《精密机械基础ppt课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《精密机械基础ppt课件.ppt（127页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。机械工程学科发展现状与前景展望v一、机械工程学科发展概述v最古老学科之一(目前30个一级学科)，1819世纪机械工程逐渐形成其理论基础，成为现代经济主要支撑的工程技术之一。v1、机械制造技术的突破性创新，20世纪机械制造技术标志性创新有二：1）、50年代在美国出现数控加工技术，传统与计算机结合的开始；2）、20世纪8090年代在美国、日本几乎同时出现的快速成形制造技术，是机械工程、计算机技术、信息技术、材料科学、激光技术、化工技术等多学科综合的突破性创新。在制造理念、手段、过程、周期
2、等有革命性突破。“一天制造”成为可能。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。2、机械制造理论的 突破性创新1959年美国物理学家、诺贝尔物理学奖得主R.Frynman提出微型机械的设想，1987年美国NSF启动了第一个微型机电系统（MEMS)计划；日本1991年开始实施微型机械技术大型研究开发计划。尺寸：微米与纳米级严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。3、机械制造系统的突破性创新v20世纪60年代美国开始的计算机网络技术的研究，到80年代的商业应
3、用。90年代，经济全球化，成熟的管理技术，支撑，提出：动态联盟、虚拟企业战略。v快速响应市场。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。4、机械制造哲理的突破性创新v节能、节约资源、低排放、低（零）污染为目标的绿色制造、循环经济。v2004年9月召开的中国共产党十六届四中全会“构建社会主义和谐社会”严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。二、近年我国机械工程学科的发展v（一）三大视角：机械工程学科发展的动力机制v1、综合集成面向科学技术：数字化、智能化、
4、敏捷化、微型化、生命化、生态化。v2、市场驱动面向经济技术建设v3、和谐发展面向自然环境严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。三、六大趋势：我国机械工程学科发展的时代潮流v1、数字化：CAD/CAM、FMS、CAI、ERP、PDM等v2、智能化v3、精密化v4、微型化v5、生命化：主要体现于生物制造，人工假体生物制造、人体器官的生物制造。v6、生态化：主要体现于绿色制造严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。气缸体气缸体1活塞活塞2进气阀进气阀3排气
5、阀排气阀4连杆连杆5曲轴曲轴6凸轮凸轮7顶杆顶杆8齿轮齿轮10严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。四、课程特点与学习方法四、课程特点与学习方法一、研究对象一、研究对象二、研究内容二、研究内容三、课程性质与教学目的三、课程性质与教学目的精密机械基础绪论严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。一、研究对象1、机械：机器（三个特征）：人为的实物组合（不是天然形成的）；各运动单元具有确定的相对运动；必须能作有用功，完成物流、信息的传递及能量的转换。机构：有
6、两特征。机器和机构的总称严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。机器和机构最明显的区别是：机械的组成：1.原动机：机械动力的来源2.工作机：能完成机械预期的动作3.传动部分：把原动机的运动和功率传递给工作机的中间环节4.自动控制部分机器能作有用功，而机构不能，机构仅能实现预期的机械运动。两者之间也有联系，机器是由几个机构组成的系统，最简单的机器只有一个机构。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。2、概念构件：运动单元体，构件可由一个或几个零件组成。零
7、件：制造单元体，不可拆散。分通用零件：螺栓、螺母、齿轮、皮带等；专用零件：曲轴、犁等。部件：若干可以完成统一功能，而在结构上连接在一起、协同工作的零件组合体。如：活塞连杆组，车辆各种总成等。工件：机械中的加工对象。装配：按设计要求，将零件与部件连接成产品的过程。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。v制造业与机械工业v机械工程：以有关的自然科学和技术科学为理论基础，结合生产实践中积累的基础经验，研究和解决在开发、设计、制造、安装、应用和修理各种机械中的全部理论和实际问题。v机械工程科学由机械学和机械制造组成。严格执行突发
