碳鋼基礎(chǔ)知識(shí)

碳鋼堅(jiān)持才會(huì)成功鋼鐵材料是鋼和鑄鐵的統(tǒng)稱。鋼是以鐵為主要元素，含碳量一般在2.11%以下，并含有其他元素的材料。鑄鐵是碳含量大于2.11%的鐵碳合金。含碳量2.11%通常是鋼和鑄鐵的分界線。根據(jù)化學(xué)成分，鋼分為非合金鋼、低合金鋼和合金鋼。堅(jiān)持才會(huì)成功一、碳鋼的分類高級(jí)優(yōu)質(zhì)堅(jiān)持才會(huì)成功二、碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號(hào)表示方法：由代表屈服點(diǎn)的字母Q、屈服點(diǎn)數(shù)值、質(zhì)量等級(jí)符號(hào)、脫氧方法符號(hào)四部分順序組成。質(zhì)量等級(jí)有：A、B、C、D脫氧方法有：F（沸騰鋼）、b（半鎮(zhèn)靜鋼）、Z（鎮(zhèn)靜鋼）、TZ（特殊鎮(zhèn)靜鋼）。通常Z和TZ可省略。例如：Q235－AF堅(jiān)持才會(huì)成功

1.普通碳素結(jié)構(gòu)鋼

碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號(hào)、性能特點(diǎn)及用途見(jiàn)下表堅(jiān)持才會(huì)成功

2.優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼堅(jiān)持才會(huì)成功

2.優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號(hào)表示法：

用兩位數(shù)字表示鋼平均含碳量的萬(wàn)分?jǐn)?shù)，如40鋼。含錳量較高（WMn=0.7％～1.2％）的鋼，在兩位數(shù)字后面寫(xiě)“Mn”，如60Mn鋼。脫氧方法表示法同碳素結(jié)構(gòu)鋼。高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼，在牌號(hào)后面加“A”；特級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼，在牌號(hào)后面加“E”。堅(jiān)持才會(huì)成功2.優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼

優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號(hào)、性能特點(diǎn)及用途見(jiàn)表（每種牌號(hào)的具體數(shù)值可查資料，這里僅按性能、用途類似的歸納作介紹）堅(jiān)持才會(huì)成功

3、碳素工具鋼牌號(hào)表示法：用“碳”的漢語(yǔ)拼音字首“T’加數(shù)字（表示鋼的平均Wc的千分?jǐn)?shù)）表示，例如，T8A。

這類鋼Wc＝0.65％～1.35％，一般均需熱處理后使用，主要制作低速切削刃具,以及對(duì)熱處理變形要求低的一般模具、低精度量具等。碳素工具鋼牌號(hào)、性能特點(diǎn)及用途見(jiàn)表堅(jiān)持才會(huì)成功二、碳鋼的性能材料是機(jī)器的物質(zhì)基礎(chǔ)。金屬材料的性能是選擇材料的主要依據(jù)。金屬材料的性能一般分為工藝性能和使用性能。工藝性能是指金屬材料從冶煉到成品的生產(chǎn)過(guò)程中，在各種加工條件下表現(xiàn)出來(lái)的性能；使用性能是指金屬零件在使用條件下金屬材料表現(xiàn)出來(lái)的性能。金屬材料的使用性能決定了它的使用范圍。使用性能包括物理性能、化學(xué)性能和力學(xué)性能。堅(jiān)持才會(huì)成功1.物理性能(1)密度金屬的密度即是單位體積金屬的質(zhì)量，其單位為ｋｇ／ｍ3。

根據(jù)密度的大小，金屬材料可分為輕金屬和重金屬。密度小于4.5ｇ／ｃｍ3

的金屬叫做輕金屬，如鋁，鈦等。

堅(jiān)持才會(huì)成功(2)熔點(diǎn)

金屬?gòu)墓腆w狀態(tài)向液體狀態(tài)轉(zhuǎn)變時(shí)的溫度稱為熔點(diǎn)。熔點(diǎn)一般用攝氏溫度（℃）表示。各種金屬都有其固定熔點(diǎn)。如鉛的熔點(diǎn)為323℃，鋼的熔點(diǎn)為１５３８℃。熔點(diǎn)對(duì)于冶煉、鑄造、焊接和配制合金等都很重要。熔點(diǎn)低于１０００℃的金屬稱為低熔點(diǎn)金屬，熔點(diǎn)在１０００～２０００℃的金屬稱為中熔點(diǎn)金屬，熔點(diǎn)高于２０００℃的金屬稱為高熔點(diǎn)金屬。堅(jiān)持才會(huì)成功(3)導(dǎo)熱性

