机械设计知识点:碳钢的分类及优质碳素结构钢的表示方法

   日期:2024-08-15     来源:网络整理    作者:佚名    浏览:334    
核心提示:调质的目的:1)调质可以使钢的性能、材质得到很大程度的调整,其强度、塑性和韧性都较好,具有综合机械性能。18、在生产实际中,如何利用锉刀来鉴定普通钢材的硬度?答:在生产实际中,利用锉刀可以鉴定普通钢材的硬度,硬度大的,锉削难,硬度小的锉削易,从而就能大致判断出钢的含碳量。

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1、碳钢的分类?

答:1)按钢的含碳量分类: 低碳钢≤0.25%C 中碳钢0.30-0.55%C 高碳钢≥0.60%C 2)按钢的质量分类: 普通碳钢:S、P含量分别≤0.055%和0.045%;油性碳钢:S、P含量应≤0.040%; 高级油性碳钢:S、P含量分别≤0.030%和0.035%; 3)按一般用途分类: 碳素结构钢:主要用于制造各种工程结构和机器零件。一般属于低碳钢和中碳钢。 碳素工具钢:主要用于制造各种刀具、量具、模具等。一般属于高碳钢。

2、如何表示优质碳素结构钢?

答:1)锰含量正常的优质碳素结构钢:含碳量小于0.25%的碳素结构钢,锰含量为0.35~0.65%;含碳量大于0.25%的碳素结构钢,锰含量为0.5~0.8%。该类钢的平均碳含量用两位数字表示,以0.01%为单位。例如钢号20表示平均碳含量为0.20%。2)锰含量较高的优质碳素结构钢:含碳量为0.15~0.60%的碳素结构钢,锰含量为0.7~1.0%;含碳量大于0.60%的碳素结构钢,锰含量为0.9~1.2%。该类钢种的表示方法是在碳含量两位数字后加汉字“Mn”或化学符号“Mn”,例如20Mn表示平均碳含量为0.2%,锰含量为0.7-1.0%。

3.什么是钢的热处理?

答:所谓钢的热处理,就是通过加热、保温、冷却等操作,改变钢的组织结构,以获得所需性能的加工工艺。钢的热处理最基本的类型有:1)普通热处理。包括退火、正火、淬火和回火。2)表面热处理。包括表面淬火(火焰加热、感应加热(高频、中频、工频))和化学热处理(渗碳、渗氮、碳氮共渗等)。

4、简述正火与退火的区别?

答:1)正火冷却速度比退火稍快,正火后组织比退火后组织细小,硬度和强度提高。2)正火用于亚共析钢、共析钢时,可作为预备热处理,使材料获得适当的硬度,便于切削加工;用于过共析钢时,可抑制或消除二次渗碳体的生成,便于其球化。普通结构件通常以正火作为最终热处理。3)正火是一种操作简便、成本低廉、生产率较高的热处理工艺,因此,对一般普通结构件,应尽可能用正火代替退火。

5、你知道齿轮材料及热处理工艺吗?

答:常用齿轮材料有优质碳素钢、合金结构钢、铸钢、铸铁等。一般采用锻件、压制件。齿轮胚较大,锻造不成时,可用铸钢。开式低速传动可用灰铸铁,球墨铸铁可代替铸钢。齿轮常用热处理方法有表面淬火、渗碳淬火、调质、正火、氮化等。

6、钢的退火与正火的目的是什么?

答:1)使钢件软化,以便切削加工;2)消除残余应力里氏硬度计现场检测建筑钢结构钢材抗拉强度技术规程,防止钢件变形和开裂;3)细化晶粒,改善组织,以提高钢的力学性能;4)为最终热处理(淬火、回火)准备组织。

7.什么是合金钢?

答:为了改善钢的力学性能、工艺性能、物理性能和化学性能,在冶炼钢时故意加入一些合金元素,这种钢叫合金钢。

8、机械制造常用哪些材料?

答:钢——碳钢、合金钢,铸铁——含碳量较高的铁碳合金,铜合金——黄铜、青铜,非金属材料——塑料、橡胶等。

9、合金结构钢的分类及编号?

答:合金结构钢主要包括普通低合金钢、易切削钢、调质钢、渗碳钢、弹簧钢、滚动轴承钢等类别。合金结构钢的编号原则依据国家标准,采用数字+化学元素+数字的方式。第一位数字表示钢的平均碳含量,以万分之一表示。合金元素用化学符号(或汉字)直接表示。后面的数字表示合金元素的含量,以平均含量的百分比表示。当合金元素含量低于1.5%时,数字中只表示元素。如果是硫、磷含量较低的优质合金钢(S≦0.02%、P≦0.03%),则在钢号末尾加“A”(或高)。

10、为什么40Mn2钢在淬火加热时热敏感性较大?

答:当C%较低时,Mn能细化珠光体,当C%较高时,Mn能强化C促进奥氏体晶粒长大的作用,并降低A1温度,所以40Mn2钢对过热有较大的敏感性。

11、写出以下品牌数字和字母Q235-F、KTZ450-06的含义?

