实践技能训练方法及技巧优化

1.任务内容

比较碳钢20钢、40钢与合金调质钢40Cr硬度高低及冲击韧性大小。

2.任务准备

实验设备：布氏硬度计或洛氏硬度计、冲击试验机。

材料：20钢3根、40Cr钢6根、40钢9根。

3.训练目的

比较含碳量不同对硬度的影响；比较合金元素Cr对冲击韧性的影响。

4.训练过程

（1）取20钢3根和40钢3根在硬度计上进行硬度测试，测量压痕直径，比较硬度大小。

（2）取40钢3根和40Cr钢3根在硬度计上进行硬度测试，测量压痕直径，比较硬度大小。

（3）取40钢、40Cr钢各3根，开U形缺口后，在冲击试验机上进行冲击韧性测试，比较冲击韧性大小。

（4）验证含碳量对硬度的影响规律和合金元素Cr对冲击韧性的影响趋势。

项目小结

（1）碳钢是指含碳量在0.0218%～2.11%的铁碳合金，也叫碳素钢。实际使用的碳钢中除铁和碳两种元素外，还有少量的硅、锰、硫、磷等元素。一般碳钢中含碳量越高则硬度越大，强度也越高，但塑性越低。

（2）普通碳素结构钢又称普通碳素钢，含碳量为0.06%～0.22%，以小于0.25%最为常用，属于低碳钢。普通碳素结构钢的应用范围非常广泛，其中大部分用作焊接、铆接或栓接的钢结构件，少数用于制作各种机器部件。

（3）优质碳素结构钢是含碳量小于0.8%的碳素钢，这种钢中所含的硫、磷及非金属夹杂物比普通碳素结构钢少，机械性能较为优良，主要用于制造一般结构及机械结构零、部件以及建筑结构件和输送流体用管道。

（4）碳素工具钢生产成本较低，原材料来源方便；易于冷、热加工，在热处理后可获得相当高的硬度；在工作受热不高的情况下，耐磨性也较好，因而得到广泛应用。含碳量越高，则碳化物含量越多，耐磨性就越高，但韧性就越差。

（5）许多形状复杂的零件不便通过锻压等方法加工成型，用铸铁时性能又难以满足需求，此时常常选用铸钢。

（6）为了克服碳钢的不足，在冶炼优质碳钢的同时可以有目的地加入一定量的一种或一种以上的金属或非金属元素，这类元素统称为合金元素，这类含有合金元素的钢统称为合金钢。

（7）合金结构钢的牌号通常是以“数字＋元素符号＋数字”的方法来表示的。牌号中起首的两位数字表示钢的平均含碳量的万分数，元素符号及其后的数字表示所含合金元素及其平均含量的百分数。

（8）合金结构钢又分为普通低合金钢、合金渗碳钢、合金调质钢、合金弹簧钢、滚动轴承钢和易切屑钢。

（9）合金工具钢，是在碳素工具钢基础上加入铬、钼、钨、钒等合金元素以提高淬透性、韧性、耐磨性和耐热性的一类钢种。它主要用于制造量具、刃具、耐冲击工具和冷、热模具及一些特殊用途的工具。合金工具钢按用途可分为合金刃具钢、合金模具钢和合金量具钢。

（10）特殊性能钢是指具有特殊物理和化学性能的专用钢，如不锈钢、耐热钢、耐磨钢、低温钢等。这些钢往往用在特殊工况条件下，故应具有某些特殊的性能。

思考与练习

一、判断题

1.实际碳钢中只有铁和碳两种元素。　（ ）

2.45号钢属于优质碳素结构钢。　（ ）

3.T8是碳素工具钢，含碳量为万分之八。　（ ）

4.合金结构钢又分为普通低合金钢、合金渗碳钢、合金调质钢、合金弹簧钢、滚动轴承钢和易切削钢。　（ ）(www.xing528.com)

5.灰铸铁比铸钢的铸造性能更好。　（ ）

二、单项选择题

1.灰铸铁具有良好的抗压、减振性能，常用于制造（ ）。

A.曲轴　B.机床床身、底座、箱体

C.管接头　D.量具

2.碳含量wC＝4.3%的铁碳合金具有良好的（ ）。

A.可锻性　B.切削加工性能

C.可焊性　D.铸造性能

3.建筑用钢筋宜选用（ ）。

A.高碳钢　B.中碳钢

C.低碳钢　D.工具钢

4.下列钢铁材料中切削性能较好的是（ ）。

A.工业纯铁　B.45钢

C.白口铸铁　D.T12A钢

5.使钢产生热脆的元素是（ ）。

A.S　B.Si　C.P　D.Cr

三、简答题

1.碳钢在性能上主要有哪几方面的不足？

2.合金元素在钢中有哪些存在形式？主要起哪些强化作用？

3.合金元素对Fe-Fe3C相图会产生哪些影响？

4.渗碳钢有哪些性能要求？其成分特点是什么？

5.调质钢一般要经过哪些热处理？其目的是什么？

6.弹簧钢为什么要进行喷丸处理？

7.滚动轴承钢的合金化与性能特点是什么？

8.试简述高速工具钢的成分特点和热处理工艺特点。

9.高速工具钢经铸造后为什么要反复锻造？在切削加工前为什么还要进行球化退火？

10.生产中常用什么方法使奥氏体不锈钢得到强化？

项目4答案