金屬材料的基本知識

1、 金屬材料基本知識講解金屬材料基本知識講解新冶能化機(jī)動(dòng)處新冶能化機(jī)動(dòng)處-周舒周舒Click to add Title1鋼、鐵材料簡述鋼、鐵材料簡述NoImage1Click to add Title2各類鋼鐵材料牌號的表示方法各類鋼鐵材料牌號的表示方法NoImage2Click to add Title1NoImage4Click to add Title2有色金屬材料簡介有色金屬材料簡介NoImage3 目錄目錄XINJIANG ZHONGTAI CHEMICAL(GROUP)CO.,LTD.幾種常見的有色金屬及合金幾種常見的有色金屬及合金鋼、鐵材料簡述鋼、鐵材料簡述 一、生鐵和鑄鐵的分類一

2、、生鐵和鑄鐵的分類o1、生鐵、生鐵o生鐵是含碳量大于2%，并含硅、錳、硫、磷等雜質(zhì)的鑄鐵合金，生鐵通常分為煉鋼用生鐵和鑄造用生鐵兩大類。o其中鑄造生鐵 含碳量較高為1.25%-3.6%，其中碳以石墨形式存在，斷口呈生灰色，又叫灰口鐵，用作鑄鐵的原料。o2、鑄鐵、鑄鐵o鑄鐵是含碳量在2%以上（一般為2.6%-4%）鐵碳合金，其中還含有含硅、錳、硫、磷等雜質(zhì)，生產(chǎn)上常由生鐵、廢鋼和鐵合金按比例配合冶煉而成。鋼、鐵材料簡述鋼、鐵材料簡述o通常鑄鐵分類如下o1、灰鑄鐵o2、孕育鑄鐵o3、蠕墨鑄鐵o4、可鍛鑄鐵o5、球墨鑄鐵 通過在澆筑前往鐵水加入一定量的球化劑（如稀土鎂合金）和墨化劑，以促進(jìn)碳呈球形結(jié)

3、晶而獲得鑄鐵。二、鋼的分類二、鋼的分類o鋼是含碳量小于等于鋼是含碳量小于等于2%的鐵碳合金的鐵碳合金o1、按化學(xué)成分分類：可以分為碳素鋼和合金鋼o碳素鋼包括工業(yè)純鐵（含碳0.04%）、低碳鋼（含碳0.25% ）、中碳鋼（含碳0.25%-0.6%） 、高碳鋼（含碳0.6%）。o合金鋼包括低合金鋼（合金元素總量 5%），中合金鋼（合金元素總量 5%-10% 、高合金鋼（合金元素總量 10%）.二、鋼的分類二、鋼的分類o2、按用途分類、按用途分類o按用途分類可分為結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼、特殊性能鋼和專業(yè)用鋼。o優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 (1)鋼號開頭的兩位數(shù)字表示鋼的碳含量，以平均碳含量的萬分之幾表示，例如平均碳含量

4、為0.45%的鋼，鋼號為“45”，o(2)優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼是按化學(xué)成分和機(jī)械性能供應(yīng)的。鋼中的硫、磷及非金屬夾雜物的含量較少，表明質(zhì)量，組織結(jié)構(gòu)的均勻性能較好，常用于需要經(jīng)過熱處理的各種較重要的機(jī)械結(jié)構(gòu)零件 o特殊性能鋼包括耐熱鋼、不銹鋼、耐磨鋼、低溫用鋼等二、鋼的分類二、鋼的分類o專業(yè)用鋼 包括容器用鋼、鍋爐用鋼、船舶用鋼、橋梁用鋼。o3、按制造加工形式分類o鑄鋼 采用鑄造方法制造出來的一種剛，含碳量在0.15%-0.6%之間o熱軋鋼 采用熱軋方法生產(chǎn)出來的各種熱軋鋼材o冷軋鋼 采用冷軋方法生產(chǎn)出來的各種冷軋鋼材o冷拔鋼 采用冷拔方法生產(chǎn)出來的各種冷拔鋼材三、鋼鐵材料的分類三、鋼鐵材料的分類o