答:Q235-F表示普通碳素结构钢,屈服强度235MPa。F表示沸腾钢。KTZ450-06表示珠光体基体可锻铸铁。表示最小抗拉强度450MPa,最小伸长率6%。

12. 铁碳合金的基本相有哪些?它们的机械性能如何?

答:基本相:铁素体、奥氏体、渗碳体。1)铁素体强度和硬度较低,但塑性和韧性较好。2)奥氏体硬度较低,但塑性较大,易锻造。3)渗碳体硬度较高,但塑性和韧性几乎为零,很脆。

13、什么是硬度?影响硬度值的因素有哪些?常用的硬度检测方法有哪些?

答:1)硬度是金属表面局部体积抵抗变形或破坏的能力,也就是表示材料的硬或软程度。 2)影响硬度值的因素有:材料成分及组织、测量方法及条件。 3)硬度试验方法有:布氏硬度HB、洛氏硬度HRA、HRB、HRC、维氏硬度HV、里氏硬度HL。

14、为什么球墨铸铁的强度和塑性比灰铸铁好?

答:球墨铸铁中的石墨是球状的,而灰铸铁中的石墨是片状的。球状石墨基体的切削作用和石墨的应力集中作用比片状的要小得多。球墨铸铁基体的利用率比灰铸铁高得多,所以球墨铸铁的强度和塑性都比灰铸铁好。

15、轴承钢应满足哪些性能要求?

答:1)有较高的接触疲劳强度和抗压强度。2)有较高的硬度和耐磨性。3)有较高的弹性极限和一定的冲击韧性。4)有一定的耐腐蚀性。

16、何为钢的回火?回火处理的目的是什么?

答:淬火+高温回火=淬火回火。淬火回火的目的:1)淬火回火可以很大程度上调整钢的性能和材质,其强度、塑性、韧性均好,具有综合力学性能。2)淬火回火后得到回火屈氏体。

17、钢铁冶炼为什么要严格控制杂质元素S、P的含量?

答:S元素在钢中会生成熔点低(989℃)的FeS,在1000℃以上热压力加工时会熔化,使钢在热加工时产生热脆性;P元素在钢中会生成硬而脆的Fe3P相,在冷加工时会引起应力集中和冷脆性。因此,一般钢中S、P常视为杂质元素,应严格控制其含量。

18、实际生产中,怎样用锉刀鉴别普通钢的硬度?

答:实际生产中,普通钢材的硬度可用锉刀来鉴别。钢材越硬,锉起来越困难,钢材越轻,锉起来越容易。这样,便可大致判断钢材的含碳量。低硬度的钢材可用任何锉刀锉,中硬度的钢材只能用细锉刀或抛光锉刀锉,粗锉刀不能锉。高硬度的钢材只能用抛光锉刀锉。实际生产中,可根据锉刀的感觉来鉴别硬度,即:低硬度:HRC40,中硬度:HRC40-50;高硬度:HRC50以上。

19、45#钢的碳含量是多少?

A.0.45%;

20、仓库内,有100根20钢和40钢的热轧钢筋混在一起,用什么方法可以鉴别?

答:最简单的方法就是测量它的硬度。

21.晶体的弹性变形和塑性变形有什么区别?

答:区别在于是否发生不可逆永久变形。

22、冷变形强化的本质是什么?

答:本质是位错密度的增加。

23、细晶强化、冷变形强化、固溶强化、弥散强化是什么意思?

答:1)利用晶粒细化来提高材料强度、硬度和塑性的方法叫细晶强化;2)金属在塑性变形过程中,强度提高而塑性下降的现象叫冷变形强化,其实质是位错密度的增加,属于位错强化;3)由于溶质元素的溶解,使溶剂金属的强度和硬度提高的现象叫固溶强化;4)利用细小弥散的稳定质点来提高合金强度的方法叫弥散强化。

24、解释下列现象:某些合金钢经锻造、热轧后,经空冷可获得马氏体组织,经同样的回火处理后,该合金钢具有较好的力学性能。

答:是由于合金元素显著提高钢的淬透性,C曲线明显右移里氏硬度计现场检测建筑钢结构钢材抗拉强度技术规程,临界冷却速度大大降低,空冷可获得马氏体组织。合金钢在经过同样的淬火、回火处理后,由于合金元素的加入提高了钢的回火稳定性,使综合力学性能更佳。在获得形态强度指标的同时,可采用较高的回火温度,塑性和韧性得到较好的恢复。

25.什么是淬火?为什么需要淬火?

答:将钢加热到一定温度,然后迅速冷却,使之不发生奥氏体转变为珠光体,而成为硬度较高的马氏体组织,这种处理叫淬火。一般淬火是为了达到以下目的:1)提高工作表面的硬度和耐磨性;2)为以后的回火进行预淬,以获得一定的力学性能;3)改变钢的某些物理、化学性能。

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