鋼材基本重點知識結(jié)構(gòu)

1、目錄:鋼材分類什么是特殊鋼？理論重量計算方法對鋼材性能產(chǎn)生影響的元素冶金術(shù)語金屬材料性能金屬材料的檢驗金屬型鑄造國內(nèi)外常用鋼鋼號對照表鋼材分類線 材：普線高線螺紋鋼型 材:工字鋼槽鋼角鋼方鋼重軌高工鋼H型鋼圓 鋼 不等邊角鋼 扁鋼 輕軌 齒輪鋼 六角鋼 耐熱鋼棒 合結(jié) 圓鋼合工圓鋼方管碳工鋼軸承鋼碳結(jié)圓鋼不銹圓鋼 軸承圓鋼矩型管彈簧鋼板 材：中厚板 容器板 中板 碳結(jié)板 鍋爐板 低合金板 花紋板冷板熱板冷卷板熱卷板鍍鋅板電鍍鋅板電鍍 鋅卷錳板不銹鋼板硅鋼片彩涂板彩鋼瓦楞鐵鍍鋅卷 板熱軋帶鋼管材：焊管不銹鋼管熱鍍鋅管冷鍍鋅管無縫管螺旋管熱軋無縫、黑色金屬、鋼和有色金屬 在介紹鋼的分類之前先簡單介

2、紹一下黑色金屬、鋼與有色金 屬的基本概念。1、黑色金屬是指鐵和鐵的合金。如鋼、生鐵合金、鑄鐵等。 鋼和生鐵都是以鐵為基礎(chǔ)，以碳為主要添加元素的合金，統(tǒng) 稱為鐵碳合金。生鐵是指把鐵礦石放到高爐中冶煉而成的產(chǎn) 品，主要用來煉鋼和制造鑄件。把鑄造生鐵放在熔鐵爐中熔 煉，即得到鑄鐵（液狀） ，把液狀鑄鐵澆鑄成鑄件，這種鑄 鐵叫鑄鐵件。鐵合金是由鐵與硅、錳、鉻、鈦等元素組成的合金，鐵 合金是煉鋼的原料之一，在煉鋼時做鋼的脫氧劑和合金元素 添加劑用。2 、把煉鋼用生鐵放到煉鋼爐內(nèi)按一定工藝熔煉，即得 到鋼。鋼的產(chǎn)品有鋼錠、連鑄坯和直接鑄成各種鋼鑄件等。 通常所講的鋼，一般是指軋制成各種鋼材的鋼。鋼屬于黑色

3、 金屬但鋼不完全等于黑色金屬。3 、有色金屬又稱非鐵金屬，指除黑色金屬外的金屬和 合金，如銅、錫、鉛、鋅、鋁以及黃銅、青銅、鋁合金和軸 承合金等。另外在工業(yè)上還采用鉻、鎳、錳、鉬、鈷、釩、 鎢、鈦等，這些金屬主要用作合金附加物，以改善金屬的性 能，其中鎢、鈦、鉬等多用以生產(chǎn)刀具用的硬質(zhì)合金。以上 這些有色金屬都稱為工業(yè)用金屬，此外還有貴重金屬：鉑、金、銀等和稀有金屬，包括放射性的鈾、鐳等二、鋼的分類 鋼是含碳量在 0.04%-2.3% 之間的鐵碳合 金。為了保證其韌性和塑性，含碳量一般不超過1.7%。鋼的主要元素除鐵、碳外，還有硅、錳、硫、磷等。鋼的分類方 法多種多樣，其主要方法有如下七種：1

4、、按品質(zhì)分類(1) 普通鋼(P< 0.045%, S< 0.050%)(2) 優(yōu)質(zhì)鋼(P、S 均w 0.035%)(3) 高級優(yōu)質(zhì)鋼(P< 0.035%, S< 0.030%)2. 、按化學成份分類(1) 碳素鋼： a. 低碳鋼( Cw 0.25%)；b. 中碳鋼( Cw0.250.60% )；c. 高碳鋼( Cw 0.60%)。(2) 合金鋼：a.低合金鋼(合金元素總含量w5% b.中合金鋼(合金元素總含量510% c.高合金鋼(合金元素總含量> 10%。3 、按成形方法分類：(1) 鍛鋼； (2) 鑄鋼； (3) 熱軋鋼； (4) 冷拉鋼。4、按金相組織分類(

5、1) 退火狀態(tài)的 a. 亞共析鋼(鐵素體 +珠光體) b. 共析 鋼(珠光體) c. 過共析鋼(珠光體 +滲碳體) d. 萊氏體鋼(珠 光體 +滲體)。(2) 正火狀態(tài)的：a.珠光體鋼；b.貝氏體鋼；c.馬氏體 鋼； d. 奧氏體鋼。(3) 無相變或部分發(fā)生相變的5、按用途分類(1) 建筑及工程用鋼： a. 普通碳素結(jié)構(gòu)鋼； b. 低合金結(jié) 構(gòu)鋼； c. 鋼筋鋼。(2) 結(jié)構(gòu)鋼 a. 機械制造用鋼： (a) 調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼； (b) 表面硬化結(jié)構(gòu)鋼：包括滲碳鋼、氨鋼、表面淬火用鋼；?易切結(jié)構(gòu)鋼； (d) 冷塑性成形用鋼：包括冷沖壓用鋼、冷鐓用鋼。b. 彈簧鋼 c. 軸承鋼(3) 工具鋼： a. 碳

6、素工具鋼； b. 合金工具鋼； c. 高速工 具鋼。(4) 特殊性能鋼： a. 不銹耐酸鋼 b. 耐熱鋼包括抗氧化 鋼、熱強鋼、 氣閥鋼 c. 電熱合金鋼； d. 耐磨鋼； e. 低溫用鋼； f. 電工用鋼(5) 專業(yè)用鋼如橋梁用鋼、船舶用鋼、鍋爐用鋼、 壓力容器用鋼、農(nóng)機用鋼等。6、綜合分類(1) 普通鋼 a. 碳素結(jié)構(gòu)鋼： (a) Q195； (b) Q215(A、B)； ? Q235(A、B、C); (d) Q255(A、B); (e) Q275。b.低合金 結(jié)構(gòu)鋼 c. 特定用途的普通結(jié)構(gòu)鋼(2) 優(yōu)質(zhì)鋼(包括高級優(yōu)質(zhì)鋼)a. 結(jié)構(gòu)鋼： (a) 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼； (b) 合金結(jié)構(gòu)鋼；

7、?彈 簧鋼； (d) 易切鋼； (e) 軸承鋼； (f) 特定用途優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼。b. 工具鋼： (a) 碳素工具鋼； (b) 合金工具鋼； ?高速工 具鋼。 c. 特殊性能鋼： (a) 不銹耐酸鋼； (b) 耐熱鋼； ?電熱 合金鋼； (d) 電工用鋼； (e) 高錳耐磨鋼。7、按冶煉方法分類(1) 按爐種分 a. 平爐鋼 :(a) 酸性平爐鋼； (b) 堿性平爐 鋼。b. 轉(zhuǎn)爐鋼 :(a) 酸性轉(zhuǎn)爐鋼 ;(b) 堿性轉(zhuǎn)爐 鋼?；?(a) 底吹轉(zhuǎn)爐鋼 ;(b) 側(cè)吹轉(zhuǎn)爐鋼； ?頂吹轉(zhuǎn)爐鋼。c. 電爐鋼 :(a) 電弧爐鋼； (b) 電渣爐鋼；? 感應爐鋼； (d) 真空自耗爐鋼； (e) 電子束

