材料成形技術(shù)金屬材料PPT學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1 材料成形技術(shù)金屬材料材料成形技術(shù)金屬材料PPT課件課件 第1頁/共61頁 第2頁/共61頁 第3頁/共61頁 合金元素合金元素非合金鋼非合金鋼低合金鋼低合金鋼合金鋼合金鋼 CrCr0.300.300.300.500.300.50 0.50 0.50 MnMn1.001.001.001.401.001.401.401.40 MoMo0.050.050.050.100.050.100.100.10 NiNi0.300.300.300.500.300.500.500.50 SiSi0.500.500.500.900.500.900.900.90 第4頁/共61頁 第5頁/共61頁 第6頁/

2、共61頁 3.3.鋼的牌號和應(yīng)鋼的牌號和應(yīng) 用用 第7頁/共61頁 牌號牌號 質(zhì)質(zhì) 量量 等等 級級 化學(xué)成分化學(xué)成分( (質(zhì)量分?jǐn)?shù)質(zhì)量分?jǐn)?shù),%),%)力學(xué)性能力學(xué)性能 C CMnMn SiSiS SP P ss /MPa/MPa bb /MPa/MPa (%)(%) 不大于不大于 Q195Q195 0.060.0.060. 1212 0.250.25 0.500.50 0.030.030.0500.050 0.00.0 4545 195195 315315 430430 3333 Q215Q215A A 0.090.0.090. 1515 0.250.25 0.550.55 0.300.30

3、0.0500.050 0.00.0 4545 215215 335335 450450 3131 Q255Q255A A 0.180.0.180. 2828 0.400.40 0.700.70 0.300.300.0500.050 0.00.0 4545 255255 410410 550550 2424 Q275Q275 0.280.0.280. 3838 0.500.50 0.800.80 0.350.350.0500.050 0.00.0 4545 275275 490490 630630 2020 表表1-3 1-3 碳素結(jié)構(gòu)鋼部分牌號、成分與力學(xué)性能碳素結(jié)構(gòu)鋼部分牌號、成分與力學(xué)性能

4、 第8頁/共61頁 第9頁/共61頁 牌牌 號號 化學(xué)成分化學(xué)成分 （質(zhì)量分?jǐn)?shù)，（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%） 力學(xué)性能（不小于）力學(xué)性能（不小于） 應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例 C CSiSiMnMn s s/ / MPMP a a b b/ / MPaMPa (%)(%) (%)(%) HBSHBS ( (熱軋）熱軋） 08F 0.05 0.11 0.030.25 0.50 2951753560131 要求冷成形性和焊接要求冷成形性和焊接 性良好的零件，如沖性良好的零件，如沖 壓件、焊接件等。壓件、焊接件等。 20 0.17 0.23 0.17 0.37 0.35 0.654102452555156 同上，且用于要

5、求內(nèi)同上，且用于要求內(nèi) 韌外硬的滲碳件。韌外硬的滲碳件。 60 0.57 0.65 0.17 0.37 0.50 0.80 6754001535255 經(jīng)淬火和中溫回火具經(jīng)淬火和中溫回火具 有較高彈性的各類彈有較高彈性的各類彈 簧等?；傻?。 表表1-4 1-4 優(yōu)質(zhì)碳素鋼部分牌號、成份、力學(xué)性能及應(yīng)用舉例優(yōu)質(zhì)碳素鋼部分牌號、成份、力學(xué)性能及應(yīng)用舉例 第10頁/共61頁 圖圖1-15 絲錐絲錐 第11頁/共61頁 牌號牌號 化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)， %） 試樣淬火試樣淬火 HRCHRC （不小于）（不小于） 應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例 C CSiSiMnMn T8T8 0.750.75 0

