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金属材料性能及国家标准

金属材料性能及国家标准
金属材料性能及国家标准

金属材料性能

为更合理使用金属材料,充分发挥其作用,必须掌握各种金属材料制成的零、构件在正常工作情况下应具备的性能(使用性能)及其在冷热加工过程中材料应具备的性能(工艺性能)。

材料的使用性能包括物理性能(如比重、熔点、导电性、导热性、热膨胀性、磁性等)、化学性能(耐用腐蚀性、抗氧化性),力学性能也叫机械性能。

材料的工艺性能指材料适应冷、热加工方法的能力。

(一)、机械性能

机械性能是指金属材料在外力作用下所表现出来的特性。

1 、强度:材料在外力(载荷)作用下,抵抗变形和断裂的能力。材料单位面积受载荷称应力。

2 、屈服点(бs ):称屈服强度,指材料在拉抻过程中,材料所受应力达到某一临界值时,载荷不再增加变形却继续增加或产生 0.2%L 。时应力值,单位用牛顿 / 毫米 2 ( N/mm2 )表示。

3 、抗拉强度(бb )也叫强度极限指材料在拉断前承受最大应力值。单位用牛顿 / 毫米 2 ( N/mm2 )表示。

4 、延伸率(δ):材料在拉伸断裂后,总伸长与原始标距长度的百分比。

5 、断面收缩率(Ψ)材料在拉伸断裂后、断面最大缩小面积与原断面积百分比。

6 、硬度:指材料抵抗其它更硬物压力其表面的能力,常用硬度按其范围测定分布氏硬度( HBS 、 HBW )和洛氏硬度( HKA 、 HKB 、 HRC )

7 、冲击韧性( Ak ):材料抵抗冲击载荷的能力,单位为焦耳 / 厘米 2 ( J/cm2 ) .

(二)、工艺性能

指材料承受各种加工、处理的能力的那些性能。

8 、铸造性能:指金属或合金是否适合铸造的一些工艺性能,主要包括流性能、充满铸模能力;收缩性、铸件凝固时体积收缩的能力;偏析指化学成分不均性。

9 、焊接性能:指金属材料通过加热或加热和加压焊接方法,把两个或两个以上金属材料焊接到一起,接口处能满足使用目的的特性。

10 、顶气段性能:指金属材料能承授予顶锻而不破裂的性能。

11 、冷弯性能:指金属材料在常温下能承受弯曲而不破裂性能。弯曲程度一般用弯曲角度α(外角)或弯心直径 d 对材料厚度 a 的比值表示, a 愈大或 d/a 愈小,则材料的冷弯性愈好。

12 、冲压性能:金属材料承受冲压变形加工而不破裂的能力。在常温进行冲压叫冷冲压。检验方法用杯突试验进行检验。

13 、锻造性能:金属材料在锻压加工中能承受塑性变形而不破裂的能力。(三)、化学性能

指金属材料与周围介质扫触时抵抗发生化学或电化学反应的性能。

14 、耐腐蚀性:指金属材料抵抗各种介质侵蚀的能力。

15 、抗氧化性:指金属材料在高温下,抵抗产生氧化皮能力。 >> 返回

金属材料的检验

金属材料属于冶金产品,从事金属材料生产、订货、运输、使用、保管和检验必须依据统一的技术标准 -- 冶金产品标准。对从事金属材料的工作人员必须掌握标准的有关内容。

我国冶金产品使用的标准为国家标准(代号为 " 国标 "GB"" )、部标(冶金工业部标准 "YB" 、一机部标准 "JB" 等、)企业标准三级。

(一)包装检验

根据金属材料的种类、形状、尺寸、精度、防腐而定。

1 .散装:即无包装、揩锭、块(不怕腐蚀、不贵重)、大型钢材(大型钢、厚钢板、钢轨)、生铁等。

2 .成捆:指尺寸较小、腐蚀对使用影响不大,如中小型钢、管钢、线材、薄板等。

3 .成箱(桶):指防腐蚀、小、薄产品,如马口铁、硅钢片、镁锭等。

4 .成轴:指线、钢丝绳、钢绞线等。

对捆箱、轴包装产品应首先检查包装是否完整。

(二)标志检验

标志是区别材料的材质、规格的标志,主要说明供方名称、牌号、检验批号、规格、尺寸、级别、净重等。标志有;

5 .涂色:在金属材料的端面,端部涂上各种颜色的油漆,主要用于钢材、生铁、有色原料等。

6 .打印:在金属材料规定的部位(端面、端部)打钢印或喷漆的方法,说明材料的牌号、规格、标准号等。主要用于中厚板、型材、有色材等。

7 .挂牌:成捆、成箱、成轴等金属材料在外面挂牌说明其牌号、尺寸、重量、标准号、供方等。

金属材料的标志检验时要认真辨认,在运输、保管等过程中要妥善保护。

(三)规格尺寸的检验

规格尺寸指金属材料主要部位(长、宽、厚、直径等)的公称尺寸。

8 .公称尺寸(名义尺寸):是人们在生产中想得到的理想尺寸,但它与实际尺寸有一定差距。

9 .尺寸偏差:实际尺寸与公称尺寸之差值叫尺寸偏差。大于公称尺寸叫正偏差,小于公称尺寸叫负偏差。在标准规定范围之内叫允许偏差,超过范围叫尺寸超差,超差属于不合格品。

10 .精度等级:金属材料的尺寸允许偏差规定了几种范围,并按尺寸允许偏差大小不同划为若干等级叫精度等级,精度等级分普通、较高、高级等。

11 .交货长度(宽度):是金属材料交货主要尺寸,指金属材料交货时应具有的长(宽)度规格。

12 .通常长度(不定尺长度):对长度不作一定的规定,但必须在一个规定的长度范围内(按品种不同,长度不一样,根据部、厂定)。

13 .短尺(窄尺):长度小于规定的通常长度尺寸的下限,但不小于规定的最小允许长度。对一些金属材料,按规定可交一部分 " 短尺 " 。

14 .定尺长度:所交金属材料长度必须具有需方在订货合同中指定的

长度(一般正偏差)。

15 .倍尺长度:所交金属材料长度必须为需方在订货合同中指定长度的整数倍(加锯口、正偏差)。

规格尺寸的检验要注意测量材料部位和选用适当的测量工具。

(四)数量的检验

金属材料的数量,一般是指重量(除个别例垫板、鱼尾板以件数计),数量检验方法有:

17 .按实际重量计量:按实际重量计量的金属材料一般应全部过磅检验。对有牢固包装(如箱、合、桶等),在包装上均注明毛重、净重和皮重。如薄钢板、硅钢片、铁合金可进行抽检数量不少于一批的 5% ,如抽检重量与标记重量出入很大,则须全部开箱称重。

18 .按理论换算计量:以材料的公称尺寸(实际尺寸)和比重计算得到的重量,对那些定尺的型板等材都可按理论换算,但在换算时要注意换算公式和材料的实际比重。

(五)表面质量检验

表面质量检验主要是对材料、外观、形状、表面缺陷的检验,主要有:

19 .椭圆度:圆形截面的金属材料,在同一截面上各方向直径不等的现象。椭圆度用同一截面上最大与最小的直径差表示,对不同用途材料标准不同。

20 .弯曲、弯曲度:弯曲就是轧制材料。在长度或宽度方向不平直、呈曲线形状的总称。如果把它们的不平程度用数字表示出来,就叫弯曲度。

21 .扭转:条形轧制材料沿纵轴扭成螺旋状。

22 .镰刀弯(侧面弯):指金属板,带及接近矩形截面的形材沿长度(窄面一侧)的弯曲,一面呈凹入曲线,另一面对面呈凸出曲线,称为 " 镰刀弯 " 。以凹入高度表示。