8、爐鋼。(2) 按脫氧程度和澆注制度分 a. 沸騰鋼； b. 半鎮(zhèn)靜鋼； 鎮(zhèn)靜鋼； d. 特殊鎮(zhèn)靜鋼。什么是特殊鋼？ 對特殊鋼尚無統(tǒng)一的定義和概念，一般認為特殊鋼是指 具有特殊的化學成分(合金化) 、采用特殊的工藝生產(chǎn)、具 備特殊的組織和性能、能夠滿足特殊需要的鋼類。與普通鋼 相比， 特殊鋼具有更高的強度和韌性、 物理性能、 化學性能、 生物相容性和工藝性能。我國與日本、歐盟對特殊鋼的定義比較接近，將特殊鋼 分成優(yōu)質(zhì)碳素鋼、合金鋼、高合金鋼(合金元素大于三大類， 其中合金鋼和高合金鋼占特殊鋼產(chǎn)量的70。主要鋼種優(yōu)特殊碳素結(jié)構(gòu)鋼、碳素工具鋼、碳素彈簧鋼、合金彈 簧鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、滾珠軸承鋼、合金工

9、具鋼、高合金工具 鋼、高速工具鋼、不銹鋼、耐熱鋼，以及高溫合金、精密合 金、電熱合金等。目前世界上有近 2000 個特殊鋼牌號、約 50000 個品種規(guī)格。特殊鋼除了種類繁多之外，在規(guī)格上也 表現(xiàn)出與普通鋼不同的特點。除了板、管、絲、帶、棒和異 型材之外，還有復合材、表面合金化材、表面處理材、精鍛 材、精密鑄件、粉末冶金制品等。一、我國鋼號表示方法概述 鋼的牌號簡稱鋼號，是對每一種具體鋼產(chǎn)品所取的名稱，是 人們了解鋼的一種共同語言。我國的鋼號表示方法，根據(jù)國 家標準鋼鐵產(chǎn)品牌號表示方法（GB221-79）中規(guī)定，采用漢語拼音字母、化學元素符號和阿拉伯數(shù)字相結(jié)合的方法 表示。即：鋼號中化學元素采

10、用國際化學符號表示，例如 Si,Mn,Cr等?；旌舷⊥猎赜谩?RE （或“ Xt”表示。 產(chǎn)品名稱、用途、冶煉和澆注方法等，一般采用漢語拼音 的縮寫字母表示。 鋼中主要化學元素含量（%采用阿拉伯數(shù)字表示。 二、我國鋼號表示方法的分類說明1 碳素結(jié)構(gòu)鋼 由Q+數(shù)字+質(zhì)量等級符號+脫氧方法符號組成。它的鋼號冠 以“Q”代表鋼材的屈服點，后面的數(shù)字表示屈服點數(shù)值， 單位是MPa例如Q235表示屈服點（a s）為235 MPa的碳素 結(jié)構(gòu)鋼。 必要時鋼號后面可標出表示質(zhì)量等級和脫氧方法的符號。質(zhì)量等級符號分別為 A、B、C、D。脫氧方法符號：F表示沸 騰鋼；b表示半鎮(zhèn)靜鋼：Z表示鎮(zhèn)靜鋼；TZ表示特殊

11、鎮(zhèn)靜鋼， 鎮(zhèn)靜鋼可不標符號，即 Z 和 TZ 都可不標。例如 Q235-AF 表 示 A 級沸騰鋼。 專門用途的碳素鋼，例如橋梁鋼、船用鋼等，基本上采用 碳素結(jié)構(gòu)鋼的表示方法，但在鋼號最后附加表示用途的字 母。2優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 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，例如平均碳含量為 0.45%的鋼，鋼號為“ 45”， 它不是順序號，所以不能讀成 45 號鋼。 錳含量較高的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，應將錳元素標出，例如50Mn。 沸騰鋼、半鎮(zhèn)靜鋼及專門用途的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼應在鋼號 最后特別標出， 例如平均碳含量為 0.1%的半鎮(zhèn)靜鋼， 其鋼號 為 10b 。3碳素工具鋼 鋼號冠以

12、“ T”，以免與其他鋼類相混。 鋼號中的數(shù)字表示碳含量，以平均碳含量的千分之幾表 示。例如“ T8”表示平均碳含量為 0.8%。 錳含量較高者，在鋼號最后標出“M6'，例如“ T8Mn 高級優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼的磷、硫含量，比一般優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼低，在鋼號最后加注字母“ A，以示區(qū)別，例如“ T8MnAo 4易切削鋼 鋼號冠以“ Y,以區(qū)別于優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。 字母“ 丫”后的數(shù)字表示碳含量，以平均碳含量的萬分之幾表示，例如平均碳含量為0.3%的易切削鋼，其鋼號為“ 丫30”。錳含量較高者，亦在鋼號后標出“Mn”，例如“ 丫40M6'。5合金結(jié)構(gòu)鋼 鋼號開頭的兩位數(shù)字表示鋼的碳含量，以平

13、均碳含量的萬 分之幾表示，如 40Cr。 鋼中主要合金元素，除個別微合金元素外，一般以百分之 幾表示。當平均合金含量v 1.5%時，鋼號中一般只標出元素 符號，而不標明含量，但在特殊情況下易致混淆者，在元素符 號 后 亦 可 標 以 數(shù) 字 “ 1 ”， 例 如 鋼 號 “ 12CrMoV” 和“ 12Cr1MoV”，前者鉻含量為 0.4-0.6%，后者為 0.9-1.2% , 其余成分全部相同。當合金元素平均含量1.5%、2.5%、> 3.5%時，在元素符號后面應標明含量，可相應表示為2、3、4等。例如 18Cr2Ni4WA。 鋼中的釩 V鈦Ti、鋁AL、硼B(yǎng)、稀土 RE等合金元素，

14、均屬微合金元素，雖然含量很低，仍應在鋼號中標出。例如 20MnVB鋼中。釩為 0.07-0.12%，硼為 0.001 -0.005%。 高級優(yōu)質(zhì)鋼應在鋼號最后加“A”，以區(qū)別于一般優(yōu)質(zhì)鋼。 專門用途的合金結(jié)構(gòu)鋼，鋼號冠以（或后綴）代表該鋼種 用途的符號。例如鉚螺專用的 30CrMnSi 鋼，鋼號表示為 ML30CrMnSi。6低合金高強度鋼 鋼號的表示方法，基本上和合金結(jié)構(gòu)鋼相同。 對專業(yè)用低合金高強度鋼，應在鋼號最后標明。 例如 16Mn鋼，用于橋梁的專用鋼種為“16Mnq，汽車大梁的專用鋼種為“ 16MnL，壓力容器的專用鋼種為“ 16MnR。7彈簧鋼 彈簧鋼按化學成分可分為碳素彈簧鋼和合