金屬材料傳導(dǎo)熱量的能力稱為導(dǎo)熱性。一般用熱導(dǎo)率（導(dǎo)熱系數(shù)）λ表示金屬材料導(dǎo)熱性能的優(yōu)劣。熱導(dǎo)率大的金屬材料的導(dǎo)熱性好。在一般情況下，金屬材料的導(dǎo)熱性比非金屬材料好。金屬的導(dǎo)熱性以銀為最好，銅、鋁次之。

導(dǎo)熱性好的金屬散熱也好，可用來(lái)制造散熱器零件，如冰箱、空調(diào)的散熱片。堅(jiān)持才會(huì)成功(4)熱膨脹性金屬材料在受熱時(shí)體積會(huì)增大，冷卻時(shí)則收縮，這種現(xiàn)象稱為熱膨脹性。各種金屬的熱膨脹性能不同。在實(shí)際工作中有時(shí)必須考慮熱膨脹的影響。例如，一些精密測(cè)量工具就要選用膨脹系數(shù)較小的金屬材料來(lái)制造；鋪設(shè)鐵軌、架設(shè)橋梁、金屬工件加工過(guò)程中測(cè)量尺寸等都要考慮到熱膨脹的因素。堅(jiān)持才會(huì)成功(5)導(dǎo)電性金屬材料傳導(dǎo)電流的性能稱為導(dǎo)電性。但各種金屬材料的導(dǎo)電性各不相同，其中以銀為最好，銅、鋁次之，工業(yè)上用銅、鋁做導(dǎo)電的材料。導(dǎo)電性差的高電阻金屬材料，如鐵鉻合金、鎳鉻鋁、康銅和錳銅等用于制造儀表零件或電熱元件，如電爐絲。堅(jiān)持才會(huì)成功(6)磁性

金屬導(dǎo)磁的性能稱為磁性。具有導(dǎo)磁能力的金屬材料都能被磁鐵吸引。鐵、鈷等為鐵磁性材料，錳、鉻、銅、鋅為無(wú)磁性或順磁性材料。但對(duì)某些金屬來(lái)說(shuō)，磁性也不是固定不變的，如鐵在７６８℃以上就表現(xiàn)為沒(méi)有磁性或順磁性。鐵磁性材料可用于制作變壓器、電機(jī)的鐵心和測(cè)量?jī)x表零件等；無(wú)（順）磁性材料可用做要求避免磁場(chǎng)干擾的零件。堅(jiān)持才會(huì)成功2.化學(xué)性能金屬材料的化學(xué)性能是指金屬在化學(xué)作用下所表現(xiàn)的性能。

1耐腐蝕性

金屬材料在常溫下抵抗氧、水蒸氣及其他化學(xué)介質(zhì)腐蝕作用的能力，稱為耐腐蝕性。常見(jiàn)的鋼鐵生銹，就是腐蝕現(xiàn)象。2抗氧化性

金屬材料抵抗氧化作用的能力，稱為抗氧化性。

金屬材料在加熱時(shí)，氧化作用加速，如鋼材在鍛造、熱處理、焊接等加熱作業(yè)時(shí)，會(huì)發(fā)生氧化和脫碳，造成材料的損耗和各種缺陷。因此，在加熱坯件或材料時(shí)，常在其周圍形成一種還原氣體或保護(hù)氣體，以避免金屬材料的氧化。

3化學(xué)穩(wěn)定性

化學(xué)穩(wěn)定性是金屬材料的耐腐蝕性和抗氧化性的總稱。金屬材料在高溫下的化學(xué)穩(wěn)定性叫做熱穩(wěn)定性。用于制造在高溫下工作的零件的金屬材料，要有良好的熱穩(wěn)定性。

堅(jiān)持才會(huì)成功3.力學(xué)性能力學(xué)性能又稱為機(jī)械性能，是指材料在力作用下所顯示的性能，主要有強(qiáng)度、塑性、硬度、韌性和疲勞強(qiáng)度等。

