1、助教课件助教课件 单元四机械工程材料单元四机械工程材料学习目标学习目标常常用用工工程程材材料料常用常用金属金属材料材料了解金属材料的类型、用途、力学性能及工艺性能；了解金属材料的类型、用途、力学性能及工艺性能；了解工程用钢和有色金属及其合金的规格、性能、用途，了解工程用钢和有色金属及其合金的规格、性能、用途，能查阅相关手册能查阅相关手册工程工程塑料塑料 了解通用塑料及工程塑料的基本性能和用途了解通用塑料及工程塑料的基本性能和用途工程材料分类工程材料分类碳碳素素钢钢合合金金钢钢按含碳量分低碳钢 0.0218%c%0.25%中碳钢 0.25%C%0.6%高碳钢 0.6%C%1%Wc1%时不标出；时
2、不标出；当当Wc1%Wc1%前面数字表示含碳量的前面数字表示含碳量的千倍千倍。如：9SiCr,Cr12,5CrMnMo9SiCr,Cr12,5CrMnMo等。等。但但高速钢高速钢不标含碳量，只写出合金元素符号及其含量。不标含碳量，只写出合金元素符号及其含量。如:W18Cr4V,W6Mo5Cr4V2W18Cr4V,W6Mo5Cr4V23、合金钢的牌号、合金钢的牌号合金结构钢合金结构钢1 1、普通低合金结构钢、普通低合金结构钢 低碳，合金含量小于低碳，合金含量小于3%3%。主加元素为。主加元素为MnMn其强化了铁素体，其强化了铁素体，提高了强度；提高了强度；V V，TiTi等元素使晶粒细化，使韧性
3、提高。等元素使晶粒细化，使韧性提高。在在建筑、桥梁、车辆、船舶建筑、桥梁、车辆、船舶中应用广泛。以中应用广泛。以16Mn16Mn为最广。为最广。船船舶舶桥梁桥梁2、合金渗碳钢 含碳量为含碳量为0.1%-0.2%,0.1%-0.2%,以保障心部具有足够的韧性，合金含以保障心部具有足够的韧性，合金含量量小于小于3%3%。主加元素为。主加元素为CrCr、MnMn、TiTi、V V，提高了淬透性，使晶粒，提高了淬透性，使晶粒细化，耐磨性提高细化，耐磨性提高。主要用于表面要主要用于表面要求硬而耐磨，心部具求硬而耐磨，心部具有足够强度和韧性的有足够强度和韧性的零件，如：汽车变速零件，如：汽车变速箱的齿轮等
4、。箱的齿轮等。以以20Cr20Cr、20CrTiMn20CrTiMn为最广。为最广。变速齿轮变速齿轮拨叉拨叉3 3、合金调质钢、合金调质钢 含碳量为含碳量为0.25%-0.5%0.25%-0.5%,主加元素为主加元素为CrCr、MnMn、SiSi、NiNi等以提等以提高淬透性和强化铁素体高淬透性和强化铁素体.调质钢具有良好的综合力学性能调质钢具有良好的综合力学性能。合金调质钢广泛用于制造汽车、拖拉机、机床和其它机合金调质钢广泛用于制造汽车、拖拉机、机床和其它机器上的各种重要零件，如器上的各种重要零件，如齿轮、轴类件、连杆齿轮、轴类件、连杆等。等。曲轴曲轴 连杆连杆 4 4、合金弹簧钢、合金弹簧
5、钢 它具有高的它具有高的弹性、疲劳强度及冲动韧度弹性、疲劳强度及冲动韧度。含碳量为含碳量为0.5%-0.5%-0.7%0.7%,主加元素为主加元素为CrCr、MnMn、SiSi等以提高淬透性和弹性极限。等以提高淬透性和弹性极限。合金弹簧钢是一种专合金弹簧钢是一种专用结构钢，主要用于制造用结构钢，主要用于制造各种各种弹簧弹簧和弹性元件和弹性元件。拉力弹簧拉力弹簧 圆柱弹簧圆柱弹簧 5 5、滚动轴承钢、滚动轴承钢 主要用来制造滚动轴承的主要用来制造滚动轴承的滚动体滚动体（滚珠、滚柱、滚（滚珠、滚柱、滚针）、内外套圈等，属专用结构钢。针）、内外套圈等，属专用结构钢。碳质量分数一般为碳质量分数一般为0
