屈服強度-遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院課件

遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院機構(gòu)零部件設(shè)計與應(yīng)用主講：JIGOULINGBUJIANSHEJIYUYINGYONG遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院機構(gòu)零部件設(shè)計與應(yīng)用主講：JIGOU2遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)習(xí)情境4構(gòu)件尺寸和材料確定機構(gòu)的設(shè)計除了滿足運動要求外，還要滿足安全與經(jīng)濟的要求。工程中衡量安全的指標(biāo)是：強度、剛度、穩(wěn)定性。構(gòu)件抵抗破壞的能力稱為構(gòu)件的強度，抵抗變形的能力稱為構(gòu)件的剛度，維持原有形態(tài)平衡的能力稱為穩(wěn)定性。為了確保設(shè)計安全，通常要求多用材料和用高質(zhì)量材料，而為了使設(shè)計符合經(jīng)濟的原則，又要求少用材料和用廉價材料，這就產(chǎn)生了矛盾。機構(gòu)設(shè)計的目的就是合理地解決這一矛盾，為完成既安全又經(jīng)濟的設(shè)計提供理論依據(jù)和計算方法。本學(xué)習(xí)情境通過確定內(nèi)燃機連桿的尺寸，選擇連桿材料的學(xué)習(xí)，掌握機構(gòu)設(shè)計的基本原則，選擇適當(dāng)?shù)牟牧?、截面形狀和尺寸，設(shè)計出既安全又經(jīng)濟的結(jié)構(gòu)構(gòu)件和機械零件。2遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)習(xí)情境4構(gòu)件尺寸和材料確定機構(gòu)的目錄3遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院工作任務(wù)工作任務(wù)分析相關(guān)知識123任務(wù)實施4進(jìn)入進(jìn)入進(jìn)入進(jìn)入自主訓(xùn)練5進(jìn)入目錄3遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院工作任務(wù)工作任務(wù)分析相關(guān)知識123學(xué)習(xí)情境4.2內(nèi)燃機連桿材料的選用4遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院工作任務(wù)根據(jù)內(nèi)燃機連桿(圖4-20)的工作情況、設(shè)計要求、制造工藝等，分析內(nèi)燃機連桿材料的選用。返回目錄頁1-連桿體2-連桿蓋3-軸套4-上軸瓦5-下軸瓦6-聯(lián)接螺栓7-螺母8-開口銷圖4-20內(nèi)燃機連桿工作圖學(xué)習(xí)情境4.2內(nèi)燃機連桿材料的選用4遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)習(xí)情境4.2內(nèi)燃機連桿材料的選用5遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院任務(wù)分析材料是機械的物質(zhì)基礎(chǔ)，它標(biāo)志著人類文明的進(jìn)步和社會發(fā)展水平，金屬材料在現(xiàn)代工業(yè)中是應(yīng)用最廣泛的材料，機械工程中合理選用材料對于保證產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本有著極為重要的作用。為了正確、合理地使用金屬材料，必須要了解其性能。金屬材料的性能包括使用性能和工藝性能。使用性能是指材料在使用過程中所表現(xiàn)出的特性，它包括力學(xué)性能、物理性能和化學(xué)性能。優(yōu)良的使用性能可以滿足生產(chǎn)和生活上的各種需要。工藝性能是指材料在加工制造過程中所表現(xiàn)出的特性，它包括熱處理性能、切削加工性能、鑄造性能、壓力加工性能和焊接性能等。優(yōu)良的工藝性能可使材料易于采用各種加工方法，制成各種形狀、尺寸的零件和工具。因此，必須熟悉常用工程材料的力學(xué)性能、工藝性能、熱處理工藝特點及其應(yīng)用，掌握不同類型不同牌號的不同性能的材料，以便合理選擇和使用材料。返回目錄頁學(xué)習(xí)情境4.2內(nèi)燃機連桿材料的選用5遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院【相關(guān)知識】一、金屬材料的力學(xué)性能6遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院金屬零件或工具在使用時，往往會受到各種載荷的作用。金屬材料在載荷的作用下表現(xiàn)出來的特性，稱為金屬材料的力學(xué)性能。