第七章机械工程材料的选用
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第七章合金钢碳钢具备很多优点,在机器制造业中获得了广泛应用。
但是碳钢淬透性低、回火抗力差、不具备特殊的物理、化学性能,且屈强比低,约为0.6。
而合金钢屈强比一般为0.85~0.9。
在零件设计时,屈服强度是设计的依据。
所以,碳钢的强度潜力不能充分发挥。
为了满足使用要求,必须选用合金钢。
1、合金元素对钢中基本相有哪些影响?答:⑴与碳亲合力很弱的合金元素,溶入铁素体内形成合金铁素体,对基体起固溶强化作用,与碳不发生化合反应。
⑵与碳亲合力较强的合金元素,一般能置换Fe3C中的铁原子,形成合金Fe3C。
合金Fe3C较Fe3C稳定性略高,硬度较为提高,是低合金钢中存在的主要碳化物。
⑶与碳亲合力很强的合金元素,且含量大于5%,易形成特殊碳化物。
它比合金渗碳体具有更高的熔点、硬度、耐磨性和回火稳定性。
2、普通低合金钢与含碳量相同的碳素钢相比有什么特点?这类钢常用于哪些场合?钢中合金元素主要作用是什么?答:普通低合金钢是一种低碳、低合金含量的结构钢,其含碳量<0.2%,合金元素含量<3%。
与具有相同含碳量的碳素钢相比具有较高的强度,较高的屈服强度,因此,在相同受载条件下,使结构的重量减轻20~30%。
具有较低的冷脆转变温度(-30℃)。
普通低合金钢主要用于桥梁、车辆、油罐以及工程构件。
因此它的工作环境大多在露天,受气温和大气中腐蚀性气体的影响较大。
钢中合金元素的主要作用:Mn—强化铁素体基体;V、Ti—细化铁素体晶粒,形成碳化物起弥散强化的作用;Cu、P—提高钢对大气的抗蚀能力。
3、普通低合金钢常用于哪些场合?对性能有何要求?如何达到这些性能要求?答:普通低合金钢主要用于桥梁、车辆、油罐以及工程构件。
由于它的工作环境大多在露天,受气温和大气中腐蚀性气体的影响较大。
因此对它的性能要求如下:良好的综合力学性能,σs=350~650 MPa,δ=16~23%,αk=60~70 J/cm2;良好的焊接性、冷热加工性;较好的抗蚀性;低的冷脆转化温度,一般为-30℃。
第七章合金钢合金元素在钢中的作用2Outline分类及编号1合金结构钢3合金工具钢4特殊钢5工程材料学分类及编号一、合金钢介绍为了提高钢的力学、工艺、物理或化学性能,在冶炼时特意往钢中加入的一些化学元素(即通常称为合金元素),所得到的钢称为合金钢。
改善对象:1.提高强度2.提高淬透性3.提高高温强度、热硬性4.提高抗氧化、耐腐蚀、耐热、耐磨、电磁等特殊性能工程材料学钢中常用合金元素钢的成分中含有的元素一般除Fe 、C 外,还包括:常存合金元素Si 、Mn 未清除净的杂质S 、P 、H 、O 主要元素(含量较高) Cr 、Ni 、W 、Mo强碳化物元素V 、Nb 、Ti 、Zr 、B 其他元素Re(稀土)、Al一、合金钢介绍分类及编号工程材料学1.按用途分类合金结构钢主要用来制造承受力结构零部件,其中就热处理或专门构件的类型可分别称呼为调质钢、渗碳钢、弹簧钢、轴承钢等。
合金工具钢主要用来制造加工其它零件的工具或模具,其中又分为刃具钢、模具钢、量具钢等。
特殊性能钢具有特殊性能而作某项专用的钢,其中又分为不锈钢、耐热钢、电工钢等。
2.按钢的成分分类碳钢仅含有一定量非人为特意加入的常存元素Si 、Mn 等。
合金钢为达到某种性能要求,人为加入了必要的合金元素。
按其加入的量较多元素又有铬钢、锰钢、铬锰钢、钨钼钢等;按其总量分为低、中、高合金钢。
<5% 5-10% >10%一、合金钢介绍分类及编号工程材料学二、合金钢的牌号各个国家钢的牌号命名的方法各不相同,仅介绍我国统一命名的一般规定。
(碳钢已介绍过)(1)合金结构钢牌号的组成为:两位数字+元素符号+数字+…+字母第一部分用两位数字表示钢的含碳量的万分之几;第二部分用化学元素符号表示钢中的所含主要或关键合金元素,平均含量少于1.5%时不标数, 平均含量为1.5%~2.49%、2.5%~3.49%……时,相应地标以2、3……;第三部分的字母为级别标志,注明特殊要求或专门用途。
第七章、劳动力、机械设备和材料投入计划第一节劳动力安排计划根据本工程的工程量大小及各项管理目标的要求,在施工组织上实行科学配置,选派具有类似工程施工经验的专业工程技术管理人员进行本项目的施工管理。
1、各专业工种的配置(一)、组织和人力资源规划是识别、确定和分派项目角色、职责和报告关系的过程。
根据项目对人力资源的需求,建立项目组织结构,组建和优化项目管理班子。