6、.95%-1.10%0.95%-1.10%，以保证其高硬，以保证其高硬度、高耐磨性和高强度。度、高耐磨性和高强度。铬铬为基本合金元素为基本合金元素 ，铬含量，铬含量为为0.40%-1.65%0.40%-1.65%。高碳低铬高碳低铬。如：如：GCr15GCr15合金工具钢合金工具钢 合金工具钢是制造刃具、量具和模具的钢种。不仅有更高的硬度合金工具钢是制造刃具、量具和模具的钢种。不仅有更高的硬度和耐磨性和耐磨性,还具有更高的还具有更高的红硬性红硬性。1 1、合金刃具钢、合金刃具钢 用途：用途：主要用于制造各种主要用于制造各种金属切削刀具，如车刀、铣刀、金属切削刀具，如车刀、铣刀、钻头等。钻头等。性
7、能：性能：（1 1）高硬度，）高硬度，60HRC60HRC以上；以上；（2 2）高的耐磨性；）高的耐磨性；（3 3）高热硬性）高热硬性 ；（4 4）足够的塑性和韧性）足够的塑性和韧性 。铣刀铣刀 英制模板刀英制模板刀合金工具钢的合金工具钢的种类及牌号种类及牌号 低低合合金金刃刃具具钢钢 高高速速钢钢 高碳：碳质量分数为高碳：碳质量分数为0.9%-1.1%0.9%-1.1%，以保证高硬度和高耐磨性。，以保证高硬度和高耐磨性。CrCr、MnMn、SiSi主要是提高钢的淬透性，主要是提高钢的淬透性，SiSi还能提高钢的回火稳定还能提高钢的回火稳定性；性；W W、V V能提高硬度和耐磨性，并防止加热时
8、过热，保持细小的晶粒。能提高硬度和耐磨性，并防止加热时过热，保持细小的晶粒。（如：（如：W18Cr4VW18Cr4V、W6Mo5Cr4V2W6Mo5Cr4V2 ）高速钢是高合金刃具钢，具有很高的热硬性，高速切削中刃部温度达高速钢是高合金刃具钢，具有很高的热硬性，高速切削中刃部温度达600 时，其硬度无明显下降。时，其硬度无明显下降。高碳：碳质量分数在高碳：碳质量分数在0.70%以上，最高可达以上，最高可达1.5%左右，左右，加入加入Cr、W、Mo、V等合金元素：等合金元素：Cr 提高淬透性。提高淬透性。W、Mo 保证高的热硬性。保证高的热硬性。V 提高耐磨性，细化晶粒。提高耐磨性，细化晶粒。2
9、 2、合金量具钢、合金量具钢 用途：量具用钢用于制造各种用途：量具用钢用于制造各种测测量工具，如卡尺、千分尺、块规。量工具，如卡尺、千分尺、块规。性能要求：性能要求：(1)(1)高硬度（大于高硬度（大于56 HRC56 HRC）和高耐磨性；）和高耐磨性；(2)(2)高尺寸稳定性，在存放和使用过程中，尺寸不发生变化。高尺寸稳定性，在存放和使用过程中，尺寸不发生变化。螺纹规螺纹规 游标卡尺游标卡尺 千分尺千分尺 3、合金模具钢、合金模具钢合金模具钢按其用途分为合金模具钢按其用途分为冷作模具钢冷作模具钢和和热作模具钢热作模具钢两大类。两大类。冷作模具钢冷作模具钢 用途：冷模具用于制造用途：冷模具用于
