金屬材料及非金屬材料基礎(chǔ)知識

1、金屬材料及非金屬材料基礎(chǔ)知識一、鋼鐵材料分類鋼鐵材料又稱黑色金屬材料，鋼鐵是指鋼和鐵的統(tǒng)稱，都是以鐵和碳為主要元素組成的合金。1、 生鐵的分類生鐵：碳的質(zhì)量分數(shù)c大于2%的鐵碳合金稱為生鐵（1）按用途分： 煉鋼生鐵：指平爐、轉(zhuǎn)爐煉鋼用生鐵，其含Si量較低，si不大于1.75%，含硫較高，s不大于0.07%。煉鋼生鐵硬而脆，斷口成白色，所以也叫白口鐵。占生鐵產(chǎn)量的80%-90% 鑄造生鐵:又稱翻砂鐵，一般含Si量較高，si達3.75%，含硫量較低，s不大于0.06%。斷口呈灰色又稱灰口鐵。 它占生鐵產(chǎn)量的10%（2）按化學成份分： 普通生鐵：普通生鐵是指不含其它合金元素的生鐵，如煉鋼生鐵、鑄造生

2、鐵 特種生鐵：a.天然合金生鐵： 天然合金生鐵是指含有共生金屬，如銅、釩、鎳等的鐵礦石或精礦石，用還原劑還原而煉成的一種生鐵，它含有一定量的合金元素，可用來煉鋼或鑄造。 b.鐵合金：是在煉鐵中特意加入其它成份，煉成含有多種合金元素的特種生鐵，如硅鐵、錳鐵、鉻鐵、鉬鐵等等。 2、鑄鐵的分類 碳的質(zhì)量分數(shù)c超過2%（一般為2.5%-3.5%）的鐵碳合金稱為鑄鐵，是用鑄造生鐵經(jīng)沖天爐等設(shè)備重熔，用于澆鑄機器零件。（1） 按斷口顏色分：灰鑄鐵：鑄鐵中碳大部或全部以自由狀態(tài)的片狀石墨形式存在，斷口是暗灰色，故稱灰鑄鐵，有一定力學性能和良好的被切削加工性。白口鑄鐵：組織中完全沒有或幾乎沒有石墨的一種鐵碳合

3、金，其中碳完全以滲碳體形式存在。麻口鑄鐵：介于白口鑄鐵與灰口鑄鐵之間的一種鑄鐵，斷口呈灰白相間的麻點，故稱麻口鑄鐵，性能不好，極少應(yīng)用。（2） 按化學成份：普通鑄鐵：指不含任何合金元素的鑄鐵。如常用的灰鑄鐵，可鍛鑄鐵等。特殊鑄鐵：在普通鑄鐵中有意加入一些合金元素，借以提高鑄鐵某些特殊性而配制的一種高級鑄鐵，如各種耐熱、耐腐蝕、耐磨鑄鐵。（3） 按生產(chǎn)方式和組織性能分：孕育鑄鐵：又稱變質(zhì)鑄鐵，在灰鑄鐵基礎(chǔ)上，采用“變質(zhì)處理”即是在鐵水中加入少量的變質(zhì)劑（硅鐵或硅鈣合金）造成人工晶核，獲得細晶的珠光體和細片狀石墨組織的一種高級鑄鐵。這種鑄鐵強度塑性和韌性比一般灰鑄鐵好，主要用來制造力學性能要求較高

4、而截面尺寸變化大的大型鑄件?？慑戣T鐵：是一種由一定成份的白口鑄鐵經(jīng)石墨化退火后而成，其中碳大部或全部成團絮狀石墨的形式存在。比灰鑄鐵具有較高的韌性，故又稱韌性鑄鐵，此種鑄鐵并不可以鍛造，多用來制造承受沖擊載荷的鑄件。球墨鑄鐵：球墨鑄鐵又稱球鐵。它是通過在澆鑄前往鐵水中加入一定量的球化劑（如純鎂或其合金）和墨化劑（硅鐵或硅鋁合金）以促進碳呈球狀石墨結(jié)晶而獲得的。由于石墨呈球狀，應(yīng)力大為減輕，它主要可減小金屬基體的有效截面積，因而它的力學性能比普通灰鑄鐵高得多，也比可鍛鑄鐵好。還具備比灰鑄鐵好的焊接性和接受熱處理的性能；和鋼相比，除塑性、韌性稍低外，其他性能均接近，是一種同時兼有鋼和鑄鐵優(yōu)點的優(yōu)良

5、材料。因此，在機械工程上獲得廣泛應(yīng)用。3、 鋼的分類 （1）按冶煉方法分：平爐鋼：指用平爐煉鋼法所煉制出的鋼（有停建平爐的趨勢） 主要有普通碳鋼、低合金鋼、優(yōu)質(zhì)碳素鋼。 轉(zhuǎn)爐鋼：指用轉(zhuǎn)爐煉鋼法所煉制的鋼。分底吹、側(cè)吹、頂吹和空氣吹煉、純氧吹煉等轉(zhuǎn)爐鋼。頂吹轉(zhuǎn)爐鋼具有生產(chǎn)速度快、質(zhì)量高、成本低、投資少、基建快一系列優(yōu)點，是當代煉鋼的主要方法，轉(zhuǎn)爐鋼的主要品種是普碳鋼，也生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)碳素鋼和合金鋼。 電爐鋼：指用電爐煉鋼法所煉出的鋼，可分為電弧鋼、感應(yīng)電爐鋼、真空感應(yīng)電爐鋼、電渣爐鋼。主要品種：優(yōu)質(zhì)鋼和合金鋼。 （2）按脫氧程度和澆注分： 沸騰鋼：這是脫氧不完全的鋼，在澆注時鋼錠模里產(chǎn)生沸騰。其特點是

