金屬材料的使用性能

1、金屬材料的使用性能1 .密度（比重）:材料單位體積所具有的質(zhì)量，即密度=質(zhì)量/體積，單位為g/cm3。2 .力學(xué)性能：金屬材料在外力作用下表現(xiàn)出來的各種特性，如彈性、塑性、韌性、強(qiáng)度、硬度等。3 .強(qiáng)度：金屬材料在外力作用下抵抗變形和斷裂的能力。屈服點(diǎn)、抗拉強(qiáng)度是極為重要的強(qiáng)度指標(biāo)，是金屬材料選用的重要依據(jù)。強(qiáng)度的大小用應(yīng)力來表示，即用單位面積所能承受的載荷（外力）來表不。4 .屈服點(diǎn)：金屬在拉力試驗過程中，載荷不再增加，而試樣仍繼續(xù)發(fā)生變形的現(xiàn)象，稱為屈服”。產(chǎn)生屈服現(xiàn)象時的應(yīng)力，即開始產(chǎn)生塑性變形時的應(yīng)力，稱為屈服點(diǎn)，用符號選示，單位為MPa。5 .抗拉強(qiáng)度：金屬在拉力試驗時，拉斷前所能承

2、受的最大應(yīng)力，用符號bb表示，單位為MPa。6 .塑性：金屬材料在外力作用下產(chǎn)生永久變形（去掉外力后不能恢復(fù)原狀的變形），但不會被破壞的能力。7 .伸長率：金屬在拉力試驗時，試樣拉斷后，其標(biāo)距部分所增加的長度與原始標(biāo)距長度的百分比，稱為伸長率。用符號8,%表示。伸長率反映了材料塑性的大小，伸長率越大，材料的塑性越大。8 .韌性：金屬材料抵抗沖擊載荷的能力，稱為韌性，通常用沖擊吸收功或沖擊韌性值來度量。9 .沖擊吸收功：試樣在沖擊載荷作用下，折斷時所吸收的功。用符號A?k表示，單位為J。10 .硬度：金屬材料的硬度，一般是指材料表面局部區(qū)域抵抗變形或破裂的能力。根據(jù)試驗方法和適用范圍的不同，可分

3、為布氏硬度和洛氏硬度等多種。布氏硬度用符號HB表示：洛氏硬度用符號HRA、HRB或HRC表示。部分常用鋼的用途（一）各牌號碳素結(jié)構(gòu)鋼的主要用途：1 .牌號Q195,含碳量低，強(qiáng)度不高，塑性、韌性、加工性能和焊接性能好。用于軋制薄板和盤條。冷、熱軋薄鋼板及以其為原板制成的鍍鋅、鍍錫及塑料復(fù)合薄鋼板大量用用屋面板、裝飾板、通用除塵管道、包裝容器、鐵桶、儀表殼、開關(guān)箱、防護(hù)罩、火車車廂等。盤條則多冷拔成低碳鋼絲或經(jīng)鍍鋅制成鍍鋅低碳鋼絲，用于捆綁、張拉固定或用作鋼絲網(wǎng)、挪釘?shù)取? .牌號Q215,強(qiáng)度稍高于Q195鋼，用途與Q195大體相同。此外，還大量用作焊接鋼管、鍍鋅焊管、爐撐、地腳螺釘、螺栓、圓

4、釘、木螺釘、沖制鐵錢鏈等五金零件。3 .牌號Q235,含碳適中，綜合性能較好，強(qiáng)度、塑性和焊接等性能得到較好配合，用途最廣泛。常軋制成盤條或圓鋼、方鋼、扁鋼、角鋼、工字鋼、槽鋼、窗框鋼等型鋼，中厚鋼板。大量用用建筑及工程結(jié)構(gòu)。用以制作鋼筋或建造廠房房架、高壓輸電鐵塔、橋梁、車輛、鍋爐、容器、船舶等，也大量用作對性能要求不太高的機(jī)械零件。C、D級鋼還可作某些專業(yè)用鋼使用。4 .牌號Q255,性能與Q235差不多，強(qiáng)度稍有提高，塑性有所降低。應(yīng)用不如Q235廣泛，主要用作挪接與檢接結(jié)構(gòu)。5 .牌號Q275,強(qiáng)度、硬度較高，耐磨性較好。用于制造軸類、農(nóng)業(yè)機(jī)具、耐磨零件、鋼軌接頭夾板、墊板、車輪、軋輻