10、制造各种冷冲模、冷镦模、冷挤各种冷冲模、冷镦模、冷挤压模和拉丝模等，工作温度压模和拉丝模等，工作温度不超过不超过200 200 300 300。热热作模具钢作模具钢如：如：9Mn2V9Mn2V、CrWMnCrWMn 用途：热作模具钢用于制造各用途：热作模具钢用于制造各种热锻模、热压模、热挤压模和压种热锻模、热压模、热挤压模和压铸模等，工作时型腔表面温度可达铸模等，工作时型腔表面温度可达600 600 以上。以上。如：如：5CrMnMo5CrMnMo、5CrNiMo5CrNiMo 性能要求：性能要求：高硬度，高硬度，585862 HRC;62 HRC;高耐磨性高耐磨性;足够的韧性和疲劳抗力足够的
11、韧性和疲劳抗力量具用钢的选用举例量具用钢的选用举例 量量 具具 钢钢 号号 平样板或卡板平样板或卡板 1010、2020或或5050、5555、6060、60Mn60Mn、65Mn 65Mn 一般量规与块规一般量规与块规 T10AT10A、T12AT12A、9SiCr 9SiCr 高精度量规与块规高精度量规与块规 CrCr（刃具钢）、（刃具钢）、CrMnCrMn、GCr15 GCr15 高精度且形状复杂的量规与块规高精度且形状复杂的量规与块规 CrWMn(CrWMn(低变形钢低变形钢)抗蚀量具抗蚀量具 4Cr13,9Cr18(4Cr13,9Cr18(不锈钢不锈钢)特殊性能钢特殊性能钢 特殊性能
12、钢是指具有特殊物理和化学性能的一种高合金特殊性能钢是指具有特殊物理和化学性能的一种高合金钢钢.它主要包括它主要包括不锈钢、耐热钢、耐磨钢不锈钢、耐热钢、耐磨钢等等.不不锈锈钢钢 （1）铬不锈钢）铬不锈钢1Cr13、2Cr13和和3Cr13等，通称等，通称Cr13型不锈钢型不锈钢（2）铬镍不锈钢）铬镍不锈钢0Cr19Ni9、1Cr18Ni9等，通称等，通称18-8型不锈钢型不锈钢 耐热耐热钢钢 常用的抗氧化钢有常用的抗氧化钢有4Cr9Si2、1Crl3SiAl等等 常用的热强钢有常用的热强钢有15CrMo、4Cr14Nil14W2Mo等等（2）热强钢）热强钢（1）抗氧化钢）抗氧化钢耐耐磨磨钢钢主
13、要用于承受严重摩擦和强烈冲击的零件主要用于承受严重摩擦和强烈冲击的零件 不锈钢船用螺旋桨不锈钢船用螺旋桨不锈钢剪刀不锈钢剪刀表表带带容容器器履带履带 铁轨分道叉铁轨分道叉 破碎机颚板破碎机颚板挖掘机斗齿挖掘机斗齿习题与思考习题与思考1根据含碳量和室温组织的不同，钢分为哪几类？试述它们的含碳量和室温组织。根据含碳量和室温组织的不同，钢分为哪几类？试述它们的含碳量和室温组织。2碳素钢的分类方法有哪些？碳素钢的分类方法有哪些？3何谓合金钢？何谓合金钢？4合金钢有哪几种常用的分类方法？合金钢有哪几种常用的分类方法？5合金结构钢按主要用途可以分为哪几类？举例说明应用。合金结构钢按主要用途可以分为哪几类？
14、举例说明应用。6合金工具钢按主要用途可以分为哪几类？举例说明应用。合金工具钢按主要用途可以分为哪几类？举例说明应用。7高速钢的主要特性是什么？它的成分和热处理有什么特点？高速钢的主要特性是什么？它的成分和热处理有什么特点？8不锈钢分哪几类？含碳量对不锈钢的性能有何影响？不锈钢分哪几类？含碳量对不锈钢的性能有何影响？9高锰钢高锰钢ZGMn13为什么耐磨且有很好的韧性？为什么耐磨且有很好的韧性？10说明下列各牌号钢属于哪一类钢？其符号和数字所代表的意义是什么？说明下列各牌号钢属于哪一类钢？其符号和数字所代表的意义是什么？Q215-A 45 16Mn 08F T12A 20CrMnTi 60Si2Mn 9SiCr GCr15 ZGMn13 W18Cr4V 1Cr18Ni9