23 .瓢曲度:指在板或带的长度及宽度方向同时出现高低起伏的波浪现象,形成瓢曲形,叫瓢曲度。表示瓢曲程度的数值叫瓢曲度。

24 .表面裂纹:指金属物体表层的裂纹。

25 .耳子:由于轧辊配合不当等原因,出现的沿轧制方向延伸的突起,叫作耳子。

26 .括伤:指材料表面呈直线或弧形沟痕通常可以看到沟底。

27 .结疤:指不均匀分布在金属材料表面呈舌状,指甲状或鱼鳞状的薄片。

28 .粘结:金属板、箔、带在迭轧退火时产生的层与层间点、线、面的相互粘连。经掀开后表面留有粘结痕迹,叫粘结。

29 .氧化铁皮:氧化铁皮是指材料在加热、轧制和冷却过程中,在表面生成的金属氧化物。

30 .折叠:是金属在热轧过程中(或锻造)形成的一种表面缺陷,表面互相折合的双金属层,呈直线或曲线状重合。

31 .麻点:指金属材料表面凹凸不平的粗糙面。

32 .皮下气泡:金属材料的表面呈现无规律分布大小不等、形状不同、周围圆滑的小凸起、破裂的凸泡呈鸡爪形裂口或舌状结疤,叫作气泡。

表面缺陷产生的原因主要上由于生产、运输、装卸、保管等操作不当。

根据对使用的影响不同,有的缺陷是根本不允许超过限度。有些缺陷虽然不存在,但不允许超过限度;各种表面缺陷是否允许存在,或者允许存在程度,在的关标准中均的明确规定。

(六)内部质量检验的保证条件

金属材料内部质量的检验依据是根据材质适应不同的要求,保证条件亦不同,在出厂和验收时必须按保证条件进行检验,并符合要求,保证条件分;

33 .基本保证条件:对材料质量最低要求,无论是否提出,都得保证,如化学成份,基本机械性能等。

34 .附加保证条件:指根据需方在订货合同中注明要求,才进行检验,并保证检验结果符合规定的项目。

35 .协议保证条件:供需双方协商并在订货合同中加以保证的项目。

36 .参改条件:双方协商进行检验项目,但仅作参考条件,不作考核。金属材料内部质量检验主要有机械性能、物理性能、化学性能、工艺性能、化学成分和内部组织检验。机械性能、工艺性能第一部分已介绍,这里只对化学成分和内部组织的检验方法的原理及简单过程做概括介绍。

(七)化学成分检验

化学成分是决定金属材料性能和质量的主要因素。因此,标准中对绝大多数金属材料规定了必须保证的化学成分,有的甚至作为主要的质量、品种指标。化学成分可以通过化学的、物理的多种方法来分析鉴定,目前应用最广的是化学分析法和光谱分析法,此外,设备简单、鉴定速度快的火花鉴定法,也是对钢铁成分鉴定的一种实用的简易方法。

37 .化学分析法:根据化学反应来确定金属的组成成分,这种方法统称为化学分析法。化学分析法分为定性分析和定量分析两种。通过定性分析,可以鉴定出材料含有哪些元素,但不能确定它们的含量;定量分析,是用来准确测定各种元素的含量。实际生产中主要采用定量分析。定量分析的方法为重量分析法和容量分析法。

重量分析法:采用适当的分离手段,使金属中被测定元素与其它成分分离,然后用称重法来测元素含量。

容量分析法:用标准溶液(已知浓度的溶液)与金属中被测元素完全反应,然后根据所消耗标准溶液的体积计算出被测定元素的含量。

38 .光谱分析法:各种元素在高温、高能量的激发下都能产生自己特有的光谱,根据元素被激发后所产生的特征光谱来确定金属的化学成分及大致含量的方法,称光谱分析法。通常借助于电弧,电火花,激光等外界能源激发试样,使被测元素发出特征光谱。经分光后与化学元素光谱表对照,做出分析。

39 .火花鉴别法:主要用于钢铁,在砂轮磨削下由于摩擦,高温作用,各种元素、微粒氧化时产生的火花数量、形状、分*、颜色等不同,来鉴别材料化学成分(组成元素)及大致含量的一种方法。

(八)内部质量检验

常见的内部组织缺陷有:

40 .疏松:铸铁或铸件在凝固过程中,由于诸晶枝之间的区域内的熔体最后凝固而收缩以及放出气体,导致产生许多细小孔隙和气体而造成的不致密性。

41 .夹渣:被固态金属基体所包围着的杂质相或异物颗粒。

42 .偏析:合金金属内各个区域化学成分的不均匀分布。

43 .脱碳:钢及铁基合金的材料或制件的表层内的碳全部或部分失掉的现象。

另外,汽泡、裂纹、分层、白点等也是常见的内部组织缺陷,对内部组织(晶粒、组织)及内部组织缺陷的检验办法常用有:

44 .宏观检验:利用肉眼或 10 倍以下的低倍放大镜观察金属材料内部组织及缺陷的检验。常用的方法有断口检验、低倍检验、塔形车削发纹检验及硫印试验等。

主要检验气泡、夹渣、分层、裂纹晶粒粗大、白点、偏析、疏松等。

45 .显微检验:显微检验又叫作高倍检验,是将制备好的试样,按规定的放大倍在相显微镜下进行观察测定,以检验金属材料的组织及缺陷的检验方法。一般检验夹杂物、晶粒度、脱碳层深度、晶间腐蚀等。

46 .无损检验:无损检验有磁力探伤、萤光探伤和着色探伤。磁力探伤用于检验钢铁等铁磁性材料接近表面裂纹、夹杂、白点、折叠、缩孔、结疤等。萤光探伤和着色探伤用于无磁性材料如有色金属、不锈钢、耐热合金的表面细小裂纹及松孔的检验。

47 .超声波检验:又叫超声波探伤。利用超声波在同一均匀介质中作直线性传播。但在不同两种物质的界面上,便会出现部分或全部的反射。因此,当超声波迂到材料内部有气孔、裂纹、缩孔、夹杂时,则在金属的交界面上发生反射,异质界面愈大反射能力愈强,反之愈弱。这样,内部缺陷的部位及大小就可以通过探伤仪萤光屏的波形反映出来。常用的超声波探伤有 X 光和射线探伤。

常见八种金属材料及其加工工艺

常见八种金属材料及其加工工艺 1、铸铁——流动性 下水道盖子作为我们日常生活环境中不起眼的一部分,很少会有人留意它们。铸铁之所以会有如此大量而广泛的用途,主要是因为其出色的流动性,以及它易于浇注成各种复杂形态的特点。铸铁实际上是由多种元素组合的混合物的名称,它们包括碳、硅和铁。其中碳的含量越高,在浇注过程中其流动特性就越好。碳在这里以石墨和碳化铁两种形式出现。 铸铁中石墨的存在使得下水道盖子具有了优良的耐磨性能。铁锈一般只出现在最表层,所以通常都会被磨光。虽然如此,在浇注过程中也还是有专门防止生锈的措施,即在铸件表面加覆一层沥青涂层,沥青渗入铸铁表面的细孔中,从而起到防锈作用。金属加工微信,内容不错,值得关注。生产砂模浇注材料的传统工艺如今被很多设计师运用到了其他更新更有趣的领域。 材料特性:优秀的流动性、低成本、良好的耐磨性、低凝固收缩率、很脆、高压缩强度、良好的机械加工性。 典型用途:铸铁已经具有几百年的应用历史,涉及建筑、桥梁、工程部件、家居、以及厨房用具等领域。 2、不锈钢——不生锈的革命 不锈钢是在钢里融入铬、镍以及其他一些金属元素而制成的合金。其不生锈的特性就是来源于合金中铬的成分,铬在合金的表面形成了一层坚牢的、具有自我修复能力的氧化铬薄膜,这层薄膜是我们肉眼所看不见的。我们通常所提及的不锈钢和镍的比例一般是18:10。 20世纪初,不锈钢开始作为元才来噢被引入到产品设计领域中,设计师们围绕着它的坚韧和抗腐蚀特性开发出许多新产品,涉及到了很多以前从未涉足过的领域。这一系列设计尝试都是非常具有革命性的:比如,消毒后可再次使用的设备首次出现在医学产业中。 不锈钢分为四大主要类型:奥氏体、铁素体、铁素体-奥氏体(复合式)、马氏体。家居用品中使用的不锈钢基本上都是奥氏体。 材料特性:卫生保健、防腐蚀、可进行精细表面处理、刚性高、可通过各种加工工艺成型、较难进行冷加工。 典型用途:奥氏体不锈钢主要应用于家居用品、工业管道以及建筑结构中;马氏体不锈钢主要用于制作刀具和涡轮刀片;铁素体不锈钢具有防腐蚀性,主要应用在耐久使用的洗衣机以及锅炉零部件中;复合式不锈钢具有更强的防腐蚀性能,所以经常应用于侵蚀性环境。