8、事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。v各个工程领域的发展都要求机械工程有与之相适应的发展，都需要机械工程提供所必需的机械。v机械种类包罗万象，机械制造产品遍及人们的生产、生活、社会活动的方方面面。v动力机械：原动机v工艺类机械：机床、起重机械、交通运输机械、化工机械。v产业机械：农业机械、矿山机械、工程机械建筑机械等。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。二、研究内容 研究通用机械、常用机构和通用零件的性能，材料，热处理，公差与配合，工作原理、结构特点、设计
9、的基本理论。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。三、课程性质与教学目的教学目的：该课程以一般通用零件的设计为核教学目的：该课程以一般通用零件的设计为核心，以培养学生具有一般机械设计能力为宗旨，心，以培养学生具有一般机械设计能力为宗旨，为学生学习专业机械设备提供必要的理论基础，为学生学习专业机械设备提供必要的理论基础，使学生在了解各种机械的传动原理、设备使用、使学生在了解各种机械的传动原理、设备使用、维护及故障分析方面提供必要的基本知识。维护及故障分析方面提供必要的基本知识。课程性质：专业基础课课程性质：专业基础课严格执
10、行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。通过本课程的学习，可以使学生：通过本课程的学习，可以使学生：1.1.树立正确的设计思想和培养创造性的思树立正确的设计思想和培养创造性的思维能力，了解国家技术经济政策和国民经济发维能力，了解国家技术经济政策和国民经济发展对工程技术人员的要求；展对工程技术人员的要求；严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。2.2.掌握常用机构和通用零件的结构特点、工作原掌握常用机构和通用零件的结构特点、工作原理及应用，掌握机械设计基本方法
11、，具有初步设计机理及应用，掌握机械设计基本方法，具有初步设计机械传动装置和简单机械的能力；械传动装置和简单机械的能力；3.3.具有查阅技术资料的能力和应用标准、规范、具有查阅技术资料的能力和应用标准、规范、手册、图册的能力及自觉性；手册、图册的能力及自觉性；4.4.掌握典型机械零件的实验方法，获得实验技能掌握典型机械零件的实验方法，获得实验技能的基本训练。并了解机械设计的最新发展及现代设计的基本训练。并了解机械设计的最新发展及现代设计方法在机械设计中的应用。方法在机械设计中的应用。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。四
12、、课程特点与学习方法v主要特点：主要特点：综合性实践性设计性v学习方法：学习方法：理论联系实际工程观点处理好重点与难点培养创造思维严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。教学参考资料v1 张克猛.机械工程基础，西安交通大学出版社，2006v2 冯鹤敏.机械工程基础，化学工业出版社，2005v3 蔡兰.机械工程材料，武汉理工大学出版社，2004v4 中国科学技术协会.2006-2007机械工程学科发展报告，中国科学技术出版社。v5 阎守礼.机械基础.北京理工大学出版社，1995v6 卢晓春.汽车机械基础.机械工业出版社，20
13、03v7 范顺成.机械设计基础.第三版.机械工业出版社，1998v8 陈良玉.机械设计基础.东北大学出版社，2006严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。第一章第一章 精密机械设计的基础知识精密机械设计的基础知识第一节第一节 概述概述一、设计精密机械时应满足的基本要求1.功能要求2.可靠性要求3.精度要求4.经济性要求5.外观要求严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。二、精密机械设计的一般步骤二、精密机械设计的一般步骤v1.调查决策阶段v2.研究设
14、计阶段v3.试制阶段v4.投产销售阶段严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。第四节 零件制造工艺性，标准化、系列化、通用化，设计方法及发展 v工艺的概念：零件加工出的过程。v良好的工艺性应具备的条件：1.制造和装备的工时少；2.需要复杂设备的数量较少；3.材料的消耗较少；4.准备生产的费用较少。v标准化、系列化、通用化，设计方法及发展。v设计方法及发展：理论设计；经验设计；模型设计v可靠性设计；机械优化设计；计算机辅助设计严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为