15、金彈簧鋼兩類，其 鋼號表示方法，前者基本上與優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼相同，后者基 本上與合金結(jié)鋼相同。8滾動軸承鋼 鋼號冠以字母“ G”，表示滾動軸承鋼類。 高碳鉻軸承鋼鋼號的碳含量不標出，鉻含量以千分之幾表 示例如GCr15。滲碳軸承鋼的鋼號表示方法，基本上和合金 結(jié)構(gòu)鋼相同。9合金工具鋼和高速工具鋼 合金工具鋼鋼號的平均碳含量1.0%時，不標出碳含量；當平均碳含量v 1.0%時，以千分之幾表示。例如Cr12、CrWMn 9SiCr 、 3C r2W8V。 鋼中合金元素含量的表示方法，基本上與合金結(jié)構(gòu)鋼相同。但對鉻含量較低的合金工具鋼鋼號，其鉻含量以千分之 幾表示，并在表示含量的數(shù)字前加“ 0”，以便

16、把它和一般元 素含量按百分之幾表示的方法區(qū)別開來。例如Cr06。 高速工具鋼的鋼號一般不標出碳含量，只標出各種合金元 素平均含量的百分之幾。例如鎢系高速鋼的鋼號表示為“ W18Cr4V。鋼號冠以字母“ C”者，表示其碳含量高于未 冠“C”的通用鋼號。10不銹鋼和耐熱鋼 鋼號中碳含量以千分之幾表示。例如“2Cr13 ”鋼的平均碳含量為0.2%;若鋼中含碳量w 0.03%或w 0.08%者，鋼號前 分別冠以 “00”及“0”表示之， 例如 00Cr17Ni14Mo2、 0Cr18 Ni9 等。 對鋼中主要合金元素以百分之幾表示，而鈦、鈮、鋯、氮等則按上述合金結(jié)構(gòu)鋼對微合金元素的表示方法標出。11焊

17、條鋼它的鋼號前冠以字母“ H”，以區(qū)別于其他鋼類。例如不銹鋼焊絲為“ H2Cr13”，可以區(qū)別于不銹鋼“ 2Cr13”。12. 電工用硅鋼 鋼號由字母和數(shù)字組成。鋼號頭部字母DR表示電工用熱軋硅鋼，DW表示電工用冷軋無取向硅鋼， DQ表示電工用冷 軋取向硅鋼。 字母之后的數(shù)字表示鐵損值（W/kg ）的100倍。 鋼號尾部加字母“ G”者，表示在高頻率下檢驗的；未加“G”者，表示在頻率為 50周波下檢驗的。例如鋼號DW470表示電工用冷軋無取向硅鋼產(chǎn)品在50赫頻率時的最大單位重量鐵損值為4.7W/kg。13. 電工用純鐵它的牌號由字母“ DT'和數(shù)字組成，“ DT'表示電工用純

18、鐵，數(shù)字表示不同牌號的順序號，例如DT3o在數(shù)字后面所加的字母表示電磁性能：A高級、E特級、C超級，例如DT8A >>返回理論重量計算方法角鋼：每米重量=0.00785* （邊寬+邊寬-邊厚）*邊厚圓鋼：每米重量=0.00617*直徑*直徑（螺紋鋼和圓鋼相同）扁鋼：每米重量=0.00785*厚度*邊寬管材：每米重量=0.02466*壁厚* （外徑-壁厚）板材：每米重量=7.85*厚度黃銅管：每米重量=0.02670*壁厚* （外徑-壁厚）紫銅管：每米重量=0.02796*壁厚* （外徑-壁厚）鋁花紋板：每平方米重量 =2.96*厚度有色金屬比重：紫銅板 8.9黃銅板8.5鋅板7.2

19、鉛板11.37有色金屬板材的計算公式為：每平方米重量二比重*厚度對鋼材性能產(chǎn)生影響的元素鋼材的質(zhì)量及性能是根據(jù)需要而確定的，不同的需 要，要有不同的元素含量.(1 )碳；含碳量越高，剛的硬度就越高，但是它的 可塑性和韌性就越差.(2 )硫；是鋼中的有害雜物，含硫較高的鋼在高溫 進行壓力加工時，容易脆裂，通常叫作熱脆性.(3 )磷；能使鋼的可塑性及韌性明顯下降，特別的 在低溫下更為嚴重，這種現(xiàn)象叫作冷脆性.在優(yōu)質(zhì)鋼中，硫 和磷要嚴格控制.但從另方面看，在低碳鋼中含有較高的硫 和磷，能使其切削易斷，對改善鋼的可切削性是有利的.(4 )錳；能提高鋼的強度，能消弱和消除硫的不良 影響，并能提高鋼的淬透

20、性，含錳量很高的高合金鋼(高錳 鋼)具有良好的耐磨性和其它的物理性能.(5 )硅；它可以提高鋼的硬度，但是可塑性和韌性 下降，電工用的鋼中含有一定量的硅，能改善軟磁性能.(6 )鎢；能提高鋼的紅硬性和熱強性，并能提高鋼的耐磨性.7 ）鉻；能提高鋼的淬透性和耐磨性，能改善鋼的抗腐蝕能力和抗氧化作用（ 8 ）釩；能細化鋼的晶粒組織，提高鋼的強度，韌 性和耐磨性 當它在高溫熔入奧氏體時， 可增加鋼的淬透性； 反之，當它在碳化物形態(tài)存在時，就會降低它的淬透性（ 9 ）鉬；可明顯的提高鋼的淬透性和熱強性，防止回 火脆性，提高剩磁和嬌頑力（ 10 ）鈦；能細化鋼的晶粒組織，從而提高鋼的強度 和韌性在不銹鋼

21、中，鈦能消除或減輕鋼的晶間腐蝕現(xiàn)象（ 11 ）鎳；能提高鋼的強度和韌性，提高淬透性含 量高時，可顯著改變鋼和合金的一些物理性能，提高鋼的抗 腐蝕能力（ 12 ）硼；當鋼中含有微量的（ 0.001 0.005 ） 硼時，鋼的淬透性可以成倍的提高（ 13 ）鋁；能細化鋼的晶粒組織， 阻抑低碳鋼的時效 提 高鋼在低溫下的韌性，還能提高鋼的抗氧化性，提高鋼的耐 磨性和疲勞強度等（ 14 ）銅；它的突出作用是改善普通低合金鋼的抗大 氣腐蝕性能，特別是和磷配合使用時更為明顯冶金術(shù)語1 、燒結(jié) sintering 粉末或壓坯在低于主要組分 熔點的溫度下的熱處理，目的在于通過顆粒間的冶金結(jié)合以提高其強度。2