5、鋼材有型材、板材、管材和金屬制品四大類鋼材有型材、板材、管材和金屬制品四大類o1、型材可以分為簡單端面和復(fù)雜端面兩種，簡單端面型材包括圓鋼、方鋼、六角鋼和其他異性端面鋼，復(fù)雜端面型材包括工字鋼、槽鋼、鋼軌、角鋼和H型鋼等。o2、板材 此類鋼材分為板、片、帶、卷板幾種，厚度在4mm以下板材的稱為薄板，厚度在4-25mm稱為中板，厚度在25-60mm稱為厚板。三、鋼鐵材料的分類三、鋼鐵材料的分類o3、管材 鋼管按形狀分為園、扁、方、六角及異性鋼，按生產(chǎn)方式分為無縫鋼管和焊接鋼管兩大類o4、絲材 絲材是線材的一次冷加工產(chǎn)品，鋼絲除可直接使用外，還可以生產(chǎn)鋼絲繩。各類鋼鐵材料牌號的表示方法各類鋼鐵材料

6、牌號的表示方法o一、鑄鐵牌號表示方法一、鑄鐵牌號表示方法o1、灰鑄鐵 HT250oHT 表示灰鑄鐵代號o250表示抗拉強(qiáng)度（MPa)o2、球墨鑄鐵 QT400-18oQT表示球墨鑄鐵代號o400表示抗拉強(qiáng)度（MPa)o18 表示伸長率%各類鋼鐵材料牌號的表示方法各類鋼鐵材料牌號的表示方法二、鑄鋼牌號表示方法二、鑄鋼牌號表示方法 1、鑄造鑄鋼 ZG45oZG表示鑄鋼代號o45表示含碳量在0.045%o2、鑄造合金鋼 ZG15Cr1Mo1V三、碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金鋼牌號的表示方法三、碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金鋼牌號的表示方法o1、碳素結(jié)構(gòu)鋼 Q235A Q235BoQ 牌號一律用“Q”，代表屈服點(diǎn)o235表

7、述屈服點(diǎn)數(shù)值（單位為MPa)oB 表示質(zhì)量等級（A、B、C、D四等）各類鋼鐵材料牌號的表示方法各類鋼鐵材料牌號的表示方法 (1)Q235B 性能簡介 有一定的伸長率、強(qiáng)度，良好的韌性和鑄造性，易于沖壓和焊接，廣泛用于一般機(jī)械零件的制造。主要用于建筑、橋梁工程上質(zhì)量要求較高的焊接結(jié)構(gòu)件。 （2）Q235A和Q235B的區(qū)別：鋼材皆屬于碳素鋼。在國家標(biāo)準(zhǔn)GB70088中，對Q235A和Q235B的材質(zhì)區(qū)分主要在鋼材的含碳量方面，材質(zhì)是Q235A的材質(zhì)含碳量在0.140.22之間；Q235B的材質(zhì)不做沖擊實(shí)驗(yàn)，而是做常溫沖擊實(shí)驗(yàn)，V型缺口。相對來說，材質(zhì)是Q235B的鋼材的機(jī)械性能要遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于材質(zhì)是Q

8、235A的鋼材。一般情況下，鋼廠在成品型材出廠之前都在標(biāo)識牌上做了標(biāo)識。設(shè)計(jì)壓力P1.6MPa；使用溫度為0350；鋼板厚度=20mm各類鋼鐵材料牌號的表示方法各類鋼鐵材料牌號的表示方法（3）Q235B化學(xué)成分o碳 C ：0.170.22%硅 Si：0.35% 錳 Mn：0.30.7%o硫 S ：0.045%o磷 P ：0.045%o鉻 Cr：允許殘余含量0.030%o鎳 Ni：允許殘余含量0.030%o銅 Cu：允許殘余含量0.030 %各類鋼鐵材料牌號的表示方法各類鋼鐵材料牌號的表示方法o2、低合金結(jié)構(gòu)鋼 Q345 CoQ 牌號一律用“Q”，代表屈服點(diǎn)o345表述屈服點(diǎn)數(shù)值（單位為MPa)