衡量金屬材料力學(xué)性能的指標(biāo)有強度、塑性、硬度、沖擊韌性和疲勞強度等。根據(jù)載荷的作用方式不同，強度可分為抗拉強度、抗壓強度、抗剪強度、抗扭強度和抗彎強度。通常以抗拉強度代表材料的強度指標(biāo)?？估瓘姸戎笜?biāo)是通過拉伸試驗測定的。它利用拉伸試驗機產(chǎn)生的靜拉力，對標(biāo)準(zhǔn)試樣進(jìn)行軸向拉伸，同時連續(xù)測量變化的載荷和試樣的伸長量，直至試樣斷裂。并根據(jù)測得的數(shù)據(jù)，計算得出有關(guān)的力學(xué)性能指標(biāo)。返回目錄頁1強度指標(biāo)【相關(guān)知識】一、金屬材料的力學(xué)性能6遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院金屬【相關(guān)知識】一、金屬材料的力學(xué)性能7遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院以縱坐標(biāo)表示拉伸力F，以橫坐標(biāo)表示試樣的伸長量，按試驗全過程繪制出的曲線稱為力----伸長曲線或拉伸曲線。圖4-21(a)所示為低碳鋼的力----伸長曲線。圖4-21b所示鑄鐵的拉伸曲線。返回目錄頁（a）低碳鋼的拉伸曲線

(b)鑄鐵的拉伸曲線圖4-21金屬材料的力----伸長示意曲線【相關(guān)知識】一、金屬材料的力學(xué)性能7遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院以縱【相關(guān)知識】一、金屬材料的力學(xué)性能8遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院常用的強度指標(biāo)有兩個：抗拉強度和屈服強度。材料在斷裂前所能承受的最大應(yīng)力稱為抗拉強度。返回目錄頁（4-9）式中

——抗拉強度，MPa；Fm——試樣在屈服階段后所能抵抗的最大拉力（無明顯屈服的材料，為實驗期間的最大拉力），N；So——試樣原始橫截面面積，mm2。屈服強度是當(dāng)金屬材料呈現(xiàn)屈服現(xiàn)象時，在實驗期間發(fā)性塑性變形而力不增加的應(yīng)力點。屈服強度分為上屈服強度

sH和下屈強度

sL。在金屬材料中，一般用下屈服強度代表其屈服強度

?！鞠嚓P(guān)知識】一、金屬材料的力學(xué)性能8遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院常用【相關(guān)知識】一、金屬材料的力學(xué)性能9遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院返回目錄頁（4-10）式中

——試樣的屈服強度，MPa；

FeL——試樣屈服時的最小載荷，N；So——試樣原始橫截面面積，mm2。除低碳、中碳鋼及少數(shù)合金鋼有屈服現(xiàn)象外，大多數(shù)金屬材料沒有明顯的屈服現(xiàn)象，因此，對這些材料，規(guī)定產(chǎn)生0.2%殘余伸長時的應(yīng)力作為條件屈服強度，可以替代，稱為（名義）屈服強度，其確定方法如圖4-22所示。圖4-22沒有明顯屈服現(xiàn)象的力---伸長曲線【相關(guān)知識】一、金屬材料的力學(xué)性能9遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院返回【相關(guān)知識】一、金屬材料的力學(xué)性能10遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院返回目錄頁塑性是指金屬材料受力后在斷裂之前產(chǎn)生不可逆永久變形的能力。判斷金屬材料塑性好壞的主要判據(jù)有斷后伸長率和斷面收縮率。斷后伸長率2塑性指標(biāo)（4-11）式中LO——試樣原始標(biāo)距長度，mm；Lu——試樣拉斷后的標(biāo)距長度，mm；斷面收縮率（4-12）式中SO——試樣原始截面面積，

mm2；Su——試樣拉斷后縮頸處的橫截面面積，

mm2；【相關(guān)知識】一、金屬材料的力學(xué)性能10遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院返【相關(guān)知識】一、金屬材料的力學(xué)性能11遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院返回目錄頁硬度是指金屬材料低抗其他更硬物體壓入其表面的能力。常用的硬度指標(biāo)有布氏硬度和洛氏硬度。（1）布氏硬度布氏硬度的測定是在布氏硬度試驗機上進(jìn)行的，其試驗原理是用直徑為D的淬硬鋼球和硬質(zhì)合金球，在規(guī)定壓力F作用下壓入被測金屬表面至規(guī)定時間后，卸除壓力，金屬表面留有壓痕，壓力F與壓痕表面積A的比值稱為布氏硬度，用符號HBW（壓頭為硬質(zhì)合金球）表示，即式中F——試驗壓力，N；S——壓痕表面積，

