金屬材料知識

1、金屬材料知識一       金屬材料分類1  黑色金屬 鋼鐵2  有色金屬 通常指銅、鋁、鉛、鈦二             鋼鐵材料牌號表示方法產(chǎn)品名稱牌號舉例牌號表示方法生鐵L10Z30L表示煉鋼用生鐵；10表示平均含硅量10%Z表示鑄造用生鐵；30表示平均含硅量30%碳素結(jié)構(gòu)和低合金結(jié)構(gòu)鋼Q195Q215AQ215BQ235AQ235BQ235CQ 235 B質(zhì)量等級代號，指含硫量高低，A-0

2、.05%;B-0.045%;C-0.04%;D-0.035屈服點數(shù)值（Mpa）代表“屈服點”優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼和優(yōu)質(zhì)碳素彈簧鋼08F2020A4545E65Mn20 A表示級別。A高級；B特級表示含碳量萬分之20 65 Mn 表示含錳量約0.75-1%表示含碳量萬分之幾合金結(jié)構(gòu)鋼和合金彈簧鋼20CrMnSi35CrMo60Si2Mn合金平均含量小于1.5%時，僅表示元素，一般不標含量；平均含量在1.5-2.49%、2.5-3.49%、3.35-4.49%時，在合金元素后相應(yīng)寫成2、3、460 Si2 Mn表示含錳量約1%表示含硅量約2%表示含碳量萬分之60工具鋼碳素工具鋼T8、T10合金工具鋼9S

3、iCrCr12Cr12MoV5CrNiMoSM45T8含碳量千分之幾表示“碳素工具鋼”平均含碳量1.00%時，一般不標明。含碳量1.00%時，用千分之幾表示。釩、鈦的表示有時會有特殊。9SiCr0.9%CCr122%C，11.75%CrCr12MoV2%C，11.75%Cr，0.5%Mo，0.22%V5CrNiMo0.5%C，1%Ni，1%MoSM45S表示塑料，M表示模具，45表示含碳量0.45%。軸承鋼GCr15G20CrNiMo在牌號頭部加“G”，表示滾動軸承鋼的拼音頭一個字母GCr15普通滾動軸承鋼，含C1%，Cr1.5%G20CrNiMo含C0.2%，Cr0.5%，Ni0.55%，M

4、o0.23%不銹鋼2Cr131Cr18Ni92Cr13馬氏體型不銹鋼，可熱處理，C0.2%，Cr13%1Cr18Ni9奧氏體型不銹鋼，C0.1%，Cr18%, Ni9%易切削鋼Y15Y40MnY45CaY15PbY表示易，材料中加硫、磷，增加脆性，加錳增加強度，加鈣、鉛增加潤滑性。15、40、45表示含碳量萬分之幾，Mn1.20-1.55%,Ca0.002-0.006%,Pb0.15-0.35%.三             金屬材料力學(xué)性能代號及含義代號名稱單位含義b抗拉強度

5、Mpa或N/mm2材料試樣受拉力時，在拉斷前所承受的最大拉力。bc抗壓強度材料試樣受壓力時，在壓壞前所承受的最大拉力bb抗彎強度材料試樣受彎曲力時，在破壞前所承受的最大拉力抗剪強度材料試樣受剪力時，在剪斷前所承受的最大拉力s屈服點材料試樣在拉伸過程中，負荷不增加或開始有所降低而變形繼續(xù)發(fā)生的現(xiàn)象稱為屈服，屈服時的最小應(yīng)力稱為屈服點或屈服強度。對某些屈服現(xiàn)象不明顯的金屬材料，測定屈服點比較困難，為了便于測量，通常按其產(chǎn)生永久變形量等于試樣原長0.2%時的應(yīng)力稱為屈服強度。0.2屈服強度伸長率%材料試樣被拉斷后，標距長度的增加量與原標距長度之百分比5伸長率試樣的標距等于5倍直徑時的伸長率斷面收縮率

6、材料試樣在拉斷后，其斷裂處橫截面積的縮減量與原橫截面積的百分比沖擊韌性值J/cm2金屬材料對沖擊負荷的抵抗能力，以沖擊試樣上所消耗的功與斷口處橫截面積之比HB布氏硬度kgf/mm2（一般不標注）用淬硬小鋼球壓入金屬表面，保持一定時間待變形穩(wěn)定后卸載，以其壓痕面積除以加在鋼球上的載荷。HRC洛氏硬度C級用1471N載荷，將頂角為120o的圓錐形金剛石的壓頭壓如金屬表面，取其壓痕的深度來計算。用來測量HB=230-700的金屬材料HRA洛氏硬度A級用588.4N載荷，將頂角為120o的圓錐形金剛石的壓頭壓如金屬表面，取其壓痕的深度來計算，用來測量HB700的金屬材料。HRB洛氏硬度B級用980.7

7、N載荷，直徑1.59mm淬硬小鋼球壓入金屬表面，取其壓痕的深度來計算, 用來測量HB=60-230的金屬材料HV維氏硬度kgf/mm2用49.03-980.7N(分為6級)的載荷，將頂角為136o 的金剛石四方錐體壓入金屬的表面，經(jīng)一定時間后卸載，以其壓痕表面積除載荷所得之商。HS肖氏硬度以一定重量的沖頭，從一定的高度落于被測試樣的表面，以沖頭回跳的高度表示硬度。四             鋼材的規(guī)格種類及用途1  鋼板a.   

