东北大学：《工程训练》课程教学资源（课件讲稿）金属材料及热处理

金属材料及热处理 家北大学 工程训练中心 Northeastern University

金属材料及热处理

金属材，及热处理 目录 1.安全注意事项 2.金属材料 2.1金属材料的分类 2.2金属材料的性能 3.热处理 3.1热处理概述 3.2常用热处理方法 3.3热处理工艺曲线 3,4常用钢的热处理工艺 3.5常用热处理设备 3.6热处理缺陷 3.7热处理的应用 束北大学工程训练中心

目录 1.安全注意事项 2.金属材料 2.1 金属材料的分类 2.2 金属材料的性能 3 .热处理 3.1 热处理概述 3.2 常用热处理方法 3.3 热处理工艺曲线 3.4 常用钢的热处理工艺 3.5 常用热处理设备 3.6 热处理缺陷 3.7 热处理的应用

金露材科及染处迎 1.安全注意事项 1)进入热处理操作间要穿好工作服、劳保鞋，操作时佩戴防护镜、 劳保手套，女同学和长发男同学要戴帽子，并且要将长发纳入帽内。 2)不要乱动操作间的设备、仪器，尤其是正在工作中的设备。 3)操作间铁质尖角和钢板比较多，行走过程中要多注意个人安全， 严禁打闹。 4)在外间操作时，背包、手机等物品留在教室内，不要带到操作场 地。 5)淬火操作时要集中注意力，严格遵守安全操作流程。 6)磨试样时会产生金属粉末和脱落的砂粒，清理时切记不要用嘴吹， 容易眯眼，造成伤害，要用抹布较轻地直接扫到地上。 北大学 工程训练中心 ortheastemn University

1.安全注意事项 1）进入热处理操作间要穿好工作服、劳保鞋，操作时佩戴防护镜、 劳保手套，女同学和长发男同学要戴帽子，并且要将长发纳入帽内。 2）不要乱动操作间的设备、仪器，尤其是正在工作中的设备。 3）操作间铁质尖角和钢板比较多，行走过程中要多注意个人安全， 严禁打闹。 4）在外间操作时，背包、手机等物品留在教室内，不要带到操作场 地。 5）淬火操作时要集中注意力，严格遵守安全操作流程。 6）磨试样时会产生金属粉末和脱落的砂粒，清理时切记不要用嘴吹， 容易眯眼，造成伤害，要用抹布较轻地直接扫到地上

金属材，及终处理 2.金属材料 2.1金属材料的分类 钢（0.03%<w(g<2.11%) 黑色金属材料（钢铁) 金属材料 铸铁（2.11%<w(C<6.69%） 有色金属材料（铝、铜、锌、镁、钛等) 工程训练中心 Northeastern University

2.金属材料 2.1 金属材料的分类 金属材料 黑色金属材料（钢铁） 有色金属材料（铝、铜、锌、镁、钛等） 钢（0.03% ＜ω(c)＜ 2.11%） 铸铁（2.11% ＜ω(c)＜ 6.69%）

金属材科及终处现 低碳钢ω(C)≤0.25%，如20 按含碳量 中碳钢ω(c)=0.25%~0.6%,如45 高碳钢ω(c)>0.6%,如T10A 碳素钢 普通碳素钢，如Q235-A,Q235-B 按质量 优质碳素钢，如45 Fe、C为主， 钢 少量Si、Mn、 高级优质碳素钢，如T10A S、P等杂质 碳素结构钢，如Q235-A,45 (按成分) 的铁碳合金 按用途 碳素工具钢，如T8,T10 按合金含量：低合金钢、中合金钢、高合金钢 普通低合金结构钢 合金钢 按质量 优质合金钢 高级优质合金钢 加入Si、Mn、 Ni、Cu等，改 合金结构钢，如弹簧钢、滚动轴承钢 善和提高性能 按用途 合金工具钢，如刃具钢、模具钢 特殊性能钢，如不锈钢、耐热钢 工程训练中心 theaster University