mm2；3硬度（4-13）【相關(guān)知識】一、金屬材料的力學(xué)性能11遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院返【相關(guān)知識】一、金屬材料的力學(xué)性能12遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院返回目錄頁（2）洛氏硬度洛氏硬度的測定是在洛氏硬度試驗機上進(jìn)行的，是用一個頂角為120°的金剛石圓錐，或直徑為1.5875mm的淬火鋼球為壓頭，在一定載荷下壓入被測金屬材料表面，根據(jù)壓痕深度來確定硬度值。洛氏硬度可分為HRA（120°金剛石圓錐壓頭）、HRB（φl.588mm淬火鋼球壓頭）、HRC（120°金剛石圓錐壓頭）三種，以HRC應(yīng)用最多。在常用范圍內(nèi)，布氏硬度值近似等于洛氏硬度值的10倍?！鞠嚓P(guān)知識】一、金屬材料的力學(xué)性能12遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院返【相關(guān)知識】一、金屬材料的力學(xué)性能13遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院返回目錄頁沖擊韌性是指金屬材料抵抗沖擊載荷作用而不破壞的能力，沖擊韌性值用表示。越大，材料抗沖擊能力越強，材料的韌性越好，在受到?jīng)_擊時越不容易斷裂。式中——沖擊韌度，J/cm2；Ak——沖擊吸收功，J；So——試樣缺口處的橫截面面積cm2。4沖擊韌性（4-14）【相關(guān)知識】一、金屬材料的力學(xué)性能13遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院返【相關(guān)知識】一、金屬材料的力學(xué)性能14遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院返回目錄頁金屬材料抵抗交變載荷作用而不產(chǎn)生破壞的能力稱為疲勞強度。疲勞極限用符號表示。5疲勞強度（1）疲勞現(xiàn)象機器和工程結(jié)構(gòu)中有很多零件，如內(nèi)燃機的連桿、齒輪的輪齒、車輛的車軸，都受到隨時間作用周期性變化的應(yīng)力作用，這種應(yīng)力稱為交變應(yīng)力。構(gòu)件在交變應(yīng)力作用下的破壞時構(gòu)件內(nèi)的最大應(yīng)力遠(yuǎn)低于強度極限，甚至低于屈服極限；因此疲勞破壞無明顯的預(yù)兆，容易造成嚴(yán)重的后果。所以在設(shè)計零件選材時，要考慮金屬材料對疲勞斷裂的抗力?！鞠嚓P(guān)知識】一、金屬材料的力學(xué)性能14遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院返【相關(guān)知識】一、金屬材料的力學(xué)性能15遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院返回目錄頁（2）疲勞強度金屬材料在無數(shù)次交變載荷的作用下而不發(fā)生斷裂的最大應(yīng)力稱為疲勞強度，用表示。圖4-23疲勞曲線【相關(guān)知識】一、金屬材料的力學(xué)性能15遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院返【相關(guān)知識】一、金屬材料的力學(xué)性能16遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院返回目錄頁疲勞強度是通過試驗所得到的，如圖4-23所示，為鋼鐵材料在對稱循環(huán)應(yīng)力作用下的疲勞曲線示意圖。從圖4-23可以看出，當(dāng)應(yīng)力達(dá)到σ5時，曲線與橫坐標(biāo)趨平行，表示應(yīng)力低于此值時，試樣可以經(jīng)受無數(shù)周期循環(huán)而不破壞，此應(yīng)力值即為材料的疲勞強度。實際上，金屬材料不可能做無數(shù)次交變載荷試驗。對于黑色金屬，一般規(guī)定應(yīng)力循環(huán)107周次而不斷裂的最大應(yīng)力為疲勞強度，有色金屬、不銹鋼等取108周次。【相關(guān)知識】一、金屬材料的力學(xué)性能16遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院返【相關(guān)知識】二、金屬材料的熱處理17遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院返回目錄頁鋼的熱處理就是將鋼在固態(tài)下通過加熱、保溫和不同的冷卻方法，如圖4-24所示，從而改變其組織結(jié)構(gòu)，滿足性能要求的一種加工工藝。生產(chǎn)中不但各種工具、刀具要進(jìn)行熱處理，使它們具有足夠的硬度，而且對于一些重要的機械零件，如軸、齒輪、凸輪等也要進(jìn)行熱處理。通過熱處理能顯著改善鋼的力學(xué)性能，延長其使用壽命。