9、oC 表示質(zhì)量等級（A、B、C、D四等）o四、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼o鍋爐用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 20go20表示含碳量在0.020%og 表示為鍋爐用鋼各類鋼鐵材料牌號的表示方法各類鋼鐵材料牌號的表示方法o抗拉強(qiáng)度定義o當(dāng)鋼材屈服到一定程度后，由于內(nèi)部晶粒重新排列，其抵抗變形能力又重新提高，此時(shí)變形雖然發(fā)展很快，但卻只能隨著應(yīng)力的提高而提高，直至應(yīng)力達(dá)最大值。此后，鋼材抵抗變形的能力明顯降低，并在最薄弱處發(fā)生較大的塑性變形塑性變形，此處試件截面迅速縮小，出現(xiàn)頸縮現(xiàn)象，直至斷裂破壞。鋼材受拉斷裂前的最大應(yīng)力值（b點(diǎn)對應(yīng)值）稱為強(qiáng)度極限或抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度。o屈服強(qiáng)度定義當(dāng)應(yīng)力超過彈性極限后，變形增加較快，此時(shí)

10、除了產(chǎn)生彈性變形外，還產(chǎn)生部分塑性變形塑性變形。當(dāng)應(yīng)力達(dá)到B點(diǎn)后，塑性應(yīng)變急劇增加，曲線出現(xiàn)一個(gè)波動(dòng)的小平臺，這種現(xiàn)象稱為屈服。這一階段的最大、最小應(yīng)力分別稱為上屈服點(diǎn)屈服點(diǎn)和下屈服點(diǎn)屈服點(diǎn)。由于下屈服點(diǎn)屈服點(diǎn)的數(shù)值較為穩(wěn)定，因此以它作為材料抗力的指標(biāo)，稱為屈服點(diǎn)或屈服強(qiáng)度屈服強(qiáng)度 。各類鋼鐵材料牌號的表示方法各類鋼鐵材料牌號的表示方法五、碳素工具鋼 T12AT牌號一律冠以”T”,高級優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼在牌號后加“A”，12表示含碳量在1.2%六、專門用途材料牌號的表示方法壓力容器用鋼 16MnR16Mn表示牌號R表示壓力容器用鋼各類鋼鐵材料牌號的表示方法各類鋼鐵材料牌號的表示方法 1、16MnR

11、性能簡介 （1）16MnR是普通低合金鋼,是鍋爐壓力容器專用鋼，鍋爐壓力容器的常用材料。它的強(qiáng)度較高、塑性韌性良好。常見交貨狀態(tài)為熱軋，屬低合金高強(qiáng)度，含Mn量較低。性能與20G（412-540）近似，抗拉強(qiáng)度為（450-655）稍強(qiáng)，伸長率為19-21%，比20G的大于24%差。 （2）16MnR鋼是屈服強(qiáng)度為340MPa級的壓力容器專用板，它具有良好的綜合力學(xué)性能和工藝性能。磷、硫含量略低于普16Mn鋼，除抗拉強(qiáng)度、延伸率要求比普通16Mn鋼有所提高外，還要求保證沖擊韌性。它是目前我國用途最廣、用量最大的壓力容器專用鋼板。 各類鋼鐵材料牌號的表示方法各類鋼鐵材料牌號的表示方法2. 16Mn

12、R化學(xué)成分16MnR鋼的化學(xué)成分（熔煉分析，%）應(yīng)符合下列規(guī)定C(含碳）0.20 %, Si（硅含量）:0.20-0.55 %, Mn（錳含量）:1.2-1.6 %, P（磷含量） 0.035 %, S（硫含量） 0.030 % 各類鋼鐵材料牌號的表示方法各類鋼鐵材料牌號的表示方法六、合金鋼牌號表示方法不銹鋼耐酸鋼板 0Cr18Ni9(日本SUS304)（美國304） 00Cr17Ni14Mo2(日本SUS316L)o1、特性簡介 o0Cr18Ni9有較好的抗晶間腐蝕性能，優(yōu)良的耐腐蝕性及冷加工沖壓性能，對氧化性酸（如硝酸）有很強(qiáng)的抗腐蝕性，對堿溶液及大部分有機(jī)酸和無機(jī)酸也有一定的抗腐蝕性能。