15、或突发事件。第二节第二节 零件的工作能力及其计算零件的工作能力及其计算v一、强度一、强度-材料抵抗外力产生塑性变形或断裂的材料抵抗外力产生塑性变形或断裂的能力，强度越高的材料，所承受的载荷越大。能力，强度越高的材料，所承受的载荷越大。v 按照载荷不同，强度可分为抗拉强度、抗压强度、按照载荷不同，强度可分为抗拉强度、抗压强度、抗弯强度和抗剪强度等。抗弯强度和抗剪强度等。v 工程中常用屈服点和抗拉强度作为强度指标。工程中常用屈服点和抗拉强度作为强度指标。v(一一)载荷和应力载荷和应力v1.静载荷和静应力静载荷和静应力 不随时间变化或变化缓慢的载荷不随时间变化或变化缓慢的载荷和应力。和应力。v2.变
16、载荷和变应力变载荷和变应力 随时间作周期性变化的载荷和应随时间作周期性变化的载荷和应力力严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。（二）.交变载荷下性能指标严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。(续)钢铁材料：钢铁材料：10107
17、7有色金属及合金：有色金属及合金：10108 8严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。刚度刚度-材料在受力时抵抗材料在受力时抵抗弹性变形弹性变形的能的能力。材料刚度的大小力。材料刚度的大小 通常用弹性模量通常用弹性模量E来评价。来评价。弹性模量弹性模量E：E=/式中式中-正应力；正应力；-正应变。正应变。切变模量切变模量G：G=/式中式中-切应力；切应力；-切应变。切应变。二、刚度严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。弹性模量弹性模量E、G越大，材
18、料的刚度越大，即具有特定越大，材料的刚度越大，即具有特定外形尺寸的零件外形尺寸的零件(构件构件)保持其原有形状与尺寸的能保持其原有形状与尺寸的能力也越大。力也越大。弹性模量弹性模量E、G的大小主要决定于金属键，与显微的大小主要决定于金属键，与显微组织的关系不大，合金化、热处理、冷变形等对它组织的关系不大，合金化、热处理、冷变形等对它的影响很小，基体金属一经确定，其弹性模量值就的影响很小，基体金属一经确定，其弹性模量值就基本上定了。基本上定了。在材料不变的情况下，只有改变零件的截面尺寸在材料不变的情况下，只有改变零件的截面尺寸或结构，才能改变它的刚度。或结构，才能改变它的刚度。4 硬度(1)布氏
19、硬度 硬度硬度-硬度是材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压硬度是材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划痕的能力。硬度测试，工业生产中常用的方法有痕或划痕的能力。硬度测试，工业生产中常用的方法有“布氏、布氏、洛氏和维氏洛氏和维氏”三种方法。三种方法。(1)(1)布氏硬度布氏硬度 布氏硬度试验方法是把规定直径的淬硬钢布氏硬度试验方法是把规定直径的淬硬钢球或硬质合金钢球以一定的试验力压入材料表面，保持规定时球或硬质合金钢球以一定的试验力压入材料表面，保持规定时间后，测量表面压痕直径，其硬度计算公式为：间后，测量表面压痕直径，其硬度计算公式为：第二章 工程材料和热处理严格执行突发事件上报制度、校外
20、活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。(续)式中式中 HB-HB-布氏硬度值；布氏硬度值；F-F-试验力试验力(N)(N)；A-A-压痕凹印表面积压痕凹印表面积(mm(mm2 2)；D-D-球体直径球体直径(mm)(mm)；d-d-压痕平均直径压痕平均直径(mm)(mm)。表示硬度值时应同时标出压头类型，当试验压头为淬硬钢表示硬度值时应同时标出压头类型，当试验压头为淬硬钢球时，硬度符号为球时，硬度符号为HBSHBS；当试验压头为硬质合金钢球时，硬度；当试验压头为硬质合金钢球时，硬度符号为符号为HBWHBW。HBSHBS或或HBWHBW之前数字为硬度值
21、，如之前数字为硬度值，如120HBS120HBS，450HBW450HBW。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。(续)严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。(续)布氏硬度主要用来测量灰铸铁、有色金属、退火、正火及布氏硬度主要用来测量灰铸铁、有色金属、退火、正火及调质钢等材料。调质钢等材料。HBS HBS适用于测量布氏硬度值小于适用于测量布氏硬度值小于450450的材料，的材料，HBWHBW适用于测适用于测量硬度值大于量硬度值大于450450小于小
22、于650650的材料。因压痕较大，布氏硬度不适的材料。因压痕较大，布氏硬度不适宜检验薄件或成品。宜检验薄件或成品。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。(续)表表示示方方法法：硬硬度度值值 HBS(HBW)HBS(HBW)球球径径d d值值(mm)/(mm)/载载荷荷大大小小(Kgf)/(Kgf)/保保持持时时间间(s)(s)，如如：120 120 HBS HBS 10/1000/3010/1000/30表表示示d=10mmd=10mm、载载荷荷大大小小为为1000Kgf1000Kgf、保保持持时时间间为为30 30 (