金属材料的分类及性能

金属材料的分类及性能 一、金属材料定义:是金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料。 二、金属材料分类: ①黑色金属:纯铁、铸铁、钢铁、铬、锰。 ②有色金属:有色轻金属、有色重金属、半金属、贵金属、稀有金属 三、金属材料性能: ①工艺性能:铸造性能、锻造性能、焊接性能、切削加工性能、热处理性能等 ②使用性能:机械性能、物理性能、化学性能等 1. 工艺性能 金属对各种加工工艺方法所表现出来的适应性称为工艺性能,主要有以下五个方面:(1)铸造性能:反映金属材料熔化浇铸成为铸件的难易程度,表现为熔化状态时的流动性、吸气性、氧化性、熔点,铸件显微组织的均匀性、致密性,以及冷缩率等。铸造性能通常指流动性,收缩性,铸造应力,偏析,吸气倾向和裂纹敏感性。 (2)锻造性能:反映金属材料在压力加工过程中成型的难易程度,例如将材料加热到一定温度时其塑性的高低(表现为塑性变形抗力的大小),允许热压力加工的温度范围大小,热胀冷缩特性以及与显微组织、机械性能有关的临界变形的界限、热变形时金属的流动性、导热性能等。可锻性:塑性和变形抗力 (3)焊接性能:反映金属材料在局部快速加热,使结合部位迅速熔化或半熔化(需加压),从而使结合部位牢固地结合在一起而成为整体的难易程度,表现为熔点、熔化时的吸气性、氧化性、导热性、热胀冷缩特性、塑性以及与接缝部位和附近用材显微组织的相关性、对机械性能的影响等。 (4)切削加工性能:反映用切削工具(例如车削、铣削、刨削、磨削等)对金属材料进行切削加工的难易程度。 (5)热处理性能:热处理是机械制造中的重要过程之一,与其他加工工艺相比,热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分,而是通过改变工件内部的显微组织,或改变工件表面的化学成分,赋予或改善工件的使用性能。其特点是改善工件的内在质量,而这一般不是肉眼所能看到的,所以,它是机械制造中的特殊工艺过程,也是质量管理的重要环节。 2. 机械性能:

金属材料性能

金属材料性能 金属材料是指金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称。包括纯金属、合金、金属材料金属间化合物和特种金属材料等。(注:金属氧化物(如氧化铝)不属于金属材料) 性能 一般分为工艺性能和使用性能两类。所谓工艺性能是指机械零件在加工制造过程中,金属材料在所定的冷、热加工条件下表现出来的性能。金属材料工艺性能的好坏,决定了它在制造过程中加工成形的适应能力。由于加工条件不同,要求的工艺性能也就不同,如铸造性能、可焊性、可锻性、热处理性能、切削加工性等。 所谓使用性能是指机械零件在使用条件下,金属材料表现出来的性能,它包括力学性能、物理性能、化学性能等。金属材料使用性能的好坏,决定了它的使用范围与使用寿命。在机械制造业中,一般机械零件都是在常温、常压和非常强烈腐蚀性介质中使用的,且在使用过程中各机械零件都将承受不同载荷的作用。金属材料在载荷作用下抵抗破坏的性能,称为力学性能(过去也称为机械性能)。金属材料的力学性能是零件的设计和选材时的主要依据。外加载荷性质不同(例如拉伸、压缩、扭转、冲击、循环载荷等),对金属材料要求的力学性能也将不同。常用的力学性能包括:强度、塑性、硬度、冲击韧性、多次冲击抗力和疲劳极限等。 种类 金属材料通常分为黑色金属、有色金属和特种金属材料。 (1)黑色金属又称钢铁材料,包括含铁90%以上的工业纯铁,含碳2%~4%的铸铁,含碳小于2%的碳钢,以及各种用途的结构钢、不锈钢、耐热钢、高温合金、不锈钢、精密合金等。广义的黑色金属还包括铬、锰及其合金。 (2)有色金属是指除铁、铬、锰以外的所有金属及其合金,通常分为轻金属、重金属、贵金属、半金属、稀有金属和稀土金属等。有色合金的强度和硬度一般比纯金属高,并且电阻大、电阻温度系数小。 (3)特种金属材料包括不同用途的结构金属材料和功能金属材料。其中有通过快速冷凝工艺获得的非晶态金属材料,以及准晶、微晶、纳米晶金属材料等;还有隐身、抗氢、超导、形状记忆、耐磨、减振阻尼等特殊功能合金以及金属基复合材料等。 金属材料特质 1.塑性 塑性是指金属材料在载荷外力的作用下,产生永久变形(塑性变形)而不被破坏的能力。金属材料在受到拉伸时,长度和横截面积都要发生变化,因此,金属的塑性可以用长度的伸长(延伸率)和断面的收缩(断面收缩率)两个指标来衡量。 金属材料的延伸率和断面收缩率愈大,表示该材料的塑性愈好,即材料能承受较大的塑性变形而不破坏。一般把延伸率大于百分之五的金属材料称为塑性材料(如低碳钢等),而把延伸率小于百分之五的金属材料称为脆性材料(如灰口铸铁等)。塑性好的材料,它能在较大的宏观范围内产生塑性变形,并在塑性变形的同时使金属材料因塑性变形而强化,从而提高材料的强度,保证了零件的安全使用。此外,塑性好的材料可以顺利地进行某些成型工艺加工,如冲压、冷弯、冷拔、校直等。因此,选择金属材料作机械零件时,必须满足一定的塑性指标。 2.硬度 硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。它是金属材料的重要性能指标之一。一

