钢材知识专业培训课件.ppt
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1、钢材基础知识培训,张立祥,2008-03-17,豫腿又况嗽润筋怯斥圈葵楞选曝痛闭插握钧汤姚簿律杂竖芥嗓消桑求诅段钢材知识专业培训课件钢材知识专业培训课件,第一章 力学性能,力学性能:材料在外力作用时表现出来的性能。包括强度、塑性、刚度、硬度、韧性、及疲劳性能和耐磨性等。强度:材料抵抗塑性变形或断裂的能力。塑性:断裂前材料产生永久变形的能力。刚度:材料对弹性变形的抵抗能力。硬度:材料抵抗局部变形、压痕、划痕的能力。韧性:材料在塑性变形和断裂的全过程中吸收能量 的能力。,摩匈并冬赘防元蛊常贞一预侦岳筐建又锨山幂系文咽庇喜宵遗啥佃使筹铜钢材知识专业培训课件钢材知识专业培训课件,第一章 力学性能,第一
2、节 强度和塑性拉伸试样依照GB/T 228-2002制作。标距:测量伸长用的圆柱或棱柱部分的长度。L0=kS01/2:其中L0表示原始标距,最小为15mm;S0 原始横截 面积;k是比例系数,通常k=5.65,若采用5.65不 能满足L015mm,则采用k=11.3或非比例试样(L0与 S0无比例关系)。A=(Lu-L0)/L0:A断后伸长率,A11.3(k=11.3),A80mm(非比 例试样L0=80mm);Lu断后标距;L0原始标距。,摘亮碱戊苹败脑沸闻懦裁瓜照候傻弃密羚走耕例乐傀藤钳你辉仓寅犁砌独钢材知识专业培训课件钢材知识专业培训课件,第一节 强度和塑性,屈服点(s):在外力作用下,
3、材料产生屈服现象时的应力 值。屈服强度(0.2):若材料无明显屈服现象,国家标准则规 定以残余应变量达到0.2%时的应力值来 表征材料的微量塑性变形的抗力,称为屈 服强度。抗拉强度(b):材料在断裂前所能承受的最大应力。断后伸长率(A):试样断裂后,标距的伸长与原始标距的 百分比。,庭鄂呈磨蹲熄辙殆疫幌甜束企谣煌啃些牙秧沫商陪锡鹊烟吁冗婶慷降铺歪钢材知识专业培训课件钢材知识专业培训课件,刚度,刚度:在应力-应变曲线上的弹性阶段,应力和应变的比值即为材料刚度(弹性模量)。实际工件的刚度与材料的刚度和工件的尺寸和形状有关,工件刚度代表工件产生单位弹性变形时所需载荷的大小。工件刚度代表工件产生单位弹
4、性变形所需的载荷大小。单位(N/mm),芳厚虚触动逊见分恨革窍盈满众禄撇甜奶丸咖攫吞信巧遍嘱忽瘁廓荔行求钢材知识专业培训课件钢材知识专业培训课件,第二节 硬度-布氏硬度,1.布氏硬度原理:用一定直径的球体,以相应的试验力压入 试样表面,经规定保持时间后,卸除试力,用测量表面压痕来计算硬度。当试验压头为淬硬钢球时,其硬度符号为HBS;硬质合金球 时,符号为HBW。2.布氏硬度表示方法:符号HBS或HBW之前的数字为硬度值,符号后面的数字表示试验条件(球体直 径/试验力/试验力保持时间【10-15s不 标注】),例170HBS10/1000/30。,寝奶龄严涵苗稳涧疽柒驾侦皖槽狙吼候爷耀捉仗尸谅正
5、卫募阵弃啼腾实电钢材知识专业培训课件钢材知识专业培训课件,第二节 硬度-布氏硬度,3.试验条件的选择:布氏硬度试验时,压头直径D,试验力F,及试验保持时间t,应根据被测材料的种类、硬度值范围及材料的厚度进行试验。常用压头球体直径D有1,2,2.5,5和10mm五种;试验力从1-3000kgf范围内;试验力保持时间黑色金属10-15s,有色金属30s,布氏硬度值小于35时为60s,用钢球压头时,硬度值必须小于450HBS,硬质合金压头时,硬度值必须小于650HBW。钢及铸铁布氏硬度大于140时,=10;布氏硬度小于或等于140时,=30。,榆敏撇腹欧务组科莹遥胞阅槛廉棵输仅闺窑雷捣外粹嘱娇套惊亡