(二)、严格管理项目管理班子的成员,以提高工作效率。
明确每个项目管理班子的成员的职责、权限和个人业绩测量标准,以确保项目管理班子成员对工作的正确理解。
(三)、形成合适的团队机制,以提高项目管理班子的成员和项目管理的工作效率。
分析影响项目管理班子的成员和团队业绩与士气的因素,并采取措施调动积极因素,减少消极影响。
(四)、建立项目管理班子的成员之间进行沟通和解决冲突的渠道,创立良好的人际关系和工作氛围。
(五)、及时识别和分析人力资源偏离计划的情况,并采取相应措施充实和健全项目团队。
(六)、根据本工程项目多、路线长、范围广、施工技术难度高,现场地质条件差,交通组织复杂的特点。
2、劳动力投入计划根据本工程场地条件较复杂,在考虑本工程的劳动力投入时,需在按常规满足施工质量及进度要求的同时,还需考虑到场地对施工总体布置带来的不利影响。
即在布置人员时,需比常规多考虑施工技术管理人员及施工班组的配备,特别是专业工程人员的配置。
在安排本工程施工人员计划时,除按常规满足各单项工程的施工需要外,还需结合本工程实际的整体环境和整体条件,确保施工现场有良好的施工技术及管理环境,还需在各个不同节点、不同季节中在各个单项工程上有充足的劳动力以确保现场有个热火朝天、朝气蓬勃的施工场面。
为适应本工程施工特点,将安排3支专业施工队伍分多个班组进行本工程施工。
力求做到以最优的质量和最快的速度完成本工程。
在人员上我们将安排有多年施工和管理经验的同志担任项目经理,对工程的施工、安全、质量进行全面管理。
第七章施工机械配备及工作人员安排计划本章旨在详细描述施工机械的配备情况和工作人员的安排计划。
通过合理配置机械设备和人员,确保施工工作的高效进行。
机械配备施工机械的配备是保证施工工程进展顺利的重要因素之一。
根据工程项目的具体要求和实际情况,我们将配备以下机械设备:1. 挖掘机:配备3台不同型号的挖掘机,以满足不同工程要求和施工场地条件。
2. 起重机:根据施工计划,配备2台起重机,在安全可靠的前提下,满足吊装和搬运工作的需要。
3. 混凝土搅拌机:为保证施工质量和进度,配备2台高性能的混凝土搅拌机。
4. 压路机:根据道路工程的要求,配备1台重型压路机,保证路面的平整度和稳定性。
5. 其他机械设备:根据具体施工工序的要求,适时配备其他机械设备,如空压机、钻机等。
机械设备的数量和型号可以根据实际工程进展情况进行调整,以保证施工的顺利进行。
工作人员安排合理的工作人员安排是施工工程顺利进行的基础。
根据工程项目的规模和施工任务的需要,我们将安排以下工作人员:1. 工程经理:负责整个施工工程的管理和协调。
2. 施工队长:负责具体施工工序的组织和指导。
3. 机械操作人员:根据机械设备的种类和数量,配备合适的机械操作人员,确保机械设备的正常运行。
4. 技术员:负责施工现场的技术支持和质量控制。
5. 安全员:负责施工现场的安全管理和事故预防。
6. 其他工作人员:根据实际施工需要,适时调配其他工作人员,如劳动力、材料供应等。
工作人员的数量和岗位设置可以根据具体施工工程的需要进行调整和变动,以确保施工工作的顺利进行和安全保障。
通过合理配备施工机械和安排工作人员,我们将确保施工工程的高效进行,提高工程质量,并按时完成施工任务。
第一章⑴晶体:结构具有周期性和对称性的固体,原子或分子排列规则。
⑵晶格:用假想的直线将原子中心连接起来所形成的三维空间格架。
⑶液态金属在理论结晶温度以下开始结晶的现象称过冷。
⑷理论结晶温度与实际结晶温度的差∆T称过冷度∆T= T0 –T1第二章⑴合金是由两种或两种以上金属元素或金属和非金属组成的具有金属特性的物质⑵合金中凡成分相同、结构相同、聚集态相同,并与其它部分有界面分开的均匀组成部分称为相⑶固溶强化:固溶体中晶格畸变较大,随溶质原子增加合金强度和硬度提高,塑性和韧性降低。
⑷以固溶体为基,弥散分布金属间化合物,可提高强度、硬度和耐磨性,即第二相质点强化或称弥散强化.⑸晶内偏析:溶质原子在液相能够充分扩散,在固相内来不及扩散,以致固溶体内先结晶的中心和后结晶的部分成分不同.一个枝晶范围内成分不均匀的现象称作枝晶偏析.冷速越大,枝晶偏析越严重。
枝晶偏析会影响合金的力学、耐蚀、加工等性能.第三章⑴滑移:一部分晶体沿着某一晶面和晶向相对于另一部分晶体滑动。
光滑试样在拉伸过程中,表面会出现许多相平行的倾斜线条的痕迹,称滑移带。
滑移的结果在晶体表面形成台阶,称滑移线,若干条滑移线组成一个滑移带。
