材料学基础第六章.课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,材料学基础,第六章 常用金属材料,Staple Metal Material,问题一：常用的金属材料有哪些？,问题二：它们各有什么特点和用途？,材料学基础,一、钢的分类,钢的种类繁多，为了便于生产、使用和研究，可以按照化学成分、冶金质量和用途对钢进行分类。,6.1,工业用钢,Industrial Steels,材料学基础,二、钢的编号,1.普通碳素结构钢：主要用作工程结构，如桥梁、建筑等,用“符号数字”表示,例：,Q 2 3 5,2.优质碳素结构钢,用两位数字表示,例：,4 5 0 8,屈服点的汉语拼音字头,表示该钢的屈服强度值不低于235MPa,表示含碳量的万分之几，即该钢的平均含碳量为0.08%,表示含碳量的万分之几，即该钢的平均含碳量为0.45%,材料学基础,3.,合金结构钢,用“二位数字元素符号数字”表示,例：3 6 Mn 2 Si,表示含碳量的万分之几，即该钢的平均含碳量为0.36%,表示该钢含有锰元素，其平均含量为2%,表示该钢含有硅元素，其含量小于1.5%,材料学基础,优质碳素结构钢和合金结构钢一般称为机器用钢，分为：,渗碳钢：特点：,20,开头，如,20,钢、,20CrMnTi,等，,用途：齿轮,主要热处理工艺：渗碳淬火低温回火,调质钢：特点：,40,、,45,开头，如,45,钢、,40Cr,等，,用途：主轴、连杆,主要热处理工艺：淬火高温回火（调质）,弹簧钢：特点：,60,、,65,开头，如,60Si2Mn,、,65Mn,等,用途：弹簧,主要热处理工艺：淬火中温回火,材料学基础,滚动轴承钢,特点：,G,Cr,数字（,）元素数字（）,用途：滚动轴承,常用热处理工艺：淬火低温回火,例：,G Cr15,表示该钢含有铬元素，其平均含量为1.5%,“滚动轴承钢”的汉语拼音字头,材料学基础,5.,碳素工具钢,用“,T,数字”表示,例：,T 1 2 A,表示该钢为高级优质钢,“碳素工具钢”的汉语拼音字头,表示含碳量的千分之几，即该钢的平均含碳量为,1.2%,6.低合金工具钢,用“一位数字（或没有数字）元素数字”表示,例：9 Mn2 V,表示含碳量的千分之几,表示该钢含有锰元素，其平均含量为2%,表示该钢含有钒元素，其含量小于1.5%,碳素工具钢与低合金工具钢常用作低速切削刃具，如手用锯条、锉刀等。,常用热处理工艺：淬火低温回火,材料学基础,7,.高速工具钢,用“元素符号数字”表示，不标出含碳量。,例：,W18 Cr4 V,高速工具钢主要用于高速切削刃具，如车刀、铣刀等。,主要热处理工艺：淬火560三次回火。,表示该钢含有铬元素，其平均含量为1.5%,表示该钢含有钨元素，其平均含量为18%,表示该钢含有钛元素，其含量小于1.5%,材料学基础,8.,不锈钢,用“数字元素符号数字”表示,例：,1 Cr18 Ni9 Ti,表示含碳量的万分之几,表示该钢含有镍元素，其平均含量为9%,表示该钢含有钛元素，其含量小于1.5%,表示该钢含有铬元素，其平均含量为18%,材料学基础,6.2,铸铁,Cast Iron,问题一：什么是铸铁？,问题二：铸铁有哪些特点？,材料学基础,铸铁是,Fe、C元素为主的铁基材料，它含碳量很高（碳含量大于2.11），,达到亚共晶、共晶或过共晶成分，而且铸铁成型制成零件毛坯只能用铸造方法，不能用锻造或轧制方法。,铸铁中碳元素按主要存在方式不同可分为两大类：一是白口铸铸铁（断口呈现白色），碳的主要存在形式是化合物，如渗碳体，没有石墨；另一是灰口铸铁（断口呈现黑灰色），碳的主要存在形式是碳的单质，即游离状态石墨。介于白口铸铁与灰口铸铁之间为麻口铸铁，其中的碳既有游离石墨又有渗碳体。,材料学基础,一、铸铁的石墨化过程,铸铁液冷却过程中，碳除了溶解于铁素体外均以石墨形成析出。