6、效率高、成本低、表面質(zhì)量及深沖性能好，但成份偏析大，質(zhì)量不均勻，耐腐蝕性和機械強度差，這類鋼大量用來軋制普通碳素鋼、鋼板型鋼。 鎮(zhèn)靜鋼：它是脫氧完全的鋼，在澆注時鋼液鎮(zhèn)靜，沒有沸騰現(xiàn)象，其特點是成份偏析少，質(zhì)量均勻，收得率低（縮孔多）成本比較高，一般合金鋼和優(yōu)質(zhì)碳素鋼都是鎮(zhèn)靜鋼。 半鎮(zhèn)鋼：它是脫氧程度介于沸騰鋼與鎮(zhèn)靜鋼之間的鋼，澆注時沸騰現(xiàn)象較弱，生產(chǎn)較難，其特點是成份偏析少，質(zhì)量較可以，在鋼的比重不大。 注：（i）脫氧方法表示符號：F、b、Z、TZ （ii）F-沸騰鋼 、 b-半鎮(zhèn)靜鋼 、 Z-鎮(zhèn)靜鋼 、TZ-特殊鎮(zhèn)靜鋼 （Si0.07%） (Si0.17%) Si下限值0.12% （3）

7、按化學成份分：合金鋼：在碳素鋼基礎(chǔ)上，為了改善鋼的性能，在冶煉時，特意加入一些合金元素（如鉻、鎳、硅、錳、鈦、硼等）而煉成的鋼。a.低合金鋼 合金元素總量5% b.中合金鋼 合金元素總量>5%10% c.高合金鋼 合金元素總量>10% 碳素鋼：c低于2% ，并含有少量錳、硅、硫、磷、氧等雜質(zhì)的鐵、碳合金。a. 工業(yè)純鐵 c0.04%的鐵碳合金b. 低碳鋼 c0.25%的鋼c. 中碳鋼 c>0.25%-0.60%的鋼d. 高碳鋼 c>0.60%的鋼 （4） 按用途分： 建筑及工程用結(jié)構(gòu)鋼 （i）.建筑及工程用結(jié)構(gòu)鋼 a、普通碳素結(jié)構(gòu)鋼 b、低合金鋼 （ii）.機械制造用結(jié)

8、構(gòu)鋼 a優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 b合金結(jié)構(gòu)鋼 c易切削鋼：在鋼中加一些使鋼變脆的元素，使鋼切削時切屑易脆斷成碎屑，從而有利提高切削速度和提高刀具壽命。變脆主要元素是硫，鋼中的硫和錳以硫化錳形態(tài)存在。硫化錳很脆并有潤滑性能，有利于提高加工表面質(zhì)量，如Y12、Y40Mn2 d彈簧鋼 e滾動軸承鋼 工具鋼（i）按化學成份分a碳素工具鋼 b合金工具鋼 c高速鋼（ii）按用途分 A刃具鋼（或刀具鋼） b模具鋼 c量具鋼 特殊鋼：指用特殊方法生產(chǎn)具有特殊物理、化學性能或力學性能的鋼。如： （i）.不銹耐酸鋼（ii） 耐熱不起皮鋼 （iii）高電阻合金鋼 （iv）低溫用鋼 （v）耐磨鋼 （vi）磷鋼 （vii）抗磁

9、鋼 （viii）超高強度鋼（指b>1400MPa的鋼） 專業(yè)用鋼：指工業(yè)部門用鋼 （i）汽車用鋼（ii） 農(nóng)機用鋼 （iii）航空用鋼 （iv）化工用鋼 （v）鍋爐用鋼等等（5） 按品質(zhì)分 （i）普通鋼：這類鋼含雜質(zhì)較多，主要用作建筑結(jié)構(gòu)既要求不太高的機械零件，如普通碳素鋼、低合金結(jié)構(gòu)鋼(cp均限在0.07%內(nèi)) （ii）優(yōu)質(zhì)鋼：雜質(zhì)少、質(zhì)量好，其中硫與磷含量s、p限制在0.04%內(nèi)，主要有優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、彈簧鋼、軸承鋼等 （iii）高級優(yōu)質(zhì)鋼：含雜質(zhì)極少，其中硫與磷含量sp限制在0.03%內(nèi)，主要機械零件和工具，在鋼號后加A或文字。 （6）按制造加工形式分 （i）鑄鋼：c一

10、般在0.15-0.60%的鋼，制造一些復(fù)雜難于鍛造或切削加工成型又要求較高強度和塑性的零件。 （ii）鍛鋼：指用鍛造方法而生產(chǎn)出來的各種鍛材和零件，鍛鋼件的質(zhì)量一般比鑄鋼件高，能承受大的沖擊力，塑性、韌性和其它力學性能都比鑄鋼件高。 （iii）熱軋鋼：熱軋用來生產(chǎn)型鋼、鋼管、鋼板，也用來軋制線材。 （iv）冷軋鋼：表面光潔、尺寸精確、力學性能好。 （v）冷拔鋼：指用冷拔方法生產(chǎn)出的各種冷拔鋼材，其特點是精度高，表面質(zhì)量好，主要生產(chǎn)冷拔鋼絲、圓鋼、六角鋼、鋼管。二、鋼鐵產(chǎn)品名稱、用途、特性 1、常用鋼鐵產(chǎn)品命名的符號元素名稱化學元素符號元素名稱化學元素符號鐵Fe鈣Ca錳Mn錫Sn鉻Cr鉛Pb鎳N