常用金属材料分类及鉴别知识

1.2 常用金属材料 金属材料来源丰富,并具有优良的使用性能和加工性能,是机械工程中应用最普遍的材料,常用以制造机械设备、工具、模具,并广泛应用于工程结构中。 金属材料大致可分为黑色金属两大类。黑色金属通常指钢和铸铁;有色金属是指黑色以外的金属及其合金,如铜合金、铝及铝合金等。 1.2.1 钢 钢分为碳素钢(简称碳钢)和合金两大类。 碳钢是指含碳量小于2.11%并含有少量硅、锰、硫、磷杂质的铁碳合金。工业用碳钢的含碳量一般为0.05%~1.35%。 为了提高钢的力学性能、工艺性能或某些特殊性能(如耐腐蚀性、耐热性、耐磨性等),冶炼中有目的地加入一些合金元素(如Mn、Si、Cr、Ni、Mo、W、V、Ti等),这种钢称为合金钢。 (一)碳钢 1.碳钢的分类 碳钢的分类方法有多种,常见的有以下三种。 (1)按钢的含碳量多少分类分为三类: 低碳钢,含碳量0.25%; 中碳钢,含碳量为0.25%~0.60%; 高碳钢,含碳量0.60%。 (2)按钢的质量(即按钢含有害元素S、P的多少)分类分为三类: 普通碳素钢,钢中S、P含量分别≤0.055%和0.045%; 优质碳素钢,钢中S、P含量均≤0.040%; 高级碳素钢,钢中S、P含量分别≤0.030%和0.035%。 (3)按钢的用途分类分为两类: 碳素结构钢,主要用于制造各种工程构件和机械零件; 碳素工具钢,主要用于制造各种工具、量具和模具等。 2.碳钢牌号的表示方法 (1)碳素结构钢碳素结构钢的牌号由屈服点“屈”字汉语拼音第一个字母Q、屈服点数值、质量等级符号(A、B、C、D)及脱氧方法符号(F、b、Z)等四部分按顺序组成。其中质量等级按A、B、C、D顺序依次增高,F代表沸腾钢,b代表镇静钢,Z代表镇静钢等。如Q235-A·F表示屈服强度为235Mpa的A级沸腾碳素结构钢。 (2)优质碳素结构钢优质碳素结构钢的牌号用两位数字表示。这两位数字代表钢中的平均含碳量的万分之几。例如45钢,表示平均含碳量为0.45%的优质碳素结构钢。08钢,表示平均含碳量为0.08%的优质碳素结构钢。 (3)碳素工具钢碳素工具钢的牌号是用碳字汉语拼音字头T和数字表示。其数字表示钢的平均含碳量的千分之几。若为高级优质,则在数字后面加“A”。例如,T12钢,表示平均含碳量为1.2%的碳素工具钢。T8钢,表示平均含碳量为0.8%的碳素工具钢。T12A,表示平均含碳量为1.2%的高级优质碳素工具钢。 3.碳钢的用途举例 Q195、Q215,用于铆钉、开口销等及冲压零件和焊接构件。 Q235、Q255,用于螺栓、螺母、拉杆、连杆及建筑、桥梁结构件。 Q275,用于强度较高转轴、心轴、齿轮等。 Q345,用于船舶、桥梁、车辆、大型钢结构。

金属材料的结构与性能

第一章材料的性能 第一节材料的机械性能 一、强度、塑性及其测定 1、强度是指在静载荷作用下,材料抵抗变形和断裂的能力。材料的强度越大,材料所能承受的外力就越大。常见的强度指标有屈服强度和抗拉强度,它们是重要的力学性能指标,是设计,选材和评定材料的重要性能指标之一。 2、塑性是指材料在外力作用下产生塑性变形而不断裂的能力。塑性指标用伸长率δ和断面收缩率ф表示。 二、硬度及其测定 硬度是衡量材料软硬程度的指标。 目前,生产中测量硬度常用的方法是压入法,并根据压入的程度来测定硬度值。此时硬度可定义为材料抵抗表面局部塑性变形的能力。因此硬度是一个综合的物理量,它与强度指标和塑性指标均有一定的关系。硬度试验简单易行,有可直接在零件上试验而不破坏零件。此外,材料的硬度值又与其他的力学性能及工艺能有密切联系。 三、疲劳 机械零件在交变载荷作用下发生的断裂的现象称为疲劳。疲劳强度是指被测材料抵抗交变载荷的能力。 四、冲击韧性及其测定 材料在冲击载荷作用下抵抗破坏的能力被称为冲击韧性。。为评定材料的性能,需在规定条件下进行一次冲击试验。其中应用最普遍的是一次冲击弯曲试验,或称一次摆锤冲击试验。 五、断裂韧性 材料抵抗裂纹失稳扩展断裂的能力称为断裂韧性。它是材料本身的特性。 六、磨损 由于相对摩擦,摩擦表面逐渐有微小颗粒分离出来形成磨屑,使接触表面不断发生尺寸变化与重量损失,称为磨损。引起磨损的原因既有力学作用,也有物理、化学作用,因此磨损使一个复杂的过程。 按磨损的机理和条件的不同,通常将磨损分为粘着磨损、磨料磨损、接触疲劳磨损和腐蚀磨损四大基本类型。

第二节材料的物理化学性能 1、物理性能:材料的物理性能主要是密度、熔点、热膨胀性、导电性和导热性。不同用 途的机械零件对物理性能的要求也各不相同。 2、化学性能:材料的化学性能主要是指它们在室温或高温时抵抗各种介质的化学侵蚀能 力。 第三节材料的工艺性能 一、铸造性能:铸造性能主要是指液态金属的流动性和凝固过程中的收缩和偏析的倾向。 二、可锻性能:可锻性是指材料在受外力锻打变形而不破坏自身完整性的能力。 三、焊接性能:焊接性能是指材料是否适宜通常的焊接方法与工艺的性能。 四、切削加工性能:切削加工性能是指材料是否易于切削。 五、热处理性能:人处理是改变材料性能的主要手段。热处理性能是指材料热处理的难易 程度和产生热处理缺陷的倾向。 第二章材料的结构 第一节材料的结合键 各种工程材料是由不同的元素组成。由于物质是由原子、分子或离子结合而成,其结合键的性质和状态存在的区别。 一:化学键 1:共价键 2:离子键 3:金属键 4:范德。瓦尔键 二:工程材料的键性 化学键:组成物质整体的质点(原子、分子、离子)间的相互作用力,成为化学键。 1:共价键:有些同类原子,例如周期表Ⅳa、Ⅴa、Ⅵa族中大多元素或电负性相差不大的原子相互接近时,原子之间不产生电子的转移,此时借共用电子对所产生的力结合,形成共价键,如金刚石、单质硅、SiC等属于共价键。 2:离子键:大部分盐类、碱类和金属氧化物在固态下是不导电的,熔融时可以导电。这类化合物为离子化合物。当两种电负性相差大的原子(如碱金属元素与卤素元素的原子)相互靠

常见金属材料特性

45—优质碳素结构钢{最常用中碳调质钢} 主要特性最常用中碳调质钢,综合力学性能良好,淬透性低,水淬时易生裂纹。小型件宜采用调质处理,大型件宜采用正火处理。 应用举例 主要用于制造强度高的运动件,如透平机叶轮、压缩机活塞。轴、齿轮、齿条、蜗杆等。(焊接件注意焊前预热,焊后消除应力退火)。 Q235A(A3钢){最常用中碳素结构钢} 主要特性具有高的塑性、韧性和焊接性能、冷却性能,以及一定的强度,好的冷弯性能。 应用举例广泛用于一般要求的零件和焊接结构。如受力不大的拉杆、连杆、销、轴、螺钉、螺母、套圈、支架、机座、建筑结构。 40Cr{合金结构钢} 主要特性经调质处理后,具有良好的综合力学性能、低温冲击韧度及低的缺口敏感性,淬透性良好,油冷时可得到较高的疲劳强度,水冷时复杂形状的零件易产生裂纹,冷弯塑性中等,回火或调质后切削加工性好,但焊接性不好,易产生裂纹,焊接前应预热100~150℃,一般在调质状态下室使用,还可以进行碳氮共参和高频表面淬火处理。

应用举例调质处理后用于制造中速,中载的零件,如机床齿轮、轴、蜗杆、花键轴、顶针套等。调质并高频表面淬火后用于制造表面高硬度、耐磨的零件,如齿轮、轴、主轴、曲轴、心轴、套筒、销子、连杆、螺钉螺母、进气阀等。经淬火及中温回火后用于制造重载、中速冲击的零件,如油泵转子、滑块、齿轮、主轴、套环等。经淬火及低温回火后用于制造重载、低冲击、耐磨的零件,如蜗杆、主轴、轴、套环等,碳氮共渗处即后制造尺寸较大、低温冲击韧度较高的传动零件,如轴、齿轮 等。 HT150{灰铸铁} 应用举例 齿轮箱体,机床床身,箱体,液压缸,泵体,阀体,飞轮,气缸盖,带轮,轴承盖等。 35{各种标准件、紧固件的常用材料} 主要特性强度适当,塑性较好,冷塑性高,焊接性尚可。冷态下可局部镦粗和拉丝。淬透性低,正火或调 质后使用。 应用举例适于制造小截面零件,可承受较大载荷的零件:如曲轴、杠杆、连杆、钩环等,各种标准件、紧固 件。