(1)強(qiáng)度強(qiáng)度是指金屬抵抗永久變形（塑性變形）和斷裂的能力。常用的強(qiáng)度判據(jù)是屈服點(diǎn)（舊稱屈服強(qiáng)度、屈服極限）和抗拉強(qiáng)度。測(cè)定強(qiáng)度判據(jù)的方法是拉伸試驗(yàn)。堅(jiān)持才會(huì)成功拉伸曲線：拉伸力（F）和伸長(zhǎng)量（l-lo）的關(guān)系曲線。堅(jiān)持才會(huì)成功材料受外力作用后，導(dǎo)致材料內(nèi)部之間產(chǎn)生的相互作用力稱為內(nèi)力，其大小和外力相等、方向相反。單位面積上的內(nèi)力稱為應(yīng)力，用符號(hào)σ表示。

1）彈性極限試樣產(chǎn)生完全彈性變形時(shí)所能承受的最大應(yīng)力。式中Fe—試樣產(chǎn)生完全彈性變形時(shí)所能承受的最大拉伸力，單位N。

Ao—試樣原始橫截面積，單位mm2MPa堅(jiān)持才會(huì)成功

2）屈服點(diǎn)定義：是指試樣在試驗(yàn)過(guò)程中力不增加還能繼續(xù)伸長(zhǎng)時(shí)的應(yīng)力。式中Fs

—試樣產(chǎn)生屈服現(xiàn)象時(shí)的拉伸力，單位N。

Ao—試樣原始橫截面積，單位mm2

條件屈服強(qiáng)度MPaMPa堅(jiān)持才會(huì)成功

3）抗拉強(qiáng)度定義：是指試樣拉斷前所能承受的最大拉應(yīng)力。式中

Fb

—試樣拉斷前所能承受的最大拉伸力，單位N。

Ao—試樣原始橫截面積，單位mm2屈強(qiáng)比（σs/σb）

工程上用的材料，除要求有較高的抗拉強(qiáng)度，還希望有一定的屈強(qiáng)比（σs/σb）。屈強(qiáng)比越小，零件可靠性越高，使用中超載不會(huì)立即斷裂。但屈強(qiáng)比太小，則材料強(qiáng)度的有效利用率降低。MPa堅(jiān)持才會(huì)成功

2、塑性指斷裂前材料發(fā)生不可逆永久變形的能力。塑性判據(jù)是斷后伸長(zhǎng)率和斷面收縮率。

1）斷后伸長(zhǎng)率斷后伸長(zhǎng)率是指試樣拉斷后的伸長(zhǎng)與原始標(biāo)距的百分比。堅(jiān)持才會(huì)成功

2、塑性指斷裂前材料發(fā)生不可逆永久變形的能力。塑性判據(jù)是斷后伸長(zhǎng)率和斷面收縮率。

2）斷后收縮率

斷后收縮率是指試樣拉斷后，縮頸處橫截面積的最大縮減量與原始橫截面積的百分比。堅(jiān)持才會(huì)成功3、硬度

硬度是材料抵抗局部變形，特別是塑性變形、壓痕或劃痕的能力它衡量材料軟硬的判據(jù)。目前最常用的硬度試驗(yàn)法是布氏硬度試驗(yàn)法、洛氏硬度試驗(yàn)法和維氏硬度試驗(yàn)法。堅(jiān)持才會(huì)成功

1）布氏硬度kgf/mm2式中A壓—壓痕球形表面積，mm2

Ｄ—壓頭直徑，mm2

ｄ—壓痕平均直徑，mm。kgf/mm2(試驗(yàn)力F單位用kgf)（可從資源中心下載拉伸試驗(yàn)視頻資料演示）堅(jiān)持才會(huì)成功

1）布氏硬度布氏硬度的表示方法：140HBS10／10000／30500HBW5／7500一般在零件圖或工藝文件上標(biāo)柱材料要求的布氏硬度值時(shí)，不規(guī)定試驗(yàn)條件，只標(biāo)出要求的硬度范圍和硬度符號(hào)，例如200～230HBS。

HBS用于測(cè)試硬度值小于450的材料；HBW用于測(cè)量硬度值在450～650范圍的材料。布氏硬度主要用來(lái)測(cè)定鑄鐵、有色金屬、以及退火、正火和調(diào)質(zhì)處理的鋼材的硬度，如半成品和原材料。堅(jiān)持才會(huì)成功