23、注注：d=10mmd=10mm、载载荷荷大大小小为为3000Kgf3000Kgf、保持时间为、保持时间为1010时只写数值和时只写数值和HBSHBS或或HBW)HBW)。说说明明：HBSHBS适适用用布布氏氏硬硬度度值值低低于于450450的的金金属属材材料料(未未淬淬火火的的钢钢、有有色色金金属属或或铸铸铁铁件件)；HBWHBW适适用用布布氏氏硬硬度度值值为为450450650650的的金金属属材材料。料。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。(2)洛氏硬度 洛氏硬度洛氏硬度-有有HRAHRA、HRBHRB、HRCHR
24、C，其中用得最广的是，其中用得最广的是HRCHRC试验原理：用顶角为试验原理：用顶角为12001200金刚石圆锥体金刚石圆锥体(HRA(HRA、HRC)HRC)或直径为或直径为1.588(1.588(即即1/16in)1/16in)的淬火钢球的淬火钢球(HRB)(HRB)作压头，先施加初始试验力作压头，先施加初始试验力F F1 1(98N)(98N)，再加上主试验力，再加上主试验力F F2 2(490N(490N、883N883N、1373N)1373N)，其总试验，其总试验力为力为F=FF=F1 1+F+F2 2(588N(588N、981N981N、1471N)1471N)。使用金刚石压头
25、时，使用金刚石压头时，K=0.2K=0.2；使用淬硬钢球压头时，使用淬硬钢球压头时，K=0.26K=0.26。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。(续)1-1-在初始在初始试验力力F F1 1作用下作用下压头的位置；的位置；2-2-在在总始始试验力力F=FF=F1 1+F+F2 2作用后的作用后的压头位置；位置；3-3-卸去主卸去主试验力力F F2 2只保留只保留F F1 1时压头的位置；的位置；严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。(续)常用的
26、三种洛氏硬度的试验条件及应用范围见常用的三种洛氏硬度的试验条件及应用范围见P P8 8表表1.21.2。洛氏硬度洛氏硬度HRCHRC测试可用于硬度很高的材料，操作简便迅速，测试可用于硬度很高的材料，操作简便迅速，压痕很小，几乎不损伤工件表面，故在钢件热处理质量检查中压痕很小，几乎不损伤工件表面，故在钢件热处理质量检查中应用最多。但由于压痕小，硬度值代表性就差些。应用最多。但由于压痕小，硬度值代表性就差些。如果材料有偏析或组织不均匀的情况，测所测硬度值的重如果材料有偏析或组织不均匀的情况，测所测硬度值的重复性差，故需在试样不同部位测定三点，取其算术平均值。复性差，故需在试样不同部位测定三点，取其
27、算术平均值。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。(3)维氏硬度 维氏硬度维氏硬度HV-HV-为了更准确地测量金属零件表面的硬度或为了更准确地测量金属零件表面的硬度或测量硬度很高的零件，常采用维氏硬度，其符号用测量硬度很高的零件，常采用维氏硬度，其符号用HVHV。维氏硬度试验用金刚石正四棱锥体作压头，其测量原理如维氏硬度试验用金刚石正四棱锥体作压头，其测量原理如下图所示：下图所示：试验力试验力F F的大小可根据试样厚度和其他条件使用，一般试验力的大小可根据试样厚度和其他条件使用，一般试验力可用可用10101000N100
28、0N。2.3 碳钢2.3.1 常存杂质元素对钢性能的影响 1.1.锰锰(Mn)(Mn)一般认为锰在钢中是一种有益元素：形成置换固溶体，一般认为锰在钢中是一种有益元素：形成置换固溶体，固溶强化；形成合金渗碳体固溶强化；形成合金渗碳体(Fe,Mn)(Fe,Mn)3 3C C；增加珠光体的含量；增加珠光体的含量并使珠光体变细；减轻并使珠光体变细；减轻S S的危害的危害(形成形成MnS)MnS)。碳钢中一般规定碳钢中一般规定W(Mn)W(Mn)0.80%0.80%；在合锰合金钢中，一般控制在合锰合金钢中，一般控制W(Mn)=1.0%W(Mn)=1.0%1.2%1.2%严格执行突发事件上报制度、校外活动
29、报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。(续)2.2.硅硅(Si)(Si)硅在硅在钢中也是一中也是一种种有益元素：可溶入有益元素：可溶入F F中，中，产生生固溶强化。固溶强化。碳碳钢中一般中一般规定定W(Si)W(Si)0.35%0.35%；3.3.硫硫(S)(S)硫是有害元素：硫是有害元素：FeSFeS与与FeFe能形成低熔点的共晶体，能形成低熔点的共晶体，熔点熔点仅有有9859850 0C C 且分布在且分布在奥奥氏体的晶界上，氏体的晶界上，当当钢在在10001000120012000 0C C锻压时由于晶界熔化造成由于晶界熔化造成钢“热脆脆”4.4.
