4碳钢的切削加工性能点案

碳钢的性能和选用知识点 任务二 碳钢的性能和选用【知识要点】一、碳钢性能内涵物理性能强度拉伸试验测量（也可测量弹性和刚度）使用性能 化学性能 塑性 碳钢力学性能 硬度：压入试验法测量 的性铸造性 韧性：一次冲击试验法测量 能锻压性 疲劳强度：交变载荷试验法测量 工艺性能焊接性切削加工性 二、碳钢的力学性能1．碳钢的力学性能不仅是设计零件、选用材料时的重要依据，而且也是按验收标准来鉴定材料的依据以及对产品的工艺进行质量控制的重要参数。

2．拉伸试验是在承受轴向拉伸载荷下测定材料特性的试验方法。

利用拉伸试验得到的数据可以确定材料的伸长率、弹性模量、比例极限、断面收缩率、拉伸强度和其他拉伸性能指标。

拉伸试验所使用的是静载荷，拉伸曲线分为四阶段，具体见下。

3. 强度是金属材料在静载荷作用下，抵抗永久变形和断裂的能力。

开始永久变形和断裂的点的位置在：σs σb强度的两个指标：屈服点σs ，抗拉强度σb 。

4．塑性是金属材料在（静）载荷作用下产生塑性变形而不破坏的能力。

拉伸曲线中K 点越右，塑性越好。

塑性指标：断后伸长率 、断面收缩率ψ5.硬度是金属材料在静载荷下抵抗其他更硬物质压入起表面的能力。

6.冲击韧度是金属材料在一次冲击载荷作用下抵抗破坏的能力。

用aK 表示，aK 值低的材料为脆性材料，aK 高的材料为韧性材料。

7.疲劳强度是金属材料在无限多次交变载荷作用下而不破坏的最大应力。

三、碳钢的切削加工性1.切削加工金属材料的难易程度称切削加工性能。

2.通常是用硬度和韧性作为碳钢切削加工性能好坏的大致判断。

一般讲，金属材料的硬度愈高愈难切削，硬度虽然不高，但韧性大，切削也困难。

3．低碳钢的强度和硬度较低，塑性和韧性较好。

切削加工性不佳，正火处理可以改善其切削加工性。

4．中碳钢的强度、硬度比低碳钢高，切削性能良好。

5.高碳钢的强度、硬度高，而塑性、韧性差，切削加工性差，通过退火处理改善其切削加工性。

6．易切削钢是在钢中加入一定数量的一种或一种以上的硫、磷、铅、钙、硒、碲等易切削元素的钢。

304不锈钢车削加工特点及加工工艺304不锈钢广泛应用与各行各业，你肯定对其车削加工特点及相关的加工工艺很感兴趣。

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304不锈钢车削加工特点(1)切削力大AISI 304奥氏体不锈钢的硬度不高(硬度≤187HBS)，由于其含大量的Cr、Ni、Mn等元素，塑性较好(断后伸长率δ5≥40%，断面收缩率ψ≥60%)。

切削加工时塑性变形大，尤其在较高温度时仍可保持较高的强度(普通钢在切削温度升高时强度下降明显)，导致AISI304奥氏体不锈钢的切削力较大。

常规切削条件下，AISI 304不锈钢的单位切削力达2450MPa，比45钢高25%以上。

(2)加工硬化严重AISI 304不锈钢在切削加工时伴有较为明显的塑性变形，材料晶格会产生严重的歪扭;同时，由于奥氏体组织在稳定性方面的缺陷，一小部分奥氏体在此过程中变成了马氏体;此外，奥氏体中存在的杂质化合物会随着切削过程的进行因受热而分解，弥散分布的杂质在表面产生了硬化层，使加工硬化现象十分明显，硬化后的强度σb达1500MPa以上，硬化层深度0.1-0.3mm。

(3)切削区局部温度高由于AISI304不锈钢所需切削力大，且切屑不易切离，使得分离切屑所消耗的功也较大。

常规条件下切削AISI 304不锈钢比低碳钢高约50%，产生的切削热多。

奥氏体不锈钢的导热性差，AISI304不锈钢的热导率为16.3-21.5W/m·K，仅为45钢热导率的三分之一，因而使得切削区域的温度较高(通常切削加工时切屑所带走的热量应占切削热量的70%以上)，大量切削热集中在切削区和“刀—屑”接触面上，传入刀具中的热量达20%(切削一般碳素钢时该数值仅为9%)，使得在同等切削条件下，AISI304不锈钢切削温度比45钢高约200-300℃。