圖4-24鋼的熱處理【相關(guān)知識】二、金屬材料的熱處理17遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院返回【相關(guān)知識】二、金屬材料的熱處理18遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院返回目錄頁普通熱處理包括：退火、正火、淬火和回火。（1）退火退火的目的是降低鋼的硬度、均勻成分、消除內(nèi)應(yīng)力、細(xì)化組織，從而改善鋼的力學(xué)性能和加工性能，為后續(xù)的機械加工和淬火做好準(zhǔn)備。退火是把鋼加熱到臨界溫度以上（所謂臨界溫度就是使鋼組織轉(zhuǎn)變的溫度，不同鋼號它的臨界溫度是不同的，一般是710-760oC）,保溫一段時間，隨后在爐中或?qū)嵝暂^差的介質(zhì)中緩慢冷卻的熱處理方法。退火主要用于鑄件和焊件。（2）正火正火與退火目的相似，所得到的組織比退火細(xì)，強度、硬度有所提高，改善其切削加工性能。正火的熱處理操作與退火基本相同，只是冷卻速度較退火快，一般可放在空氣中冷卻。正火常用與低、中碳鋼。對于力學(xué)性能要求不高的工件，正火可作為最終熱處理。1普通熱處理【相關(guān)知識】二、金屬材料的熱處理18遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院返回【相關(guān)知識】二、金屬材料的熱處理19遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院返回目錄頁（3）淬火淬火的目的是提高硬度和強度，提高耐磨性。淬火是將鋼加熱到臨界溫度以上，保溫一室時間后，在水、鹽水或油中急劇冷卻的一種熱處理方法。淬火后的硬度高且脆，必須經(jīng)過回火以消除其淬火應(yīng)力，所以淬火和回火兩種熱處理操作常常是零件的最終熱處理。（4）回火回火的主要目的在于降低脆性，減少內(nèi)應(yīng)力，防止變形開裂；獲得工件所需求的機械性能；穩(wěn)定鋼件的組織，保證工件的尺寸、形狀穩(wěn)定?；鼗鹗前汛慊鸷蟮匿摷訜岬揭欢囟?，保溫一定時間，然后冷卻到室溫的熱處理方法。淬火后提高了工件的強度和硬度，塑性和韌性卻顯著降低，且存在較大內(nèi)應(yīng)力，進(jìn)一步變形至開裂，為此，淬火后要及時回火。隨著回火溫度的升高，其強度和硬度降低、塑性、韌性則升高。根據(jù)回火的溫度不同，回火可分為低溫回火、中溫回火、高溫回火?！鞠嚓P(guān)知識】二、金屬材料的熱處理19遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院返回【相關(guān)知識】二、金屬材料的熱處理20遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院返回目錄頁①低溫回火（150～250℃）。其目的在于降低淬火內(nèi)應(yīng)力的脆性，保證高硬度和耐磨性。主要用于高硬度、高耐磨的工件，如刀具、量具、沖壓模、滾動軸承等的處理。②中溫回火（350～450℃）。中溫回火后，鋼的強度、硬度仍然較高，并保持一定的韌性。中溫回火一般用于要求彈性高、有足夠韌性的工作，如彈簧、發(fā)條和鍛模等的處理。③高溫回火（500～650℃）。淬火后加高溫回火又叫調(diào)質(zhì)，其目的是獲得強度、硬度和塑性、韌性都較好的綜合力學(xué)性能。調(diào)質(zhì)處理主要用于各種重要的、受力復(fù)雜的中碳鋼零件，如曲軸、連桿、齒輪、螺栓等。【相關(guān)知識】二、金屬材料的熱處理20遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院返回【相關(guān)知識】二、金屬材料的熱處理21遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院返回目錄頁普通熱處理包括：退火、正火、淬火和回火。（1）表面淬火對于一些要求表面有高硬度以增加其耐磨性，而心部有高韌性以提高其抗沖擊能力的零件，可以采用表面熱處理，即是對鋼的表面進(jìn)行淬火的工藝。主要有火焰加熱表面淬火、感應(yīng)加熱表面淬火等。（2）化學(xué)熱處理化學(xué)熱處理是將工件置于一定介質(zhì)中加熱和保溫，使介質(zhì)中的活性原子滲入工件表層，以改變表層的化學(xué)成分和組織，從而使工件表面具有某些的力學(xué)或物理化學(xué)性能的一種熱處理工藝。常見的化學(xué)熱處理有滲碳、滲氮、碳氮共滲等。2鋼的表面熱處理【相關(guān)知識】二、金屬材料的熱處理21遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院返回【相關(guān)知識】三、鋼鐵材料的分類與牌號22遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院返回目錄頁鋼鐵材料是工業(yè)上對鋼和鑄鐵的總稱。鋼依據(jù)其中是否有合金元素分為非合金元素（習(xí)慣上稱為碳素鋼）和合金鋼兩大類。