30、磷磷(P)(P)磷是有害元素：使室磷是有害元素：使室温温下下钢的塑性、的塑性、韧性急性急剧下下降，降，称称为“冷脆冷脆”。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。2.3.2 碳钢的分类1.1.按冶炼方法及设备分类按冶炼方法及设备分类 平炉钢；平炉钢；转炉钢；转炉钢；电炉钢。电炉钢。2.2.按冶炼浇注时脱氧剂与脱氧程度分类按冶炼浇注时脱氧剂与脱氧程度分类 沸腾钢；沸腾钢；镇静钢；镇静钢；半镇静钢。半镇静钢。3.3.接含碳量分类接含碳量分类 低碳钢低碳钢 W(C)0.25%W(C)0.25%；中碳钢中碳钢 0.25%W(c)0
31、.6%0.25%W(c)0.6%；高碳钢高碳钢 W(c)0.6%W(c)0.6%。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。(续)4.4.按碳钢的质量分类按碳钢的质量分类 普通碳素钢普通碳素钢-含含S0.055%S0.055%、P0.045%P0.045%；优质碳素钢优质碳素钢-含含S0.040%S0.040%、P0.040%P0.040%；高级优质碳素钢高级优质碳素钢-含含S0.030%S0.030%、P0.035%P0.035%。(当存在优质和高级优质时，在高级优质碳素钢钢号后标当存在优质和高级优质时，在高级优质碳素钢钢
32、号后标注注“A”“A”或或“高高”，如，如T8AT8A；当全部为高级优质钢，如合金工具；当全部为高级优质钢，如合金工具钢全部为高级优质钢，则不面在牌号后标注钢全部为高级优质钢，则不面在牌号后标注“A”“A”字样字样)。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。(续)5.5.按钢的用途分类按钢的用途分类 碳素结构钢碳素结构钢-用于制造工程构件用于制造工程构件(如建筑、桥梁、船舶如建筑、桥梁、船舶)和机器零件和机器零件(如齿轮、轴、曲轴、连杆、螺钉、螺母等如齿轮、轴、曲轴、连杆、螺钉、螺母等)，含，含碳量大多在碳量大多在0.7%
33、0.7%以下，属低碳钢和中碳钢；以下，属低碳钢和中碳钢；碳素工具钢碳素工具钢-用于制造各种刀具、量具、模具，含碳用于制造各种刀具、量具、模具，含碳量大多在量大多在0.7%0.7%以上，属高碳钢；以上，属高碳钢；严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。(续)注：注：J(J(碱碱)-)-碱性空气转炉钢；碱性空气转炉钢；S(S(酸酸)-)-酸性空气转炉钢；注：平炉钢则不标酸性空气转炉钢；注：平炉钢则不标J J、S S。Y(Y(氧氧)-)-氧气氧气转炉炉钢。F(F(沸沸)-)-沸腾钢；注：镇静钢，钢号后不加注。沸腾钢；注：镇静钢，
34、钢号后不加注。2.3.3 碳钢的牌号、主要性能及用途1.普通碳素结构钢含含W(c)W(c)在在0.06%0.06%0.38%0.38%之之间。牌号：用牌号：用“Q+“Q+数字数字”表示，其中表示，其中“Q”“Q”为屈服点为屈服点“屈屈”，数，数字表示屈服强度的数值字表示屈服强度的数值(MPa)(MPa)。若牌号后面标注字母若牌号后面标注字母A A、B B、C C、D(D(质量依次提高质量依次提高)，则表示，则表示钢材质量等级不同，即硫、磷含量不同。其中钢材质量等级不同，即硫、磷含量不同。其中A A级钢含硫、磷级钢含硫、磷量最高，量最高，D D级钢含硫、磷量最低级钢含硫、磷量最低，即，即A A、
35、B B、C C、D D表示钢材质量表示钢材质量依次提高。依次提高。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。(续)Q195Q195、Q215Q215、Q235AQ235A、Q235B-Q235B-塑性塑性较好，有一定的强度。好，有一定的强度。通常通常轧制成制成钢筋、筋、钢板、板、钢管等用于管等用于桥梁、建筑物等作梁、建筑物等作构构件，件，也用作做普通螺也用作做普通螺钉、螺帽、螺帽、铆钉等。等。Q235C Q235C、Q235D-Q235D-可用作重要的可用作重要的焊接件。接件。Q235 Q235、Q275-Q275-强度强度