5、等。（二）各牌號低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的主要用途低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼舊標(biāo)準(zhǔn)稱低合金結(jié)構(gòu)鋼，又叫普通低合金結(jié)構(gòu)鋼。1 .牌號Q295鋼，鋼中只含有極少量的合金元素，強(qiáng)度不高，但有良好的塑性、冷彎、焊接及耐蝕性能。主要用于建筑結(jié)構(gòu)，工業(yè)廠房，低壓鍋爐，低、中壓化工容器，油罐，管道，起重機(jī)，拖拉機(jī)，車輛及對強(qiáng)度要求不高的一般工程結(jié)構(gòu)。2 .牌號Q345、Q390鋼，綜合力學(xué)性能好，焊接性能、冷熱加工性能和耐蝕性能均好，C、D、E級鋼具有良好的低溫韌性。主要用于船舶，鍋爐，壓力容器，石油儲罐，橋梁，電站設(shè)備，起重運(yùn)輸機(jī)械及其他較高載荷的焊接結(jié)構(gòu)件。3 .牌號Q420鋼，強(qiáng)度高，特別是在正火或正火加回火狀態(tài)有

6、較高的綜合力學(xué)性能。主要用于大型船舶，橋梁，電站設(shè)備，中、高壓鍋爐，高壓容器，機(jī)車車輛，起重機(jī)械，礦山機(jī)械及其他大型焊接結(jié)構(gòu)件。4 .牌號Q460鋼，強(qiáng)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(xué)性能，全部用鋁補(bǔ)充脫氧，質(zhì)量等級為C、D、E級，可保證鋼的良好韌性的備用鋼種。用于各種大型工程結(jié)構(gòu)及要求強(qiáng)度高，載荷大的輕型結(jié)構(gòu)。（三）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的特性和用途優(yōu)持碳素結(jié)構(gòu)鋼簡稱碳結(jié)鋼、俗稱優(yōu)鋼。是各種機(jī)器的零部件制造用鋼。1.08和08F鋼，用于軋制薄板，深沖制品、油桶、高級搪瓷制品，也可用于制作管子，墊片及心部強(qiáng)度要求不高的滲碳和氧化零件，電焊條等。2. 10和10F鋼，用4mm以

7、下冷壓深沖制品，如深沖器皿、炮彈彈體。也可制造鍋爐管、油桶頂蓋及鋼帶、鋼絲、焊接件、機(jī)械零件。3. 15和15F鋼，用于制造機(jī)械上的滲碳零件、緊固零件、沖鍛模件及不需熱處理的低負(fù)荷零件，如螺栓、螺釘、法蘭盤及化工機(jī)械用貯器、蒸汽鍋爐等。4. 20鋼，用于不經(jīng)受很大應(yīng)力而要求韌性的各種機(jī)械零件，如拉桿、軸套、螺釘、起重鉤等；也可用于制造在60大氣壓、450c以下非腐蝕介質(zhì)中使用的管子、導(dǎo)管等；還可以用于心部強(qiáng)度不大的滲碳及氧化零件，如軸套、鏈條的滾子、軸以及不重要的齒輪、鏈輪等。5. 25鋼，用作熱鍛和熱沖壓的機(jī)械零件，金屬切削機(jī)床上氧化零件，以及重型和中型機(jī)械制造中負(fù)荷不大的軸、輻子、連接器、