8、60;   按軋制方法分為：熱軋、冷軋b.       按性能及用途可分為：     碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼冷軋薄鋼板及鋼帶，一般厚度不大于4mm。     碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼熱軋薄鋼板及鋼帶，厚度不大于4mm。     碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼熱軋厚鋼板和鋼帶，4-200mm鋼板及小于25mm鋼帶。     優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼熱軋薄鋼板和鋼帶，厚度不大

9、于4mm。     優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼冷軋薄鋼板和鋼帶，厚度不大于4mm。     合金結(jié)構(gòu)鋼薄鋼板，厚度不大于4mm的熱軋或冷軋。     鍋爐用鋼板     壓力容器用鋼板     不銹鋼冷軋或熱軋鋼板     耐熱鋼板     花紋鋼板 2型鋼     熱軋扁鋼，厚度3-60，

10、寬度10-150。     碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金熱軋圓鋼、方鋼、六角鋼     熱軋角鋼，分為等邊及不等邊，寬度20-200。     熱軋槽鋼，寬度50-300。     熱軋工字鋼，高度100-560。     熱軋T型鋼，寬度100-300。     冷彎空心型鋼。3鋼管A直縫電焊鋼管（GB/T 137931992）a.   

11、;    以熱軋或冷軋鋼帶，經(jīng)焊接或焊后冷加工方法制造。鋼管以不熱處理狀態(tài)交貨。b.       規(guī)格：直徑5.0121，壁厚0.53.5。c.       力 學(xué) 性 能鋼 號R（軟態(tài)鋼管）DY（低硬態(tài)鋼管）b5b508F,08,10F,10,15F,15,2031535539022201937540044013119Q195Q215-A,BQ235-A,B31533537522222033535539014139 B。無縫鋼管（GB/T 81

12、621999）a. 以熱軋或冷拔（軋）管加工，有熱軋或熱處理狀態(tài)交貨。b. 規(guī)格：直徑6.0245，壁厚0.2524。c. 力學(xué)性能抗拉強度屈服點55/%鋼 號b/MPa壁厚16mm壁厚16mm1033520519524203902452352035510305295174559033532514Q345490325315214鋼絲材料可有多種材料加工而成，a.       普通結(jié)構(gòu)鋼絲：Q195、Q215、Q235主要制釘及建筑用。b.       優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼絲：08F

13、、10F、15、20、25、35、40、45、50，冷拉狀態(tài)交貨，可后熱處理，c.       碳素彈簧鋼絲：65、70、75、85，一般淬火回火狀態(tài)交貨，可后熱處理。d.       合金結(jié)構(gòu)鋼絲：15Cr、38Cr、40Cr、20CrNi3等等。交貨狀態(tài)有冷拉L，退火T，可熱處理。e.       不銹鋼絲：0Cr18Ni9-R、1Cr18Ni9Ti-Q、0Cr19Ni9-L。后綴RQL表示軟拉（R）鋼絲進行光亮

14、熱處理和熱處理后酸洗或類似的處理。輕拉（Q）鋼絲熱處理后進行小變形程度的拉拔。冷拉（L）鋼絲熱處理后進行常規(guī)拉拔。f.        電阻電熱合金絲：Cr15Ni60、Cr20Ni80 、Cr30Ni70、1Cr13Al4，熱處理后軟態(tài)交貨。五             鋼鐵材料的熱處理熱處理是為了達到材料的使用目的，發(fā)揮材料各種元素的作用，調(diào)整材料的強韌性，以及加工工藝的需要。1  熱處理工藝分類

15、：a  淬火加熱至相變到奧氏體組織后快速冷卻得到馬氏體組織，目的為了提高硬度。b  回火低溫回火，目的是去除應(yīng)力；中溫回火及高溫回火是為了調(diào)整材料的強韌性。通常在一定溫度下保溫一段時間后已一定的速度冷卻。c  退火降低材料硬度，便于加工及成形，有完全退火和不完全退火之分。加熱保溫后慢速冷卻。d  正火提高材料硬度，加熱后空冷。e  調(diào)質(zhì)達到需要的強韌性或加工工藝的需要。先淬火后回火，是兩個工藝的合并。f   滲碳提高材料的表面硬度。通常使含碳量在0.3%以下的材料在表面1mm左右深度提高到1%左右。g  氮化提高材

16、料的表面硬度，或耐腐蝕性。通常使含碳量在0.4%左右的材料在表面0。2mm左右深度形成氮化層，表面硬度可達到HRC70以上。2  按種類有：a.       常規(guī)熱處理如淬火、回火、退火、正火、調(diào)質(zhì)。b.       化學(xué)熱處理如滲碳、氮化、碳氮共滲、硼化、滲金屬、表面陶瓷。c.       真空熱處理使用真空設(shè)備的熱處理，優(yōu)點是無氧化及脫碳，熱處理變形小。3  使用設(shè)備有：a. 