石墨形成（或石墨化）分为如下两个阶段：,第一阶段：包括自低于液相线以下温度冷却自液体中析出石墨。,第二阶段：略低于共析温度线以下，共析成分奥氏体转变为由铁素体与石墨组成的共析组织。,材料学基础,名 称,石 墨 化 程 度,显 微 组 织,第 一 阶 段,第 二 阶 段,灰口铸铁,完全石墨化,完全石墨化,铁素体石墨,完全石墨化,部分石墨化,铁素体珠光体石墨,完全石墨化,未石墨化,珠光体石墨,麻口铸铁,部分石墨化,未石墨化,莱氏体珠光体石墨,白口铸铁,未石墨化,未石墨化,莱氏体珠光体渗碳体,材料学基础,二、常用铸铁,1,.灰口铸铁,牌号：,HT,数字（最低屈服强度）,25,铁素体基灰口铸铁的显微组织,材料学基础,2.球墨铸铁,牌号：QT数字数字（屈服强度总延伸率）。,（a）（b）,球墨铸铁的显微组织,（a）珠光体+铁素体基球墨铸铁；（b）铁素体基球墨铸铁,50,50,材料学基础,6.3,有色金属,Nonferrous Metal,问题一：有色金属有哪些种类？,问题二：有色金属有什么特点？,材料学基础,在工业生产中，通常把钢铁材料称为黑色金属，而把其它的金属材料称为有色金属。,与钢铁等黑色金属材料相比，有色金属具有许多优良的特性，是现代工业中不可缺少的材料，在国民经济中占有十分重要的地位。,材料学基础,一、铝合金,根据铝合金的成分、组织和工艺特点，可以将其分为铸造铝合金与变形铝合金两大类。,变形铝合金是将铝合金铸锭通过压力加工（轧制、挤压、模锻等）制成半成品或模锻件，所以要求有良好的塑性变形能力。,铸造铝合金则是将熔融的合金直接浇铸成形状复杂的甚至是薄壁的成型件，所以要求合金具有良好的铸造流动性。,材料学基础,变形铝合金,不能热处理强化的铝合金,铸造铝合金,能热处理强化的铝合金,温度,Al F B，%,铝合金分类示意图,+,L+,D,L,材料学基础,1.变形铝合金,变形铝合金包括防锈铝合金、硬铝合金、超硬铝合金及锻铝合金。,防锈铝合金,防锈铝合金中主要合金元素是,Mn,和,Mg,。其牌号用“,LF”,和跟在后面的顺序号表示。,硬铝合金,硬铝合金为,Al-Cu-Mg,系合金，还含有少量的,Mn,。其牌号用“,LY”,和顺序号表示。,超硬铝合金,超硬铝合金为,Al-Mg-Zn-Cu,系合金，并含有少量的,Cr,和,Mn,。牌号用“,LC”,和顺序号表示。,锻铝合金,锻铝合金为,Al-Mg-,Si,-Cu,系和,Al-Cu-Mg-Ni-Fe,系合金。其牌号用“,LD”,表示。,材料学基础,2,.铸造铝合金,铸造铝合金按照主要合金元素的不同，可分为四类：,Al-,Si,铸造铝合金,以,Si,为主要强化相，如,ZL101,、,ZL105,等；,Al-Cu,铸造铝合金,如,ZL201,、,ZL203,等,Al-Mg,铸造铝合金，,如,ZL301,、,ZL302,等；,Al-Zn,铸造铝合金,如,ZL401,、,ZL402,等。,材料学基础,二、镁合金,密度小,比强度高,比刚度高,减振降噪,电磁屏蔽,容易回收,可开采年限,镁是地球上储量丰富的金属元素，是21世纪资源与环境可持续发展的最具潜力的金属材料，已成为世界各国关注的焦点。,镁：21世纪的绿色工程材料,材料学基础,三、铜合金,1,.青铜,以锡为主要合金化元素。,2.,黄铜,以锌为主要合金化元素。,材料学基础,四、,滑动轴承合金,滑动轴承合金是指用于制造滑动轴承轴瓦及内衬的材料。,锡基轴承合金（锡基巴氏合金）,锡基轴承合金是一种软基体硬质点类型的轴承合金。它是以,锡、锑为基础，并加入少量其它元素的合金。,铅基轴承合金（铅基巴氏合金）,铅基轴承合金是以Pb-Sb为基的合金，但二元Pb-Sb合金有比重偏析，同时锑颗粒太硬，基体又太软，性能并不好，通常还要加入其它合金元素，如Sn、Cu、Cd、As等。,材料学基础,