36、较高，可高，可轧制成型制成型钢、钢板作板作构构件用。件用。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。2.优质碳素结构钢 -主要用于制造重要机器零件，一般要主要用于制造重要机器零件，一般要经热处理。理。08F-08F-强度低、塑性好。一般是强度低、塑性好。一般是轧制成薄制成薄钢板或板或钢带，通，通过冷冲冷冲压、拉伸等制作、拉伸等制作罩罩子、外子、外壳壳等。等。10 10、1515、2020钢-有良好的有良好的冷冲冷冲压性性和和焊接性接性，可制造冷冲，可制造冷冲压件和件和焊接件；也可以制造尺寸不大的渗接件；也可以制造尺寸不大的渗
37、碳碳件，如活塞件，如活塞销。30 30、4040、4545、50-50-经调质后后制造制造齿轮、轴等零件等零件。4545钢应用最广。用最广。60 60、65-65-经淬火和中淬火和中温温回火后制作回火后制作弹簧簧等各等各种种弹性零件。性零件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。3.碳素铸钢含含C C在在0.15%0.15%0.60%0.60%之间。之间。主要用于形状复杂，强度、塑性要求较高的箱体、壳体、主要用于形状复杂，强度、塑性要求较高的箱体、壳体、机座等零件。铸钢的铸造性较差。机座等零件。铸钢的铸造性较差。严格执行
38、突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。4.碳素工具钢含含C C在在0.65%0.65%1.35%1.35%之间。之间。T7 T7、T8-T8-硬度高、韧性较高，可制造：冲头、凿子、锤子硬度高、韧性较高，可制造：冲头、凿子、锤子等工具。等工具。T9 T9、T10T10、T11-T11-硬度高、韧性适中，可制造：钻头、刨刀、硬度高、韧性适中，可制造：钻头、刨刀、丝锥、手锯条等刃具及冷作工具等。丝锥、手锯条等刃具及冷作工具等。T12 T12、T13-T13-硬度高、韧性较低，可制造：锉刀、刮刀等刃硬度高、韧性较低，可制造：锉刀、刮刀等
39、刃具及量规、样扳等量具。具及量规、样扳等量具。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。6.1.4 合金钢的分类及牌号 1.1.合金钢的分类合金钢的分类(1)(1)按合金元素含量分类按合金元素含量分类 低合金钢低合金钢(合金元素总量低于合金元素总量低于5%)5%)；中合金钢中合金钢(合金元素总量在合金元素总量在5%5%10%10%之间之间)；高合金钢高合金钢(合金元素总量高于合金元素总量高于5%)5%)。(2)(2)按合金钢的用途分类按合金钢的用途分类 合金结构钢；合金工具钢；特殊性能钢。合金结构钢；合金工具钢；特殊性能钢。
40、严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。(续)-牌号 1.1.合金钢的牌号合金钢的牌号 按按国国标标规规定定，合合金金钢钢牌牌号号采采用用“数数字字+合合金金元元素素符符号号+数数字字”的方法来表示。的方法来表示。(1)(1)合合金金结结构构钢钢 (如如60Si2Mn)-60Si2Mn)-前前两两位位数数字字表表示示平平均均含含碳碳量量，以以万万分分数数计计；合合金金元元素素后后的的数数字字为为该该元元素素的的平平均均含含量量的的百百分分数数(小小于于1.5%1.5%，不不标标明明含含量量；含含量量在在1.5%1.5%2.