⑵位错密度增加,导致金属强度和硬度的提高,塑性和韧性下降,称为加工硬化或形变强化⑶再结晶:当变形金属加热到超过回复的某一温度时,将通过形核及核长大的过程重新形成内部缺陷较少的等轴小晶粒,并且该小晶粒不断向变形金属中扩展,直到变形晶粒消失为止. 再结晶也是一个晶核形成和长大的过程,但不是相变过程,再结晶前后新旧晶粒的晶格型和成分完全相同。
与结晶区别:没有新相生成。
⑷低于再结晶温度的加工称为冷加工;而高于再结晶温度的加工称为热加工影响1、热加工可使铸态金属与合金中的气孔焊合,使粗大的树枝晶或柱状晶破碎,从而使组织致密、成分均匀、晶粒细化,力学性能提高.2、热加工使铸态金属中的非金属夹杂沿变形方向拉长,形成彼此平行的宏观条纹,称作流线,由这种流线体现的组织称纤维组织。
第七章机械工程材料的选用
①材料选用的一般原则
①典型零件的选材
第一节材料选用原则
一、材料的力学性能:根据零件的工作条件、损坏(或失效)形式,选择满足力学性能的材料。
零件的失效分析
1淀义:零件不能正常和安全的工作,即零件失效。
r结构或形状设计不合理。
材料的选择不合理。
2.原因<
加工工艺不合理。
< 安装与使用不合理。
严失瓷::囂
CHS
3•形式<断裂失效Y 低应力断裂疲劳断裂
蠕变断裂
应力腐蚀断裂腐蚀
磨损
接触疲劳
二.材料的工艺性能:对零件加工生产有直接的影响,
甚至是决定性的。
材料工艺性能的好坏,对零件加工的
难易度、生产效率、生产成本等方面起决定性的作用。
1、铸造性:
铸造铝合金、
铸造铜合金铸铁铸钢
(灰铸铁)
2、锻造性能
低碳钢咼碳钢
翥5 沪靠旎妥w期
3、焊接性能
低碳钢和低合金钢具有好的焊接性,高碳钢、高合
金钢、铜合金、铝合金的焊接性能差。
铸铁不能焊
接。
4、切削性能
5、热处理工艺性能
三、材料的经济性:主要是性价比。
1、考虑材料的价格
常用工程材料的价格
材料相对价格材料相对价格碳素结构钢
低合金结构钢 \
优质碳素结构
'钢
易切削钢合金
结构钢銘鎳合
金结构钢
滚动轴承钢弹簧钢1
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碳素工具钢低
合金工具钢高
合金工具钢高
速钢縮不锈钢
鎔银不锈钢普
通黄铜球墨铸
铁
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2、从材料加工费用方面来考虑
应合理安排零件的生产工艺,尽量简化生产工序,并尽可能采用无切削或少切削加工新工艺(精铸、模锻),提高材料的利用率,降低成本。
3、从材料供应条件来考虑
首先应立足于国内和定货单位近的地区,且尽量减少所
选材料的品种规格。
4、考虑材料来源
推广新材料、合理选择代用材料、尽量少用稀
缺的合金元素。
沪珮旎壬裔勒迪馥泰辱隨
材料的最终选用
选择材料的基本过程
• E
第二节典型零件的选材
•机床主轴
・汽车半轴
・机床齿轮
・汽车齿轮
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.C616 - 416车床主轴
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/珠複工腐麟业馥家瞬曉W__ ______________
三)选材:45钢。
四)加工工艺路线:
下料一k锻造一k E火一粗加工调质
i半精加工—钻中心孔一精车加工—>铳键槽一局部淬火(锥孔及外锥体)
粗磨—滚铳花键f花键淬处f精磨
二・YJ - 130汽车半轴
/珠複工腐麟业馥家瞬曉
三)选材:40Cr> 42CrMo> 40CrMnMo o四)加工工艺路线:下料—锻造f正火f粗加斗调质
十精加工f精车加工f 盘部钻孔
花键
三.C616机床齿轮
一)工作条件:
1•工作负荷不太大。
2•中速运转(6〜10m/s)o二)技术要求:
1•齿面硬度HRC45〜50,金相组织为回火索氏体。
2•齿心部硬度H RC22〜25,金相组织为
回火马氏体。
三)选材:40. 45钢。
四)加工工艺路线:
下料i锻造i正火f粗加L调质
—半精加工i精车加工—高频淬火■殴低温回火一>精磨
四.JN - 150型载重汽车变速箱齿轮
一)工作条件:
1•工作负荷大。
2•高速运转(10〜15m/s以上)o
3•受冲击频繁,磨损较严重o
二)技术要求:
1•齿面硬度HRC58〜62,金相组织为回火马氏
体+合金碳化物+残余奥氏体O
2•齿心部硬度HRC35〜45,金相组织为
回火马氏体(低碳)+铁素体+细珠光体。