 钢 （按成分） 碳素钢 合金钢 按含碳量 按质量 按用途 低碳钢 ω(c) ≤ 0.25%，如20 中碳钢 ω(c) =0.25%~0.6%，如45 高碳钢 ω(c) ＞ 0.6%，如T10A 普通碳素钢，如Q235-A， Q235-B 优质碳素钢，如 45 高级优质碳素钢，如T10A 碳素结构钢，如Q235-A， 45 碳素工具钢，如T8，T10 按合金含量：低合金钢、中合金钢、高合金钢 按质量 普通低合金结构钢 优质合金钢 高级优质合金钢 按用途 合金结构钢，如弹簧钢、滚动轴承钢 合金工具钢，如刃具钢、模具钢 特殊性能钢，如不锈钢、耐热钢 Fe、C为主， 少量Si、Mn、 S、P等杂质 的铁碳合金 加入Si、Mn、 Ni、Cu等，改 善和提高性能

金属材，及热处理 白口铸铁（断面呈银白色，硬度高，但是很脆) 麻口铸铁 灰铸铁：如HT150、HT200等 铸铁 (按碳的存在 可锻铸铁：如KTH330-08等 形式) 灰口铸铁 球墨铸铁：如QT400-18等 (按石墨形态) 蠕墨铸铁：如RuT300等 铝合金：船舶、车辆、航空器、钣金等 铜合金：弹壳、船舶热工设备和螺旋桨、钟表零 件、精密电工仪器、精密弹簧等 锌合金：玩具、灯具、装饰品、汽车配件、机械 ◆有色金属 零件、电器元件等 镁合金：手机电话笔记本电脑的壳体、汽车方向 盘、刹车支架、座椅框架等 钛合金：人造骨骼，血管支架、眼镜框、火箭、 导弹和高速飞机、飞机发动机压气机部件、骨架、 工程训练中心 蒙皮、紧固件及起落架等 em U

 铸铁  有色金属 白口铸铁（断面呈银白色，硬度高，但是很脆） 麻口铸铁 灰口铸铁 灰铸铁： 如HT150、HT200等 可锻铸铁：如KTH330-08等 球墨铸铁：如QT400-18等 蠕墨铸铁：如RuT300等 （按碳的存在 形式） （按石墨形态） 铝合金：船舶、车辆、航空器、钣金等 铜合金：弹壳、船舶热工设备和螺旋桨、钟表零 件、精密电工仪器、精密弹簧等 钛合金：人造骨骼，血管支架、眼镜框、火箭、 导弹和高速飞机、飞机发动机压气机部件、骨架、 蒙皮、紧固件及起落架等 锌合金：玩具、灯具、装饰品、汽车配件、机械 零件、电器元件等 镁合金：手机电话笔记本电脑的壳体、汽车方向 盘、刹车支架、座椅框架等

金属材料及终处觀 2.1.1碳素钢 碳素钢是化学成分以含铁和碳为主（含碳量小于 2.11%)，并含有少量的硅、锰、硫、磷等杂质元素 的铁碳合金，简称碳钢。其中硅、锰是有益元素，对 钢有一定的强化作用；硫、磷是有害元素，分别增加 钢的热脆性和冷脆性。 2.1.1.1按碳钢中碳的含量分为三类： 1)低碳钢：含碳量≤0.25%；如20#、Q235-A; 2)中碳钢：含碳量为0.25%0.6%，如45#、Q275; 3)高碳钢：含碳量>0.6%，如70#、T8、T10A。 二 家北大学 工程训练中心 ortheastemn University

2.1.1 碳素钢 碳素钢是化学成分以含铁和碳为主（含碳量小于 2.11%），并含有少量的硅、锰、硫、磷等杂质元素 的铁碳合金，简称碳钢。其中硅、锰是有益元素，对 钢有一定的强化作用；硫、磷是有害元素，分别增加 钢的热脆性和冷脆性。 2.1.1.1 按碳钢中碳的含量分为三类： 1）低碳钢：含碳量≤0.25%；如20＃ 、Q235－A； 2）中碳钢：含碳量为0.25%~0.6%，如45＃ 、Q275； 3）高碳钢：含碳量＞0.6%，如70＃ 、T8、T10A