41、5%2.5%，标标2 2，2.5%2.5%3.5%3.5%，标，标3)3)。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。(续)(2)(2)合合金金工工具具钢 (如如9SiCr)-9SiCr)-前前一一位位数数字字表表示示平平均均含含碳碳量量，以以千千分分数数计；若若含含碳碳量量超超过1%1%时，一一般般不不标出出。合合金金元元素素及及其含量的表示方法同上。其含量的表示方法同上。(3)(3)特特殊殊性性能能钢 (如如0Cr13)-0Cr13)-牌牌号号表表示示方方法法与与合合金金钢相相同同，只只是是平平均均含含碳碳量量0.08%
42、0.08%时用用“0”“0”表表示示；平平均均含含碳碳量量0.03%0.03%时用用“00”“00”表表示示。例例如如0Cr130Cr13表表示示含含碳碳量量小小于于等等于于0.08%0.08%，含，含铬量量为13%13%的不的不锈钢。6.2 合金结构钢-概述 合金合金结构构钢-工程工程结构构用用钢(低合金低合金结构构钢)、机器、机器制造用制造用钢(渗渗碳碳钢、调质钢、弹簧簧钢、滚动轴承承钢等等)。合金化作用合金化作用概概述：述：主加元素主加元素-提高提高钢淬透性的元素淬透性的元素(非非碳碳化物形成元化物形成元素或弱素或弱碳碳化物形成元素化物形成元素)；辅加元素加元素-细化晶粒化晶粒并并通通过
43、碳碳化物化物进行弥散强化行弥散强化(强强碳碳化物形成元素化物形成元素)。6.2.1 低合金结构钢(普通低合金钢)1.1.用途用途 用于制造桥梁、船舶、车辆、建筑、压力容器等工程构件，用于制造桥梁、船舶、车辆、建筑、压力容器等工程构件，通常以板材或各种型材供应。通常以板材或各种型材供应。2.2.性能要求性能要求 高强度：高强度：s300MPas300MPa；高韧性：高韧性：=15%=15%20%20%，k k 600 600800kJ/m800kJ/m2 2；良好的焊接性和冷成型性；良好的焊接性和冷成型性；低的冷脆转变温度；低的冷脆转变温度；良好的耐蚀性。良好的耐蚀性。(续)3.3.成分特点成分
44、特点 低碳低碳(C(C0.2%)-0.2%)-保证良好的塑性、韧性和可焊性；保证良好的塑性、韧性和可焊性；主加元素为主加元素为Mn(MnMn(Mn1.8%1.8%，及，及Si)-Si)-在提高强度的同时在提高强度的同时又不降低钢的塑性、韧性和可焊性；又不降低钢的塑性、韧性和可焊性；加入少量辅加元素加入少量辅加元素V V、TiTi，产生细晶强化和碳化物弥散，产生细晶强化和碳化物弥散强化。强化。4.4.常用低合金结构钢常用低合金结构钢 16Mn-16Mn-低等级别强度；低等级别强度；15MnVN-15MnVN-中等级别强度。中等级别强度。6.2.2 合金渗碳钢 1.1.用途用途 用于制造表面硬度高
45、、耐磨性好，心部具有较高韧性用于制造表面硬度高、耐磨性好，心部具有较高韧性和足够强度的零件，如齿轮。和足够强度的零件，如齿轮。2.2.性能要求性能要求 表面渗碳层硬度高；表面渗碳层硬度高；心部具有高的韧性和足够高的强度；心部具有高的韧性和足够高的强度；有良好的热处理工艺性。有良好的热处理工艺性。(续)3.3.成分特点成分特点 低碳低碳(C=0.1%(C=0.1%0.25%)-0.25%)-保证零件心部有较高的塑性、保证零件心部有较高的塑性、韧性；韧性；主加元素为主加元素为CrCr、MnMn、NiNi、B-B-提高钢的淬透性；提高钢的淬透性；辅加元素为辅加元素为TiTi、V V、W W、Mo-M
