機械加工材料基本知識

1、Q195. Q215 ,用于挪釘.開口銷等及沖壓零件和焊接構(gòu)件。Q235、Q255,用于螺栓、螺母、拉桿、連桿及建筑、橋梁結(jié)構(gòu)件。Q275,用于強度較高轉(zhuǎn)軸、心軸、齒輪等。Q345,用于船舶、橋梁、車輛、大型鋼結(jié)構(gòu)。08鋼，含碳量低，塑性好，主要用于制造冷沖壓零件。10v 20鋼，常用于制造沖壓件和焊接件。也常用于制造港碳件。35、40、45、50鋼屬中碳鋼，經(jīng)熱處理后可獲得良好的綜合力學(xué)性能，主要用制造齒輪、套筒、軸類零件等。這幾種鋼在機械制造中應(yīng)用非常廣泛。T7、T8鋼，用于制造具有較高韌性的工具，如沖頭、鑿子等。T9、T10、T門鋼，用作要求中等韌性、高硬度的刃具，如鉆頭、絲錐、鋸條等。

2、T12、T13鋼，用于要求更高硬度、高耐磨性的鋰刀、拉絲模具等。(二)合金鋼合金鋼的分類方法有多種，常見的有以下兩種。(1)按用途分類分為三類：合金結(jié)構(gòu)鋼，用于制造各種性能要求更高的機械零件和工程構(gòu)件；合金結(jié)構(gòu)鋼，用于制造各種性能要求更高的刃具、量具和模具；特殊性能鋼，具有特殊物理和化學(xué)性能的鋼，如不銹鋼、耐熱鋼、耐磨鋼等。(2)錢合金元素總含量多少分類分為三類:低合金鋼，合金元素總含量小于5%；中合金鋼，合金元素總含量為5%10%；高合金鋼，合金元素總含量大于10%。2.合金鋼牌號的表示方法合金鋼是按鋼材的含碳量以及所含合金元素的種類和數(shù)量編號的。 鋼號首部是表示含碳量以及所含合金結(jié)構(gòu)鋼與碳

3、素結(jié)構(gòu)鋼相同，以萬分之一的碳作為 單位，如首部數(shù)字為45,則表示平均含碳量為0. 45%；合金工具鋼以千分之一的碳作為單位, 如首部數(shù)字為5,則表示平均含碳量為0.5%o 在表示含碳量的數(shù)字后面，用元素的化學(xué)符號表示出所含的合金元素。合金元素的含 量以百分之幾表示，當(dāng)平均含量小于仁5%時，只標(biāo)明元素符號，不標(biāo)含量。如25Mn2V,表 示平均含碳量為0. 25%,含猛量約為2%,含飢量小于1.5%的合金結(jié)構(gòu)鋼。又如9SiCr,表示 平均含碳量為0. 9%,含硅、鉛都少于1.5%的合金工具鋼。 對于含碳量超過仁0%的合金工具鋼，則在牌號中不表示含碳量。如CrWMn鋼，表示含 碳量大于彳0%并含有鉛

4、、餌、猛三種合金元素的合金工具鋼。但也有特例，高速鋼的含碳量小于1.0%,牌號中也不表示含碳量。如W18Cr4V鋼，其含碳量僅為07%08%。 特殊性能鋼牌號中也不表示方法基本上與合金工具鋼相同。如2Cr13,表示平均含碳量為0. 2%,含珞量約為13%的不銹鋼。 有些特殊用鋼，則用專門的表示方法，如滾動軸承鋼，其牌號以G表示，不標(biāo)含碳量, 鉛的平均含量用千分之幾表示。如GCr15,表示含鉛量為1.5%的滾動軸承鋼。 對于高級優(yōu)質(zhì)鋼，在鋼號末尾加一個 忖 字，如38CrMoAIAo3.合金鋼的用途舉例09MnNbv 16Mn. 15MnTi鋼屬低合金結(jié)構(gòu)鋼，用于制造橋梁、車輛、鍋爐、油罐、建筑

