這些鋼材的基礎(chǔ)知識都不清楚，搞什么機(jī)械設(shè)計(jì)！！！

2017-04-19 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

鋼的分類

鋼是以鐵、碳為主要成分的合金,它的含碳量一般小于2.11% 。鋼是經(jīng)濟(jì)建設(shè)中極為重要的金屬材料。

這些鋼材的基礎(chǔ)知識都不清楚，搞什么機(jī)械設(shè)計(jì)！！！機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)圖片1

鋼按化學(xué)成分分為碳素鋼(簡稱碳鋼)與合金鋼兩大類。碳鋼是由生鐵冶煉獲得的合金,除鐵、碳為其主要成分外,還含有少量的錳、硅、硫、磷等雜質(zhì)。碳鋼具有一定的機(jī)械性能,又有良好的工藝性能,且價格低廉。因此,碳鋼獲得了廣泛的應(yīng)用。但隨著現(xiàn)代工業(yè)與科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展,碳鋼的性能已不能完全滿足需要,于是人們研制了各種合金鋼。合金鋼是在碳鋼基礎(chǔ)上,有目的地加入某些元素(稱為合金元素)而得到的多元合金。與碳鋼比,合金鋼的性能有顯著的提高,故應(yīng)用日益廣泛。

由于鋼材品種繁多,為了便于生產(chǎn)、保管、選用與研究,必須對鋼材加以分類。按鋼材的用途、化學(xué)成分、質(zhì)量的不同,可將鋼分為許多類:

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按鋼材的用途可分為結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼、特殊性能鋼三大類。

結(jié)構(gòu)鋼:1.用作各種機(jī)器零件的鋼。它包括滲碳鋼、調(diào)質(zhì)鋼、彈簧鋼及滾動軸承鋼。2.用作工程結(jié)構(gòu)的鋼。它包括碳素鋼中的甲、乙、特類鋼及普通低合金鋼。

工具鋼:用來制造各種工具的鋼。根據(jù)工具用途不同可分為刃具鋼、模具鋼與量具鋼。

特殊性能鋼:是具有特殊物理化學(xué)性能的鋼。可分為不銹鋼、耐熱鋼、耐磨鋼、磁鋼等。

按鋼材的化學(xué)成分可分為碳素鋼和合金鋼兩大類。

碳素鋼:按含碳量又可分為低碳鋼(含碳量≤0.25%);中碳鋼(0.25%<含碳量<0.6%);高碳鋼(含碳量≥0.6%)。

合金鋼:按合金元素含量又可分為低合金鋼(合金元素總含量≤5%);中合金鋼(合金元素總含量=5%--10%);高合金鋼(合金元素總含量>10%)。此外,根據(jù)鋼中所含主要合金元素種類不同,也可分為錳鋼、鉻鋼、鉻鎳鋼、鉻錳鈦鋼等。

按質(zhì)量分類:按鋼材中有害雜質(zhì)磷、硫的含量可分為普通鋼(含磷量≤0.045%、含硫量≤0.055%;或磷、硫含量均≤0.050%);優(yōu)質(zhì)鋼(磷、硫含量均≤0.040%);高級優(yōu)質(zhì)鋼(含磷量≤0.035%、含硫量≤0.030%)。

此外,還有按冶煉爐的種類,將鋼分為平爐鋼(酸性平爐、堿性平爐),空氣轉(zhuǎn)爐鋼(酸性轉(zhuǎn)爐、堿性轉(zhuǎn)爐、氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐鋼)與電爐鋼。按冶煉時脫氧程度,將鋼分為沸騰鋼(脫氧不完全),鎮(zhèn)靜鋼(脫氧比較完全)及半鎮(zhèn)靜鋼。

鋼廠在給鋼的產(chǎn)品命名時,往往將用途、成分、質(zhì)量這三種分類方法結(jié)合起來。如將鋼稱為普通碳素結(jié)構(gòu)鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、碳素工具鋼、高級優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、合金工具鋼等。

金屬材料力學(xué)性能

金屬材料的性能一般分為工藝性能和使用性能兩類。所謂工藝性能是指機(jī)械零件在加工制造過程中,金屬材料在所定的冷、熱加工條件下表現(xiàn)出來的性能。金屬材料工藝性能的好壞,決定了它在制造過程中加工成形的適應(yīng)能力。由于加工條件不同,要求的工藝性能也就不同,如鑄造性能、可焊性、可鍛性、熱處理性能、切削加工性等。所謂使用性能是指機(jī)械零件在使用條件下,金屬材料表現(xiàn)出來的性能,它包括機(jī)械性能、物理性能、化學(xué)性能等。金屬材料使用性能的好壞,決定了它的使用范圍與使用壽命。

在機(jī)械制造業(yè)中,一般機(jī)械零件都是在常溫、常壓和非強(qiáng)烈腐蝕性介質(zhì)中使用的,且在使用過程中各機(jī)械零件都將承受不同載荷的作用。金屬材料在載荷作用下抵抗破壞的性能,稱為機(jī)械性能(或稱為力學(xué)性能)。

金屬材料的機(jī)械性能是零件的設(shè)計(jì)和選材時的主要依據(jù)。外加載荷性質(zhì)不同(例如拉伸、壓縮、扭轉(zhuǎn)、沖擊、循環(huán)載荷等),對金屬材料要求的機(jī)械性能也將不同。常用的機(jī)械性能包括:強(qiáng)度、塑性、硬度、沖擊韌性、多次沖擊抗力和疲勞極限等。下面將分別討論各種機(jī)械性能。

1.強(qiáng)度

強(qiáng)度是指金屬材料在靜荷作用下抵抗破壞(過量塑性變形或斷裂)的性能。由于載荷的作用方式有拉伸、壓縮、彎曲、剪切等形式,所以強(qiáng)度也分為抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度等。各種強(qiáng)度間常有一定的聯(lián)系,使用中一般較多以抗拉強(qiáng)度作為最基本的強(qiáng)度指針。

2.塑性

塑性是指金屬材料在載荷作用下,產(chǎn)生塑性變形(永久變形)而不破壞的能力。

3.硬度

硬度是衡量金屬材料軟硬程度的指針。目前生產(chǎn)中測定硬度方法最常用的是壓入硬度法,它是用一定幾何形狀的壓頭在一定載荷下壓入被測試的金屬材料表面,根據(jù)被壓入程度來測定其硬度值。