金屬材料培訓(xùn)

金屬材料知識(shí)材料的分類(lèi)幾個(gè)概念金屬：具有不透明、金屬光澤良好的導(dǎo)熱和導(dǎo)電性并且其導(dǎo)電能力隨溫度的增高而減小，富有延性和展性等特性的物質(zhì)。金屬內(nèi)部原子具有規(guī)律性排列的固體（即晶體）。

合金：由兩種或兩種以上金屬或金屬與非金屬組成，具有金屬特性的物質(zhì)。金屬材料性能材料的使用性能包括：物理性能（如比重、熔點(diǎn)、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、熱膨脹性、磁性等）、化學(xué)性能（耐用腐蝕性、抗氧化性），力學(xué)性能（機(jī)械性能）。材料的工藝性能指材料適應(yīng)冷、熱加工方法的能力。金屬的機(jī)械性能機(jī)械性能（力學(xué)性能）：機(jī)械性能是指金屬材料在外力作用下所表現(xiàn)出來(lái)的特性。強(qiáng)度：材料在外力（載荷）作用下，抵抗變形和斷裂的能力。材料單位面積受載荷稱(chēng)應(yīng)力?？估瓘?qiáng)度（бb）也叫強(qiáng)度極限指材料在拉斷前承受最大應(yīng)力值。單位用牛頓/毫米2（N/mm2）表示。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(cè)定分布氏硬度（HBS、HBW）和洛氏硬度（HKA、HKB、HRC）指金屬在靜載荷作用下，抵抗塑性變形或斷裂的能力。1.定義2.應(yīng)用強(qiáng)度是機(jī)械零件（或工程構(gòu)件）在設(shè)計(jì)、加工、使用過(guò)程中的主要性能指標(biāo)，特別是選材和設(shè)計(jì)的主要依據(jù)。（一）強(qiáng)度的概念強(qiáng)度的測(cè)定——拉伸實(shí)驗(yàn)抗拉強(qiáng)度材料在斷裂前所能承受的最大應(yīng)力，用符號(hào)σb表示。二、塑性金屬材料斷裂前發(fā)生永久變形的能力。（一）定義1.原理（二）洛氏硬度加初載荷加主載荷卸除主載荷讀硬度值材料的工藝性能工藝性能：指材料承受各種加工、處理的能力的那些性能。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(mǎn)鑄模能力；收縮性、鑄件凝固時(shí)體積收縮的能力；偏析指化學(xué)成分不均性。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(jìn)行沖壓叫冷沖壓。檢驗(yàn)方法用杯突試驗(yàn)進(jìn)行檢驗(yàn)。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。什么是黑色金屬習(xí)慣上把碳含量＞2.11%的歸類(lèi)于鐵，碳含量＜2.11%的歸類(lèi)于鋼。當(dāng)鐵中含C在0.03%~1.2%范圍時(shí)則為鋼，含C1.2%~2.5%的鐵缺乏實(shí)用性，一般不進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)。按品質(zhì)分類(lèi)按照鋼中硫（S）和磷（P）的含量可分為普通鋼、優(yōu)質(zhì)鋼和高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼。(1)普通鋼（P≤0.045%，S≤0.055%）(2)優(yōu)質(zhì)鋼（P、S均≤0.035%）(3)高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼（P≤0.035%，S≤0.030%）按化學(xué)成份分類(lèi)(1)碳素鋼：a.低碳鋼（C≤0.25%）；b.中碳鋼（C≤0.25~0.60%）；c.高碳鋼（C≤0.60%）。(2)合金鋼：a.低合金鋼（合金元素總含量≤5%）b.中合金鋼（合金元素總含量＞5~10%）c.高合金鋼（合金元素總含量＞10%）。按用途分類(lèi)工具鋼a.碳素工具鋼；b.合金工具鋼；c.高速工具鋼。(4)特殊性能鋼綜合分類(lèi)(1)普通鋼a.碳素結(jié)構(gòu)鋼：Q195；Q215(A、B)；Q235(A、B、C)；Q255(A、B)；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(jí)優(yōu)質(zhì)鋼）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；(c)彈簧鋼；(d)易切鋼；(e)軸承鋼；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；(c)高速工具鋼。c.特殊性能鋼：(a)不銹耐酸鋼；(b)耐熱鋼；(c)電熱合金鋼；(d)電工用鋼；(e)高錳耐磨鋼。有關(guān)鋼的熱處理的名詞：退火：將鋼加熱到一定溫度并保溫一段時(shí)間，然后使它慢慢冷卻，稱(chēng)為退火。