11、i碳C銅Cu硅Si釩V硫S鈦Ti磷P鋁Al氮N鎂Mg氧O氫H 2、鋼鐵產(chǎn)品的名稱、用途、特性和工藝方法表示符號 名稱漢字漢語拼音采用符號字體位置煉鋼用生鐵煉LIANL大字牌號頭鑄造用生鐵鑄ZHUZ大字牌號頭球墨鑄鐵用生鐵球QIUQ大字牌號頭耐磨生鐵耐磨NAIMOTL大字牌號頭碳素結(jié)構(gòu)鋼屈QUQ大字低合金高強度鋼屈QUQ大字易切削鋼易YIY大字牌號頭電工用熱軋硅鋼電熱DIANREDR大字電工用冷軋無取向硅鋼無WUW大字牌號頭電工用冷軋取向硅鋼取QUQ大字牌號頭電磁鐵電鐵DIANTIEDT大字牌號頭碳素工具鋼碳TANT大字牌號頭塑料模具鋼塑模SUMOSM大字滾珠軸承鋼滾GUNG大字鉚螺鋼鉚螺MAO

12、LUOML大字3、常用鋼鐵產(chǎn)品的牌號表示方法 （1）碳素結(jié)構(gòu)鋼 GB/T700-1988 （i）常用牌號 Q235Bb Q195AF Q255A Q275（ii）牌號符號意義 F-沸騰鋼 b-半鎮(zhèn)靜鋼 Z-鎮(zhèn)靜鋼脫氧方法：TZ-特殊鎮(zhèn)靜鋼Q 235 B b 鋼材屈服強度“屈”字的拼音首位字母質(zhì)量等級A、B、C、D屈服點（強度）值MPa （2）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 GB/T699-1999 （i）常用牌號：08、10、15、20、25、30、35、45、20A、40Mn、50、55等 優(yōu)質(zhì)無符號質(zhì)量等級：A-高級優(yōu)質(zhì)脫氧方法：同碳素結(jié)構(gòu)錳元素，錳含量較高Mn0.70%-1.00%含碳量：以平均萬分之幾

13、表示（ii）牌號符號意義50 Mn F A 脫氧方法：同碳素結(jié)構(gòu) 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的硫、磷含量（質(zhì)量分數(shù)）組別PS(%)優(yōu)質(zhì)鋼0.0350.035高級優(yōu)質(zhì)鋼0.0300.030特級優(yōu)質(zhì)鋼0.0250.020(3) 低合金高強度鋼 GB/T1591-1994 （i）牌號： Q295 Q390B Q345A Q420C Q460 09MnV 16Mn 15MnTi等 （ii）牌號符號意義：質(zhì)量等級A、B、C、D、E屈服點（強度）值（MPa）鋼材屈服強度“強”字的拼音首位字母Q 390 A （4） 電工用熱軋硅鋼薄鋼板 GB5212-1985 DR510-50 DR1750G35DR 1750 G -

14、 35 厚度值的100倍G-表示頻率為400Hz時在強磁場下檢測的鋼板無符號-表示頻率為50Hz時在強磁場下檢驗的鋼板鐵損值的100倍代表電工用熱軋硅鋼薄鋼板（5） 滾動軸承鋼 GB/T5216-1985 （i）牌號：GCr9、GCr15SiMn等 （ii）牌號符號意義：化學元素符號，以百分之幾表示含Cr量，以千分之幾表示代表滾動軸承 G Cr15 SiMn 三、金屬材料基本性能 1、金屬材料主要性能 物理性能：a、密度b、熱性能（熔點C導熱率膨脹系數(shù)）c、電阻性能（電阻率e導電率k電阻溫度系數(shù)p）d、磁性能指標（導磁率µ磁感應(yīng)強度B磁場強度H鐵損e減磨耐磨性能（摩擦系數(shù)µ

15、相對摩擦系數(shù)） 力學性能：彈性指標（彈性模量E（MPa）切變彈性量G）強度（強度極限抗拉強度b抗彎強度w或Y抗剪切強度抗扭強度b）屈服極限s屈服強度0.2 化學性能：a、耐腐蝕性(i)化學腐蝕：指抵抗周圍介質(zhì)（大氣、水蒸氣、有害氣體、酸堿鹽等）腐蝕作用的能力 (ii)電化學腐蝕：金屬與酸、堿、鹽等電解液時發(fā)生作用而引起的腐蝕 (iii)點腐蝕 (iv)腐蝕速度 (v)腐蝕率等 b、抗氧化性：指在室溫或高溫下抵氧化的能力，金屬的氧化過程實際上是屬于化學腐蝕的一種形式。 c、化學穩(wěn)定性：指金屬材料的耐腐蝕性和抗氧化性的總稱。 2、金屬材料的工藝性能 鑄造性（流動性、收縮率、偏析傾向） 鍛造性：指金