8、墊圈、螺栓、螺帽等，還可用作鑄鋼件。6. 30鋼，用作熱鍛和熱沖壓的機(jī)械零件、冷拉絲，重型和一般機(jī)械用的軸、拉桿、套環(huán)、以及機(jī)械上用的鑄件，如汽缸、汽輪機(jī)機(jī)架、軋鋼機(jī)機(jī)架和零件、機(jī)床機(jī)架及飛輪等。7. 35鋼，用于制作熱鍛和熱沖壓的機(jī)械零件，冷拉和冷頂鍛鋼材，無縫鋼管、機(jī)械制造中零件、鑄件、重型和中型機(jī)械制造中的鍛制機(jī)軸、壓縮機(jī)汽缸、減速器軸，也可用來鑄造汽輪機(jī)機(jī)身、飛輪和均衡器等。8. 40鋼，用于制造的機(jī)器運(yùn)動零件，如輻子、軸、連桿、圓盤等。以及火車的車軸，還可用于冷拉絲、鋼板、鋼帶、無縫管等。9. 45鋼，用以制造蒸汽透平機(jī)、壓縮機(jī)、泵的運(yùn)動零件；還可代替滲碳鋼制造齒輪、軸、活塞銷等零件

9、（零件需經(jīng)高頻或火焰表面淬火）；并可用作鑄件。？10. 50鋼，用于制造耐磨性要求高、動載荷及沖擊作用不大的零件，如鑄造齒輪、拉桿、軋輻等；制造比較次要的彈簧、農(nóng)機(jī)上的掘土犁鋅、重負(fù)荷的心軸與軸等，并可制造鑄件。11.55鋼，用于制造連桿、軋輻、齒輪、扁彈簧、輪圈、輪緣等，也可作鑄件。12. 60-65鋼，用于制造彈簧、彈簧圈、各種墊圈、離合器以及制造一般機(jī)械中的軸、軋輻、偏心軸等。13. 70-85鋼，用來制造彈簧和發(fā)條、制造鋼絲繩用的鋼絲及高硬度的機(jī)件、如犁、鋅、電車車輪等。14. 15Mn-25Mn鋼，用于制造中心部分的機(jī)械性能要求較高且需滲碳的零件。15. 30Mn-35Mn鋼，主要用

10、來制造螺拴、螺帽、螺釘杠桿、掣動踏板等。并可用冷拉制造在高應(yīng)力下工作的細(xì)小零件，如農(nóng)機(jī)上的鉤、環(huán)、鏈等。16. 40Mn-45Mn鋼，用于制造承受疲勞負(fù)荷下的零件，如曲軸、連桿等；也可用作高應(yīng)力下工作的螺釘、螺帽等。17. 50Mn-55Mn鋼，用于制造耐磨性要求高、在高負(fù)荷下熱處理的零件，如齒輪、齒輪軸、摩擦盤、滾子及彈簧。18. 60Mn-70Mn鋼，用于制造彈簧及犁鋅等。（四）合金結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼簡稱合結(jié)鋼，是在優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的基礎(chǔ)上，適當(dāng)?shù)丶尤胍环N或數(shù)種合金元素（總量5%）而制成的鋼種。（五）易切削結(jié)構(gòu)鋼用途易切削結(jié)構(gòu)鋼簡稱易切鋼，是含有少量易削元素，具有良好的被切削加工性能的鋼種。1

11、 .Y12硫磷復(fù)合低碳易切削鋼，是現(xiàn)有易切削鋼中磷含量最多的一個鋼種。常用于制造對力學(xué)性能要求不高的各種機(jī)器和儀器儀表零件，如螺栓、螺母、銷釘、軸、管接頭等。2 .Y12Pb含鉛易切削鋼，被切削加工性好，不存在性能上的方向性，并有較高的力學(xué)性能，常用于制造較重要的機(jī)械零件、精密儀表零件等。3 .Y15復(fù)合高硫低硅易切削鋼，是我國自行研制成功的鋼種，被切削性高于Y12鋼，常用于制造不重要的標(biāo)準(zhǔn)件，如螺栓、螺母、管接頭、彈簧座等。4 .Y15Pb同Y12Pb,被切削加工性更好。5 .Y20低硫磷復(fù)合易切削鋼，被切削加工性優(yōu)于20鋼而低于12鋼，可進(jìn)行滲碳處理，常用于制造要求表面硬、心部韌性高的儀器