碳素鋼具有性能較好、加工容易、成本低廉的特點，是工程上應(yīng)用最廣、使用量最大的重要金屬材料；但碳素鋼存在淬透性不高、耐回火性較差和不能滿足更高的力學(xué)性能或某些特殊性能（如耐熱、耐蝕）要求，故在某些重要和特殊場合難以應(yīng)用。合金鋼是在碳素鋼中加入一定量的合金元素，克服了碳素鋼性能的不足，從而可在某些重要和特殊場合下使用，但也要認(rèn)識到其成本的升高及某些性能惡化的缺點。鑄鐵雖然綜合力學(xué)性能較鋼差，但卻具有優(yōu)良的鑄造性能、切削加工性能、減震減摩性等，且生產(chǎn)更方便、成本更低廉，故也是一種比較重要的金屬材料?！鞠嚓P(guān)知識】三、鋼鐵材料的分類與牌號22遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院【相關(guān)知識】三、鋼鐵材料的分類與牌號23遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院返回目錄頁鑄鐵通常是指含碳量大于2.11%的鐵碳合金，并且含有較多的硅、猛、磷等元素。1鑄鐵（1）灰鑄鐵在灰鑄鐵中碳主要以石墨形式存在，其斷口呈暗灰色，故稱灰鑄鐵。灰鑄鐵的抗拉強度、塑性和韌性都較差。但石墨對灰鑄鐵的抗壓強度影響不大，所以灰鑄鐵的抗壓強度與相同基體的鋼差不多。由于石墨的存在，也使灰鑄鐵獲得了良好的耐磨性、抗振性、切削加工性和鑄造性能?！鞠嚓P(guān)知識】三、鋼鐵材料的分類與牌號23遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院【相關(guān)知識】三、鋼鐵材料的分類與牌號24遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院返回目錄頁由于以上優(yōu)良性能和低謙的價格，灰鑄鐵在生產(chǎn)上得到了廣泛的應(yīng)用。常用于制造形狀復(fù)雜而力學(xué)性能要求不高的工件，承受壓力、要求消振的工件，以及一些耐磨工作。常用的熱處理工藝有去應(yīng)力退火，消除白口組織的退火和表面淬火?；诣T鐵的牌號中“HT”是“灰鐵”兩字漢語拼音的首字母，其后數(shù)字表示其最低抗拉強度。如：HT100、HT300，灰鑄鐵的牌號、力學(xué)性能及主要用途可查相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)?！鞠嚓P(guān)知識】三、鋼鐵材料的分類與牌號24遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院【相關(guān)知識】三、鋼鐵材料的分類與牌號25遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院返回目錄頁（2）可鍛鑄鐵可鍛鑄鐵（習(xí)稱瑪鐵、馬口鐵）因?qū)﹁T鐵進(jìn)行了可鍛化退火而得名的，并不能鍛造。可鍛鑄鐵的強度和韌性都比灰鑄鐵好，但由于退火時間長，生產(chǎn)過程復(fù)雜，生產(chǎn)效率低，成本高，現(xiàn)已很少使用。【相關(guān)知識】三、鋼鐵材料的分類與牌號25遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院【相關(guān)知識】三、鋼鐵材料的分類與牌號26遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院返回目錄頁（3）球墨鑄鐵鐵液經(jīng)球化處理和孕育處理，使石墨全部或大部分呈球狀的鑄鐵稱為球墨鑄鐵。球墨鑄鐵有較高的抗拉強度和抗疲功強度，塑性、韌性也比灰鑄鐵好得多，可與鑄鋼媲美。此外，球墨鑄鐵的鑄造性能、耐磨性、切削加工性都比鋼好。因此球墨鑄鐵常用于制造載荷較大且受磨損和沖擊作用的重要零件，如汽車、拖拉機的曲軸，連桿和機床的蝸桿、蝸輪等。球墨鑄鐵的牌號用“QT”和其后的兩組數(shù)字組成。兩組數(shù)字分別表示最低抗拉強度和最低伸長率。如QT400-15表示球墨鑄鐵，其最低抗拉強度為400MPa，最低伸長率為15%。【相關(guān)知識】三、鋼鐵材料的分類與牌號26遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院【相關(guān)知識】三、鋼鐵材料的分類與牌號27遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院返回目錄頁（4）蠕墨鑄鐵蠕墨鑄鐵是近代發(fā)展起來的一種新型結(jié)構(gòu)材料，蠕墨鑄鐵的力學(xué)性能介于灰鑄鐵與球墨鑄鐵之間，其鑄造性、切削加工性、吸振性、導(dǎo)熱性和耐磨性接近于灰鑄鐵，抗拉強度和疲勞強度相當(dāng)于鐵素體球墨鑄鐵。常用于制造復(fù)雜的大型鑄件、高強度耐壓件和沖擊件，如立柱、泵體、機床床身、閥體、汽缸蓋等。蠕墨鑄鐵的牌號是用“RuT”與一組數(shù)字表示，數(shù)字表示最低抗拉強度極限σb的兆帕值。例如RuT420表示最低抗拉強度極限為420MPa的蠕墨鑄鐵?！