13、o2、用途0Cr18Ni9是用量最大，范圍最廣的不銹鋼牌號，其產(chǎn)量約占不銹鋼產(chǎn)量的30%以上，用于制造深沖成型零件，輸酸管道，儲罐和儲酸容器等，也可用作鉻鎳不銹鋼和鉻不銹鋼焊條總材，非磁性不見和低溫環(huán)境下的部件及輸酸管道、容器等。各類鋼鐵材料牌號的表示方法各類鋼鐵材料牌號的表示方法3、化學(xué)成分（%）oC：0.07 、 Si：1.00、 Mn：2.00 、o P：0.035 、 S：0.030、 Ni：8.00-11.00 o Cr：17.00-19.005、物理特性 熔點(diǎn):1398-1454o密度:7.85g/cm3o彈性模數(shù):(20)199GPao比熱容:0.51000J/（kg.K）o熱導(dǎo)

14、率：0.15100W/（cm.K）o比電阻：uN。m0.73各類鋼鐵材料牌號的表示方法各類鋼鐵材料牌號的表示方法6、力學(xué)性能o0Cr18Ni9 室溫力學(xué)性能 o抗拉強(qiáng)度b (MPa）：520 、屈服強(qiáng)度 0.2 (MPa)：205、伸長率 5 (%)：40、斷面收縮率 (%)：60、布氏硬度 90HRB;7、處理工藝o 熱處理規(guī)范：固溶10101150快冷。o 金相組織：組織特征為奧氏體型 有色金屬材料簡介有色金屬材料簡介一、有色金屬的分類及相關(guān)知識(一）有色金屬的概述 在工業(yè)生產(chǎn)中，通常把鐵、錳、鉻及其合金稱為黑色金屬，把其他金屬及其合金稱為有色金屬。與鋼鐵等黑色金屬材料相比，有色金屬具有許

15、多優(yōu)良的特性，是現(xiàn)代工業(yè)中不可缺少的材料，在國民經(jīng)濟(jì)中占有十分重要的地位。（二）有色金屬的定義 o定義：狹義上的有色金屬又稱非鐵金屬，是鐵、錳、鉻以外的所有金屬的總稱。廣義的有色金屬還包括有色合金。有色合金是以一種有色金屬為基體，加入一種或幾種其他元素而構(gòu)成的合金。有色金屬材料簡介有色金屬材料簡介（三）有色金屬分類1、有色純金屬分為重金屬、輕金屬、貴金屬、半金屬和稀有金屬五類。2、有色金屬按化學(xué)成分分類：鋁和鋁合金材、銅和銅合金材、鉛和鉛合金材、鎳和鎳合金材。鈦和鈦合金材。按形狀分類時(shí)可分為：板、條、帶、箔、管、棒、線、型等品種。3、在有色金屬中，還有各種各樣的分類方法 A、按照比重來分，鋁、

16、鎂、鋰、鈉、鉀等的比重小于5，叫做“輕金屬”（ 密度?。?.534.5g/cm3），化學(xué)性質(zhì)活潑，如鋁、鎂等. B、銅、鋅、鎳、汞、錫、鉛等的比重大于5，叫做“重金屬”。（ 一般密度在4.5g/cm3以上，如銅、鉛、鋅等；）有色金屬材料簡介有色金屬材料簡介 C、象金、銀、鉑、鋨、銥等比較貴，叫做“貴金屬”， D、鐳、鈾、釷、釙等具有放射性，叫做“放射性金屬”， E、還有像鈮、鉭、鋯、镥、金、鐳、鉿、鎢、鉬、鍺、鋰、鈾等因?yàn)榈貧ぶ泻枯^少，或者比較分散，人們又稱之為“稀有金屬”。（四）幾種常見的有色金屬及其合金 1、鋁及鋁合金o鋁為銀白色輕金屬。有延展性。在潮濕的空氣中能形成一層防止金屬腐蝕的氧

17、化膜。鋁粉和鋁箔在空氣中加熱能猛烈燃燒，并發(fā)出炫目的白色火焰，易溶于酸和堿溶液，不溶于水。相對密度2.70。熔點(diǎn)660。沸點(diǎn)2327。幾種常見的有色金屬及其合金幾種常見的有色金屬及其合金 （1）比重小、比強(qiáng)度高,純鋁的比重只有2.72g/cm3，故其合金的比重（約2.52.88）也很小，采用各種強(qiáng)化手段后，鋁合金可以達(dá)到與低合金高強(qiáng)鋼相近的強(qiáng)度，因此比強(qiáng)度要比一般高強(qiáng)度鋼高的多。（2）有優(yōu)良的物理、化學(xué)性能 鋁的導(dǎo)電性好僅次于銀、銅和金，在室溫時(shí)的導(dǎo)電率約為銅的64。鋁資源豐富，成本較低。鋁及鋁合金有相當(dāng)好的抗大氣腐蝕能力，其磁化率極低，接近于非鐵磁性材料。幾種常見的有色金屬及其合金幾種常見的