6、.840.84 0.350.35 0.400.40 （780780 800800， 水淬）水淬）6262 承受沖擊，要求較高硬承受沖擊，要求較高硬 度的工具。如壓縮空氣度的工具。如壓縮空氣 工具等。工具等。 T9AT9A 0.850.85 0.940.94 0.400.40 （760760 780,780, 水淬）水淬）6262 韌性中等，硬度高的工韌性中等，硬度高的工 具。如沖頭、木工工具，具。如沖頭、木工工具， 鑿巖工具。鑿巖工具。 T10T10 0.950.95 1.041.04 不受劇烈沖擊、高硬度、不受劇烈沖擊、高硬度、 耐磨的工具。如沖頭、耐磨的工具。如沖頭、 手鋸條等。手鋸條等。

7、 T12AT12A 1.151.15 1.241.24 不受沖擊、要求高硬度、不受沖擊、要求高硬度、 高耐磨的工具。如銼刀、高耐磨的工具。如銼刀、 量具等。量具等。 表表1-51-5 碳素工具鋼部分牌號、成份、硬度和應(yīng)用碳素工具鋼部分牌號、成份、硬度和應(yīng)用 第12頁/共61頁 第13頁/共61頁 第14頁/共61頁 圖圖1-161-16 硬質(zhì)合金沖模硬質(zhì)合金沖模 第15頁/共61頁 平均平均w(C)w(C)為為0.70.70.8%0.8%， “W18W18”表示平均表示平均 w(W)=18%w(W)=18%， “Cr4Cr4”表示平均表示平均w(Cr)=4%w(Cr)=4%， “V V”表示平

8、均表示平均w(V) w(V) 1.5%1.5%。 用于制作車刀、刨刀、鉆頭、銑刀等。用于制作車刀、刨刀、鉆頭、銑刀等。 第16頁/共61頁 圖圖1-171-17 鑄鋼件鑄鋼件 第17頁/共61頁 圖圖1-181-18 各種鑄鋼件各種鑄鋼件 第18頁/共61頁 牌號牌號 化學(xué)成分（質(zhì)化學(xué)成分（質(zhì) 量分?jǐn)?shù)，量分?jǐn)?shù)，%） 力學(xué)性能（最小力學(xué)性能（最小 值）值） 主要特點(diǎn)及應(yīng)用主要特點(diǎn)及應(yīng)用 C CSiSiMnMn s s ( ( 0.2 0.2) ) /MPa/MPa b b /MPa/MPa (%(%) ) ZG200 400 0.200.500.8020040025 塑性、韌性較好，強(qiáng)度、塑性、

9、韌性較好，強(qiáng)度、 硬度較低，焊接性良好，硬度較低，焊接性良好， 但鑄造性能差，用于受力但鑄造性能差，用于受力 不大，韌性要求較高的零不大，韌性要求較高的零 件。如機(jī)座、機(jī)架等。件。如機(jī)座、機(jī)架等。 ZG340 640 0.600.600.9034064010 強(qiáng)度、硬度較高，塑性、強(qiáng)度、硬度較高，塑性、 韌性較差，焊接性和鑄造韌性較差，焊接性和鑄造 性能均差，用于受力較大性能均差，用于受力較大 的耐磨零件。如齒輪、棘的耐磨零件。如齒輪、棘 輪、車輪等。輪、車輪等。 表表1-6 1-6 鑄造碳鋼部分牌號、成份、力學(xué)性能和應(yīng)用鑄造碳鋼部分牌號、成份、力學(xué)性能和應(yīng)用 第19頁/共61頁 牌號牌號：

10、例如例如 ZG30MnSi1ZG30MnSi1 3030 W W（C C）為）為0.3%0.3%左右。左右。 SiSi W W（Si Si ）為）為0.91.4%0.91.4% Mn Mn W W（MnMn）為）為0.91.4%0.91.4% 主要特點(diǎn)主要特點(diǎn)：耐磨性高。：耐磨性高。 用途用途：用于受力較大的耐磨零件，：用于受力較大的耐磨零件， 如鏈輪、齒輪、承力支架等。如鏈輪、齒輪、承力支架等。 第20頁/共61頁 鑄鐵的鑄鐵的 化學(xué)成分化學(xué)成分 第21頁/共61頁 圖圖1-19 1-19 鐵碳雙重相圖鐵碳雙重相圖 第22頁/共61頁 第一階段第一階段：高溫石墨化階段，：高溫石墨化階段， “