16、屬材料在鍛造過程承受塑性變形能力。 焊接性：用焊接方法將金屬材料焊合在一起的性能。低碳鋼好、中碳鋼中等、高碳鋼和高合金鋼、鑄鐵、鋁合金焊接性差。 加工性：指金屬在切削時的難易程度。 熱處理工藝性：是指金屬或合金在固態(tài)范圍內(nèi)通過加熱、保溫和冷卻方法以改變金屬或合金內(nèi)部組織所需工藝。工藝性指淬硬性、淬透性（指鋼在淬火時能夠得到的淬硬層深度）、淬火變形及開裂趨勢、表面氧化及脫碳趨勢、回火穩(wěn)定性、回火脆性、時效趨勢等。 金屬材料工藝性能試驗 i頂鍛試驗：鍛短至原長1/3或1/2，檢查是否有裂紋。 ii冷彎試驗：將材料試件圍繞具有一定直徑圓柱彎到一定角度，或彎到兩端面接觸，查彎曲處塑性變形有無裂紋。 i

17、ii杯突試驗：規(guī)定的鋼球或球形沖頭頂壓在壓模內(nèi)的試樣，直至試樣產(chǎn)生第一個裂紋為止，壓入深度稱為杯突深度。 iv金屬管液壓試驗：用以檢查金屬管的質(zhì)量和耐液壓強度，查有無漏水，浸濕和永久變形。鐵-碳平衡圖（略）3、金屬材料力學性能指標名稱、符號、單位的說明（1）彈性彈性是指金屬在外力作用下產(chǎn)生變形，當外力取消后又恢復(fù)到原來的形狀和大小的一種特性。彈性模量 E=（Mpa） -應(yīng)力 -應(yīng)變在工程技術(shù)上是衡量材料剛度的指標，彈性模量俞大，剛度也俞大即在一定應(yīng)力作用下，發(fā)生的彈性變形愈小。任何機器零件，在使用過程中，大都處于彈性狀態(tài)，對于要求彈性變形小的零件，必須選用彈性模量大的材料。（彈性模量，即應(yīng)力與

18、應(yīng)變成正比例關(guān)系時這個比例系數(shù)稱彈性模量）切變模量 G=（Mpa） 切應(yīng)力 相應(yīng)扭轉(zhuǎn)滑移（2）強度強度指金屬在外力作用下，抵抗塑性變形和斷裂的能力。名稱符號計量單位計算公式含義強度極限MpaP最大載荷（N）指金屬受外力作用，在斷裂前單位面積上所能承受的最大載荷抗拉強度MpaP最大拉力（N）指外力是拉力時的強度極限，它是衡量金屬材料強度的主要性能指標抗壓強度Mpa Py最大壓力（N）指外力是壓力時的強度極限，壓縮試驗主要用于低塑性材料，如鑄鐵，木材，塑料等.屈服極限（或屈服點）Mpa Ps屈服載荷（N）金屬受載荷時，當載荷不再增加，但金屬本身的變形繼續(xù)增加，這種現(xiàn)象叫屈服。產(chǎn)生屈服現(xiàn)象時的應(yīng)力叫

19、屈服極限或屈服點。屈服強度MpaP試樣產(chǎn)生永久變形為0.2%時的載荷（N）金屬發(fā)生屈服現(xiàn)象時，為便于測量通常按其產(chǎn)生永久殘余變形量等于試樣原長0.2%的應(yīng)力作為條件屈服強度或稱條件屈服極限。蠕變強度Mpa金屬在高溫條件下，即使所受應(yīng)力小于屈服點，也會隨時間的增加而緩慢地產(chǎn)生永久變形，稱為蠕變?？辜魪姸萂paPz/FPz-最大剪切應(yīng)力（N）F-試樣橫截面積（mm²）指外力是剪切力時的強度極限（3）硬度指金屬抵抗硬的物體壓入其表面的能力。（4）塑性指金屬材料在外力作用下，產(chǎn)生永久變形不至破裂的能力。 伸長率 斷面收縮率（5）韌性指金屬材料在沖擊力（動力載荷）的作用下而不破壞的能力。（6）

20、疲勞指金屬材料在極限強度下，長期承受交變負荷（即大小方向反復(fù)變化的載荷）的作用下不發(fā)生顯著塑性變形的情況下而突然斷裂的現(xiàn)象。四、衡量金屬材料物理性能指標，名稱，符號，計量單位以及計算公式名稱符號計量單位計算公式含義密度Kg/m或g/ cm m物質(zhì)的質(zhì)量（kg或g）v物質(zhì)的體積（m或cm）單位體積所包含的質(zhì)量，稱為密度。熱性能指標a、熔點b、導熱率c、線膨系數(shù)T或Kw/(m)1/k或（k）瓦特每米開爾文每開爾文a、金屬材料由固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)時的溫度稱熔點。在單位時間內(nèi)，當沿著熱流方向的單位b、長度上溫度降低1開爾文（或1）時，單位面積容許導過的熱量。c、金屬溫度每升高1所增加的長度與原長度的比值。