最新常用金属材料中各种化学成分对性能的影响

常用金属材料中各种化学成分对性能的影响 .生铁: 生铁中除铁外,还含有碳、硅、锰、磷和硫等元素。这些元素对生铁的性 能均有一定的影响。 碳(C):在生铁中以两种形态存在,一种是游离碳(石墨),主要存在 于铸造生铁中,另一种是化合碳(碳化铁),主要存在于炼钢生铁中,碳化 铁硬而脆,塑性低,含量适当可提高生铁的强度和硬度,含量过多,则使生 铁难于削切加工,这就是炼钢生铁切削性能差的原因。石墨很软,强度低, 它的存在能增加生铁的铸造性能。 硅(Si):能促使生铁中所含的碳分离为石墨状,能去氧,还能减少铸件 的气眼,能提高熔化生铁的流动性,降低铸件的收缩量,但含硅过多,也会 使生铁变硬变脆。 锰(Mn):能溶于铁素体和渗碳体。在高炉炼制生铁时,含锰量适当,可 提高生铁的铸造性能和削切性能,在高炉里锰还可以和有害杂质硫形成硫化锰,进入炉渣。 磷(P):属于有害元素,但磷可使铁水的流动性增加,这是因为硫减低了 生铁熔点,所以在有的制品内往往含磷量较高。然而磷的存在又使铁增加硬 脆性,优良的生铁含磷量应少,有时为了要增加流动性,含磷量可达 1.2%。硫(S):在生铁中是有害元素,它促使铁与碳的结合,使铁硬脆,并与铁 化合成低熔点的硫化铁,使生铁产生热脆性和减低铁液的流动性,顾含硫高 的生铁不适于铸造细件。铸造生铁中硫的含量规定最多不得超过0.06%(车轮生铁除外)。 2.钢: 2.1元素在钢中的作用 2.1.1 常存杂质元素对钢材性能的影响 钢除含碳以外,还含有少量锰(Mn)、硅(Si)、硫(S)、磷(P)、氧(O)、氮(N)和氢(H)等元素。这些元素并非为改善钢材质量有意加入的,而是 由矿石及冶炼过程中带入的,故称为杂质元素。这些杂质对钢性能是有一定 影响,为了保证钢材的质量,在国家标准中对各类钢的化学成分都作了严格 的规定。 1)硫 硫来源于炼钢的矿石与燃料焦炭。它是钢中的一种有害元素。硫以硫化铁(FeS)的形态存在于钢中,FeS和Fe形成低熔点(985℃)化合物。而钢材的热加工温度一般在1150~1200℃以上,所以当钢材热加工时,由于FeS化合物的过早熔化而导致工件开裂,这种现象称为“热脆”。含硫量愈高,热脆现象愈严重,故必须对钢中含硫量进行控制。高级优质钢:S<0.02%~0.03%;优质钢:S<0.03%~0.045%;普通钢:S<0.055%~0.7%以下。 部分常用钢的牌号、性能和用途 1 《信息来源:无缝钢管》

金属材料分类概览

一.金属材料分类 1.黑色金属钢铁 2.有色金属通常指铜、铝、铅、钛

三.金属材料力学性能代号及含义

1.钢板 a.按轧制方法分为:热轧、冷轧 b.按性能及用途可分为: ①碳素结构钢和低合金结构钢冷轧薄钢板及钢带,一般厚度不大于4mm。 ②碳素结构钢和低合金结构钢热轧薄钢板及钢带,厚度不大于4mm。 ③碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板和钢带,4-200mm钢板及小于25mm钢带。 ④优质碳素结构钢热轧薄钢板和钢带,厚度不大于4mm。 ⑤优质碳素结构钢冷轧薄钢板和钢带,厚度不大于4mm。 ⑥合金结构钢薄钢板,厚度不大于4mm的热轧或冷轧。 ⑦锅炉用钢板 ⑧压力容器用钢板 ⑨不锈钢冷轧或热轧钢板 ⑩耐热钢板 ?花纹钢板 2.型钢 ①热轧扁钢,厚度3-60,宽度10-150。 ②碳素结构钢和低合金热轧圆钢、方钢、六角钢 ③热轧角钢,分为等边及不等边,宽度20-200。 ④热轧槽钢,宽度50-300。 ⑤热轧工字钢,高度100-560。 ⑥热轧T型钢,宽度100-300。 ⑦冷弯空心型钢。 3.钢管 A.直缝电焊钢管(GB/T 13793—1992) a.以热轧或冷轧钢带,经焊接或焊后冷加工方法制造。钢管以不热处理状态交货。 b.规格:直径5.0—121,壁厚0.5—3.5。 c. a.以热轧或冷拔(轧)管加工,有热轧或热处理状态交货。 b.规格:直径6.0—245,壁厚0.25—24。 c.

4.钢丝 材料可有多种材料加工而成, a.普通结构钢丝:Q195、Q215、Q235主要制钉及建筑用。 b.优质碳素结构钢丝:08F、10F、15、20、25、35、40、45、50,冷拉状态交货,可后热处理, c.碳素弹簧钢丝:65、70、75、85,一般淬火—回火状态交货,可后热处理。 d.合金结构钢丝:15Cr、38Cr、40Cr、20CrNi3等等。交货状态有冷拉—L,退火—T,可热处理。 e.不锈钢丝:0Cr18Ni9-R、1Cr18Ni9Ti-Q、0Cr19Ni9-L。后缀RQL表示 软拉(R)—钢丝进行光亮热处理和热处理后酸洗或类似的处理。 轻拉(Q)—钢丝热处理后进行小变形程度的拉拔。 冷拉(L)—钢丝热处理后进行常规拉拔。 f.电阻电热合金丝:Cr15Ni60、Cr20Ni80 、Cr30Ni70、1Cr13Al4,热处理后软态交货。五.钢铁材料的热处理 热处理是为了达到材料的使用目的,发挥材料各种元素的作用,调整材料的强韧性,以及加工工艺的需要。 1.热处理工艺分类: a.淬火—加热至相变到奥氏体组织后快速冷却得到马氏体组织,目的为了提高硬度。 b.回火—低温回火,目的是去除应力;中温回火及高温回火是为了调整材料的强韧性。通常在一定温度下保温一段时间后已一定的速度冷却。 c.退火—降低材料硬度,便于加工及成形,有完全退火和不完全退火之分。加热保温后慢速冷却。 d.正火—提高材料硬度,加热后空冷。 e.调质—达到需要的强韧性或加工工艺的需要。先淬火后回火,是两个工艺的合并。 f.渗碳—提高材料的表面硬度。通常使含碳量在0.3%以下的材料在表面1mm左右深度提高到1%左右。 g.氮化—提高材料的表面硬度,或耐腐蚀性。通常使含碳量在0.4%左右的材料在表面0。2mm 左右深度形成氮化层,表面硬度可达到HRC70以上。 2.按种类有: a.常规热处理—如淬火、回火、退火、正火、调质。 b.化学热处理—如渗碳、氮化、碳氮共渗、硼化、渗金属、表面陶瓷。 c.真空热处理—使用真空设备的热处理,优点是无氧化及脱碳,热处理变形小。 3.使用设备有: a.箱式炉—使用电热丝或碳棒加热,电热丝炉使用温度可在低于950度以下使用,功率一般在3-200KW,用途广泛,可用于淬火、回火、退火,使用成本低。 b.盐浴炉—用硝盐加热,有高、中、低温炉,可高温加热到1300度,用于淬火、回火、退火。加热速度快,氧化脱碳小,利于防止晶粒粗大,可大批量多品种生产。 c.燃气炉—使用煤气或其它气体加热(如乙炔气等),可用于大型零件在炉内加热正火、退火或锻造,及局部加热用。 d.井式炉—使用电热丝加热,用于淬火、回火、退火、渗碳、氮化。 e.真空炉—使用电热丝加热,用于淬火、回火、退火, f.箱式多用炉—使用电热丝加热,用于淬火、回火、退火、渗碳、氮化,可进行大批量多品种生产。