11、一次結(jié)晶析出石墨一次結(jié)晶析出石墨G G” 11541154：L L4.26 4.26 A A2.08 2.08+G +G( (共晶 共晶) ) 第二階段第二階段：中間石墨化階段，：中間石墨化階段， “二次結(jié)晶析出二次結(jié)晶析出G G” 1154-7381154-738：A GA G 第三階段第三階段：低溫石墨化階段，：低溫石墨化階段， “共析反應(yīng)析出共析反應(yīng)析出G G” 738738：A A0.68 0.68 F+G F+G( (共析 共析) ) 第23頁/共61頁 鑄鐵的石墨化過 程包括鑄鐵凝固時 碳以石墨形態(tài)析出 的過程和鑄鐵中碳 化物分解為石墨的 過程。 以共晶合金為 例，如果全部按照 F

12、e-C(石墨)相圖進(jìn)行 結(jié)晶，則鑄鐵的石 墨化過程可分為三 個階段： 第一階段石墨化： 溫度在1154時液 第24頁/共61頁 第25頁/共61頁 第26頁/共61頁 第27頁/共61頁 第28頁/共61頁 鑄鐵中常見的石墨形態(tài)鑄鐵中常見的石墨形態(tài) (1) (1) 片狀片狀 （2 2）球狀）球狀 （3 3）團(tuán)絮狀）團(tuán)絮狀 （4 4）蠕蟲狀）蠕蟲狀 第29頁/共61頁 圖圖1-211-21 灰口鑄鐵灰口鑄鐵 圖圖1-201-20 白口鑄鐵白口鑄鐵 第30頁/共61頁 第31頁/共61頁 圖圖1-221-22 灰鑄鐵件灰鑄鐵件 第32頁/共61頁 類類 別別 牌號牌號鑄件壁鑄件壁 厚厚/cm/cm

13、 基體基體 組織組織 最小抗拉強(qiáng)最小抗拉強(qiáng) 度度 b b/MPa/MPa HBSHBS應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例 普普 通通 灰灰 鑄鑄 鐵鐵 HT100HT100 2.5102.510 10201020 20302030 30503050 F F 130130 100100 9090 8080 110167110167 9314093140 8713187131 8212282122 負(fù)荷很小的負(fù)荷很小的 不重要零件。不重要零件。 如重錘、防護(hù)如重錘、防護(hù) 罩、蓋板等罩、蓋板等 普普 通通 灰灰 鑄鑄 鐵鐵 HT150HT150 2.5102.510 10201020 20302030 3050305

14、0 F+PF+P 175175 145145 130130 120120 136205136205 119179119179 110167110167 105157105157 承受中等負(fù)荷承受中等負(fù)荷 件。如機(jī)座、件。如機(jī)座、 支架、箱體、支架、箱體、 軸承座、縫紉軸承座、縫紉 機(jī)零件等機(jī)零件等 表表1-7 1-7 灰鑄鐵部分牌號、力學(xué)性能和應(yīng)用灰鑄鐵部分牌號、力學(xué)性能和應(yīng)用 第33頁/共61頁 類類 別別 牌號牌號鑄件鑄件 壁厚壁厚 /cm/cm 基體基體 組織組織 最小抗拉強(qiáng)最小抗拉強(qiáng) 度度b/MPab/MPa HBSHBS應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例 孕孕 育育 鑄鑄 鐵鐵 HT250HT250