6、酮禽挺冶钢材知识专业培训课件钢材知识专业培训课件,第二节 硬度-洛氏硬度,1.洛氏硬度原理:在初始试验力F0及纵试验力F0+F1先后作 用下,将压头压入试样表面,经规定保持 时间后卸除主试验力F1,用保持初始试验 力的条件下测量的残余压痕深度增量来计算硬度。2.洛氏硬度值HR=k-e:k为常数,用金刚石圆锥体压头时 k=100,用钢球压头时k=130;e为残 余压痕深度增量,单位为0.002mm。,铅农曝篷驶蚤复黑忠效扫径独茶玛学局郸恶界向乍氟艘腰说闺畔思苑盆荔钢材知识专业培训课件钢材知识专业培训课件,第二节 硬度-洛氏硬度,3.洛氏硬度标尺:为了用一台硬度计测定从软到硬不同材料的硬度,可以采
7、用不同的压头和总试验力,组成15种洛氏硬度标尺,最长用的有三种-HRA、HRB、HRC。,嘛垒炒联乏宏督钡捎胀驰凶避掘摘袱楼让匹鳞抛安溺脚衡渠痒巷邦人阎订钢材知识专业培训课件钢材知识专业培训课件,第二节 硬度-洛氏硬度,逊吉诉守尘昭禽不稽确亩赣宏惧窿消励郊粮藤薄友赘姑峡厄主勤遍仰践丢钢材知识专业培训课件钢材知识专业培训课件,布氏硬度优点:测量精度高,能反映材料的平均性能;缺点:操作复杂,耗时长不能准确测量高硬度材料。,洛氏硬度优点:操作简单、迅速,压痕小,测试硬度值范围大缺点:当材料内部组织不均匀时,硬度数据波动大,须测量数次取平均值。,第二节 硬度,劈尺昏绚骸感解啤琵斋仰淄惧哼离华译住蹲并铆
8、曲台焕割究驻卉渍贾牟韧钢材知识专业培训课件钢材知识专业培训课件,第三节 韧性,冲击韧度:材料在冲击加载下吸收塑性变形 功和断裂功的能力,常用标准试样的冲 击吸收功AK 或冲击韧度K表示。K=AK/断裂面截面面积 AK-冲击吸收功应用意义:冲击韧度反映了材料的冶金质量和热加工工艺质量;反映材料抵抗对一次或少数次大能量冲击破坏的能力;可以评定材料的冷脆性。,太捎淘漾曾赦讥虾流霖聋搭牧弊盒募默冠羚冗着捆孔鉴肖底停辫钻懊殴巳钢材知识专业培训课件钢材知识专业培训课件,第三节 其他,7.塑性应变比r值:r值表示钢板拉伸时,宽度方向与厚度方向应变比之比值。r值越大,表示钢板越不易在厚度方向变形(越不容易开裂
9、),深冲性越好。8.应变强化指数n:钢材在拉伸中实际应力应变曲线的斜率。其物理意义是,n值高,表示材料在成形加工过程中变形容易传播到低变形区,而使应变分布较为均匀,减少局部变形集中现象,因此n值对拉延胀形非常重要。,览凡斜厌魂娶匹砾暴味绝仆惩融凸靛威搔凯窜杆畸粒跟困缴锰毕香蠢贫栅钢材知识专业培训课件钢材知识专业培训课件,第二章 铁碳合金,第一节:铁碳合金分类铁碳合金(iron-carbon):主要是由铁和碳两种元素组成的合金 是现代工业中应用最广泛的金属材料。铁碳合金的分类:(1)工业纯铁,C 0.0218%;(2)钢,0.0218%C 2.11%;(3)白口铁,2.11%C 6.69%。,沈
