù)期的性能的工藝方法 。 Cw鐵碳合金的內(nèi)部組織構(gòu)成 60 Cw 熱處理 分為?，F(xiàn)熱處理和特殊熱處理 。 常規(guī)熱處理包括 ： （ 1） 退火 將鋼件加熱到某一合適溫度范圍 ， 保溫一段時(shí)間后 ， 在爐中或埋入導(dǎo)熱性差的介質(zhì)中 ， 使其緩慢冷卻的熱處理方法
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