15、410410 10201020 20302030 30503050 P P 270270 240240 220220 200200 174262174262 164247164247 157236157236 150225150225 負(fù)荷較大負(fù)荷較大 的鑄件，尤其的鑄件，尤其 是厚壁件。如是厚壁件。如 機(jī)體、閥體液機(jī)體、閥體液 壓缸等。壓缸等。 HT300HT300 10201020 20302030 30503050 290290 250250 230230 182272182272 168251168251 161241161241 載荷較大載荷較大 的重要鑄件，的重要鑄件， 尤其是厚壁

16、件。尤其是厚壁件。 如齒輪、凸輪、如齒輪、凸輪、 重型機(jī)床床身、重型機(jī)床床身、 液壓件等液壓件等 第34頁/共61頁 圖圖1-231-23 孕育劑孕育劑 第35頁/共61頁 圖圖1-241-24 球墨鑄鐵球墨鑄鐵 第36頁/共61頁 組織組織：FG球，球， FPG球，球， PG球。球。 性能性能：強(qiáng)度較高，塑性、韌性較好（比灰鐵），：強(qiáng)度較高，塑性、韌性較好（比灰鐵）， 同時具有灰鐵的優(yōu)良性能。同時具有灰鐵的優(yōu)良性能。 3）球墨鑄鐵的牌號和應(yīng)用）球墨鑄鐵的牌號和應(yīng)用 牌號牌號：例如例如 QT600QT6003 3 “QTQT” 球鐵的漢語拼音首字母，球鐵的漢語拼音首字母， “600600” 抗

17、拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度 b b300Mpa300Mpa， “3 3” 伸長率伸長率3%3%。 應(yīng)用應(yīng)用：用于制造汽車曲軸、連桿、蝸輪、齒輪等零件。：用于制造汽車曲軸、連桿、蝸輪、齒輪等零件。 第37頁/共61頁 牌號牌號 基體基體 機(jī)械性能機(jī)械性能 應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例 b b MPaMPa 0.2 0.2 MPaMPa 5 5 % a ak k kJmkJm2 2 HBSHBS QT400-18QT400-18F F4004002502501818600600130130 1818 0 0 汽車、拖汽車、拖 拉機(jī)后橋拉機(jī)后橋 殼殼 QT500-7QT500-7F+PF+P5005003503507 71

18、70170 2323 0 0 齒輪齒輪 QT1200-1QT1200-1B B下 下 120012008408401HRCHRC 汽車、拖汽車、拖 拉機(jī)傳動拉機(jī)傳動 齒輪齒輪 第38頁/共61頁 圖圖1-25 1-25 珠光體球墨鑄鐵珠光體球墨鑄鐵 圖圖1-26 鐵素體球墨鑄鐵鐵素體球墨鑄鐵 圖圖1-27 混合基體球墨鑄鐵混合基體球墨鑄鐵 第39頁/共61頁 圖圖1-281-28 可鍛鑄鐵可鍛鑄鐵 第40頁/共61頁 1 1）化學(xué)成分：化學(xué)成分： W(C)：2.42.8%，W(Si)：1.22.0%， W(Mn)：0.41.2%，W(S) 0.1%， W(P) 0.2

19、%。 2 2）性能特點(diǎn)）性能特點(diǎn)： 灰鑄鐵相比不僅有較高的強(qiáng)度，而且有較高的灰鑄鐵相比不僅有較高的強(qiáng)度，而且有較高的 塑性和韌性。塑性和韌性。 可鍛鑄鐵因此得名，實(shí)際上它仍然是可鍛鑄鐵因此得名，實(shí)際上它仍然是不可鍛造不可鍛造 的。的。 3 3）可鍛鑄鐵的生產(chǎn)）可鍛鑄鐵的生產(chǎn): : 先先澆注成白口鑄件，澆注成白口鑄件，再再經(jīng)石墨化退火獲得。經(jīng)石墨化退火獲得。 第41頁/共61頁 第42頁/共61頁 分分 類類 牌牌 號號 試試 棒棒 直直 徑徑 mmmm 抗拉抗拉 強(qiáng)度強(qiáng)度 b b MPaMPa 延伸延伸 率率 % 硬度硬度 HBHB 應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例 鐵鐵 素素 體體 基基 體體 KT300-