鋼的退火是將鋼加熱到發(fā)生相變或部分相變的溫度，經(jīng)過(guò)保溫后緩慢冷卻的熱處理方法。退火的目的，是為了消除組織缺陷，改善組織使成分均勻化以及細(xì)化晶粒，提高鋼的力學(xué)性能，減少殘余應(yīng)力；同時(shí)可降低硬度，提高塑性和韌性，改善切削加工性能。所以退火既為了消除和改善前道工序遺留的組織缺陷和內(nèi)應(yīng)力，又為后續(xù)工序作好準(zhǔn)備，故退火是屬于半成品熱處理，又稱(chēng)預(yù)先熱處理。正火：正火是將鋼加熱到臨界溫度以上，使鋼全部轉(zhuǎn)變?yōu)榫鶆虻膴W氏體，然后在空氣中自然冷卻的熱處理方法。它能消除過(guò)共析鋼的網(wǎng)狀滲碳體，對(duì)于亞共析鋼正火可細(xì)化晶格，提高綜合力學(xué)性能，對(duì)要求不高的零件用正火代替退火工藝是比較經(jīng)濟(jì)的。淬火：淬火是將鋼加熱到臨界溫度以上，保溫一段時(shí)間，然后很快放入淬火劑中，使其溫度驟然降低，以大于臨界冷卻速度的速度急速冷卻，而獲得以馬氏體為主的不平衡組織的熱處理方法。淬火能增加鋼的強(qiáng)度和硬度，但要減少其塑性。淬火中常用的淬火劑有：水、油、堿水和鹽類(lèi)溶液等?；鼗穑簩⒁呀?jīng)淬火的鋼重新加熱到一定溫度，再用一定方法冷卻稱(chēng)為回火。其目的是消除淬火產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，降低硬度和脆性，以取得預(yù)期的力學(xué)性能?；鼗鸱指邷鼗鼗稹⒅袦鼗鼗鸷偷蜏鼗鼗鹑?lèi)。回火多與淬火、正火配合使用。⑴調(diào)質(zhì)處理：淬火后高溫回火的熱處理方法稱(chēng)為調(diào)質(zhì)處理。高溫回火是指在500~650℃之間進(jìn)行回火。調(diào)質(zhì)可以使鋼的性能，材質(zhì)得到很大程度的調(diào)整，其強(qiáng)度、塑性和韌性都較好，具有良好的綜合機(jī)械性能。⑵時(shí)效處理：為了消除精密量具或模具、零件在長(zhǎng)期使用中尺寸、形狀發(fā)生變化，常在低溫回火后（低溫回火溫度150~250℃）精加工前，把工件重新加熱到100~150℃，保持5~20小時(shí)，這種為穩(wěn)定精密制件質(zhì)量的處理，稱(chēng)為時(shí)效。對(duì)在低溫或動(dòng)載荷條件下的鋼材構(gòu)件進(jìn)行時(shí)效處理，以消除殘余應(yīng)力，穩(wěn)定鋼材組織和尺寸，尤為重要。表面熱處理⑴表面淬火：是將鋼件的表面通過(guò)快速加熱到臨界溫度以上，但熱量還未來(lái)得及傳到心部之前迅速冷卻，這樣就可以把表面層被淬成馬氏體組織，而心部沒(méi)有發(fā)生相變，這就實(shí)現(xiàn)了表面淬硬而心部不變的目的。適用于中碳鋼。⑵化學(xué)熱處理：是指將化學(xué)元素的原子，借助高溫時(shí)原子擴(kuò)散的能力，把它滲入到工件的表面層去，來(lái)改變工件表面層的化學(xué)成分和結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到使鋼的表面層具有特定要求的組織和性能的一種熱處理工藝。按照滲入元素的種類(lèi)不同，化學(xué)熱處理可分為滲碳、滲氮、氰化和滲金屬法等四種。滲碳：滲碳是指使碳原子滲入到鋼表面層的過(guò)程。也是使低碳鋼的工件具有高碳鋼的表面層，再經(jīng)過(guò)淬火和低溫回火，使工件的表面層具有高硬度和耐磨性，而工件的中心部分仍然保持著低碳鋼的韌性和塑性。滲氮：又稱(chēng)氮化，是指向鋼的表面層滲入氮原子的過(guò)程。其目的是提高表面層的硬度與耐磨性以及提高疲勞強(qiáng)度、抗腐蝕性等。目前生產(chǎn)中多采用氣體滲氮法。氰化：又稱(chēng)碳氮共滲，是指在鋼中同時(shí)滲入碳原子與氮原子的過(guò)程。它使鋼表面具有滲碳與滲氮的特性。滲金屬：是指以金屬原子滲入鋼的表面層的過(guò)程。它是使鋼的表面層合金化，以使工件表面具有某些合金鋼、特殊鋼的特性，如耐熱、耐磨、抗氧化、耐腐蝕等。生產(chǎn)中常用的有滲鋁、滲鉻、滲硼、滲硅等。中國(guó)鋼號(hào)表示方法的分類(lèi)說(shuō)明1）碳素結(jié)構(gòu)鋼①由Q+數(shù)字+質(zhì)量等級(jí)符號(hào)+脫氧方法符號(hào)組成。它的鋼號(hào)冠以“Q”，代表鋼材的屈服點(diǎn)，后面的數(shù)字表示屈服點(diǎn)數(shù)值，單位是Mpa。例如：Q235表示屈服點(diǎn)（ss）為235MPa的碳素結(jié)構(gòu)鋼。②必要時(shí)鋼號(hào)后面可標(biāo)出表示質(zhì)量等級(jí)和脫氧方法的符號(hào)。質(zhì)量等級(jí)符號(hào)分別為A、B、C、D。脫氧方法符號(hào)：F表示沸騰鋼；b表示半鎮(zhèn)靜鋼：Z表示鎮(zhèn)靜鋼；TZ表示特殊鎮(zhèn)靜鋼，鎮(zhèn)靜鋼可不標(biāo)符號(hào)，即Z和TZ都可不標(biāo)。