22、、填料 packingmaterial在預燒或燒結(jié)過程中為了起分隔和保護作用而將壓坯埋入其中的一種材料。3 、預燒 presintering在低于最終燒結(jié)溫度的溫度下對壓坯的加熱處理。4 、加壓燒結(jié) pressure在燒結(jié)同時施加單軸向壓粉末未至少具有7 、過燒 oversintering燒結(jié)溫度過高和（或）力的燒結(jié)工藝。loose-powdersintering,gravitysintering經(jīng)壓制直接進行的燒結(jié)。6 、液相燒結(jié) liquid-phasesintering兩種組分的粉末或壓坯在形成一種液相的狀態(tài)下燒結(jié)。燒結(jié)時間過長致使產(chǎn)品最終性能惡化的燒結(jié)。8 、欠燒 undersinte

23、ring燒結(jié)溫度過低和（或）用加熱排出壓坯中一般由馬弗保護的燒結(jié)時間過短致使產(chǎn)品未達到所需性能的燒結(jié)。9 、熔滲 infiltration 用熔點比制品熔點低的金 屬或合金在熔融狀態(tài)下充填未燒結(jié)的或燒結(jié)的制品內(nèi)的孔 隙的工藝方法。10 、脫蠟 dewaxing,burn-off 的有機添加劑（粘結(jié)劑或潤滑劑）11 、網(wǎng)帶爐 meshbeltfurnace網(wǎng)帶將零件實現(xiàn)爐內(nèi)連續(xù)輸送的燒結(jié)爐。12 、步進梁式爐 walking-beamfurnace 通過步進 梁系統(tǒng)將放置于燒結(jié)盤中的零件在爐內(nèi)進行傳送的燒結(jié)爐。13 、推桿式爐 pusherfurnace將零件裝入燒舟中，通過推進系統(tǒng)將零件在爐內(nèi)

24、進行傳送的燒結(jié)爐。14 、燒結(jié)頸形成 neckformation燒結(jié)時在顆粒間形成頸狀的聯(lián)結(jié)。15 、起泡 blistering 結(jié)件表面形成鼓泡的現(xiàn)象。16 、發(fā)汗 sweating 現(xiàn)象。17 、燒結(jié)殼 sinterskin由于氣體劇烈排出，在燒壓坯加熱處理時液相滲出的燒結(jié)時，燒結(jié)件上形成的一種表面層，其性能不同于產(chǎn)品內(nèi)部。18 、相對密度 relativedensity 多孔體的密度與無孔狀態(tài)下同一成分材料的密度之比，以百分率表示。19、徑向壓潰密度 radialcrushingstrength 通過施加徑向壓力測定的燒結(jié)圓筒試樣的破裂強度。20 、孔隙度 porosity 與總體積之比

25、。多孔體中所有孔隙的體積材料中存21 、擴散孔隙 diffusionporosity 由于柯肯達爾 效應導致的一種組元物質(zhì)擴散到另一組元中形成的孔隙。22 、孔徑分布 poresizedistribution 在的各級孔徑按數(shù)量或體積計算的百分率。23 、表觀硬度 apparenthardness在規(guī)定條件下測定的燒結(jié)材料的硬度，它包括了孔隙的影響。24 、實體硬度 solidhardness在規(guī)定條件下測定的燒結(jié)材料的某一相或顆粒或某一區(qū)域的硬度，它排除了孔 隙的影響。25 、起泡壓力 bubble-pointpressure 迫使氣體 通過液體浸漬的制品產(chǎn)生第一氣泡所需的最小的壓力。26

26、、流體透過性 fluidpermeability 在規(guī)定條件 下測定的在單位時間內(nèi)液體或氣體通過多孔體的數(shù)量。 >> 返回金屬材料性能為更合理使用金屬材料，充分發(fā)揮其作用，必須掌握各種金屬材料制成的零、構(gòu)件在正常工作情況下應具備的性能（使用性能）及其在冷熱加工過程中材料應具備的性能（工藝性 能）。材料的使用性能包括物理性能（如比重、熔點、導電 性、導熱性、熱膨脹性、磁性等） 、化學性能（耐用腐蝕性、 抗氧化性），力學性能也叫機械性能。材料的工藝性能指材料適應冷、熱加工方法的能力。（一）、機械性能 機械性能是指金屬材料在外力作用下所表現(xiàn)出來的特性。1 、強度：材料在外力（載荷）作用下

27、，抵抗變形和斷 裂的能力。材料單位面積受載荷稱應力。2 、屈服點（6 s ）:稱屈服強度，指材料在拉抻過程中，材料所受應力達到某一臨界值時，載荷不再增加變形卻 繼續(xù)增加或產(chǎn)生 0.2%L 。時應力值，單位用牛頓 / 毫米 2（ N/mm2 ）表示。3 、抗拉強度（ 6 b ）也叫強度極限指材料在拉斷前 承受最大應力值。單位用牛頓 / 毫米 2 （ N/mm2 ）表示。4 、延伸率（8 ）:材料在拉伸斷裂后，總伸長與原 始標距長度的百分比。5 、斷面收縮率（¥ ）材料在拉伸斷裂后、斷面最大 縮小面積與原斷面積百分比。6 、硬度：指材料抵抗其它更硬物壓力其表面的能力， 常用硬度按其范圍測

28、定分布氏硬度（ HBS 、 HBW ）和洛氏 硬度（ HKA 、 HKB 、 HRC ）7 、沖擊韌性（ Ak ）：材料抵抗沖擊載荷的能力，單 位為焦耳 / 厘米 2 （ J/cm2 ） .（二）、工藝性能 指材料承受各種加工、處理的能力的那些性能。8 、鑄造性能： 指金屬或合金是否適合鑄造的一些工藝性能， 主要包括流性能、充滿鑄模能力；收縮性、鑄件凝固時體積收縮的能力；偏析指化學成分不均性。9 、焊接性能： 指金屬材料通過加熱或加熱和加壓焊接方法， 把兩個或兩個以上金屬材料焊接到一起，接口處能滿足使用 目的的特性。10 、頂氣段性能：指金屬材料能承授予頂鍛而不破裂的性 能。11 、冷彎性能：

29、指金屬材料在常溫下能承受彎曲而不破裂性能。彎曲程度一般用彎曲角度 a （外角）或彎心直徑 d 對材料厚度 a 的比值表示， a 愈大或 d/a 愈小，則材料 的冷彎性愈好。12 、沖壓性能：金屬材料承受沖壓變形加工而不破裂的能 力。在常溫進行沖壓叫冷沖壓。檢驗方法用杯突試驗進行檢 驗。13 、鍛造性能：金屬材料在鍛壓加工中能承受塑性變形而 不破裂的能力。（三）、化學性能 指金屬材料與周圍介質(zhì)掃觸時抵抗發(fā)生化學或電化學 反應的性能。14 、耐腐蝕性：指金屬材料抵抗各種介質(zhì)侵蝕的能力。15 、抗氧化性：指金屬材料在高溫下，抵抗產(chǎn)生氧化皮能 力。 >> 返回金屬材料的檢驗金屬材料屬于冶金