5、結(jié)構(gòu)和化工容器等。14MnVTiRev 14MnMoVv 18MnNbv 14CrMnMoVB鋼用于制造大型船舶、重要橋梁、電站設(shè)備 及鍋爐、化工、石油等中高壓容器。20Crv 20MnV鋼，適于制造滲碳小齒輪、小軸、活塞銷等。20CrMnTi鋼，常用于制造汽車、拖拉機上的齒輪。18Cr2Ni4WA, 15CrMn2SiMo, 20Cr2Ni4A鋼，常用于制造大型滲碳齒輪和軸類件。40MnB、40Cr、35CrMo、40CrMnMo鋼，用于制造重要調(diào)質(zhì)件，如主軸、曲軸、連連桿和齒 輪等機械零件。65Mn、60S i 2Mn鋼屬彈簧鋼，主要用于制造截面小于25mm的彈簧，如車箱板簧和機車板 簧、

6、扭桿簧等。6Cr15v GsiMnMoV鋼屬軸承鋼，主要用于制造滾動軸承的內(nèi)圈、外圈和滾動體，也可用于 制造冷沖模、冷軋輟等。CrWMn、CrMnv 9Mn2V鋼，用于制造測量工具.如卡尺、千分尺、量規(guī)、塊規(guī)塞規(guī)等。W18Cr4Vx W6Mo5C4V2鋼，用于制造高速切削的刃具，如鉆頭、銃刀、滾刀、拉刀、餃刀 車刀等。5CrMnMov 3Cr2W8V鋼，屬熱模具鋼，用于制造熱鍛模、熱壓模、壓鑄模等。Cr12. Cr12MoV鋼，屬冷模具鋼，用于制造冷沖模具、冷切剪刀具等。1Cr13v 2Cr13. 3Cr13v 4Cr13鋼，屬馬氏體不銹鋼，用于制造抗弱腐蝕性介質(zhì)并承受沖 擊載荷的零件，還可用

7、來制造具有較高硬度和耐磨性的醫(yī)療工具等。1Cr18Ni9x 1Cr18Ni9Ti鋼，屬奧氏體不銹鋼，用于制造耐硝酸、冷磷酸、有機酸及鹽、 堿溶液腐蝕的設(shè)備零件。Mn13鋼，屬耐磨鋼，用于制造拖拉機鏈軌板、挖掘機鏟齒、球磨機襯板、鐵路道岔等。15CrMo. 4Cr10Si2Mo鋼，屬耐熱鋼，用于制造在高溫下工作的零件或構(gòu)件。1.2.2 鑄鐵鑄鐵是含碳量大于2. 11%的鐵碳合金，它含有比碳鋼更多的硅、猛、硫、磷等雜質(zhì)。工業(yè)上常用的鑄鐵含碳量為2. 5%4. 0%。根據(jù)鑄鐵中碳的存在形式不同，鑄鐵可分為白口鑄鐵可分為白口鑄鐵和灰口鑄鐵兩大類。 (-)白口鑄鐵白口鑄鐵中的碳幾乎全部以Fe3形式存在，

8、斷口呈銀白色，性能硬而脆，很難進行切削加工，工業(yè)上極少用來制造機械零件。主要用作煉鋼原料或用于可鍛鑄鐵的毛坯。(-)灰口鑄鐵灰口鑄鐵中的碳大部分或全部以自由狀態(tài)的石墨形式存在，斷口呈暗灰色。根據(jù)灰口鑄鐵 中石墨存在形式不同，它又可分為普通灰口鑄鐵、可鍛鑄鐵和球墨鑄鐵等。1-普通灰口鑄鐵簡稱灰口鑄鐵，其石墨形態(tài)呈片狀。由于片狀石墨的存在，割裂了金屬基體組織，減少了 承載的有效面積，因此其綜合力學(xué)性能較低，但其減振性、耐磨性、鑄造性及切削加工性較 好，主要用于制造承受壓力的床身、箱體、機座、導(dǎo)軌等零件?；铱阼T鐵牌號的表示方法為叩T”加數(shù)字，其中“HT”是灰鐵兩字漢語拼音的第一個字 母，數(shù)字表示最低

