1、单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,材料科学和工程导论金属材料(1),4.1 金属材料概述,指具有良好的,导电性,和,导热性,、有一定的,强度,和,塑性,并具有,金属光泽,的物质。,指由金属元素为主要材料并具有金属特性的工程材料，包括出金属和合金。,合金(Alloy),：,由两种或两种以上的金属元素或金属与非金属元素构成。,纯金属(Pure Metal)：,由一种金属元素构成的单质。,金 属,金属材料,2,在103种元素中，金属元素有,81,种。,3,4.1.1 悠久的历史与广泛的应用,人类利用金属已达5000多年。,人类使用金属制品经历了三
2、个时代：,1）青铜器时代,4,500 BC 1,000 BC,2）铁器时代,1000BC,3）钢铁时代,1800,1.悠久的历史,4,金属材料最初主要做成日用品、武器、装饰品以及手工艺品，产业革命后被广泛用来各种工业产品及工具。,今天，在日常生活和工业生产中能接触到的，小到锅、勺、刀、剪子等，达到机器设备、交通工具、大型建筑物等，哪一样都离不开金属。,金属材料以成为,工农业生产,、,人民生活,和,国防建设,的重要,物质基础,。,所以，现在有人将金属的生产和使用作为衡量一个国家工业水平的标志。,2.广泛的应用,钢铁,是经济产业的基本支柱,，,主要用于铁路、建筑、桥梁、汽车工业等领域。,5,3.优
3、良的特性,金属材料的特点,1）,常温下为,固体,（Hg除外）,2,）,熔点,较高,也有较低的如：Sn、Pb、Zn、Al,3,）,密度,较大（Mg、Al除外，0.60%,w,S,0.050%,w,P,0.045%,w,S,0.035%,w,P,0.035%,w,S,0.020%,w,P,0.030%,按,用途,分类,碳素钢,碳素结构钢,优质碳素结构钢,碳素工具钢,铸造碳钢,碳素钢的分类,4.2.1 碳素钢,15,高,按脱氧方式（或程度）分类,600吨钢锭,4.2.1 碳素钢,16,牌号：,-b,脱氧方法：沸腾钢；b半镇静钢,质量等级：、,屈,s,主要牌号及应用,牌号,Q195,Q215,Q235
4、Q255,Q275,主要应用举例,受载荷较小的钢丝、开口销、钉子、拉杆、焊接件,铆钉、短轴、拉杆、垫圈、渗碳件、焊接件,连杆、螺栓、螺母、轴类支架、角钢、槽钢、工字钢、圆钢、重要的焊接件,轴类、吊钩、型钢,轴、齿轮,w,c,0.06-0.38%,常用热处理：,一般不热处理，直接使用。,1.碳素结构钢,碳素钢,碳素结构钢,优质碳素结构钢,碳素工具钢,铸造碳钢,4.2.1 碳素钢,17,碳素结构钢,工字钢、角钢、槽钢,4.2.1 碳素钢,18,牌号：,45,平均含碳量的万分数。数字后加,F表示沸腾钢，加Mn表示含Mn量较高,。,主要牌号、性能特点及应用,牌号,08F、10,15、20、25,（,
5、碳素渗碳钢,）,30、35、40、45、50,（,碳素,调质钢,）,55、60、65、65Mn,（,碳素弹簧钢,）,性能特点,强度低、,塑性好,强度较低、塑性韧性较好，渗碳后可获得表面硬度高而心部韧性好的零件,强度、塑性、韧性配合较好，经调质后可获得优良的综合力学性能,强度高、塑性低，淬火中温回火处理后有较好的弹性,应用举例,冷冲压件、焊接件,负载不大的轴、销、齿轮、垫片及渗碳件,轴类、齿轮、紧固件、要求不高的表面淬火件,简单的耐磨件、简单的弹簧、钢丝绳等,w,c,0.05-0.75%,常用热处理：,正火、调质、淬火、回火、渗碳,2.优质碳素结构钢,4.2.1 碳素钢,19,优质碳素结构钢,带
6、钢、板钢、棒钢、钢管,4.2.1 碳素钢,20,牌号：,T10A,碳,平均含碳量的千分数。数字后加A表示高级优质碳素工具钢,w,c,0.65-1.35%,常用热处理：,球化退火、淬火、低温回火,主要牌号：T7,T8,T9,T10,T11,T12,T13,性能特点：热处理后硬度、耐磨性高、塑性、韧性低，淬透性差,主要应用：,小截面刃具、量具、模具,3.碳素工具钢,4.2.1 碳素钢,21,牌号：,ZG200-400,铸钢,s,b,w,c,0.15-0.60%,主要牌号：,ZG200-400,ZG230-450,ZG270-500,ZG310-570,ZG340-640,主要应用：形状复杂，力学性能要求高，选用铸铁难以满足要求的零件,4.铸造碳钢,ZG15,，表示含C：0.15wt%,ZG25,ZG35,ZG45,ZG55,4.2.1 碳素钢,22,
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