30、產(chǎn)品，從事金屬材料生產(chǎn)、訂貨、運輸、 使用、保管和檢驗必須依據(jù)統(tǒng)一的技術(shù)標準 - 冶金產(chǎn)品標 準。對從事金屬材料的工作人員必須掌握標準的有關(guān)內(nèi)容。我國冶金產(chǎn)品使用的標準為國家標準（代號為 " 國標 "GB"" ）、部標（冶金工業(yè)部標準 "YB" 、一機部標準 "JB" 等、）企業(yè)標準三級。（一）包裝檢驗 根據(jù)金屬材料的種類、形狀、尺寸、精度、防腐而定。1 散裝：即無包裝、揩錠、塊（不怕腐蝕、不貴重） 、 大型鋼材（大型鋼、厚鋼板、鋼軌） 、生鐵等。2 成捆：指尺寸較小、腐蝕對使用影響不大，如中 小型鋼、管鋼、線材、

31、薄板等。3 成箱（桶）：指防腐蝕、小、薄產(chǎn)品，如馬口鐵、 硅鋼片、鎂錠等。4 成軸：指線、鋼絲繩、鋼絞線等。 對捆箱、軸包裝產(chǎn)品應首先檢查包裝是否完整。（二）標志檢驗標志是區(qū)別材料的材質(zhì)、規(guī)格的標志，主要說明供方 名稱、牌號、檢驗批號、規(guī)格、尺寸、級別、凈重等。標志 有；5 涂色：在金屬材料的端面，端部涂上各種顏色的 油漆，主要用于鋼材、生鐵、有色原料等。打?。涸诮饘俨牧弦?guī)定的部位（端面、端部）打鋼印或噴漆的方法，說明材料的牌號、規(guī)格、標準號等。主 要用于中厚板、型材、有色材等。7 掛牌：成捆、成箱、成軸等金屬材料在外面掛牌 說明其牌號、尺寸、重量、標準號、供方等。金屬材料的標志檢驗時要認真辨

32、認，在運輸、保管等 過程中要妥善保護。（三）規(guī)格尺寸的檢驗規(guī)格尺寸指金屬材料主要部位（長、寬、厚、直徑等） 的公稱尺寸。8 公稱尺寸（名義尺寸） ：是人們在生產(chǎn)中想得到的 理想尺寸，但它與實際尺寸有一定差距。9 尺寸偏差：實際尺寸與公稱尺寸之差值叫尺寸偏 差。大于公稱尺寸叫正偏差，小于公稱尺寸叫負偏差。在標 準規(guī)定范圍之內(nèi)叫允許偏差，超過范圍叫尺寸超差，超差屬 于不合格品。10 精度等級：金屬材料的尺寸允許偏差規(guī)定了幾種 范圍，并按尺寸允許偏差大 小不同劃為若干等級叫精度等 級，精度等級分普通、較高、高級等。11 交貨長度（寬度） ：是金屬材料交貨主要尺寸， 指金屬材料交貨時應具有的長（寬）度

33、規(guī)格。12 通常長度（不定尺長度） ：對長度不作一定的規(guī) 定，但必須在一個規(guī)定的長度范圍內(nèi)（按品種不同，長度不 一樣，根據(jù)部、廠定） 。13 短尺（窄尺） ：長度小于規(guī)定的通常長度尺寸的 下限，但不小于規(guī)定的最小允許長度。對一些金屬材料，按 規(guī)定可交一部分 " 短尺 " 。14 定尺長度：所交金屬材料長度必須具有需方在訂 貨合同中指定的長度（一般正偏差） 。15 倍尺長度：所交金屬材料長度必須為需方在訂貨 合同中指定長度的整數(shù)倍（加鋸口、正偏差） 。規(guī)格尺寸的檢驗要注意測量材料部位和選用適當?shù)臏y 量工具。（四）數(shù)量的檢驗 金屬材料的數(shù)量，一般是指重量（除個別例墊板、魚 尾板

34、以件數(shù)計） ，數(shù)量檢驗方法有：17 按實際重量計量：按實際重量計量的金屬材料一 般應全部過磅檢驗。對有牢固包裝（如箱、合、桶等） ，在 包裝上均注明毛重、凈重和皮重。如薄鋼板、硅鋼片、鐵合 金可進行抽檢數(shù)量不少于一批的 5% ，如抽檢重量與標記重 量出入很大，則須全部開箱稱重。18 按理論換算計量： 以材料的公稱尺寸 （實際尺寸） 和比重計算得到的重量，對那些定尺的型板等材都可按理論 換算，但在換算時要注意換算公式和材料的實際比重。五） 表面質(zhì)量檢驗表面質(zhì)量檢驗主要是對材料、外觀、形狀、表面缺陷 的檢驗，主要有：19 橢圓度：圓形截面的金屬材料，在同一截面上各 方向直徑不等的現(xiàn)象。橢圓度用同一

35、截面上最大與最小的直 徑差表示，對不同用途材料標準不同。20 彎曲、彎曲度：彎曲就是軋制材料。在長度或?qū)?度方向不平直、呈曲線形狀的總稱。如果把它們的不平程度 用數(shù)字表示出來，就叫彎曲度。21 扭轉(zhuǎn)：條形軋制材料沿縱軸扭成螺旋狀。22 鐮刀彎（側(cè)面彎） ：指金屬板，帶及接近矩形截 面的形材沿長度（窄面一側(cè)）的彎曲，一面呈凹入曲線，另 一面對面呈凸出曲線， 稱為 " 鐮刀彎 " 。以凹入高度表示。23 瓢曲度：指在板或帶的長度及寬度方向同時出現(xiàn) 高低起伏的波浪現(xiàn)象，形成瓢曲形，叫瓢曲度。表示瓢曲程 度的數(shù)值叫瓢曲度。24 表面裂紋：指金屬物體表層的裂紋。25 耳子：由于軋輥配

36、合不當?shù)仍?，出現(xiàn)的沿軋制 方向延伸的突起，叫作耳子。26 括傷：指材料表面呈直線或弧形溝痕通?？梢钥?到溝底。27 結(jié)疤：指不均勻分布在金屬材料表面呈舌狀，指 甲狀或魚鱗狀的薄片。28 粘結(jié)：金屬板、箔、帶在迭軋退火時產(chǎn)生的層與 層間點、線、面的相互粘連。經(jīng)掀開后表面留有粘結(jié)痕跡， 叫粘結(jié)。29 氧化鐵皮：氧化鐵皮是指材料在加熱、軋制和冷 卻過程中，在表面生成的金屬氧化物。30 折疊：是金屬在熱軋過程中（或鍛造）形成的一 種表面缺陷，表面互相折合的雙金屬層，呈直線或曲線狀重 合。31 麻點：指金屬材料表面凹凸不平的粗糙面。32 皮下氣泡：金屬材料的表面呈現(xiàn)無規(guī)律分布大小 不等、形狀不同、周圍