21、磁性能指標a、磁場強度b、鐵損HPA/m（安培每米）W/Kg（瓦特每千克）H=B磁感應(yīng)強度（G）導磁率磁場強度是一個表示磁場中各點磁力大小和方向的物理量。單位質(zhì)量的電機或變壓器鐵心材料，在交變磁化下所消耗的功率，稱為鐵損。減磨、耐磨性能指標a、磨擦系數(shù)b、相對摩擦系數(shù)無量綱無量綱=F/N F摩擦力（N） N垂直載荷（N）/ 被測材料通常把摩擦力（F）與施加在摩擦部位上的垂直載荷（N）的比值，稱為磨擦系數(shù)。這是用來相對地表示金屬材料好壞的一個指標，它是在模擬耐磨試驗機上進行測定的，通常采用硬度HRC52-53的65Mn鋼作為標準試件。越大，說明這種材料耐磨性越好五、常用標準代號 1、國外標準標準

22、代號標準名稱ISO國際（標準化組織）標準IDO聯(lián)合國工業(yè)發(fā)展組織標準EN歐洲共同體標準ANSI美國國家標準SAE美國汽車工程師協(xié)會標準BS英國標準DN德國標準IS印度標準JIS日本工業(yè)標準KS韓國工業(yè)標準NF法國標準2、我國國家標準和行業(yè)標準標準代號標準名稱GB國家標準（強制性標準）GB/T國家推薦性標準GBn國家內(nèi)部標準GBJ國家工程建設(shè)標準GJB國家軍用標準CB船舶行業(yè)標準DL電力行業(yè)標準EJ核工業(yè)行業(yè)標準HB航空行業(yè)標準HG化工行業(yè)標準JB機械行業(yè)標準MH民用航空行業(yè)標準QB輕工業(yè)標準QC汽車行業(yè)標準QJ航天行業(yè)標準SJ電子行業(yè)標準WJ兵器工業(yè)標準YS有色冶金行業(yè)標準YB黑色冶金行業(yè)標準

23、 六、合金鋼：在鋼中除含有鐵、碳和少量不可避免的硅、錳、硫、磷元素以外，還含有一定量的合金元素，鋼中的合金元素有硅、錳、鎳、鉻、礬、硼、鋁、稀土等其中一種或幾種，這種鋼叫合金鋼。1、低合金高強度鋼GB/T1591-1994 Q295、Q345、Q390、Q420、Q460建筑結(jié)構(gòu)、工業(yè)廠房、低壓鍋爐、低中壓化工容器 Q345、Q390 船舶、壓力容器、石油儲罐、起重運輸（綜合力學性能好、焊接性好） Q420 強度高，特別是正火或正火回火后有較高綜合力學性能 大型船舶、電站設(shè)備、高壓鍋爐、礦山設(shè)備 Q460強度最高，在正火、正火加回火或淬火加回火狀態(tài)有很高的綜合力學性能，全部用鋁脫氧，質(zhì)量分C、

24、D、E級，可保證鋼的良好韌性，備用鋼種，用于各種大型工程結(jié)構(gòu)及要求強度高、載荷大的輕型結(jié)構(gòu)。2、 合金結(jié)構(gòu)鋼 GB/T3077-1999 合金結(jié)構(gòu)鋼含碳量分子數(shù)c比碳素結(jié)構(gòu)鋼低一些，一般在0.15%-0.50%的范圍內(nèi)，除含碳外，還含有一種或多種合金元素，如硅、錳、釩、鈦、硼及鎳、鉻、鉬等。 20Mn2-50Mn2 40B50B 15Cr 15CrA 40Cr 45Cr 50Cr 15CrMo35CrMo 45CrMnTi 20CrTi 還有彈簧鋼、優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼、冷拉鋼材等3、工具鋼 GB/T1298-1986 碳素工具鋼 T7、T8T13A 合金工具鋼 GB/T1299-2000 合金工具鋼是

25、含多種合金元素，如硅、鉻、鎢、鉬、釩等的中、高碳鋼，合金工具鋼容易淬硬、不易產(chǎn)生變形和裂紋，適于制造尺寸大、形狀復(fù)雜的刀具、模具和量具。 9SiCr 9Cr2 Cr12MoV等，高耐磨性，切削不劇烈。板牙、鉆頭、絞刀、拉刀、沖模、鍛模。 高速工具鋼 GB/T9943-1988 W18CrV等，廣泛用于制造加工中等強度的各種刀具、車刀、銑刀、拉刀、齒輪刀具等高硬度高速切削刀具、滾刀、車刀。七、常用鋼板、圓鋼、鋼帶、鋼絲標記示例 1、鋼板 標記示例1 選用Q235，厚度1mm，B級精度冷軋薄鋼板表示為： 鋼板 標記示例2 選用10號鋼，厚度2.5，B級精度，表面質(zhì)量為級，拉延級別為P級的冷軋薄鋼板

26、表示為： 鋼板 標記示例3 選用08AL鋼，厚度為1.0，B級精度，表面質(zhì)量為級，拉延級別為ZF的鋼板表示為： 鋼板2、 冷拉圓鋼標記示例，選用45號鋼，尺寸公差為12級，直徑為18mm的冷拉圓鋼表示為： 冷拉圓鋼 （GB/T3077-94為熱軋圓鋼）3、 鋼管標記示例，選用10號鋼，外徑為38mm，壁厚為3.5mm，外徑為高精度、 壁厚為普通精度的冷拔鋼管表示為：鋼管拔10-35高×3.5-GB/T8162-19894、鋼帶標記示例，選用45鋼，普通精度等級組，切邊、退火的厚度1mm，寬度50mm鋼帶 標記示例： 45-P-Q-T-1×50-GB/T3522-1983選用