例如Q235-AF表示A級(jí)沸騰鋼。③專(zhuān)門(mén)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(hào)最后附加表示用途的字母。中國(guó)鋼號(hào)表示方法2）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼①鋼號(hào)開(kāi)頭的兩位數(shù)字表示鋼的碳含量，以平均碳含量的萬(wàn)分之幾表示，例如平均碳含量為0.45%的鋼，鋼號(hào)為“45”，它不是順序號(hào)，所以不能讀成45號(hào)鋼。②錳含量較高的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，應(yīng)將錳元素標(biāo)出，例如50Mn。③沸騰鋼、半鎮(zhèn)靜鋼及專(zhuān)門(mén)用途的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼應(yīng)在鋼號(hào)最后特別標(biāo)出，例如平均碳含量為0.1%的半鎮(zhèn)靜鋼，其鋼號(hào)為10b。中國(guó)鋼號(hào)表示方法3）碳素工具鋼①鋼號(hào)冠以“T”，以免與其他鋼類(lèi)相混。②鋼號(hào)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%。③錳含量較高者，在鋼號(hào)最后標(biāo)出“Mn”，例如“T8Mn”。④高級(jí)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(hào)最后加注字母“A”，以示區(qū)別，例如“T8MnA”。中國(guó)鋼號(hào)表示方法4）易切削鋼①鋼號(hào)冠以“Y”，以區(qū)別于優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。②字母“Y”后的數(shù)字表示碳含量，以平均碳含量的萬(wàn)分之幾表示，例如平均碳含量為0.3%的易切削鋼，其鋼號(hào)為“Y30”。③錳含量較高者，亦在鋼號(hào)后標(biāo)出“Mn”，例如“Y40Mn”。中國(guó)鋼號(hào)表示方法5）合金結(jié)構(gòu)鋼①鋼號(hào)開(kāi)頭的兩位數(shù)字表示鋼的碳含量，以平均碳含量的萬(wàn)分之幾表示，如40Cr。②鋼中主要合金元素，除個(gè)別微合金元素外，一般以百分之幾表示。當(dāng)平均合金含量＜1.5%時(shí)，鋼號(hào)中一般只標(biāo)出元素符號(hào)，而不標(biāo)明含量，但在特殊情況下易致混淆者，在元素符號(hào)后亦可標(biāo)以數(shù)字“1”，例如鋼號(hào)“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(dāng)合金元素平均含量≥1.5%、≥2.5%、≥3.5%??時(shí)，在元素符號(hào)后面應(yīng)標(biāo)明含量，可相應(yīng)表示為2、3、4……等。例如18Cr2Ni4WA。③鋼中的釩V、鈦Ti、鋁AL、硼B(yǎng)、稀土RE等合金元素，均屬微合金元素，雖然含量很低，仍應(yīng)在鋼號(hào)中標(biāo)出。例如20MnVB鋼中。釩為0.07~0.12%，硼為0.001~0.005%。④高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼應(yīng)在鋼號(hào)最后加“A”，以區(qū)別于一般優(yōu)質(zhì)鋼。中國(guó)鋼號(hào)表示方法7）滾動(dòng)軸承鋼滾動(dòng)軸承鋼也叫軸承鋼。主要用來(lái)制造滾動(dòng)軸承內(nèi)外套圈、滾珠、滾粒、保持架等，但在量具、冷作模具、低合金刀具、柴油機(jī)高壓油泵件等方面也有廣泛應(yīng)用。軸承鋼種類(lèi)較多有較多高碳鉻、滲碳、不銹、高溫、無(wú)磁軸承鋼。①鋼號(hào)冠以字母“G”，表示滾動(dòng)軸承鋼類(lèi)。②高碳鉻軸承鋼鋼號(hào)的碳含量不標(biāo)出，鉻含量以千分之幾表示例如GCr15。滲碳軸承鋼的鋼號(hào)表示方法，基本上和合金結(jié)構(gòu)鋼相同。有色金屬產(chǎn)品牌號(hào)表示方法2.有色金屬產(chǎn)品牌號(hào)表示方法（1）命名原則有色金屬及合金產(chǎn)品牌號(hào)的命名，規(guī)定以漢語(yǔ)拼音字母或國(guó)際元素符號(hào)作為主題詞代號(hào)，表示其所屬大類(lèi)，如用L或AL表示鋁，T或Cu表示銅。主題詞以后，用成份數(shù)字順序結(jié)合產(chǎn)品類(lèi)別來(lái)表示。即主題詞之后的代號(hào)可以表示產(chǎn)品的狀態(tài)、特征或主要成份。如：LF為防（F）銹的鋁（L）合金；LD為鍛（D）造用的鋁（L）合金；LY為硬（Y）的鋁（L）合金，這三種合金的主題詞是鋁合金（L）。鋁及鋁合金鋁