目录

  • 1 绪论
    • 1.1 章节简介
    • 1.2 机械工程材料的分类及应用
    • 1.3 机械工程材料课程的目的和学习要求
  • 2 工程材料的性能
    • 2.1 章节简介
    • 2.2 材料的力学性能
    • 2.3 材料的工艺性能
    • 2.4 章节测验
  • 3 工程材料的结构
    • 3.1 章节简介
    • 3.2 材料的结合键
    • 3.3 金属的晶体结构
    • 3.4 金属的实际晶体结构
    • 3.5 章节测验
  • 4 工程材料的凝固
    • 4.1 章节简介
    • 4.2 纯金属的结晶
    • 4.3 合金的结晶
    • 4.4 Fe-Fe3C相图
    • 4.5 章节测验
  • 5 金属的塑性成形和再结晶
    • 5.1 章节简介
    • 5.2 金属的塑性变形
    • 5.3 塑性变形对金属组织和和性能的影响
    • 5.4 回复与再结晶
    • 5.5 金属的热加工
    • 5.6 章节测验
  • 6 钢的热处理
    • 6.1 概述
    • 6.2 章节简介
    • 6.3 钢在加热时的组织转变
    • 6.4 钢在冷却时的组织转变
    • 6.5 钢的退火与正火
    • 6.6 钢的淬火
    • 6.7 淬火钢的回火
    • 6.8 钢的表面热处理
    • 6.9 章节测验
  • 7 工业用钢
    • 7.1 章节简介
    • 7.2 钢的分类与编号
    • 7.3 钢中的杂质与合金元素
    • 7.4 结构钢
    • 7.5 工具钢
    • 7.6 特殊性能钢
    • 7.7 章节测验
  • 8 铸铁
    • 8.1 章节简介
    • 8.2 概述
    • 8.3 灰铸铁
    • 8.4 球墨铸铁
    • 8.5 可锻铸铁
    • 8.6 章节测验
  • 9 非铁合金
    • 9.1 章节简介
    • 9.2 铝及铝合金
    • 9.3 铜及铜合金
    • 9.4 滑动轴承合金
    • 9.5 章节习题
  • 10 常用非金属材料
    • 10.1 章节简介
    • 10.2 常用高分子材料
    • 10.3 陶瓷材料
    • 10.4 复合材料
    • 10.5 章节习题
  • 11 新型工程材料
    • 11.1 章节简介
    • 11.2 章节习题
  • 12 零部件的失效与选材
    • 12.1 章节简介
    • 12.2 零部件的失效
    • 12.3 零部件的选材
    • 12.4 章节习题
  • 13 实验课程
    • 13.1 金相显微镜的使用
    • 13.2 铁碳合金平衡组织观察与分析
    • 13.3 钢的普通热处理
    • 13.4 钢的硬度测定
    • 13.5 金相互动实验
    • 13.6 典型零件选材、热处理工艺及金相分析综合性试验
    • 13.7 创新实践活动
钢的分类与编号

碳钢:含碳量在0.0218%~2.11%之间的铁碳合金称为碳素钢,简称碳钢。

合金钢:在碳钢的基础上特意地加入一种或几种合金元素,使其使用性能和工艺性能得以提高的铁基的合金称为合金钢。

按化学成分分类

碳钢、合金钢两大类。

碳钢:低碳钢(Wc<0.25%)、中碳钢(Wc=0.25%~0.60%)和高碳钢(Wc>0.6%)

合金钢:按钢中含合金元素总量(Me%)分为低合金钢(Me<5%)、中合金钢(Me=5~10%)和高合金钢(Me>10%)。

按合金元素的种类可分为锰钢、铬钢、硼钢、铬镍钢、硅锰钢等。


按冶金质量分类

按钢中所含有害杂质硫、磷的多少,可分为:

普通钢:S%≤0.055%,P%≤0.045%

优质钢:S%、P%≤0.040%

高级优质钢:S%≤0.030%,P%≤0.035%

此外,按冶炼时脱氧程度,可将钢分为沸腾钢(脱氧不完全)、镇静钢(脱氧较完全)和半镇静钢三类。


按金相组织分类

按钢退火态的金相组织可分为亚共析钢、共析钢、过共析钢三种。

按钢正火态的金相组织可分为珠光体钢、贝氏体钢、马氏体钢、奥氏体钢等四种。


按成形方法分类

锻钢、铸钢、热轧钢、冷轧钢等。


按用途分类

按钢的用途可分为结构钢、工具钢、特殊性能钢三大类。




合金钢的牌号表示方法

   合金结构钢

两位数字+合金元素符号+数字+质量等级符号“A”

(1)当合金元素的平均含量<1.5%时,钢号中一般只标出元素符号,而不标明含量;

(2)当合金元素的平均含量≥1.5%、≥2.5%、≥3.5%……时,则相应地在元素符号后面标以2、3、4…… ;如果为高级优质钢,则在其钢号后加“A”,以区别于一般优质钢。例如:18Cr2Ni4WA。

(3)钢中的钒V、钛Ti、铝Al、硼B、稀土Re等合金元素,均属微合金元素,虽然含量很低,仍应在钢号中标出。例如20MnVB钢中,钒:0.07~0.12%,硼:0.001~0.005%。

(4)专门用途的合金结构钢,钢号冠以(或后缀)代表该钢种用途的符号。

   低合金高强度结构钢

旧的编号方法,基本上和合金结构钢相同。新牌号的编制方法与碳素结构钢相同。如旧牌号的16Mn为新牌号的Q345。

   滚动轴承钢

“G”+ Cr +数字+其它元素符号。字母“G”为“滚”字头,表示为滚动轴承钢类,高碳铬轴承钢的含碳量不标出,数字表示平均含铬量的千分之几,如GCr15,平均含铬量为1.5%。

渗碳轴承钢的钢号表示方法,基本上和合金结构钢相同。

   合金工具钢和高速工具钢

数字+合金元素符号+数字

说明:

①合金工具钢中,当WC≥1.0%时,含碳量不标出,如Cr12、CrWMn;当WC<1.0%时,以千分之几表示,如9SiCr、3Cr2W8V。

②对于含铬量低的钢,其含铬量以千分之几表示,并在数字前加“0”,以示区别。如平均Cr=0.6%的低铬工具钢的钢号为 “Cr06”。

   不锈钢和耐热钢

同合金工具钢。例如:“2Cr13”钢的平均碳含量为0.2%。