2）洛氏硬度式中，C為常數(shù)，壓頭是金剛石圓錐時(shí)，C＝100；壓頭為淬火鋼球時(shí),C＝130。堅(jiān)持才會(huì)成功

2）洛氏硬度以淬火、低溫回火GCr15鋼為例，測(cè)量HRC值（從資源中心下載）堅(jiān)持才會(huì)成功

2）洛氏硬度洛氏硬度無(wú)單位，需標(biāo)明硬度標(biāo)尺符號(hào)，在符號(hào)前面寫(xiě)出硬度值，如60HRC、80HRA、90HRB。洛氏硬度各標(biāo)尺之間沒(méi)有對(duì)應(yīng)關(guān)系，不能直接比較硬度值的高低。洛氏硬度試驗(yàn)操作簡(jiǎn)單、迅速、壓痕小，主要用于測(cè)試熱處理后硬度較高的成品零件及較薄的工件，對(duì)于組織和硬度不均勻的材料，硬度值波動(dòng)較大，準(zhǔn)確性不如布氏硬度值。堅(jiān)持才會(huì)成功

3）維氏硬度Kgf/mm2式中F—試驗(yàn)力，N

Ao—壓痕面積，mm2d—壓痕對(duì)角線的算術(shù)平均值，mm。以淬火、低溫回火T8A鋼為例，測(cè)量HV值（從資源中心下載相關(guān)視頻資料）堅(jiān)持才會(huì)成功

3）維氏硬度維氏硬度值一般不標(biāo)單位，在符號(hào)HV前寫(xiě)出硬度值。維氏硬度試驗(yàn)因試驗(yàn)力小（常用49.03N），壓痕淺，輪廓清晰，數(shù)值準(zhǔn)確，試驗(yàn)力選擇范圍大（49.03~980.7N），所以可測(cè)量從很軟到很硬材料的硬度，維氏硬度值之間能直接進(jìn)行比較。維氏硬度常用來(lái)測(cè)試薄片材料、金屬鍍層及零件表面硬化層的硬度，但試驗(yàn)麻煩，不宜用于成批生產(chǎn)的常規(guī)檢驗(yàn)。堅(jiān)持才會(huì)成功特別說(shuō)明：各種硬度試驗(yàn)法測(cè)得的硬度值不能進(jìn)行直接比較，必須通過(guò)硬度換算表?yè)Q算成一種硬度值后，方能比較硬度高低。堅(jiān)持才會(huì)成功4.韌性與疲勞強(qiáng)度

1）韌性韌性是指金屬在斷裂前吸收變形能量的能力,可用來(lái)衡量金屬材料抵抗沖擊載荷能力。韌性的判據(jù)通過(guò)沖擊試驗(yàn)來(lái)測(cè)定。

（注：可從資源中心下載相關(guān)視頻資料）40Cr鋼沖擊吸收功測(cè)定試驗(yàn)堅(jiān)持才會(huì)成功

5.疲勞強(qiáng)度循環(huán)應(yīng)力：應(yīng)力的大小和方向隨時(shí)間作周期性的變化。零件在循環(huán)應(yīng)力作用下，常在遠(yuǎn)小于該材料的σb，甚至小于σS強(qiáng)度的情況下發(fā)生斷裂的現(xiàn)象稱為金屬的疲勞，金屬疲勞的判據(jù)是疲勞強(qiáng)度。堅(jiān)持才會(huì)成功

試驗(yàn)證明，當(dāng)σ低于某一數(shù)值時(shí)，材料可經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)次循環(huán)應(yīng)力作用而不斷裂，這一應(yīng)力稱為疲勞強(qiáng)度。在工程上，疲勞強(qiáng)度是指在一定的循環(huán)次數(shù)下不發(fā)生斷裂的最大應(yīng)力。一般規(guī)定，鋼鐵材料的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)取108，有色金屬取107。合理設(shè)計(jì)零件結(jié)構(gòu)、避免應(yīng)力集中、降低表面粗糙度值、進(jìn)行表面滾壓、噴丸處理、表面熱處理等，可以提高工件的疲勞強(qiáng)度。堅(jiān)持才會(huì)成功贈(zèng)送精美圖標(biāo)1、字體安裝與設(shè)置如果您對(duì)PPT模板中的字體風(fēng)格不滿意，可進(jìn)行批量替換，一次性更改各頁(yè)面字體。在“開(kāi)始”選項(xiàng)卡中，點(diǎn)擊“替換”按鈕右側(cè)箭頭，選擇“替換字體”。（如下圖）在圖“替換”下拉列表中選擇要更改字體。（如下圖）在“替換為”下拉列表中選擇替換字體。點(diǎn)擊“替換”按鈕，完成。382、替換模板中的圖片模板中的圖片展示頁(yè)面，您可以根據(jù)需要替換這些圖片，下面介紹兩種替換方法。方法一：更改圖片選中模版中的圖片（有些圖片