各种金属材料的特点

各种金属材料的特点

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各种金属材料的特点 铝材类 铝材属于金属类别中有色金属之一,由于应用较广,单独介绍如下:常用有铝型材和压铸铝合金两种。其中主要由纯度高达92%以上的铝锭为主要原材料,同时添加增加强度、硬度、耐磨性等性能金属元素,如碳、镁、硅、硫等,组成多种成分“合金”。 1.1铝型材 铝型材常见如屏风、铝窗等。它是采用挤出成型工艺,即铝锭等原材料在熔炉中熔融后,经过挤出机挤压到模具流出成型,它还可以挤出各种不同截面的型材。主要性能即强度、硬度、耐磨性均按国家标准GB6063。优点有:重量轻仅2.8,不生锈、设计变化快、模具投入低、纵向伸长高达10米以上。铝型材外观有光亮、哑光之分,其处理工艺采用阳极氧化处理,表面处理氧化膜达到0.12m/m厚度。铝型材壁厚依产品设计最优化来选择,不是市场上越厚越好,应看截面结构要求进行设计,它可以在0.5~5mm不均。外行人认为越厚越强硬,其实是错误的看法。 铝型材表面质量也有较难克服的缺陷:翘曲、变形、黑线、凸凹及白线。设计者水平高者及模具设计及生产工艺合理,可避免上述缺陷不太明显。检查缺陷应按国家规定检验方法进行,即视距40~50CM来判别缺陷。 铝型材在家具中用途十分广泛:屏风骨架、各种悬挂梁、桌台脚、装饰条、拉手、走线槽及盖、椅管等等,可进行千变万化设计和运用! 铝型材虽然优点多,但也存在不理想的地方: 未经氧化处理的铝材容易“生锈”从而导致性能下降,纵向强度方面比不上铁制品.表面氧化层耐磨性比不上电镀层容易刮花.成本较高,相对铁制品成本高出3~4倍左右。 1.2压铸铝合金 压铸合金和型材加工方法相比,使用设备均不同,它的原材料以铝锭(纯度92%左右)和合金材料,经熔炉融化,进入压铸机中模具成型。压铸铝产品形状可设计成像玩具那样,造型各异,方便各种方向连接,另外,它硬度强度较高,同时可以与锌混合成锌铝合金。 压铸铝成型工艺分: 1、压铸成型 2、粗抛光去合模余料 3、细抛光 另一方面,压铸铝生产过程,应有模具才能制造,其模具造价十分昂贵,比注塑模等其它模具均高。同时,模具维修十分困难,设计出错误时难以减料修复。 压铸铝缺点: 每次生产加工数量应多,成本才低。抛光较复杂生产周期慢产品成本较注塑件高3~4倍左右。螺丝孔要求应大一点(直径4.5mm)连接力才稳定 适应范围:台脚、班台连接件、装饰头、铝型材封口件、台面及茶几顶托等,范围十分广泛。 (2)五金类 “五金”概念属通俗说法,标准分类应划分为黑色金属和有色金属两大类,它在家具中运用有管状、棒状、板状、线、角状几种。 2.1黑色金属件

(完整版)金属材料知识大全

金属材料是指金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称。包括纯金属、合金、金属材料金属间化合物和特种金属材料等。(注:金 属氧化物(如氧化铝)不属于金属材料) 1.意义 人类文明的发展和社会的进步同金属材料关系十分密切。继石器时代之后 出现的铜器时代、铁器时代,均以金属材料的应用为其时代的显著标志。现代,种类繁多的金属材料已成为人类社会发展的重要物质基础。 2.种类 金属材料通常分为黑色金属、有色金属和特种金属材料。 (1)黑色金属又称钢铁材料,包括含铁90%以上的工业纯铁,含碳2%~4%的铸铁,含碳小于 2%的碳钢,以及各种用途的结构钢、不锈钢、耐热钢、高温合金、不锈钢、精密合金等。广义的黑色金属还包括铬、锰及其合金。 (2)有色金属是指除铁、铬、锰以外的所有金属及其合金,通常分为轻金属、重金属、贵金属、半金属、稀有金属和稀土金属等。有色合金的强度和硬 度一般比纯金属高,并且电阻大、电阻温度系数小。 (3)特种金属材料包括不同用途的结构金属材料和功能金属材料。其中有通过快速冷凝工艺获得的非晶态金属材料,以及准晶、微晶、纳米晶金属材料等;还有隐身、抗氢、超导、形状记忆、耐磨、减振阻尼等特殊功能合金以及 金属基复合材料等。 3.性能 一般分为工艺性能和使用性能两类。所谓工艺性能是指机械零件在加工制 造过程中,金属材料在所定的冷、热加工条件下表现出来的性能。金属材料工 艺性能的好坏,决定了它在制造过程中加工成形的适应能力。由于加工条件不同,要求的工艺性能也就不同,如铸造性能、可焊性、可锻性、热处理性能、 切削加工性等。 所谓使用性能是指机械零件在使用条件下,金属材料表现出来的性能,它 包括力学性能、物理性能、化学性能等。金属材料使用性能的好坏,决定了它 的使用范围与使用寿命。在机械制造业中,一般机械零件都是在常温、常压和 非常强烈腐蚀性介质中使用的,且在使用过程中各机械零件都将承受不同载荷 的作用。金属材料在载荷作用下抵抗破坏的性能,称为力学性能(过去也称为 机械性能)。金属材料的力学性能是零件的设计和选材时的主要依据。外加载 荷性质不同(例如拉伸、压缩、扭转、冲击、循环载荷等),对金属材料要求 的力学性能也将不同。常用的力学性能包括:强度、塑性、硬度、冲击韧性、 多次冲击抗力和疲劳极限等。 金属材料特质

金属材料ABC分类细则

一.总则 为加强采购物资(原材料、外购外协件、生产辅料)的质量管理,确保采购物资质量特性满足生产需求,特制定本分类细则。 二.分类要求明细 (一)A类物资:构成最终产品的一部分,对产品功能、使用及安全性能有直接或重大影响的采购或外协物资。主要A类物资分类明细如下: 等等。 三、报检要求 (一)A、B类物资到货后物资供应部门或生产制造部门应及时向质量检验部门报检;必要时须提供图样,以便检查。 (二)A类物资报检需要提供《检验通知单》、合格证或质量证明书(包括检验报告)、MA 证(属MA管理的)、生产许可证(属生产许可证管理的)、防爆证(属防爆产品的)等有效证件。 (三)B类物资报检需提供《检验通知单》、合格证或质量说明书(包括检验报告)、MA 证(属MA管理的)、生产许可证(属于生产许可证管理的)等有效证件。 四. 检验要求 (一)A、B类采购物资检验时,质检员首先查看报检资料是否齐全,随机资料和附件是否齐全。