20、06163006 150 承受沖擊、振承受沖擊、振 動及扭轉(zhuǎn)負(fù)荷動及扭轉(zhuǎn)負(fù)荷 的零件，如汽的零件，如汽 車的后橋殼、車的后橋殼、 管件等。管件等。 KT370-121637012 珠珠 光光 體體 基基 體體 KT450-06164506150200 負(fù)荷較高和耐負(fù)荷較高和耐 磨損零件，如磨損零件，如 曲軸、連桿、曲軸、連桿、 齒輪等。齒輪等。 KTZ700-02167002240290 第43頁/共61頁 和較高的耐磨性，和較高的耐磨性， 壁厚敏感性比壁厚敏感性比 灰鐵小得多，灰鐵小得多， 減震性比球鐵減震性比球鐵 高，低于灰鐵。高，低于灰鐵。 工藝性良好，工藝性良好， 鑄造性能接近灰鑄造性

21、能接近灰 鐵，切削加工鐵，切削加工 性能接近球鐵。性能接近球鐵。 圖圖1-291-29 蠕墨鑄鐵蠕墨鑄鐵 第44頁/共61頁 5 5）蠕墨鑄鐵的生產(chǎn)）蠕墨鑄鐵的生產(chǎn) 與球墨鑄鐵基本相同。與球墨鑄鐵基本相同。 鐵液成分鐵液成分：高碳、硅，低錳、磷、硫，：高碳、硅，低錳、磷、硫， 蠕化處理蠕化處理： 蠕化劑蠕化劑: :國外，鎂合金；國外，鎂合金； 國內(nèi)，稀土鎂鈦，稀土鎂鈣合金等。國內(nèi)，稀土鎂鈦，稀土鎂鈣合金等。 采用沖入法，采用沖入法， 加入量：為鐵液質(zhì)量的加入量：為鐵液質(zhì)量的1 12 2。 孕育處理孕育處理：加孕育劑。：加孕育劑。 注注：蠕蟲狀石墨是一種過渡形式，生產(chǎn)中需嚴(yán)格控：蠕蟲狀石墨是一種

22、過渡形式，生產(chǎn)中需嚴(yán)格控 制蠕化劑。制蠕化劑。 第45頁/共61頁 磨、耐蝕等。磨、耐蝕等。 應(yīng)用應(yīng)用：例如在孕育鑄例如在孕育鑄 鐵中加入質(zhì)量分鐵中加入質(zhì)量分 數(shù)為數(shù)為0.4%0.6%0.4%0.6% 的磷或同時加入的磷或同時加入 少量的銅、鈦等少量的銅、鈦等 元素，就可以得元素，就可以得 到到高磷耐磨鑄鐵高磷耐磨鑄鐵， 可用來制造軸承、可用來制造軸承、 活塞環(huán)、機(jī)床導(dǎo)活塞環(huán)、機(jī)床導(dǎo) 軌等零件。軌等零件。 圖圖1-301-30 耐熱合金鑄鐵模具耐熱合金鑄鐵模具 第46頁/共61頁 圖圖1-31 中國古代銅的冶煉中國古代銅的冶煉 第47頁/共61頁 第48頁/共61頁 圖圖1-321-32 黃黃 銅銅 第49頁/共61頁 第50頁/共61頁 圖圖1 133 33 青銅工藝青銅工藝 品品 第51頁/共61頁 錫青銅 以Sn為主要合金元 素的銅基合金稱為錫 青銅。 當(dāng)錫青銅的含 Sn量8%時，其室溫 組織是單相固溶 體。固溶體是Sn在 Cu中的固溶體，具有 良好的塑性。含Sn量 10%，錫青銅的室 溫組織為+共析體 (+)。相是一個硬 圖圖1-34 白銅管白銅管 第52頁/共6