金属材，及终处理 2.1.12按碳钢的质量即碳钢中有害杂质S、P的含量分为三类： 1)普通碳素钢：S≤0.050%，P≤0.045%，如Q235一A; 2)优质碳素钢：S≤0.035%，P≤0.035%，如45#、T8; 3)高级优质碳素钢：S≤0.020%，P≤0.030%，如T10A。 2.1.1.3按碳钢的用途分为两类： 1)碳素结构钢：指用于制造机械零件和各种工程构件的碳 钢，这类碳钢属于低碳钢和中碳钢，质量上有普通碳素钢和 优质碳素钢； 2)碳素工具钢：指主要用于制造各种刃具、模具、量具的 碳钢，这类钢属于高碳钢，质量上有优质碳素钢和高级优质 碳素钢。 北大学 工程训练中心 Northeastem University

2.1.1.2 按碳钢的质量即碳钢中有害杂质S、P的含量分为三类： 1）普通碳素钢：S≤0.050%，P≤0.045%，如Q235－A； 2）优质碳素钢：S≤0.035%，P≤0.035%，如45＃ 、T8； 3）高级优质碳素钢：S≤0.020%，P≤0.030%，如T10A。 2.1.1.3 按碳钢的用途分为两类： 1）碳素结构钢：指用于制造机械零件和各种工程构件的碳 钢，这类碳钢属于低碳钢和中碳钢，质量上有普通碳素钢和 优质碳素钢； 2）碳素工具钢：指主要用于制造各种刃具、模具、量具的 碳钢，这类钢属于高碳钢，质量上有优质碳素钢和高级优质 碳素钢

金材，及终处理 2.1.2合金钢 。合金钢是为了改善和提高碳钢的性能，在碳钢的基础上有目的 地加入一定量的其他合金元素的钢。 。常用合金元素有硅、锰、镍、铬、铜、钒、钛、稀土元素等， 把它们加入到钢中，可提高钢的力学性能，改善钢的热处理性 能，或者使钢具有耐腐蚀、耐热、耐磨、高磁性等特殊性能。 312 承北大学 工程训练中心 ortheastemn University

2.1.2 合金钢  合金钢是为了改善和提高碳钢的性能，在碳钢的基础上有目的 地加入一定量的其他合金元素的钢。  常用合金元素有硅、锰、镍、铬、铜、钒、钛、稀土元素等， 把它们加入到钢中，可提高钢的力学性能，改善钢的热处理性 能，或者使钢具有耐腐蚀、耐热、耐磨、高磁性等特殊性能

金属材科及终处理 2.1.2.1按合金元素含量的多少可分为： 1)低合金钢：含合金元素总量≤5%； 2)中合金钢：含合金元素总量为5%~10%； 3)高合金钢：含合金元素总量≥10%。 2.1.2.2按合金钢中含有害杂质S、P的含量可为分： 1)普通低合金结构钢：S≤0.050%，P≤0.045%（如低合金高强度 结构钢)； 2)优质合金钢：S≤0.035%，P≤0.035%（如低、中合金结构钢)； 3)高级优质合金钢：S≤0.030%，P≤0.030%（如滚动轴承钢、高 合金钢、合金工具钢)。 2.12.3按合金钢的用途可分为： 1)合金结构钢：含低合金高强度结构钢和低、中合金结构钢（如 渗碳钢、调质钢、弹簧钢、滚动轴承钢)； 2)合金工具钢：含刃具钢、量具钢、模具钢； 3) 特殊性能钢：含不锈钢、耐热钢、耐磨钢等 工程训练中心

2.1.2.1 按合金元素含量的多少可分为： 1）低合金钢：含合金元素总量≤5%； 2）中合金钢：含合金元素总量为5%~10%； 3）高合金钢：含合金元素总量≥10%。 2.1.2.2 按合金钢中含有害杂质S、P的含量可为分： 1）普通低合金结构钢：S≤0.050%，P≤0.045%（如低合金高强度 结构钢）； 2）优质合金钢：S≤0.035%，P≤0.035%（如低、中合金结构钢）； 3）高级优质合金钢：S≤0.030%，P≤0.030%（如滚动轴承钢、高 合金钢、合金工具钢）。 2.1.2.3 按合金钢的用途可分为： 1）合金结构钢：含低合金高强度结构钢和低、中合金结构钢（如 渗碳钢、调质钢、弹簧钢、滚动轴承钢）； 2）合金工具钢：含刃具钢、量具钢、模具钢； 3）特殊性能钢：含不锈钢、耐热钢、耐磨钢等