12、、儀表、軸類耐磨零件。6 .Y30低硫磷復(fù)合易切削鋼，力學(xué)性能較高，被切削加工性也有適當(dāng)改善，可制造強(qiáng)度要求較高的標(biāo)準(zhǔn)件。7 .Y35同Y30鋼，可調(diào)質(zhì)處理。8 .Y40Mn高硫中碳易切削鋼，有較高的強(qiáng)度、硬度和良好的被切削加工性，適于加工要求剛性高的機(jī)床零部件，如機(jī)床絲杠、光杠、花鍵軸、齒條等。9 .Y45Ca鈣硫復(fù)合易切削鋼，不僅被切削性好，而且熱處理后具有良好的力學(xué)性能，適于制造較重要的機(jī)器結(jié)構(gòu)件，如機(jī)床齒輪軸、花鍵軸、拖拉機(jī)傳動軸等。（六）彈簧鋼特性及用途彈簧鋼是用于制造彈簧或其他彈性元件的鋼種，按成分分為碳素彈簧鋼和合金彈簧鋼。（七）滾動軸承鋼特性和用途滾動軸承鋼簡稱軸承鋼或滾珠鋼，

13、是用于制造各種滾動軸承的套圈和滾動體的鋼種。（八）碳素工具鋼特性和用途碳素工具鋼簡稱碳工鋼，其冷、熱加工性能，耐磨性能好，價格低廉，在工具鋼中是被廣泛采用的鋼種。1. T7鋼，為亞共析鋼，淬火回火后具有較高的強(qiáng)度和韌性，且有一定的硬度，但熱硬性低，淬透性差、淬火變形大。常用于制造能承受振動和撞擊，要求較高韌性，但切削性能要求不太高的工具，如鑿子、沖頭等小尺寸風(fēng)動工具，木工用鋸和鑿，簡單膠木模、鍛模、剪刀、手錘、鐮刀等。2. T8鋼，為共析鋼，淬火回火后具有較高的硬度和耐磨性，但熱硬性低，淬透性差、加熱時容易過熱，變形也大，塑性強(qiáng)度也較低。常用于不受大沖擊，需要較高硬度和耐磨性的工具，如簡單的模

14、子和沖頭、切削軟金屬的刀具、木工用的銃刀和斧、鑿、塞、圓鋸片以及鉗工裝配工具、虎鉗鉗口等。3. T8Mn鋼，性能同T8近似，但因加入了鎰，淬透性較好，淬硬層較深。用途同T88,但可制造斷面較大的工具。4. T9鋼，性能同T8,但因碳含量較高一些，故硬度和耐磨性較高，韌性較差一些。常用作硬度較高，有一定韌性，但不受劇烈震動沖擊的工具，如中心銃、沖模、沖頭、木工切削工具以及飼料機(jī)刀片、鑿巖石鑿子等。5. T10鋼，為過共析鋼，在淬火加熱時不易過熱，仍保持細(xì)晶粒。韌性尚可，強(qiáng)度及耐磨性均較T7-T9高些，但熱硬性低，淬透性仍然不高，淬火變形大。這種鋼應(yīng)用較廣，適于制造切削條件較差、耐磨性要求較高且不受突然和劇烈沖擊振動而需要一定的韌性及具有鋒利刃口的各種工具，如車刀、刨刀、鉆頭、絲錐、擴(kuò)孔刀具、螺絲板牙、銃刀手鋸鋸條、小尺寸冷切邊模及沖孔模，低精度而形狀簡單的量具（如卡板等）,也可用作不受較大沖擊的耐磨零件。6. T11鋼為過共析鋼，其碳含量介于T10、T12之間，具有較好的綜合力學(xué)性能（如強(qiáng)度、硬度、耐磨性及韌性等）。用途與T10鋼基本相同，但不如T10鋼廣泛。7. T12鋼含碳高、耐磨性好，但脆性較