46、o-细化奥氏体晶粒，便于渗细化奥氏体晶粒，便于渗碳后直接淬火。碳后直接淬火。4.4.钢种及牌号钢种及牌号 20Cr(20Cr(低淬透性低淬透性)、20CrMnTi(20CrMnTi(中淬透性中淬透性)、18Cr2Ni4WA(18Cr2Ni4WA(高淬透性高淬透性)。(续)5.5.热处理和组织性能热处理和组织性能 一般部是渗碳后直接淬火，再低温回火。一般部是渗碳后直接淬火，再低温回火。热处理后，表层组织为：回火马氏体热处理后，表层组织为：回火马氏体+残余奥氏体残余奥氏体+合金合金渗碳体，硬度为渗碳体，硬度为606062HRC62HRC。心部完全淬透时为：低碳回火马氏体，硬度为心部完全淬透时为：低
47、碳回火马氏体，硬度为404048HRC48HRC；多数情况下为：屈氏体；多数情况下为：屈氏体+回火马氏体回火马氏体+少量铁素体，硬度为少量铁素体，硬度为252540HRC40HRC。心部韧性一般部高于心部韧性一般部高于700kJ/m700kJ/m2 2。6.2.3 合金调质钢 1.1.用途用途 于制造综合力学性能均较高的零件，如传动轴、齿轮、于制造综合力学性能均较高的零件，如传动轴、齿轮、连杆等。连杆等。2.2.性能要求性能要求 要求有高的强度和良好的塑性、韧性要求有高的强度和良好的塑性、韧性-良好的综良好的综合机械性能；合机械性能；有很好的淬透性。有很好的淬透性。3.3.成分特点成分特点 中
48、碳中碳(C=0.25%(C=0.25%0.50%0.50%之间，以之间，以0.4%0.4%居多居多)；主加元素为主加元素为MnMn、CrCr、NiNi、SiSi、B-B-提高钢的淬透性；提高钢的淬透性；辅加元素为辅加元素为W W、MoMo、V-WV-W、MoMo抑制第二类回火脆性，抑制第二类回火脆性，W W、MoMo、V V也能细化奥氏体晶粒。也能细化奥氏体晶粒。4.4.钢种及牌号钢种及牌号 40Cr(40Cr(低淬透性低淬透性)、30CrMo(30CrMo(中淬透性中淬透性)、40CrNiMoA(40CrNiMoA(高淬高淬透性透性)。5.5.热处理和组织性能热处理和组织性能 淬火后，再高温
49、淬火后，再高温(500(5006506500 0C)C)回火。回火。热处理后的组织为回火索氏体热处理后的组织为回火索氏体(对表面要求耐磨的零件，可对表面要求耐磨的零件，可再进行感应加热表面淬火及低温回火，表面组织为回火马氏体，再进行感应加热表面淬火及低温回火，表面组织为回火马氏体，表面硬度可达表面硬度可达555558HRC)58HRC)。合金调质钢淬透时的合金调质钢淬透时的s s800MPa800MPa，冲击韧性约，冲击韧性约800kJ/m800kJ/m2 2，心，心部硬度可达部硬度可达222225HRC25HRC。6.2.4 合金弹簧钢 1.1.用途用途 合金弹簧钢是一种专用结构钢，主要用于
50、制造各种弹簧合金弹簧钢是一种专用结构钢，主要用于制造各种弹簧和弹性元件。和弹性元件。2.2.性能要求性能要求 高的弹性极限高的弹性极限e e，尤其是高的屈强比，尤其是高的屈强比s s/b b；有高的疲劳强度有高的疲劳强度r r；有足够的塑性和韧性；有足够的塑性和韧性；有较好的淬透性，不易脱碳和过热，容易绕卷成形。有较好的淬透性，不易脱碳和过热，容易绕卷成形。3.3.成分特点成分特点 高碳高碳(碳素的碳素的C=0.6%C=0.6%0.9%0.9%，合金的，合金的C=0.5%C=0.5%0.7%)0.7%)；主加元素为主加元素为SiSi、MnMn、CrCr、B-B-提高钢的淬透性；提高钢的淬透性；