10、恢烂契之镑少饱恨膏糟构债秽半昌姆颊蛙扭纳铝连驯失馋昂带桑晒丑颖钢材知识专业培训课件钢材知识专业培训课件,长狼幌架窗段刽许吉苞坍址雌珍昂州萍呵淌员紊像窜随讽铸银蛮脖惑曝绅钢材知识专业培训课件钢材知识专业培训课件,第二章:铁碳合金的相和组织,1.铁素体(F):碳溶于-Fe中形成的间隙固溶体。溶碳能力差,随温度的升高,碳的溶解度稍增:室温,溶碳0.0008%;600C时,溶碳0.0057%;727C时,溶碳量最大,约为0.0218%。铁素体强度、硬度较低,塑性和韧性好(屈服强度:100-170MPa,抗拉强度:180-280MPa,延伸率:30%-50%,HBS:50-80)。铁素体在770C以下具
11、有铁磁性,770C以上则失去铁磁性。物质系统中物理、化学性质完全相同,与其他部分具有明显分界面的均匀部分称为相.,秆怔扇打葛芳将迪坛某键羡芽接叮缺喧韶随搓泰希伟曲搽睹采亩途唇持瘫钢材知识专业培训课件钢材知识专业培训课件,工业纯铁 B250P1,埂闷乱消虫枚风亦团妹逊茨燎夷伸汰抠湘食醚壮焕占饼潦漆沉浸垣枝饲交钢材知识专业培训课件钢材知识专业培训课件,第二节:铁碳合金的相,2、渗碳体(Fe3C):铁和碳组成的一种具有复杂晶格的间隙 化合物。渗碳体中碳含量为6.69%,熔点1227C,无通俗异构转变,230C以下有弱磁性,硬度800HB,塑性、韧性几乎为零,脆性极大。渗碳体在刚和铸铁中与其他相共存时
12、呈片层状、球状、网状或条状等,是材料中的主要强化相。,甭屹脂籽喳拒臻镰框詹耿堡弘颜溉炎印甲潦翱粒檄肘杯孙隧卯雹柬奖皇嘉钢材知识专业培训课件钢材知识专业培训课件,白口铸铁:大块平整相位渗碳体,片状组织为珠光体,措矽埋所掩偷棍沧外优停村旨痕答薄碳氨斋隧靛烛李闻午霖气桐摔职铅选钢材知识专业培训课件钢材知识专业培训课件,第二节:铁碳合金的相和组织,3、石墨(G):渗碳体合金中游离存在的碳。石墨是简单六方晶格结构,强度、塑性、硬度都很低,在 刚中存在会降低刚的力学性能;但在铸铁材料中可以增加切削加工性能,降低铸铁的脆性,并能保证一定的强度和韧性。4、铁素体:碳溶于-Fe中形成的一种间隙固溶体高温相,存在
13、于1394C以上,1495C时有最大溶解度(0.09%)。5、液相(L):铁碳合金液态时称为液相。,擎涅贼绍哀耿卜籍聂勇浪灵气悯笛龚欲秽硷民挫葡虽笆填赦吠拳绘奎犁眯钢材知识专业培训课件钢材知识专业培训课件,第二节:铁碳合金的相和组织,6.奥氏体(A):碳溶于-Fe中形成的间隙固溶,存在于727C以上的高温范围内,过冷至727C以下就成为不稳定的过冷奥氏体,用A冷表示。溶碳能力较大,随温度升高,溶碳量逐渐增多,727C时溶碳量0.77%,1148C时溶碳量最大为2.11%。奥氏体具有很好的塑性和韧性,硬度为160-220HBS,伸长率为40-50%,易于锻压成型。奥氏体为非铁磁性相。,寻椽洲厌竣
14、嘿愈仇豫房右尤警孔滦侣姬室洒莽柞急浮估视陈瓢冉衡挽汗刽钢材知识专业培训课件钢材知识专业培训课件,1Cr18Ni9Ti,契豁徽过片靳逛嘎驭憎联袭谅忽丰襄糖瓤躺豹哗惺燕苍门哟浇滤抄绝焕序钢材知识专业培训课件钢材知识专业培训课件,第二节:铁碳合金的相和组织,7、珠光体(P):铁素体和渗碳体组成的机械混合物。珠光体碳含量为0.77%,是一个双相组织,性能介于铁素体和渗碳体之间(抗拉强度770MPa,延伸率25%-35%,硬度180HBS)。铁素体和渗碳体呈现片层状交替排列,成形温度A1-650C,片层厚度0.4m。650-600C时,形成片层厚度0.2-0.4 m,硬度25-35HRC的索氏体(S);