鞠嚓P(guān)知識】三、鋼鐵材料的分類與牌號27遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院【相關(guān)知識】三、鋼鐵材料的分類與牌號28遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院返回目錄頁鋼分為碳素鋼和合金鋼兩類，碳素鋼俗稱碳鋼，是最基本的鐵碳合金，它是指冶煉時沒有特意加入合金元素，且含碳量大于0.0218%而小于2.11%的鐵碳合金。2工業(yè)用鋼的編號（1）按用途分為結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼、專門用途鋼和特殊性能鋼。為了便于分析，可以對鋼進(jìn)行如下分類：（2）按含碳量的多少分為低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼。（3）按有害雜質(zhì)元素（硫、磷）含量的多少分為普通質(zhì)量鋼、優(yōu)質(zhì)鋼和高級優(yōu)質(zhì)鋼。（4）按合金元素含量的多少分為非合金鋼、低合金鋼和合金鋼，其界限值可查有關(guān)手冊。【相關(guān)知識】三、鋼鐵材料的分類與牌號28遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院【相關(guān)知識】三、鋼鐵材料的分類與牌號29遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院返回目錄頁為了便于學(xué)習(xí)在此先分析各種鋼產(chǎn)品牌號的編號方法。（1）非合金鋼（碳素鋼）產(chǎn)品牌號的編號方法見表4-2表4-2非合金鋼（碳素鋼）產(chǎn)品牌號的編號方法分類編號方法舉例說明碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235A·F“Q”為“屈”字的漢語拼音字首，后面的數(shù)字為屈服點值（MPa）；A、B、C、D表示質(zhì)量等級，從左到右，質(zhì)量依次提高；F、b、Z、TZ依次表示脫氧程度，即沸騰鋼、半鎮(zhèn)靜鋼、鎮(zhèn)靜鋼、特殊鎮(zhèn)靜鋼。Q·F表示屈服點為235MPa、質(zhì)量為A級的沸騰鋼【相關(guān)知識】三、鋼鐵材料的分類與牌號29遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院【相關(guān)知識】三、鋼鐵材料的分類與牌號30遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院返回目錄頁優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼45(wc=0.45%wMn=0.25-0.5%)40Mn(wc=0.4%wMn=0.7-1.0%)兩位數(shù)字表示鋼的平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，以萬分之幾來計。該鋼分為兩種：一種是普通含錳量的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，如65、40等；另一種是較高含錳量的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，如65Mn、40Mn等。在GB17616-1998統(tǒng)一數(shù)字代號體系中，代號均為Uxxxxx碳素工具鋼T8(wc=0.8%)T12A(wc=1.2%)用“碳”的漢語拼音字母大寫的字頭表示碳素工具鋼，一位數(shù)字表示該鋼的平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，以千分之幾來計，鋼號后加“A”表示高級優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼鑄造碳鋼ZG200-400(=200Mpa=400Mpa)“ZG”代表鑄鋼，其后面第一組數(shù)字表示屈服點，第二組數(shù)字表示抗拉強度。如ZG200-400表示屈服點為200MPa、抗拉強度為400MPa的鑄造碳鋼，統(tǒng)一數(shù)字代號為：Cxxxxx【相關(guān)知識】三、鋼鐵材料的分類與牌號30遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院【相關(guān)知識】三、鋼鐵材料的分類與牌號返回目錄頁（2）低合金鋼產(chǎn)品牌號的編號方法是用字母“”（表示“屈服強度”）起頭，接排屈服強度值及質(zhì)量等級(從低到高用A、B、C、D、E表示)。如Q345C、Q420C等。（3）合金鋼產(chǎn)品牌號的編號方法見表4-3。31遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院【相關(guān)知識】三、鋼鐵材料的分類與牌號返回目錄頁（2）低合金鋼【相關(guān)知識】三、鋼鐵材料的分類與牌號返回目錄頁表4-3合金鋼產(chǎn)品牌號的編號方法分類編號方法（原則：數(shù)字+化學(xué)元素+數(shù)字）舉例說明合金結(jié)構(gòu)鋼60Si2Mn或60硅2錳(wc=0.60%，wSi=2%，wMn<1.5%)前面兩位數(shù)字表示鋼的平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，以萬分之幾來計；化學(xué)元素用漢字或化學(xué)元素符號表示；后面的數(shù)字表示該元素的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)，以百分之幾來計。當(dāng)該元素的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于1.5%時，編號中只標(biāo)明元素，一般不標(biāo)明含量，當(dāng)質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于1.5%、2.5%、3.5%…，則相應(yīng)以2、3、4…表示，統(tǒng)一數(shù)字代號為Axxxxx合金工具鋼9Mn2V(wc=0.90%)W18Cr4V(wc=0.7%-0.8%)與合金結(jié)構(gòu)鋼編號方法的區(qū)別在于：用一位數(shù)字表示鋼的平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，以千分之幾來計；當(dāng)平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于或等于1%時，鋼號前無數(shù)字；但高速鋼例外，它的平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于1%時也不標(biāo)出。統(tǒng)一數(shù)字號均為Txxxxx。合金元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的表示方法與合金結(jié)構(gòu)鋼的相同特殊性能鋼0Cr18Ni9(wc≤0.08%)00Cr18Ni9(wc=0.1%)與工具鋼的編號方法相同，但特殊性能鋼的平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低。當(dāng)其平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于或等于0.08%時，在鋼號的前面分別冠上“0”、“00”。如0Cr18Ni9表示平均碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.03%鉻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18%、鎳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9%的耐熱鋼。合金元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的表示方法與合金結(jié)構(gòu)的相同。32遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院【相關(guān)知識】三、鋼鐵材料的分類與牌號返回目錄頁表4-3【相關(guān)知識】三、鋼鐵材料的分類與牌號33遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院返回目錄頁①碳素結(jié)構(gòu)鋼。碳素結(jié)構(gòu)鋼為低碳鋼或中碳鋼，其力學(xué)性能一般，加工工藝好，價格便宜，使用時不用進(jìn)行熱處理，多用來制造一般工程結(jié)構(gòu)構(gòu)件和不重要的進(jìn)行零件。碳素結(jié)構(gòu)鋼的常用牌號有：Q195、Q215A、Q215B、Q235A、Q235B、Q235C、Q235D、Q275A、Q275C、Q275D。其性能可查閱有關(guān)資料。結(jié)構(gòu)鋼主要用來制造金屬結(jié)構(gòu)物（如井架、汽車外殼等）或機械零件（如軸、齒輪、螺栓等），包括碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼與合金結(jié)構(gòu)鋼等。3工業(yè)用鋼的性能和應(yīng)用（1）結(jié)構(gòu)鋼【相關(guān)知識】三、鋼鐵材料的分類與牌號33遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院【相關(guān)知識】三、鋼鐵材料的分類與牌號34遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院返回目錄頁②低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼。在低碳碳素結(jié)構(gòu)鋼中加入少量的錳、釩、鈦、鈮、鉻、鎳等合金元素（以錳為主）后，可以制成一個新鋼種-----低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼。因該鋼種與碳素結(jié)構(gòu)鋼相比具有較高的強度，較好的韌性、焊接性和耐蝕性，較高的性能價格比，故在橋梁、船舶、車輛、容器和建筑結(jié)構(gòu)中得到了廣泛的應(yīng)用。低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼的牌號從Q295至Q460有多個，最常用的是Q345鋼。③優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼中的有害雜質(zhì)含量較少，化學(xué)成分準(zhǔn)確，力學(xué)性能可靠，常用來制造比較重要的機械零件。優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼一般都要進(jìn)行熱處理，以便充分發(fā)揮其良好的力學(xué)性能。常用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號有08F、15、20、25、35、40、40Mn、45、50Mn、65、60Mn、65Mn，其性能、特點及應(yīng)用可查有關(guān)手冊，其中常用的是45號鋼?！鞠嚓P(guān)知識】三、鋼鐵材料的分類與牌號34遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院【相關(guān)知識】三、鋼鐵材料的分類與牌號35遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院返回目錄頁④合金結(jié)構(gòu)鋼。在優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼中加入一定量的不同的合金元素可得到性能更好的鋼種----合金結(jié)構(gòu)鋼。使用合金結(jié)構(gòu)鋼可以減小零件的尺寸和重量，從而使整機小而輕。合金結(jié)構(gòu)鋼的品種很多，性能各有所長，但價格較高，可根據(jù)需要進(jìn)行合理選用。常用的合金結(jié)構(gòu)鋼有合金滲碳鋼與合金調(diào)質(zhì)鋼，它們都是用來制造重要機械零件的。合金滲碳鋼屬于低碳合金鋼，要經(jīng)過滲碳、淬火、低溫回火后才能使用。它們的表面硬度高（可達(dá)58-64HRC），心部韌性好，切削加工性好，適合制造工作時受強烈沖擊和摩擦的零件。合金調(diào)質(zhì)鋼屬于中碳鋼，要經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理后才能使用，調(diào)質(zhì)后還可進(jìn)行表面淬火或化學(xué)熱處理。合金調(diào)質(zhì)鋼的綜合力學(xué)性能好，淬透性好，切削加工性好，更適合制造工作時受力大、易出現(xiàn)嚴(yán)重磨損的重要零件。常用合金滲碳鋼的牌號有：20Cr、20CrMnTi、20Cr2Ni4，其熱處理及性能和應(yīng)用可查有關(guān)資料。典型合金調(diào)質(zhì)鋼的牌號有：40Cr、35CrMo、40CrNiMoA，其熱處理及性能和應(yīng)用可查閱有關(guān)資料?！鞠嚓P(guān)知識】三、鋼鐵材料的分類與牌號35遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院【相關(guān)知識】三、鋼鐵材料的分類與牌號36遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院返回目錄頁⑤鑄鋼。許多形狀復(fù)雜或尺寸很大的批量生產(chǎn)零件可以用鑄鋼來制造。鑄鋼的鑄造性能比鑄鐵差，但力學(xué)性能和焊接性能卻大大優(yōu)于鑄鐵，故多用在工程機械和車輛中。目前應(yīng)用較多的是鑄造碳鋼。工程用典型鑄造碳鋼的牌號有：ZG230-450、ZG270-500、ZG310-570。①碳素工具鋼。碳素工具鋼是一種高碳優(yōu)質(zhì)鋼，有害雜質(zhì)含量少，經(jīng)淬火和低溫回火后硬度高、耐磨性好。但因其熱硬性（又稱紅硬性，即高溫下保持高硬度的性能）很差，當(dāng)溫度超過250C后，硬度會急劇下降，故多用來制作在常溫下使用的低速工具、手動工具、模具和耐磨零件等。碳素工具鋼的牌號有T7、T7A、T8、T8A、T8Mn、T8MnA、T9、T9A、T10、T10A、T11、T11A、T12、T12A、T13、T13A等。隨著含碳量的增加，碳素工具鋼的硬度和耐磨性增加，但韌性和淬透性降低。工具鋼主要用來制造工具、模具、量具和刃具。通常將工具鋼分為碳素工具鋼、合金工具鋼和高速工具鋼。（2）工具鋼【相關(guān)知識】三、鋼鐵材料的分類與牌號36遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院【相關(guān)知識】三、鋼鐵材料的分類與牌號37遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院返回目錄頁②合金工具鋼。