9、抗拉強度。常用的灰口鑄鐵牌號為HT100v HT150v HT200、HT250、HT3002.可鍛鑄鐵可鍛鑄鐵是由白口鑄鐵經(jīng)石墨化退火后而得到，其后墨形態(tài)呈團絮狀。由于其石墨呈團絮狀，對金屬基體的割裂作用減小，故其抗拉強度、塑性、韌性都比灰口鑄鐵高，主要用于制 造一些形狀比較復(fù)雜而在工作中承受一定沖擊載荷的薄壁小型零件，如管接頭、農(nóng)具等。可鍛鑄鐵的牌號由"KT或MKTZ"加兩組數(shù)字組成。其中是可鐵兩字漢語拼音第一個字母，后面的叩”表示黑心可鍛鑄鐵，T 表示珠光體可鍛鑄鐵。其后面的兩組數(shù) 字分別表示材料的最低抗拉強度數(shù)值和最小伸長率數(shù)值。其主要牌號有KTH350T0、KTZ

10、550-04 等。3.球墨鑄鐵球墨鑄鐵中石墨形態(tài)呈球狀。由于球狀石墨對金屬基體的割裂作用更小，因此它具有較高 的強度、塑性和韌性，所以應(yīng)用較廣，在某些情況下可替代中碳鋼使用。主要用于制造受力 較復(fù)雜、負(fù)荷較大的機械零件，如曲軸、連桿、齒輪、凸輪軸等。球墨鑄鐵的牌號由"QT”加兩組數(shù)字組成。其中FT”是球鐵兩字漢語拼音的第一個字 母，兩組數(shù)字分別表示最低抗拉強度數(shù)值和最小伸長率數(shù)值。主要牌號有QT500-7、QT800-2等。1.2.3 鑄鋼鑄鋼也是一種重要的鑄造合金，其應(yīng)用僅次于鑄鐵。鑄鋼件的力學(xué)性能優(yōu)于各類鑄件，并 具有優(yōu)良的焊接性能，適于采用鑄焊聯(lián)合工藝制造重型鑄件。生產(chǎn)上鑄鋼主

11、要用于制造形狀 復(fù)雜、難于鍛造而又需承受沖擊載荷的零部件。如機車車架、火車車輪、水壓機的缸和立柱、 大型齒輪、軋鋼機機架等。常用的鑄鋼有碳素鑄鋼和合金鑄鋼兩大類，其中碳素鑄鋼應(yīng)用較廣，約占鑄鋼件的80%。一般工程用鑄鋼的牌號由“ZG”加兩組數(shù)字表示。其中陀G”為鑄鋼二字漢語拼音第一 個字母，后面兩位數(shù)字分別表示材料的最小屈服強度值和最小抗拉強度值。如ZG200-400、ZG270-500、ZG340-640 等。1 2.4 銅合金及鋁合金銅、鋁合金是工業(yè)上最常用的有色合金。因具有某些特殊的使用性能，使其成為現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)中不可缺少的材料。(-)銅合金在純銅中加入某些合金元素(如鋅、錫、鋁、披、猛

12、、硅、鎳、磷等)，就形成了銅合金。 銅合金具有較好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和耐腐蝕性，同時具有較高強度和耐磨性。根據(jù)成分不同，銅合金分為黃銅和青銅等。1.黃銅是以鋅為主要合金元素的銅合金。按照化學(xué)成分，黃銅分為普通銅和特殊黃銅兩 種。(1) 普通黃銅 普通黃銅是銅鋅二元合金。由于塑性好，適于制造板材、棒材、線材、管材及深沖零件，如冷凝管、散熱管及機械、電器零件等。銅的平均含量為62%和59%的黃銅也可進行鑄造，稱為鑄造黃銅。(2) 特殊黃銅 為了獲得更高的強度、抗蝕性和良好的鑄造性能，在銅鋅合金中加入鋁、 硅、猛、鉛、錫等元素，就形成了特殊黃銅。如鉛黃銅、錫黃銅、鋁黃銅、硅黃銅、猛黃銅 等。鉛黃銅的切