(二)A、B类物资其他检验项目按相关标准、技术协议、图样及检验规程执行。 (三)C类物资一律由物资供应部库管员对其质量证明材料、外观、包装、数量等项目进行检查,其结果作为最终验收依据,合格后登记入库。 所有采购物资经检验合格后方可入库、投入使用。 锻件外观质量检验规范 (一)目的。规范企业内部对锻件外观检验的要求,指导员工更好的做好锻件外观质量工作 (二)使用范围。适用本企业内部及外购外协锻件的外观质量检验 二 (一)锻件尺寸公差必须符合图样、工艺要求,不允许有加工余量超差、过烧、脱碳、白点、锻伤、折叠、夹层、结疤、夹渣、内外裂纹等锻造缺陷。 (二)锻件表面不允许有飞边、毛刺、弯曲、变形等影响使用的外观缺陷。锻件表面应清楚氧化皮,对残留飞边尖角进行打磨修钝。 (三)对有加工符号的部位,必须按工艺留有一定的加工余量。需要机加工的锻件表面,确认缺陷深度能保证留有机械加工余量的50%以上时,允许不清楚。 (四)不进行机加工的锻件表面,缺陷整修后最大深度不得超过该尺寸下偏差,整修处必须平滑。 (五)锻件的表面缺陷深度超过机加工余量时,重要的零件若需补焊,必须取得技术部门同意,并给出补焊工艺,方可进行补焊。 (六)锻件应没有白点,当在一个锻件上发现白点时,则与该锻件同一炉钢并同一炉热处理的整批锻件应逐个进行白点检查。 机加工件外观质量检验规范 一、目的及适用范围 (一)目的。规范企业内部对机加工件外观检验的要求,指导员工更好地做好各类机加工件外观质量工作。 (二)适用范围。适用本企业内部或外购、外协各类机加工外观检验。 二、检验细则 (一)机加工尺寸部分全部按照图样要求,不允许超差 (二)未经机械加工的表面不允许有裂纹、折叠等缺陷。 (三)经机械加工的表面不允许有裂纹、锈蚀、磕碰伤、划痕等缺陷。 (四)工件加工后,毛刺修光,棱角倒钝,过度处应为圆角或倒角。 (五)工件加工后,必须清除铁屑和油污。 (六)机加工件加工后,不允许落地,擦拭干净,摆放整齐。 结构件外观质量检验规范 一、目的及适用范围 (一)目的。规范企业内部对结构件对外观检验的要求,指导员工更好地做好各类结构件外观质量工作。 (二)适用范围。适用于本企业内部及外协各类结构件外观检验。 二、检验细则 (一)下料结构件外观检验:

金属材料的分类及牌号

金属材料的分类及牌号 焊接基础、热处理 葛兆祥1 2 江苏省电力试验研究院有限公司 江苏省电机工程学会金属材料与焊接专委会 金属材料分类及牌号 金属材料的种类很多,常用的有钢、铁,铝及其合金,铜及其合金,钛及其合金,镁及其合金,锆及其合金,镍及其合金等。在我们电力系统,应用最多的还是钢和铁。所以,今天我们主要讨论钢和铁的有关内容。 一、铸铁 1、特点 铸铁与钢相比强度较低,塑性、韧性较差。但是具有良好的: ▇耐磨性 ▇吸震性 ▇铸造性、 ▇可切削性 铸铁的焊接性差,因此,影响了它的发展。但是随着焊接技术的发展,铸铁(设备)的焊接也取得了很大的成功,获得了很大的经济效益。 2、铸铁的分类 铸铁是含碳量为2%~4.5%的铁碳合金。在铸铁的化学成分中还有Si、Mn及S、P等杂质。为了改善铸铁的性能,常在铸铁中加入Ni、Cr、Mn、Si、V、Ti、Mg等元素,成为合金铸铁。 按照C在铸铁中存在的状态和形式的不同,可将铸铁分为五类: ▇白口铸铁 C在铁中绝大部分以渗碳体(Fe3C)的形式存在,断口呈白色而得名。渗碳体硬而脆,无法加工,故应用不广。主要用于轧辊、不需要加工的耐磨件等。 ▇灰口铸铁C以片状石墨存在,其断口呈暗灰色而得名。普通灰铁石墨较粗,如在浇注之前的铁水中加入少量的硅铁或硅钙等孕育剂,进行孕育处理,促使石墨自发形核,可使粗片状石墨细化,形成孕育铸铁。

▇可锻铸铁 C团絮状石墨存在,是将白口铁经长时间石墨化退火,使渗碳体分解形成石墨并呈团絮状分布于基体内,因其韧性较好故称可锻铸铁。可锻铸铁是由炼钢生铁在900~1000℃的温度下经过2~9天长时间的退火形成。 ▇球墨铸铁 C以球状石墨存在,故称球墨铸铁。这是铁水中加入纯镁或稀土镁合金等球化剂而获得,具有较高的强度和韧性,可通过热处理改善力学性能,可制造强度高,形状复杂的铸件。 ▇蠕墨铸铁 C以蠕虫状石墨存在,浇注前在铁水中加入稀土硅铁、稀土镁钛等蠕化剂,促使C形成蠕虫状。 ▇铁合金 铁合金是Fe和其它一定量的合金元素组成的合金。它是炼钢原料之一,也是焊接冶金必不缺少原材料。炼钢和焊接时作为脱氧剂或渗合金剂加入,起到脱氧、渗合金等作用,改善钢材和焊缝的性能。 ○常用铁合金 ――SiFe 硅铁分别有含硅95%、75%、45%的几种,也有12%的贫硅铁、硅铝合金、硅钙合金,硅锰合金。 ――MnFe 按含碳量分为碳素锰铁(含碳量7%),中碳锰铁(C1.5~1.0%),低碳锰铁(C0.50%)。 ――CrFe 按含碳量分为碳素铬铁(C8~4%),中碳铬铁(C4~0.5%),低碳铬铁(0.5~0.15),微碳铬铁(C0.06),超微碳铬铁(C<0.03),金属铬、硅铬合金。 3、铸铁组织 铸铁组织与化学成分和冷却速度有关 ――化学成分影响 ▇有些元素能促使石墨化,如C、Ni、Si、Al、Cu等; ▇有些是阻止石墨化元素,如S、V、Cr等。 在铸铁中,C以石墨形式析出的过程称为石墨化。 ――冷却速度的影响 ▇冷却速度很快时,便形成以珠光体和渗碳体(为基体),构成白口铁; ▇冷却速度足够慢时,便形成以铁素体为基体的片状石墨分布的灰口铸 ▇介于两者之间,形成以珠光体为基体和石墨组成灰口铁或珠光体和铁素体为基体灰口铁。 4、铸铁的牌号和力学性能 铸铁的牌号在GB/T5612-1985中作了相应的规定。规程对化学成分不做明确规定,仅规