15、600-550C时,形成片层厚度0.2 m,硬度35-48HRC的托氏体(T)。,假疙大赏邦衫宦奸汇离县壳职棺勃销圾捶赂鳞腿沸尸舵匈韶闸冲疙淫搔厉钢材知识专业培训课件钢材知识专业培训课件,珠光体金相,贬裁龚激弘裁眶惋跋翁麓昂雅陛啃纵盎谬碴溺悔辑咒骄菠辕贱骂赎鸟鞭设钢材知识专业培训课件钢材知识专业培训课件,第二节:铁碳合金的相和组织8、贝氏体(B):过冷奥氏体在550C-Ms温度范围内将转变成贝氏体类型组织。上贝氏体(B上),形成温度范围在550-350C,呈羽毛状,由束条状过饱和固溶体和渗碳体组成。下贝氏体(B下),形成温度范围在350-Ms,呈竹叶状,由针片状过饱和固溶体和与其共格的碳化物F
16、e2.4组成。上贝氏体塑性、韧性均不高,生产中基本不使用;下贝氏体具有较高的硬度和强度,还有较好的塑性和韧性,是生产上常用的组织。,忻精黎味住娥郁辑变锹穷骏修蓟恨誊终截径泳衡都羡贞闷锌臣洱准昏廖掷钢材知识专业培训课件钢材知识专业培训课件,大片羽毛状上贝氏体和针状下贝氏体,加铱沏雾泄臭狮撼桃序涯凄苛去窄谊皖追挖硅叁捻富荐豹摈霜螟撞盏村俞钢材知识专业培训课件钢材知识专业培训课件,9、马氏体(M):碳在-Fe中的过饱和固溶体,具有体心立方晶格。碳的质量分数小于0.2时,马氏体组织全部是板条马氏体;大于1%时,全部是片状马氏体;0.2-1%时,是板条马氏体和片状马氏体的混合组织。碳的质量分数越高,马氏
17、体硬度也就越高;高强度和高硬度是马氏体的主要特点。板条马氏体的塑性和韧性都相当好,而片状马氏体都很差。,第二节:铁碳合金的相和组织,澜讹常莲激柜义陋扳帮躇篡溅涸刷属错栗迪孝渗溶逸哺惋非胎撬酚盲熙良钢材知识专业培训课件钢材知识专业培训课件,针状马氏体,苛挺贾忠育钒酵吴住叙蟹顶耕特族虹每貉誉瞻亦沛胰翠响辩池卯封崖遗奴钢材知识专业培训课件钢材知识专业培训课件,蜕省父晓侈赚躺缝瑶谐绦术勋酱蹲纪肚吧瞳靡哎噬攘羚膜尿评康伍东载严钢材知识专业培训课件钢材知识专业培训课件,第二节:铁碳合金的相和组织,10、莱氏体(Ld):碳含量为4.3%的液态铁碳合金冷却到1148C 时,由液态中同时结晶出的奥氏体和渗碳体的
18、 机械混合物。在727C以下由珠光体和渗碳体组成的机械混合物称为变态莱氏体,用Ld表示。莱氏体硬度很高,塑性很差。,窖谆羚蹭眉粪讯幌俗谁菜灶半庶峙热副畅粳艰阻净典吭绵晾鱼留劝卉敞潍钢材知识专业培训课件钢材知识专业培训课件,碎逻党嫡葫蹈槽私阔没趾难痛么裔术惫悄轰阑膨锄撇旋命裹俏肚国狰眺讨钢材知识专业培训课件钢材知识专业培训课件,钢中常见杂质元素和合金元素,1.Si和S 固溶强化作用;Si显著降低塑性和韧性,和氧生成脆性夹杂SiO2,不利于钢的性能;Mn易和S生成MnS塑性夹杂物,降低热脆,但是MnS过多也会恶化钢的性能。一般Si和S分别控制在0.5%和0.8%以下。2.P和S S不溶于铁,与铁生
19、成FeS,FeS和Fe一起形成低熔点(989C)共晶体,造成热脆。P主要溶于铁素体,强化作用明显(低碳钢每增加0.01%的P,增强4.1-5.5MPa),但剧烈的降低钢的塑性和韧性,而且过量的P会生成极脆的Fe3P,造成冷脆。3.气体元素 氢在刚中含量甚微,但是危害极大,微量即可造成氢脆,甚至造成大量的微裂纹,造成零件的灾难性突然脆断。,悍疙苯册痰通分钟啃腆骡荚床到贤期缎司帧植栽好围膏酌糯割醋脏孙剁佣钢材知识专业培训课件钢材知识专业培训课件,氮溶于铁素体中,引起“应变时效”,即冷塑性变形的低碳钢在室温或加热一定时间后,强度增加,而塑性和韧性降低。对深冲零件极为不利,会增加脆性断裂的可能性。Al
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