27、08鋼，普通精度組，不磨光、切邊、軟，厚度0.8mm，寬70mm的低碳鋼帶 標記示例： 鋼帶08-P-BM-Q-R-0.8×70-GB/T3526-1983 5、鋼絲標記示例，選用10號鋼，軟態(tài)，直徑允許偏差11級，直徑為10mm的冷拉碳素結(jié)構(gòu)鋼絲表示為 鋼絲八、有色金屬 由一種有色金屬作為基體，加入另一種（或幾種）金屬或非金屬組所組成的既具基體金屬通性，又具有某種特定性能的物質(zhì)，稱為有色金屬合金。 1、銅及銅合金 普通黃銅：銅、鋅二元合金稱普通黃銅，如H62，含銅62%，含鋅38% 如H68，含銅68%，含鋅32% 青銅：是銅合金的一種，銅錫合金叫青銅，在青銅前面附上加入元素的名稱

28、，例如錫青銅、錳青銅等，廣泛地用作各種壓力加工制品。 硅青銅：QSi3-1：廣泛用作各種壓力加工制品和異形鑄件。 白銅：是銅合金的一種，是以鎳為主要加入元素的銅合金，白銅有良好的力學性能和耐蝕性能，廣泛應(yīng)用在精密機械，化工機械及電工，醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域。 如BMn3-12 銅及銅合金分類代號 T-純銅（TU1、T2-M），TK-真空銅，H-黃銅，Q-青銅，B-白銅，TU-無氧銅 2、鑄造鋁合金 GB/T1173-1995 合金牌號 合金代號 合金狀態(tài) 抗拉強度b HB ZALSi12Cu2M1 ZL108 J T6 255MPa 90 ZALSi7Cu4 ZL107 J T6 275MPa 100

29、 ZALSi9Cu2Mg ZL111 J. B. T6 315MPa 100 鑄造方法 S-砂型鑄造 J-金屬型鑄造 R-熔模型鑄造 K-殼型鑄造 B-變質(zhì)處理 合金狀態(tài)代號 F-鑄態(tài) T5-固溶處理加不完全人工時效 T1-人工時效 T6-固溶處理加完全人工時效 T2-退火 T7-固溶處理加穩(wěn)定處理 T4-固溶處理加自然時效 T8-固溶處理加軟化處理 3、壓鑄鋁合金 GB/T15115-1994 生產(chǎn)率高，鑄件的精度高和合金的強度、硬度高，是少、無切削。 合金牌號 代號 抗拉強度N/mm² 布氏硬度HB YZAlSi10Mg YL104 220 70 YZAlSi12Cu2 YL10

30、8 240 90 YZAlSi9Cu4 YL112 240 85 4、鎂合金 鎂合金以鎂為基體的合金稱為超輕合金。鎂合金目前在工業(yè)（如航空、儀表、無線電、汽車工業(yè)）上應(yīng)用越來越多。鎂合金之所以獲得廣泛應(yīng)用是因它有如下優(yōu)點： 密度很小，比鋁輕1/3，其強度比（抗拉強度與密度之比）較鋁合金高。 疲勞極限高。 能比鋁合金承受較大的沖擊載荷。 在煤油、汽油、礦物油和堿類中耐腐蝕性較高。 有良好的切削加工性。 缺點： 鑄造性較鋁合金差。 對應(yīng)力集中比較敏感。 屈服點的和彈性系數(shù)小。 在熔化時需加入特殊的防護劑，需要特種的混合型砂來制作砂型。 九、鋼的熱處理名詞概述1、熱處理：就是使處于固態(tài)狀態(tài)的合金通過

31、加熱與冷卻（按一定規(guī)范）以改變金屬的物理及機械性質(zhì)的一種過程，而性質(zhì)的改變是由結(jié)構(gòu)組織的變化產(chǎn)生的。2、淬火：多將鋼件加熱至一定溫度，然后急速冷卻，淬火可使鋼增加硬度，但同時又使鋼變脆。淬火鋼的含碳量不應(yīng)低于0.35%，碳鋼的淬火溫度760ºC-880ºC，按鋼種而定達到淬火溫度后，要保溫使零件燒透，一般燒透時間等于加熱時間的1/4-1/5。3、回火：是將淬火的零件加熱至一定溫度，然后以任意的速度冷卻，回火可消除淬火鋼的脆性，增加韌性，結(jié)構(gòu)鋼的回火溫度通常為550ºC-680ºC，而工具鋼則為200ºC -350ºC。4、正火：是將鋼

32、件加熱至高溫，適當燒透，然后在空氣中較快地加以冷卻。 正火過程應(yīng)用于： a、改進鋼的構(gòu)造（獲得細致的晶體）以便進行以后的淬火。 b、消除毛坯的內(nèi)應(yīng)力以減低其在后續(xù)淬火時發(fā)生變形的危險。 c、作為最終熱處理工序是用以改善鋼的機械性能。5、退火：是將鋼件加熱，并燒透一段時間，然后徐徐冷卻，退火過程的時間取決于鋼的種類和退火零件的尺寸大小。退火應(yīng)用于： a、改進硬鋼在切削時的加工性。 b、減小金屬晶體大小以改善鋼的機械性能。 c、消除鋼在冷拉、拉伸和輥扎時的脆性，并增加其韌性。 d、消除鋼的內(nèi)應(yīng)力并減小淬火后形成裂口的趨勢，退火是用以除去鋼件在熾熱下機械變形后的內(nèi)應(yīng)力，因此必須在鍛碾以后精加工前進行