17、60;     箱式爐使用電熱絲或碳棒加熱，電熱絲爐使用溫度可在低于950度以下使用，功率一般在3-200KW，用途廣泛，可用于淬火、回火、退火，使用成本低。b.       鹽浴爐用硝鹽加熱，有高、中、低溫爐，可高溫加熱到1300度，用于淬火、回火、退火。加熱速度快，氧化脫碳小，利于防止晶粒粗大，可大批量多品種生產(chǎn)。c.       燃氣爐使用煤氣或其它氣體加熱（如乙炔氣等），可用于大型零件在爐內(nèi)加熱正火、退火或鍛造，及局部加熱用。d

18、.       井式爐使用電熱絲加熱，用于淬火、回火、退火、滲碳、氮化。e.       真空爐使用電熱絲加熱，用于淬火、回火、退火，f.        箱式多用爐使用電熱絲加熱，用于淬火、回火、退火、滲碳、氮化，可進行大批量多品種生產(chǎn)。g.       網(wǎng)帶爐爐內(nèi)加移動網(wǎng)帶可連續(xù)加熱處理，適用于小零件大批量淬火、回火、滲碳、氮化，生產(chǎn)效率高。h.

19、       高頻爐使用特制的工頻、中頻、高頻加熱圈加熱零件表面淬火，用于軸、齒輪類零件淬火。4  冷卻介質(zhì)及方法a.       水冷卻速度快，用于碳鋼及低合金鋼的淬火及有些回火的冷卻。b.       鹽水冷卻速度最為快，用于碳鋼及低合金鋼的淬火冷卻c.       油一般用20號機油，中合金鋼以上的淬火冷卻。d.  

20、60;    硝鹽用于回火及合金鋼的等溫淬火。e.       空氣冷卻速度慢，用于正火及一些高淬透性材料的淬火。5  熱處理原理簡述無論使用何種設(shè)備，都是為了加熱，超過一定的溫度，使金屬材料達到同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變及需要的晶粒大小和分布，然后以一定的速度冷卻，得到需要的晶體組織。鋼鐵金屬金相組織通常有：鐵素體主要由鐵元素組成，硬度低；滲碳體鐵與碳的化合物，特別硬脆；珠光體鐵素體和滲碳體各50%的混合物，由0.8%C和99.2%Fe元素組成；奧氏體一般是加熱后轉(zhuǎn)變成的組織；馬氏體淬火后得到的組織，硬而脆

21、；屈氏體淬火后得到的組織，較軟；貝氏體等溫淬火后得到的組織，韌性好；熱處理淬火的加熱溫度一般低碳鋼加熱到A3線以上50度，含碳量超過0.8%碳素鋼的材料加熱到780度左右，合金鋼需查手冊。加熱后的保溫時間視材料厚度決定，冷卻介質(zhì)根據(jù)材料定，也可能先后用兩種介質(zhì)冷卻。除低碳鋼，一般材料淬火后硬度應(yīng)達到HRC60以上。淬火+回火和直接不完全淬火（加熱溫度不對或冷卻速度不夠），得到的硬度一樣，但由于金相組織不同，強韌性是完全不一樣的，在使用中的效果也是不同的。淬火+回火的結(jié)果要好的多。常用工藝舉例：鋼號 淬火溫度 冷卻介質(zhì) 淬火后硬度 回火溫度 回火后硬度Cr12 1050 油 HRC62 230

22、HRC6065Mn 830 油或水 HRC62 430 HRC40-4445# 840 鹽水或水 HRC55 350 HRC30六             有色金屬常用有色金屬有鋁、銅以及鎂、鋅、鉛、錫、金、銀等，有單獨使用，如純鋁、純銅（紫銅），很多是在合金狀態(tài)下使用，一些獨特的性能是鋼鐵無法達到的，如導(dǎo)電性、顏色、重量、柔軟性等等。1。鋁重量輕，不易生銹，可氧化染色，易于成形加工，分為鑄造鋁合金、壓鑄鋁合金及變形鋁合金。鑄造鋁合金有鋁硅合金（ZAlSi7Mg）、鋁銅合金（ZalCu5Mn）、鋁鎂合金（ZalMg6Mg）、鋁鋅合金（ZalZn6Mg）壓鑄鋁合金YZAlSi12、YZAlSi9Cu4變形鋁合金工業(yè)純鋁（1060）、防銹鋁（5A02）、硬鋁（2A11）、超硬鋁（7A04） 2銅銅應(yīng)用最早的金屬，不易生銹，易于成形加工。分為鑄造銅合金、壓鑄銅合金及加工用銅材。種類有純銅、黃銅、青銅，其中黃銅