18、有色金屬及其合金（3）加工性能良好 鋁及鋁合金（退火狀態(tài)）的塑性很好，可以冷成形。切削性能也很好。超高強(qiáng)鋁合金成形后經(jīng)熱處理，可達(dá)到很高的強(qiáng)度。鑄造鋁合金的鑄造性能極好。 由于上述優(yōu)點(diǎn)，鋁及鋁合金在電氣工程、航空及宇航工業(yè)、一般機(jī)械和輕工業(yè)中都有廣泛的用途 1.1 工業(yè)純鋁 純度為98.0-99.0%，牌號有L1、L2、L3、L4、L5、等五種，編號越大，純度越低。工業(yè)純鋁可制作電線、電纜、器皿及配制合金。幾種常見的有色金屬及其合金幾種常見的有色金屬及其合金1.2鋁合金 鋁中加入合金元素(Si、Cu、Mg、Zn、Mn等)后，就形成了鋁合金, 除了保留純鋁的低密度、良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性等優(yōu)點(diǎn)外，

19、通過合金化和其他工藝方法，可獲得較高的強(qiáng)度，并保持良好的加工性能。1.3硬鋁合金oLY1 中等強(qiáng)度、工作溫度不超過100的鉚釘o LY11 中等強(qiáng)度構(gòu)件和零件、如骨架、螺旋槳葉 片鉚釘oLY12 高強(qiáng)度的構(gòu)件及150以下工作的零件，如 骨架、梁、鉚釘幾種常見的有色金屬及其合金幾種常見的有色金屬及其合金2、銅及銅合金2.1銅及銅合金性能特點(diǎn) o純銅程紫色，故又稱紫銅，具有面心立方晶格，無同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，無磁性。 o純銅具有優(yōu)良的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，在大氣、淡水和冷凝水中有良好的耐腐蝕性。銅合金常加元素為Zn、Sn、Al、Mn、Ni、Fe、Be、Ti、Zr、Cr等，既提高了強(qiáng)度，又保持了純銅特性。o銅合

20、金分為黃銅、青銅、白銅三大類。幾種常見的有色金屬及其合金幾種常見的有色金屬及其合金 純銅具有優(yōu)良的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，在大氣、淡水和冷凝水中有良好的耐腐蝕性。2.2黃銅以鋅為主要合金元素的銅合金稱為黃銅。 黃銅按化學(xué)成分可分為普通黃銅和特殊黃銅 ，按工藝可分為加工黃銅和鑄造黃銅.2.2.1 普通黃銅 銅與鋅的二元合金稱為普通黃銅，牌號命名為：H（黃）+表示銅平均百分含量的數(shù)字，如H68 2.2.2特殊黃銅 在普通黃銅的基礎(chǔ)上加入、Fe、Si、Mn、Pb、Sn、N等元素形成的黃銅。特殊黃銅的強(qiáng)度、耐蝕性比普通黃銅好，鑄造性能改善。幾種常見的有色金屬及其合金幾種常見的有色金屬及其合金2.3青銅 o 除黃銅和白銅外的其他銅合金統(tǒng)稱為青銅。常用的青銅有錫青銅、鋁青銅、鈹青銅、硅青銅、鉛青銅(1)錫青銅o是以錫為主加元素的銅合金，錫含量一般為3-14%。錫青銅鑄造流動(dòng)性差，鑄件密度低，易滲漏，但體積收縮率在有色金屬中最小。o錫青銅耐蝕性良好，在大氣、海水及無機(jī)鹽溶液中的耐蝕性比純銅和黃銅好，但在硫酸、鹽酸、氨水中的耐蝕性較差。幾種常見的有色金屬及其合金幾種常見的有色金屬及其合金(2)鋁青銅 o以鋁為主加元素的銅合金，鋁含量為5-11