《建筑施工机械》1金属材料及热处理.ppt

主编：高文安杨庚

副主编：陈建军马晋芳

贾瑜;1.1常用金属材料的分类和牌号;【知识目标】

了解黑色金属、有色金属及其分类；掌握普通碳素结构钢、优质碳素结构钢、碳素工具钢、铸钢、合金钢以及铸铁的牌号、性能和用途；熟悉铜、铝及其合金的分类及用途；了解钢的热处理方法和目的；了解金属的腐蚀与防护措施。

【能力目标】

会识别黑色金属、有色金属；能正确使用金属材料。;1.1常用金属材料的分类和牌号;金属材料品种繁多，并在机械工业中得到广泛的应用。金属材料可以分为钢铁材料〔黑色金属〕和非铁金属材料〔有色金属及其合金〕两大类，如图1.1所示。钢铁材料是指铁和以铁为根底的合金，如钢和铸铁；非铁金属材料是指除钢铁材料以外的所有金属及其合金，如铜、铝及其合金等。在建筑机械中，常用的金属材料是钢和铸铁，有少量零件需要用铜合金、铝合金等。;图1.1金属材料的分类;

碳素钢

碳素钢是指含碳量小于2.11%的铁碳合金。碳是钢中的主要元素之一，含碳量上下会影响钢的性能。一般情况下，钢中含碳量越高，钢的硬度、强度上升，而塑性、韧性下降。工业上应用的碳钢含碳量不超过1.4%。

1.碳素钢的分类

国家标准GB/T13304—1991规定，按化学成分分类，钢可分为非合金钢、低合金钢和合金钢三大类。;〔1〕按钢的质量分类

硫和磷是两种有害的杂质元素。当含硫量增加时，易使钢在加热锻压时产生裂纹，称为热脆性，在焊接时也易导致焊缝热裂，所以含硫量应限制在007%以下。当含磷量增加时，会使钢材塑性和韧性降低，特别是在低温时脆性更为严重，称为冷脆性。钢材中的硫、磷含量必须严格控制。根据碳素钢中有害杂质硫、磷的含量来区分：普通碳素钢含硫、磷分别不大于0.050%和0.045%；优质碳素钢含硫、磷都不大于0.040%；高级优质碳素钢含硫、磷分别不大于0.030%和0.035%。;〔2〕按钢的用途分类

根据碳素钢的用途，可将其分为两类：碳素结构钢和碳素工具钢。

碳素结构钢用来轧制成型钢、板材，用于桥梁、建筑及金属结构或制作承受中等应力的零件，一般属于低碳钢或中碳钢。

碳素工具钢用来制??各种工具、量具、模具和刃具等，一般属于高碳钢。;〔3〕按钢中含碳量分类

碳素钢中，按含碳量多少可分为低碳钢〔含C量小于0.25%〕、中碳钢〔含C量为0.25%~0.6%〕、高碳钢〔含C量大于0.6%〕三种。碳钢中还含有少量杂质元素，如硅、锰、硫、磷等。

〔4〕按脱氧程度分类

脱氧完全的钢叫镇静钢，脱氧不完全的钢叫沸腾钢，介于两者之间的叫半镇静钢。;2.碳素钢的牌号及用途

〔1〕碳素结构钢

碳素结构钢的牌号是由屈服极限“屈”字的汉语拼音字首“Q”、屈服极限数值、质量等级符号、脱氧方法四局部按顺序组成。其中屈服极限数值以钢材厚度〔或直径〕不大于16mm钢的屈服极限表示；质量等级分A、B、C、D四级，A级质量最低，由A向D依次增高；脱氧方法有四种，分别表示为镇静钢“Z”、特殊镇静钢“TZ”、半镇静钢“B”、沸腾钢“F”，标注时“Z”可以省略。;〔2〕优质碳素结构钢

优质碳素结构钢的牌号是由平均含碳量为万分之几的两位数表示。例如：45钢表示含碳量为0.45%左右的优质碳素钢。假设钢中含锰量较高〔含Mn为0.7%~1.2%〕，那么在两位数字之后加“Mn”，如40Mn等。假设为沸腾钢，那么在表示牌号的两位数字之后加“F”，如08F表示属于沸腾钢的8号优质碳素结构钢。;优质碳素结构钢含碳量为0.08%~0.90%，其中，低碳的优质碳素结构钢，塑性、韧性优良，适合制作薄板、钢带、冷冲压构件等；中碳的优质碳素结构钢，热处理后有良好的综合力学性能，适合制作齿轮、连杆等受力复杂的机器构件；中高碳的优质碳素结构钢，其强度、硬度较高，经过热处理后有较高的弹性，用于制造弹簧、弹性垫圈等。牌号后加有“A”字的，表示高级优质钢。

;〔3〕碳素工具钢

碳素工具钢的牌号是由“碳”字汉语拼音字首“T”和含碳量的千分数两局部表示，例如T10钢表示含碳量1.0%的碳素工具钢。高级优质碳素工具钢的牌号应在末尾处写“A”。

碳素工具钢的强度、硬度高，耐磨性好，塑性、韧性较差，适于制作各种低速切削刀具。;〔4〕铸造碳钢

铸造碳钢简称铸钢，其牌号是由“铸钢”两字的汉语拼音字首“ZG”、屈服极限值、抗拉极限值三局部按顺序组成。例如，ZG230-450表示屈服强度σs=230MPa、抗拉强度σb=450MPa的铸造碳钢。

铸钢的铸造性能并不十分理想，其铸造流动性不如铸铁，易产生缩孔，且化学成分欠均匀，须用热处理消除这些缺陷。铸钢用于制造一些形状复杂、难以进行锻造加工而又要求强度、塑性较高的零件，其牌号、成分、性能及用途。;合金钢

合金钢是指有意识地添加一