33、。6、調(diào)質(zhì)：淬火后高溫回火叫調(diào)質(zhì)，目的使鋼件獲得高的韌性和足夠的強度，使其零件具有良好的綜合機械性能。7、氮化：是使鋼的表面層含有飽和的氮，從而使零件表面獲得高的表面硬度。氮化與滲碳及氰化不同之處，即氮化后，不需進行熱處理。8、氮化過程：如果在含氮的介質(zhì)中將鋼件加熱，在鋼的表面就會形成氮化物，不用將鋼淬火就能使表面硬化。硬化層的硬度可達HV1000以上。但是，為此必須使用含有Al、Cr、Mo、Ti、V等元素與氮有較高的親和力，并且能形成硬的化合物的鋼材。（加熱溫度500ºC -550ºC、570ºC（1-3小時）9、軟氮化：鋼件中不含Al、Cr、Mo、Ti、V等元

34、素與氮親和力不強的碳鋼也能進行氮化處理，但不能得到上述那樣高的硬度，這就是所謂的軟氮化。 氮化的優(yōu)缺點：這種方法優(yōu)于滲碳的地方，就是不必進行淬火，因此，尺寸變化很小，氮化層不僅很硬，而且耐熱和耐腐蝕性方面也非常好。它的缺點，就是不能得到像滲碳那樣深的硬化層，而且硬化層本身的韌性較低。因此，對于必須抵抗疲勞磨損的滾動接觸面等是不適宜的。10、感應(yīng)加熱表面淬火：表面淬火是在不變更表面化學成分的情況下，使零件獲得堅硬及耐磨的表面。常用的方法是用火焰加熱或高頻電流、工頻電流加熱，隨即在加熱的表面噴水淬火。 （1）高頻 10000-500000HZ 淬深 <3mm 適于淬主軸、凸輪軸、活塞、模數(shù)3

35、以下齒輪等 （2）中頻 500-10000HZ 淬深 3-7mm 曲軸、磨床主軸、機床導軌等 （3）工頻 50HZ 淬深 15-30mm 車輪、軋輥等 （4）超音頻 3000-4000HZ 淬深 1-3mm 耐磨零件、鏈輪、花鍵、曲軸、模數(shù)3-8齒輪等11、氰化：氰化是將零件放在含氰化物的熔化鹽中燒透，使零件的表面層同時含有飽和的碳與氰（CN）。氰化層深度可達0.25mm。氰化層中的碳含量不超過0.4-0.8%。此值較之滲碳的滲碳層中碳含量稍低，但此層中含有0.5-0.8%的氮，零件的硬度較滲碳零件在淬火后的硬度為高。此外氮的存在可以提高零件的加工耐磨壽命。氰化過程中零件表面不起鱗皮，故零件的

36、加工表面可以直接進行氰化。氰化層熱處理后硬度為HRC58-64。12、滲碳：滲碳是將低碳鋼放在密閉的含碳介質(zhì)（碳化劑）中加熱，使碳進入鋼的表面層，并且達到飽和。滲碳后進行熱處理，提高零件滲碳層的硬度，并改善芯部的機械性質(zhì)。用于滲碳的鋼，含碳量不大于0.2%-0.25%。零件表面層在滲碳時含碳量可達0.8%-1%，含碳量繼續(xù)增加將引起鋼的脆性。碳化層的深度依據(jù)鋼的種類、碳化劑的成分，進行的溫度及時間而定。零件不滲碳的部分應(yīng)采取下述方法保護：a、鍍銅 b、涂以拌有5%-10%石棉粉的耐火粘土 c、滲碳后，在淬火前切去不應(yīng)滲碳部分的滲碳層。 13、冷處理：是將淬火后的工件置于0ºC以下的低

37、溫介質(zhì)（-30-150ºC）中，繼續(xù)冷卻，使淬火工件的殘余奧氏體變?yōu)轳R氏體的過程，主要用于高合金鋼、高碳鋼、滲碳鋼的精密零件。 14、人工時效：將工件加熱至低溫（鋼加熱至100150ºC，鑄鐵加熱至500600ºC），較長時間保溫（815h），然后緩慢冷卻到室溫（消除內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定尺寸） 15、自然時效：將工件長時期（半年一年或更長時間）放置于室溫或露天條件下（消除內(nèi)應(yīng)力、穩(wěn)定尺寸），用于精密工具、量具、模具、滾動軸承絲杠等。十、常用電鍍名詞術(shù)語 1、鈍化：在一定溶液中使金屬陽極化超過一定數(shù)值后，金屬溶解速率不但不增大反而使金屬表面由“活化態(tài)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤扳g態(tài)”的過程稱

38、為鈍化。 2、氫脆：金屬或合金吸收氫原子和有應(yīng)力存在下而引起的脆性。 3、陽極氧化：金屬件作為陽極在一定的電解液中進行電解，使其表面形成一層具有某種功能（防護性、裝飾性顏色）或其他功能的氧化膜過程。 4、電鍍：利用電解在制件表面形成均勻、致密、結(jié)合力良好的金屬或合金沉積的過程。 5、磷化：在鋼鐵制件表面形成一層不溶的磷酸鹽保護膜的處理過程。 6、著色：讓有機或無機染料吸附在多孔性的陽極氧化膜上，使之呈現(xiàn)各種顏色的過程。 7、孔隙率：單位面積上針孔的個數(shù)。 8、脆性：鍍層所能承受變形程度的能力，它主要決定于鍍層材料及其內(nèi)應(yīng)力。 9、中性鹽霧試驗（NSS試驗）：利用規(guī)定的中性鹽霧試驗鍍層耐腐蝕性，