37、圓滑的小凸起、破裂的凸泡呈雞爪形 裂口或舌狀結(jié)疤，叫作氣泡。表面缺陷產(chǎn)生的原因主要上由于生產(chǎn)、運輸、裝卸、 保管等操作不當。根據(jù)對使用的影響不同，有的缺陷是根本 不允許超過限度。 有些缺陷雖然不存在， 但不允許超過限度； 各種表面缺陷是否允許存在，或者允許存在程度，在的關(guān)標 準中均的明確規(guī)定。（六）內(nèi)部質(zhì)量檢驗的保證條件 金屬材料內(nèi)部質(zhì)量的檢驗依據(jù)是根據(jù)材質(zhì)適應不同的 要求，保證條件亦不同，在出廠和驗收時必須按保證條件進行檢驗，并符合要求，保證條件分；33 基本保證條件：對材料質(zhì)量最低要求，無論是否 提出，都得保證，如化學成份，基本機械性能等。34 附加保證條件：指根據(jù)需方在訂貨合同中注明要

38、求，才進行檢驗，并保證檢驗結(jié)果符合規(guī)定的項目。35 協(xié)議保證條件：供需雙方協(xié)商并在訂貨合同中加 以保證的項目。36 參改條件：雙方協(xié)商進行檢驗項目，但僅作參考 條件，不作考核。 金屬材料內(nèi)部質(zhì)量檢驗主要有機械性能、物理性能、化學性 能、工藝性能、化學成分和內(nèi)部組織檢驗。機械性能、工藝 性能第一部分已介紹，這里只對化學成分和內(nèi)部組織的檢驗 方法的原理及簡單過程做概括介紹。（七）化學成分檢驗 化學成分是決定金屬材料性能和質(zhì)量的主要因素。因 此，標準中對絕大多數(shù)金屬材料規(guī)定了必須保證的化學成 分，有的甚至作為主要的質(zhì)量、品種指標?；瘜W成分可以通 過化學的、物理的多種方法來分析鑒定，目前應用最廣的是

39、化學分析法和光譜分析法，此外，設(shè)備簡單、鑒定速度快的 火花鑒定法，也是對鋼鐵成分鑒定的一種實用的簡易方法。37 化學分析法：根據(jù)化學反應來確定金屬的組成成 分，這種方法統(tǒng)稱為化學分析法?；瘜W分析法分為定性分析和定量分析兩種。通過定性分析，可以鑒定出材料含有哪些元素，但不能確定它們的含量；定量分析，是用來準確測定 各種元素的含量。實際生產(chǎn)中主要采用定量分析。定量分析 的方法為重量分析法和容量分析法。重量分析法：采用適當?shù)姆蛛x手段，使金屬中被測定 元素與其它成分分離，然后用稱重法來測元素含量。容量分析法：用標準溶液（已知濃度的溶液）與金屬中被 測元素完全反應，然后根據(jù)所消耗標準溶液的體積計算出被

40、測定元素的含量。38 光譜分析法：各種元素在高溫、高能量的激發(fā)下 都能產(chǎn)生自己特有的光譜，根據(jù)元素被激發(fā)后所產(chǎn)生的特征 光譜來確定金屬的化學成分及大致含量的方法，稱光譜分析 法。通常借助于電弧，電火花，激光等外界能源激發(fā)試樣， 使被測元素發(fā)出特征光譜。經(jīng)分光后與化學元素光譜表對 照，做出分析。39 火花鑒別法：主要用于鋼鐵，在砂輪磨削下由于 摩擦，高溫作用，各種元素、微粒氧化時產(chǎn)生的火花數(shù)量、 形狀、分 * 、顏色等不同，來鑒別材料化學成分（組成元素） 及大致含量的一種方法。（八）內(nèi)部質(zhì)量檢驗常見的內(nèi)部組織缺陷有：40 疏松：鑄鐵或鑄件在凝固過程中，由于諸晶枝之間的區(qū)域內(nèi)的熔體最后凝固而收縮以

41、及放出氣體，導致產(chǎn)生許多細小孔隙和氣體而造成的不致密性。41夾渣：被固態(tài)金屬基體所包圍著的雜質(zhì)相或異物顆粒。42偏析：合金金屬內(nèi)各個區(qū)域化學成分的不均勻分布。43脫碳：鋼及鐵基合金的材料或制件的表層內(nèi)的碳全部或部分失掉的現(xiàn)象。另外，汽泡、裂紋、分層、白點等也是常見的內(nèi)部組 織缺陷，對內(nèi)部組織（晶粒、組織）及內(nèi)部組織缺陷的檢驗 辦法常用有：44 宏觀檢驗：利用肉眼或 10 倍以下的低倍放大鏡 觀察金屬材料內(nèi)部組織及缺陷的檢驗。常用的方法有斷口檢 驗、低倍檢驗、塔形車削發(fā)紋檢驗及硫印試驗等。主要檢驗氣泡、夾渣、分層、裂紋晶粒粗大、白點、 偏析、疏松等。45 顯微檢驗：顯微檢驗又叫作高倍檢驗，是將制

42、備 好的試樣，按規(guī)定的放大倍在相顯微鏡下進行觀察測定，以 檢驗金屬材料的組織及缺陷的檢驗方法。一般檢驗夾雜物、 晶粒度、脫碳層深度、晶間腐蝕等。46 無損檢驗：無損檢驗有磁力探傷、螢光探傷和著 色探傷。磁力探傷用于檢驗鋼鐵等鐵磁性材料接近表面裂 紋、夾雜、白點、折疊、縮孔、結(jié)疤等。螢光探傷和著色探 傷用于無磁性材料如有色金屬、不銹鋼、耐熱合金的表面細 小裂紋及松孔的檢驗。47 超聲波檢驗：又叫超聲波探傷。利用超聲波在同 一均勻介質(zhì)中作直線性傳播。但在不同兩種物質(zhì)的界面上， 便會出現(xiàn)部分或全部的反射。因此，當超聲波迂到材料內(nèi)部 有氣孔、裂紋、縮孔、夾雜時，則在金屬的交界面上發(fā)生反 射，異質(zhì)界面愈

43、大反射能力愈強，反之愈弱。這樣，內(nèi)部缺 陷的部位及大小就可以通過探傷儀螢光屏的波形反映出來。 常用的超聲波探傷有 X 光和射線探傷。 >> 返回 金屬型鑄造 金屬型鑄造又稱硬模鑄造，它是將液體金屬澆入金屬鑄型， 以獲得鑄件的一種鑄造方法。鑄型是用金屬制成，可以反復 使用多次（幾百次到幾千次） 。金屬到鑄造與砂型鑄造比較：在技術(shù)上與經(jīng)濟上有許 多優(yōu)點。（ 1 ）金屬型生產(chǎn)的鑄件， 其機械性能比砂型鑄件高。 同樣合金，其抗拉強度平均可提高約 25 ，屈服強度平均 提高約 20 ，其抗蝕性能和硬度亦顯著提高；（ 2 ）鑄件的精度和表面光潔度比砂型鑄件高，而且 質(zhì)量和尺寸穩(wěn)定 ;（ 3 ）