(4)刀具易产生粘附磨损由于奥氏体不锈钢的高温强度高，加工硬化倾向大，因此，切削负荷重，奥氏体不锈钢与刀具和切屑之间会因为切削过程中其与刀具之间的亲合趋势显著增强，从而不可避免地产生粘结、扩散等现象，并生成“切屑瘤”，造成刀具粘附磨损。

钢材—含碳量对碳钢的组织和力学性能的影响含碳量少，一般组织由铁素体和珠光体组成，淬火后多为板条马氏体；低碳钢韧性大，硬度低，耐磨性差含碳量高，组织一般由渗碳体跟珠光体组成，淬火后多为片状马氏体；高碳钢脆性大，硬度高，耐磨性好一般碳的含量越高硬度越大，韧性降低！以下是各种钢的特点的一些简介：1碳钢碳钢也叫碳素钢，是含碳量wc小于2％的铁碳合金。

碳钢除含碳外一般还含有少量的硅、锰、硫、磷。

按用途可以把碳钢分为碳素结构钢、碳素工具钢和易切削结构钢三类。

碳素结构钢又可分为建筑结构钢和机器制造结构钢两种。

按含碳量可以把碳钢分为低碳钢(wc≤0.25％)，中碳钢(wc 0.25％一0.6％)和高碳钢(wc >O．6％)按磷、硫含量可以把碳素钢分为普通碳素钢(含磷、硫较高)、优质碳素钢(含磷、硫较低)和高级优质钢(含磷、硫更低) 。

一般碳钢中含碳量越高则硬度越高，强度也越高，但塑性降低。

2碳素结构钢这类钢主要保证力学性能，故其牌号体现其力学性能，用Q+数字表示，其中“Q”为屈服点“屈”字的汉语拼音字首，数字表示屈服点数值，例如Q275表示屈服点为275MPa。

若牌号后面标注字母A、B、C、D，则表示钢材质量等级不同，含s、P的量依次降低，钢材质量依次提高。

若在牌号后面标注字母“F”则为沸腾钢，标注“b”为半镇静钢，不标注“F，’或“b”者为镇静钢。

例如Q235-A·F表示屈服点为235MPa的A级沸腾钢，Q235-c表示屈服点为235MPa的c级镇静钢。

碳素结构钢一般情况下都不经热处理，而在供应状态下直接使用。

通常Q195、Q215、Q235钢碳的质量分数低，焊接性能好，塑性、韧性好，有一定强度，常轧制成薄板、钢筋、焊接钢管等，用于桥梁、建筑等结构和制造普通铆钉、螺钉、螺母等零件。

Q255和Q275钢碳的质量分数稍高，强度较高，塑性、韧性较好，可进行焊接，通常轧制成型钢、条钢和钢板作结构件以及制造简单机械的连杆、齿轮、联轴节、销等零件。

金属材料的硬度和加工性能1、请教最佳切削硬度的问题：以前在书上看到是最佳切削性能在180～200左右.而平时用的调质都在28~32HRC(HB272～300）或是32～36HRC(HB300～335)。

请问何解。

回答：你说的HBS180到200这个硬度确实比较优良的切削硬度。

但调质的目的并不是要获得一个适合切削的热处理，对于中碳钢来说适合切削的的热处理是退火，调质的硬度撇开不说,因为调质后的硬度要求有很多种。

调质后高的强度，高的韧性对切削来说都是不利因素，这种优良的综合力学性能对切削来说并不是什么好的性能，调质是为了获得一个良好的综合力学性能，调质后标称的硬度是为了表达调质后的强度和冲击韧性之间的一个平衡位置，甚至是对疲劳强度的一个最值位置。

总之是一个对工件装配到机器里面的使用性能综合考虑的结果。

而不是对零件的机加工的合适程度考虑的结果。

调质的硬度用回火的温度来控制。

不过你的标称的调质后的硬度貌似有点高了,一般都不会到这么高的。

特别时后面的36HRC的话已经很接近中温回火获得回火屈氏体的下限硬度，而不是淬火加高温回火的调质了.一般常见的标称还是20HRC（HB219）到30HRC(HB285）多见.这个硬度换算的话就大概HBS220到300左右（具体查硬度转换表)，切削的话仍然是属于比较好切削的范围2、45钢，含碳量国标要求0。

42-0.50%,属于中碳钢，一般毛坯后正火处理，常见硬度HB179-229之间，利于切削加工!若后续有淬火硬化工序,毛坯后的热处理调质（淬火+高回）居多，硬度HRC28—32或者HRC25—30比较常见，淬火后硬度HRC45-55之间!比较常应用在汽车、拖拉机、工程机械或者其他等领域的齿轮、齿轮轴、花键轴、销等传动系统的部件上。