13、削性能優(yōu)良，耐磨性好，廣泛用于制造鐘表零件，經(jīng)鑄造制作軸瓦和襯套。錫黃銅的耐腐蝕性能好，廣泛用于制造海船零件。鋁黃銅中的鋁能提高黃銅的強度和硬度，提高在大氣中的抗蝕性，鋁黃銅用于制造耐蝕零件。硅黃銅中的硅能提高銅的力學(xué)性能、耐磨性的耐蝕性，硅黃銅主要用于制造海船零件及化 工機械零件。2.青銅青銅原指銅錫合金，但工業(yè)上都習(xí)慣稱含鋁、硅、鉛、披、錨等的銅合金也為青銅，所以青銅實際上包括錫青銅、鋁青銅、鋁青銅、披青銅、硅青銅、鉛青銅等。青銅也分為壓力加工青銅和鑄造青銅兩類。(1) 錫青銅 以錫為主要合金元素的銅基合金稱錫青銅。工業(yè)中使用的錫青銅，錫含量 大多在3%14%之間。錫含量小于5%錫青銅適于

14、冷加工使用；錫含量為5%7%的錫青銅適于 熱加工；錫含量大于10%的錫青銅適于鑄造。錫青銅在造船、化工、機械、儀表等工業(yè)中廣 泛應(yīng)用，主要用以制造軸承、軸套等耐磨零件和彈簧等彈性元件以及抗蝕、抗磁零件等。（2）鋁青銅 以鋁為主要合金元素的銅基合金稱鋁青銅。鋁青銅的力學(xué)性能比黃銅和錫 青銅高。實際應(yīng)用的鋁青銅的鋁含量在5%12%之間，含鋁為5%7%的鋁青銅塑性最好，適 于冷加工使用。鋁含量大于7%8%后，強度增加，但塑性急劇下降，因此多在鑄態(tài)或經(jīng)熱加 工后使用。鋁青銅的耐磨性以及在大氣、海水、海水碳酸和大多數(shù)有機酸中的耐蝕性，均比 黃銅和錫青銅高。鋁青銅可制造齒輪、軸套、蝸輪等高強度抗磨零件以及

15、高耐蝕性彈性元件。（3）披青銅以鍛為基本元素的銅合金稱鍛青銅。披青銅的含披量為1.7%2.5%。披 青銅的彈性極限、疲勞極限都很高，耐磨性和抗蝕性優(yōu)異，具有良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，還 具有無磁性、受沖擊時不產(chǎn)生火花等優(yōu)點。披青銅主要用于制作精密儀器的重要彈簧、鐘表齒輪、高速高壓下工作的軸承、襯套以及電焊機電極、防爆工具、航海羅盤等重要機件。（二）鋁合金鋁中加入合金元素就形成了鋁合金。鋁合金具有較高的強度和良好的加工性能。根據(jù)成分 及加工特點，鋁合金分為形變鋁合金和鑄造鋁合金。1-形變鋁合金形變鋁合金包括防銹鋁合金、硬鋁合金、超硬鋁合金等。因其塑性好，故常利用壓力加工 方法制造沖壓件、鍛件等，如釧釘、焊接油箱、管道、容器、發(fā)動機葉片、飛機大梁及起落架、內(nèi)燃機活塞等。2.鑄造鋁合金鑄造鋁合金是用于制造鋁合金鑄件的材料，按主要合金元素的不同，鑄造鋁合金分為鋁硅合金、鋁銅合金、鋁鎂合金和鋁鋅合金。（1）鋁硅鑄造鋁合金 鋁硅合金是應(yīng)用最廣的鑄造鋁合金，通常稱為硅鋁明。其鑄造性 能好，比重小，并有相當(dāng)好的抗蝕性和耐熱性，適于制造形狀復(fù)雜的零件，如泵體、電動機 殼體、發(fā)動機的氣缸頭、活塞以及汽車、飛機、儀器上的零件，也可制造日用品。（2）鋁銅鑄造鋁合金 鋁銅合金的強度較高，耐熱性較好，