39、無異常。 10、卡氏試驗（CASS試驗）：利用規(guī)定的銅加速醋酸鹽霧試驗，試驗鍍層的耐腐蝕性（保護等級6-12級） 11、乙酸鹽霧試驗（AASS試驗） 12、內(nèi)應(yīng)力：在電鍍過程中由于種種原因引起鍍層晶體結(jié)構(gòu)的變化，使鍍層被拉伸或壓縮，但因鍍層已被固定到基體上，遂使鍍層處于受力狀態(tài)，這種作用于鍍層的內(nèi)力稱為內(nèi)應(yīng)力。 13、氧化：（發(fā)藍）將鋼鐵之間在空氣中加熱或浸入氧化性的溶液中，使其表面形成通常為藍（黑）色的薄氧化膜的過程。 14、化學氧化：通過化學處理使金屬表面形成氧化膜的過程。 15、活化：用調(diào)整有效離子濃度，達到理想狀態(tài)以消除電極表面的鈍化狀態(tài)（硬化層）十一、塑料及橡膠（一）、常用橡膠制品1

40、、 天然橡膠（NR）2、 丁苯橡膠（SBR）3、 順丁橡膠（BR）4、 異戊橡膠（IR）5、 氯丁橡膠（CR）6、 丁基橡膠（）7、 丁氰橡膠（NBR）8、 乙丙橡膠（EPM）9、 硅橡膠（Si）10、 氟橡膠（FPM）11、 聚氨酯橡膠（UR）12、 聚丙烯酸酯橡膠（AR）13、 乙烯橡膠（ERM） （二）汽車常用塑料 ABS 收音機殼，儀表殼，工具箱 PS（聚苯乙烯） 汽車上各種燈 PP（聚丙烯） 轉(zhuǎn)向盤 PE（聚乙烯） 高密度PE 低密度 PE 高分子量PE PVC（聚氯乙烯） 軟PVC 人造革，導線套 硬PVC 管子，板材，容器 PA（尼龍） 尼龍6 輪胎簾布、安全帶、空濾器 尼龍66

41、 軸承保持架、各種儀表齒輪、油底殼等 尼龍610 刷子硬毛、電纜包皮、特殊的模壓制品 尼龍11、12 軟管、涂料 POM（聚甲醛） 板簧吊耳襯套、儀表齒輪、耐磨襯套 PC（聚碳酸酯） 安全玻璃、等玻璃、安全帽、儀表標牌 EP（環(huán)氧樹脂） 各種粘接劑、長絲纏繞制品、涂料 PUR（聚氨酯泡沫） 座椅、儀表板、保險杠、減振器十二、硬度硬度就是指金屬抵抗硬的物體壓入其表面的能力。1、 布氏硬度（GB/T231） HB：方法簡單，測量較準確，但只適于測定硬度小于HB450的退火、正火、調(diào)質(zhì)狀態(tài)下的鋼、鑄鐵及有色金屬的硬度，而且壓痕較大，不適宜檢查成品和太薄的工件。2、 洛氏硬度（HRA、HRB、HRC）

42、 GB/T230A級（120度圓錐）測試范圍20-70HRA，相當于>HB700，測量表面淬火層、滲碳層、硬質(zhì)合金等很硬的材料。B級（1.5875mm）測試范圍60-110HRB，相當于>HB99-225,測量有色金屬、退火和正火鋼等較軟金屬C級（120度圓錐）測試范圍20-70HRC，相當于HB230-700，測量調(diào)質(zhì)鋼、淬火鋼等較硬金屬。3、 表面洛氏硬度：（N級，T級）HRN（120度圓錐）15N 58-92（相當于HRC18.5-65） 適用鋼材表面滲碳、滲氮等處 30N 40-81（相當于HRC19.5-65） 理表面層硬度，以及薄小試件 45N 19-71（相當于HRC

43、20-65） 的硬度的測試。 HRT（1.5875球） 15T：80-91T（相當于HRB60-100） 30T：56-81T（相當于HRB60-100） 測量表面處理的較軟零件的氧 45T：30-71T（相當于HRB60-100） 化、磷化等金屬件。4、 維氏硬度（130度圓錐）（GB/T4340） HV 測量20-1000HV 特點：壓痕面積除載荷之商，HV=P/F適于測量零件表面硬化層，化學處理后的表面層及很薄零件的硬度，測定的硬度值比洛氏和布氏精確（HV500HRC48）厚0.3-0.5mm金屬材料，鍍層0.03-0.05mm用136º金剛石四方角錐體壓頭5、 肖氏硬度（2.5g鋼球）（GB/T4340）HS 以254mm高度落下，撞擊金屬后，球又回跳到某高度h，此高度為肖氏硬度值。（140格） 測量范圍30-90HS（相當于HRC20-66），適于測量大型機件，如軋輥和鋼結(jié)構(gòu)件等的硬度、誤差較大，特別是對彈性較大的金屬材料，硬度可能偏高。6、 硬度值換算表