项目一常用金属材料课题一碳钢任务一认识碳钢班级姓名组号合作者学习目标完成本学习任务后，你应当能1. 说出碳钢的分类、牌号、性能2.会正确选用碳钢任务实施一．完成下列填空题：’1．碳钢是指含碳量小于_______的铁碳合金，实际使用的含碳量_________。

碳钢不仅冶炼方便，价格低，产量大，且具有优良的____________、_________和___________性能. 2．碳钢的种类很多，按用途分，碳钢主要有_____________、____________和___________三种；按含碳量分类，有_________、________和__________三类；按质量分_____、_______和_______三类。

3．将分发到的实物进行相关分类：（弹簧、螺钉、轴承、链轮、钢丝钳、剪刀、锉刀、游标卡尺）属于碳素结构钢的有_______、________、______、_______等结构件，其含碳量一般_______％；属于碳素工具钢的有_______、________、______、_______等各种工具，其含碳量一般______％。

类别牌号举例普通碳素结构钢优质碳素结构钢碳素工具钢铸造碳钢二、完成下列选择题：1．碳钢指含碳量（）的铁碳合金。

A．< 1.5％ B．< 2％ C．< 2.11% D．< 4%32.低碳钢的含碳量为（）。

A．≤ 0.20％ B．≤ 0.25％ C．≤ 0.30％ D．≥0.1％3．螺钉由（）制造；机床主轴由（）制造；锉刀由（）制造；飞轮由（）制造。

A．45 B．Q195 C．ZG 230-460 D．T12任务评价根据各小组讨论结果，分别派代表交流学案内容，相互对照检查，评价各自结果。

参考题型正确错误填空题（32题）选择题（6题）任务巩固1.何为碳钢？碳钢的材料有何特点？2.常用的碳钢普通碳素结构钢优质碳素结构钢碳素工具钢铸造碳钢碳钢牌号牌号：ZG200—400 45 Ｑ235—A.F T103.碳钢如何分类？4.碳钢的牌号如何表示？任务拓展1．碳素钢中除铁与碳外，还常有、、、等杂质元素，其中、是有益元素，、是有害元素。

1、点的正面投影和水平投影的连线垂直于（）。

X轴Y轴Z轴O轴2、假想用剖切面剖开机件，将处在观察者和剖切面之间的部分移去，而将其余部分向投影面投影所得到的图形，称为（）。

剖视图断面图局部剖视图移出剖视图3、装配图的读图方法，首先看（），了解部件名称。

零件序号零件图技术要求标题栏4、用游标卡尺测量孔径时，若量爪测量线不通过孔心，则卡尺读数值比实际尺寸（）。

大小相等不一定5、万能角度尺可以测量（）范围内的任何角度。

0°～360°40°～140°0°～320°0°～180°6、用百分表测量时，测量杆应预先压缩0.3～1mm，以保证一定的初始测力，避免（）测不出来。

尺寸公差形状公差负偏差7、量具在使用过程中与工件（）放在一起。

不能有时不能有时能8、在满足功能要求的前提下，表面粗糙度应尽量选用（）数值的。

较大常用较小中等9、三角带传动（）。

结构复杂，不适宜用于两轴中心距较大的传动场合三角带有接头，富有弹性、吸振、传动平稳、无噪声过载打滑，会致使薄弱零件损坏不能保证精确的传动比10、联接螺纹多用（）螺纹。

梯形三角形锯齿形矩形11、要求在两轴相距较远、工作条件恶劣的环境下传递较大功率时，宜选用（）。

带传动链传动齿轮传动螺旋传动12、电动机靠（）部分输出机械转矩。

定子转子接线盒风扇13、热继电器具有（）保护作用。

过载过热短路14、对照明电路，下面几种情况不会引起触电事故的是（）。

人赤脚站在大地上，一手接触火线，但未接触零线人赤脚站在大地上，一手接触零线，但未接触火线人赤脚站在大地上，二手同时接触火线，但未碰到零线人赤脚站在大地上，一手接触火线，另一手接触零线15、下列牌号中，纯铜是（）。

T7T3T12Ta16、 HB是（）硬度的符号。

洛氏维氏布氏克氏17、钢制件的硬度在（）范围内，其切削加工性能最好。

HBS＜140HBSl70～230HBS300～450HBW450～65018、为提高低碳钢的切削加工性能，通常采用（）处理。