44、鑄件的工藝收得率高，液體金屬耗量減少，一般可節(jié)約1530 %;( 4 )不用砂或者少用砂，一般可節(jié)約造型材料80 100 %;此外，金屬型鑄造的生產(chǎn)效率高;使鑄件產(chǎn)生缺陷的 原因減少;工序簡單，易實現(xiàn)機械化和自動化。金屬型鑄造 雖有很多優(yōu)點，但也有不足之處。如：(1) 金屬型制造成本高;(2) 金屬型不透氣， 而且無退讓性， 易造成鑄件洗不足、 開裂或鑄鐵件白日等缺陷 ;(3) 金屬型鑄造時，鑄型的工作溫度、合金的澆注溫度 和澆注速度， 鑄件在鑄型中停留的時間， 以及所用的涂料等， 對鑄件的質(zhì)量的影響甚為敏感，需要嚴格控制。金屬型鑄造目前所能生產(chǎn)的鑄件，在重量和形狀方面 還有一定的限制，如對黑

45、色金屬只能是形狀簡單的鑄件;鑄 件的重量不可太大;壁厚也有限制，較小的鑄件壁厚無法鑄 出。因此，在決定采用金屬型鑄造時，必須綜合考慮下列各 因素：鑄件形狀和重量大小必須合適;要有足夠的批量;完 成生產(chǎn)任務的期限許可。金屬型鑄件形成過程的特點金屬型和砂型，在性能上有顯著的區(qū)別，如砂型有透 氣性，而金屬型則沒有;砂型的導熱性差，金屬型的導熱性 很好，砂型有退讓性，而金屬型沒有等。金屬型的這些特點 決定了它在鑄件形成過程中有自己的規(guī)律。 型腔內(nèi)氣體狀態(tài)變化對鑄件成型的影響：金屬在充填時，型 腔內(nèi)的氣體必須迅速排出，但金屬又無透氣性，只要對工藝 稍加疏忽，就會給鑄件的質(zhì)量帶來不良影響。鑄件凝固過程中熱

46、交換的特點：金屬液一旦進入型腔， 就把熱量傳給金屬型壁。液體金屬通過型壁散失熱量，進行 凝固并產(chǎn)生收縮，而型壁在獲得熱量，升高溫度的同時產(chǎn)生 膨脹，結(jié)果在鑄件與型壁之間形成了 “ 間隙 ” 。在 “ 鑄 件一間隙一金屬型 ” 系統(tǒng)未到達同一溫度之前，可以把鑄 件視為在 “ 間隙 ” 中冷卻， 而金屬型壁則通過 “ 間隙 ” 被加熱。 金屬型阻礙收縮對鑄件的影響：金屬型或金屬型芯，在鑄件 凝固過磋甲無退讓性，阻礙鑄件收縮，這是它的又一特點。金屬型鑄造工藝1 金屬到的預熱 未預熱的金屬型不能進行澆注。這是因為金屬型導熱 性好液體金屬冷卻決，流動性劇烈降低，容易使鑄件出現(xiàn) 冷隔、 澆不足夾雜、 氣孔

47、等缺陷。 未預熱的金屬型在澆注時， 鑄型， 將受到強烈的熱擊， 應力倍增， 使其極易破壞。 因此， 金屬型在開始工作前，應該先預熱，適宜的預熱溫度（即工 作溫度），隨合金的種類、鑄件結(jié)構(gòu)和大小而定，一般通過 試驗確定。一般情況下，金屬型的預熱溫度不低于 1500C 。金屬型的預熱方法有：（ 1 ）用噴燈或煤氣火焰預熱； （ 2 ）采用電阻加熱 器；（ 3 ）采用烘箱加熱，其優(yōu)點是溫度均勻，但只適用于 小件的金屬型； （ 4 ）先將金屬型放在爐上烘烤，然后澆注 液體金屬將金屬型燙熱。這種方法，只適用于小型鑄型，因 它要浪費一些金屬液，也會降低鑄型壽命。2 金屬型的澆注 金屬型的澆注溫度，一般比砂

48、型鑄造時高?？筛鶕?jù)合 金種類、如化學成分、鑄件大小和壁厚，通過試驗確定。下 表中數(shù)據(jù)可供參考。各種合金的澆注溫度合金種類澆注溫度 c合金種類澆注溫度 C鋁錫合金350 450 黃銅900 950鋅合金450 480 錫青銅1100 1150鋁合金 680 740 鋁青銅 1150 1300 鎂合金 715 740 鑄鐵 1300 1370由于金屬型的激冷和不透氣，澆注速度應做到先慢， 后快，再慢。在澆注過程中應盡量保證液流平穩(wěn)。3 鑄件的出型和抽芯時間 如果金屬型芯在鑄件中停留的時間愈長，由于鑄件收 縮產(chǎn)生的抱緊型芯的力就愈大，因此需要的抽芯力也愈大。 金屬型芯在鏡件中最適宜的停留時間，是當鑄

49、件冷卻到塑性 變形溫度范圍， 并有足夠的強度時， 這時是抽芯最好的時機。鑄件在金屬型中停留的時間過長，型壁溫度升高，需要更多 的冷卻時間，也會降低金屬型的生產(chǎn)率。最合適的拔芯與鑄件出型時間，一般用試驗方法確定。4 金屬型工作溫度的調(diào)節(jié)要保證金屬型鑄件的質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)正常，首先要使 金屬型在生產(chǎn)過程中溫度變化恒定。所以每澆一次，就需要 將金屬型打開，停放一段時間，待冷至規(guī)定溫度時再澆。如 *自然冷卻，需要時間較長，會降低生產(chǎn)率，因此常用強制 冷卻的方法。冷卻的方式一般有以下幾種：（ 1 ）風冷：即在金屬型外圍吹風冷卻，強化對流散 熱。風冷方式的金屬型， 雖然結(jié)構(gòu)簡單， 容易制造， 成本低， 但冷

50、卻效果不十分理想。（ 2 ）間接水冷：在金屬型背面或某一局部，鑲鑄水 套，其冷卻效果比風冷好，適于澆注銅件或可鍛鑄鐵件。但 對澆注薄壁灰鐵鑄件或球鐵鑄件，激烈冷卻，會增加鑄件的 缺陷。（ 3 ）直接水冷：在金屬型的背面或局部直接制出水 套，在水套內(nèi)通水進行冷卻，這主要用于澆注鋼件或其它合 金鑄件，鑄型要求強烈冷卻的部位。因其成本較高，只適用 于大批量生產(chǎn)。如果鑄件壁厚薄懸殊，在采用金屬型生產(chǎn)時，也常在金屬型 的一部分采用加溫，另一部分采用冷卻的方法來調(diào)節(jié)型壁的 溫度分布。5 金屬型的涂料 在金屬型鑄造過程中，常需在金屬型的工作表面噴刷 涂料。涂料的作用是：調(diào)節(jié)鑄件的冷卻速度；保護金屬型， 防止

51、高溫金屬液對型壁的沖蝕和熱擊；利用涂料層蓄氣排 氣。根據(jù)不同合金，涂料可能有多種配方，涂料基本由三 類物質(zhì)組成： 1 粉狀耐火材料（如氧化鋅，滑石粉，鋯 砂粉、硅藻土粉等） ； 2 粘結(jié)劑（常用水玻璃，糖漿或紙 漿廢液等）； 3 溶劑（水）。具體配方可參考有關(guān)手冊。涂料應符合下列技術(shù)要求：要有一定粘度，便于噴涂， 在金屬型表面上能形成均勻的薄層；涂料干后不發(fā)生龜裂或 脫落，且易于清除；具有高的耐火度；高溫時不會產(chǎn)生大量 氣體；不與合金發(fā)生化學反應（特殊要求者除外）等。6 復砂金屬型 （ 鐵模復砂 ） 涂料雖然可以降低鑄件在金屬型中的冷卻速度，但采 用刷涂料的金屬型生產(chǎn)球墨鑄鐵件（例如曲軸） ，

52、仍有一定 困難，因為鑄件的冷速仍然過大，鑄件易出現(xiàn)白口。若采用 砂型，鑄件冷速雖低，但在熱節(jié)處又易產(chǎn)生縮松或縮孔，在 金屬型表面復以 4 8mm 的砂層，就能鑄出滿意的球墨鑄 鐵件。復砂層有效地調(diào)節(jié)了鑄件的冷卻速度，一方面使鑄鐵 體不出白口，另一方面又使冷速大于砂型鑄造。金屬型無潰 散性，但很薄的復砂卻能適當減少鑄件的收縮阻力。此外金 屬型具有良好的剛性，有效地限制球鐵石墨化膨脹，實現(xiàn)了 無冒口鑄造，消除疏松，提高了鑄件的致密度。如金屬型的 復砂層為樹脂砂，一般可用射砂工藝復砂，金屬型的溫度要 求在180200 C之間。復砂金屬型可用于生產(chǎn)球鐵，灰 鐵或鑄鋼件，其技術(shù)效果顯著。7 金屬型的壽命

53、提高金屬型壽命的途徑為：1 選用導熱系數(shù)大，熱膨脹系數(shù)小，而且強度較高的 材料制造金屬型；2 合理的涂料工藝，嚴格遵守工藝規(guī)范；3 金屬型結(jié)構(gòu)合理，制造毛坯過程中應注意消除殘余 應力；4 金屬型材料的晶粒要細小。金屬型鑄件的工藝設(shè)計 根據(jù)金屬型鑄造工藝的一些特點，為了保證鑄件質(zhì)量， 簡化金屬型結(jié)構(gòu)，充分發(fā)揮它的技術(shù)經(jīng)濟效益，首先必須對 鑄件的結(jié)構(gòu)進行分析，并制訂合理的鑄件工藝。1 鑄件結(jié)構(gòu)的工藝性分析金屬型鑄造結(jié)構(gòu)工藝性的好壞，是保證鑄件質(zhì)量，發(fā)揮金屬型鑄造優(yōu)點的先決條件。合理的鑄造構(gòu)應遵循下列原 則：1 ）鑄造結(jié)構(gòu)不應阻礙出型，防礙收縮； 2 ）厚差不 能太大，以免造成各部分溫差懸殊，從而引

54、起鑄件縮裂和縮 松； 3 ）限制金屬型鑄件的最小壁厚。另外，對鑄件非加工面的精度和光潔度應要求適當。2 鑄件在金屬型中的澆注位置 鑄件的澆注位置直接關(guān)系到型芯和分型面的數(shù)量、液 體金屬的導入位置，冒口的補縮效果，排氣的通暢程度以及 金屬型的復雜程度等。選擇澆注位置的原則如下：1 保證金屬液在充型時流功平穩(wěn)，排氣方便，避免液 流卷氣和金屬被氧化；2. 有利于順序凝固，補縮良好，以保證獲得組織致密 的鑄件；3 型芯數(shù)目應盡量減少，安放方便、穩(wěn)定、而且易于 出型；4 有利于金屬型結(jié)構(gòu)簡化，鑄件出型方便等。3 鑄性分型面的選擇 分型面形式一般有垂直、水平和綜合分類（垂直、水 平混合分型或曲面分型）三種

55、。選擇分型面的原則如下：1 為簡化金屬型結(jié)構(gòu)，提高稿件精度，對形狀教簡單 的鑄件最好都布置在半型內(nèi)，或大部分布置在半型內(nèi)；2 分型面數(shù)目應盡量少，保證鑄件外形美觀，鑄件出 型和下芯方便；3 選擇的分型面應保證設(shè)置澆冒口方便，金屬充型時 流動平穩(wěn)，有利于型腔里的氣體排出；4 分型面不得選在加工基準面上；5 ，盡量避免曲面分型，減少拆卸件及活決數(shù)量。4 澆鑄系統(tǒng)設(shè)計 根據(jù)金屬型鑄造的某些特點，在設(shè)計澆注系統(tǒng)時須注意以下幾點： 金屬澆注速度大， 超過砂型的約 20 。其次， 在液體金屬充型時，型腔里的氣體要能順利排除，其流向應 盡可能與液流方向一致，順利的將氣體擠向冒口或出氣冒 口；此外，應注意使液

56、體金屬在充型時流動平穩(wěn)，不產(chǎn)生渦 流，不沖擊型壁或型芯，更不可產(chǎn)生飛濺。金屬型的澆注系統(tǒng)一般分為頂注式底注式和側(cè)注式三類。1 ）頂注式，其熱分布較合理，有利于順序凝固，可減 少金屬液的消耗， 但金屬液流動不平穩(wěn)， 易進法， 鑄件高時， 易沖擊型膠底部或型芯。若用于澆注鋁合金件，一般只適用 于鑄件高度小于 100 毫米的簡單件；2 ）底注式，金屬液流動較平穩(wěn)，有利于排氣，但溫度 分布不合理，不利于鑄件順利凝固；3 ）側(cè)注式，兼有上述兩者的優(yōu)點，金屬液流動平穩(wěn)，便于集渣，排氣等，但金屬液消耗大，澆口 清理工作量大。金屬型澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與砂型鑄造基本相似，但由于 金屬型壁不透氣，導熱能力強，因此要求澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，能 有利于降低金屬液流速，流動平穩(wěn)，減少其對型壁的沖刷。 除應保證型腔內(nèi)氣體有充裕的時間排除外，還保證在充型過 程中不得產(chǎn)生噴濺。當用金屬型澆注黑色金屬時，由于鑄件冷速大，液流 的粘度急劇增加，因此多采用封閉式澆口，其各部分截面積 比例為：F內(nèi)：F橫：F直=1:1.15:1.255 冒口設(shè)計金屬型鑄造的冒口和砂型鑄造時具有同等的作用：即 為補縮、集渣和排氣。它的設(shè)計原則也與砂型用冒口相同。 由于金屬型冷卻速度大，而冒口又常采用保溫涂料或砂層， 因此金屬型的冒口尺寸可比砂型的冒口小。4.4.6 金屬型鑄件的工藝參數(shù)由于金屬型工藝的特點