常用金属材料分类

常用金属材料分类 热浸镀锌钢板 (GI) 电镀锌钢板 (EG) 电镀锡钢板 - 马口铁 (SPTE) 不锈钢带材 冷轧碳素钢板 (CRS) 铝及铝合金板材 一.热浸镀锌钢板 (GI) 1. 概况: 热浸镀锌钢板即是将板材浸入熔化锌池中 , 在板材两面浸镀厚度均匀的锌层 . 锌池中锌的重量百分比 仝 97% . 2. 分类: 冷轧热浸镀锌钢材 ,依供货商习惯 .共使用 C1,C2,D1 三种材质 . 标注示范 :HGCC1-ZSFX 其中 : HG--- 热浸镀锌制程 C--- 冷轧底材 C1--- 商用品质 ; (C2--- 改良商用质量 ; D1--- 引申品质 ) Z--- 无锌花 (M--- 细小锌花 ) S--- 调质处理 (B--- 亮面调质处理 ) F--- 耐指纹涂复 (C--- 铬酸盐处理 ) X--- 不涂油 二.电镀锌钢板 (EG) 1. 概况 : 与 GI 料基体材料相同 , 均为商用性能 SPCC (冷轧碳素钢板中一款 ) 材质 . 不同的是采用电镀方式附着 表面锌层 . (又称为电解片: SECC ) 2. 镀锌层重量 : 是材料使用性能的一个重要参数 ,如果锌层较厚且致密,可有效防止SPCC 材质与空气或其它物质接触 产生氧化 . 3. 区别与用途: GI 料与EG 料目前在 NOTE-BOOK^业应用越来越广,因为: SPCC 质地较软,易冲压成形,并且易保证产品结构尺寸要求,另外价格便宜.常用于支架,外壳,连结 EG 料相对于GI 来讲价格稍贵,但表面状况相对显得较光亮.表面状况:无锌花或很细小锌花.防腐性 能相对较好 . 三.电镀锡钢板 - 马口铁 (SPTE) 1. 概况: 基材为低碳钢表面电镀锡 , 常称马口铁 (SPTE). 2. 镀锡用原钢板可划分为以下三种钢类型 : D 类—铝脱氧钢 ,适用于深引伸要求 ,减小表面折痕和拉伸变形等危害 . L 类--- 残留元素( Cu,Ni,Cr,Mo) 特别少 , 对某种食品耐蚀性极好 , 适用于食品类容器 . 用途: 片等.

金属材料基础知识汇总

《金属材料基础知识》 第一部分金属材料及热处理基本知识 一,材料性能:通常所指的金属材料性能包括两个方面: 1,使用性能即为了保证机械零件、设备、结构件等能够正常工作,材料所应具备的性能,主要有力学性能(强度、硬度、刚度、塑性、韧性等),物理性能(密度、熔点、导热性、热膨胀性等)。使用性能决定了材料的应用范围,使用安全可靠性和寿命。 2,工艺性能即材料被制造成为零件、设备、结构件的过程中适应的各种冷、热加工的性能,如铸造、焊接、热处理、压力加工、切削加工等方面的性能。 工艺性能对制造成本、生产效率、产品质量有重要影响。 二,材料力学基本知识 金属材料在加工和使用过程中都要承受不同形式外力的作用,当达到或超过某一限度时,材料就会发生变形以至于断裂。材料在外力作用下所表现的一些性能称为材料的力学性能。 承压类特种设备材料的力学性能指标主要有强度、硬度、塑性、韧性等。这些指标可以通过力学性能试验测定。 1,强度金属的强度是指金属抵抗永久变形和断裂的能力。材料强度指标可以通过拉伸试验测出。抗拉强度σb和屈服强度σs是评价材料强度性能的两个主要指标。一般金属材料构件都是在弹性状态下工作的。是不允许发生塑性变形,所以机械设计中一般采用屈服强度σs作为强度指标,并加安全系数。2,塑性材料在载荷作用下断裂前发生不可逆永久变形的能力。评定材料塑性的指标通常用伸长率和断面收缩率。 伸长率δ=[(L1—L0)/L0]100% L0---试件原来的长度L1---试件拉断后的长度 断面收缩率φ=[(A1—A0)/A0]100% A0----试件原来的截面积A1---试件拉断后颈缩处的截面积 断面收缩率不受试件标距长度的影响,因此能够更可靠的反映材料的塑性。 对必须承受 强烈变形的材料,塑性优良的材料冷压成型的性能好。 3,硬度金属的硬度是材料抵抗局部塑性变形或表面损伤的能力。硬度与强度有一定的关系,一般情况下,硬度较高的材料其强度也较高,所以可以通过测试硬度来估算材料强度。另外,硬度较高的材料耐磨性也较好。 工程中常用的硬度测试方法有以下四种 (1)布氏硬度HB (2)洛氏硬度HRc(3)维氏硬度HV (4)里氏硬度HL 4,冲击韧性指材料在外加冲击载荷作用下断裂时消耗的能量大小的特性。 材料的冲击韧性通常是在摆锤式冲击试验机是测定的,摆锤冲断试样所作的功称为冲击吸收功。以Ak表示,Sn为断口处的截面积,则冲击韧性ak=Ak/Sn。 在承压类特种设备材料的冲击试验中应用较多。 三金属学与热处理的基本知识 1,金属的晶体结构--物质是由原子构成的。根据原子在物质内部的排列方式不同,可将物质分为晶体和非晶体两大类。凡内部原子呈现规则排列的物质称为晶体,凡内部原子呈现不规则排列的物质称为非晶体,所有固态金属都是晶体。 晶体内部原子的排列方式称为晶体结构。常见的晶体结构有:

常用金属材料的特性

它们都是含碳量比较低的优质碳素结构钢。它们不同的主要是两方面,一是含碳量不同;而是机械性能不同。 从化学成分上来看,是含碳量不同,10#钢平均含碳量为万分之10,20#钢平均含碳量为万分之20。 由于含碳量的不同就导致了它们的机械性能的不同。碳素结构钢随着含碳量的增加,强度硬度都相应提高,塑性纫性相应降低。10#、20#属于低碳钢,强度硬度不高,塑性纫性都很好。它们之间比较来说,10#钢的强度和硬度比20#钢要低;10#钢的塑性和纫性比20#钢要好,也是说要软些。 我国钢号表示方法的分类说明 1.碳素结构钢 ①由Q+数字+质量等级符号+脱氧方法符号组成。它的钢号冠以“Q”,代表钢材的屈服点,后面的数字表示屈服点数值,单位是MPa例如Q235表示屈服点(σs)为235 MPa的碳素结构钢。 ②必要时钢号后面可标出表示质量等级和脱氧方法的符号。质量等级符号分别为A、B、C、D。脱氧方法符号:F表示沸腾钢;b表示半镇静钢:Z表示镇静钢;TZ表示特殊镇静钢,镇静钢可不标符号,即Z和TZ都可不标。例如Q235-AF表示A级沸腾钢。 ③专门用途的碳素钢,例如桥梁钢、船用钢等,基本上采用碳素结构钢的表示方法,但在钢号最后附加表示用途的字母。 2.优质碳素结构钢 ①钢号开头的两位数字表示钢的碳含量,以平均碳含量的万分之几表示,例如平均碳含量为0.45%的钢,钢号为“45”,它不是顺序号,所以不能读成45号钢。 ②锰含量较高的优质碳素结构钢,应将锰元素标出,例如50Mn。 ③沸腾钢、半镇静钢及专门用途的优质碳素结构钢应在钢号最后特别标出,例如平均碳含量为0.1%的半镇静钢,其钢号为10b。 3.碳素工具钢 ①钢号冠以“T”,以免与其他钢类相混。 ②钢号中的数字表示碳含量,以平均碳含量的千分之几表示。例如“T8”表示平均碳含量为0.8%。 ③锰含量较高者,在钢号最后标出“Mn”,例如“T8Mn”。 ④高级优质碳素工具钢的磷、硫含量,比一般优质碳素工具钢低,在钢号最后加注字母“A”,以示区别,例如“T8MnA”。 4.易切削钢 ①钢号冠以“Y”,以区别于优质碳素结构钢。 ②字母“Y”后的数字表示碳含量,以平均碳含量的万分之几表示,例如平均碳含量为0.3%的易切削钢,其钢号为“Y30”。 ③锰含量较高者,亦在钢号后标出“Mn”,例如“Y40Mn”。 5.合金结构钢 ①钢号开头的两位数字表示钢的碳含量,以平均碳含量的万分之几表示,如40Cr。 ②钢中主要合金元素,除个别微合金元素外,一般以百分之几表示。当平均合金含量<1.5%时,钢号中一般只标出元素符号,而不标明含量,但在特殊情况下易致混淆者,在元素符号后亦可标以数字“1”,例如钢号“12CrMoV”和“12Cr1MoV”,前者铬含量为0.4-0.6%,后者为0.9-1.2%,其余成分全部相同。当合金元素平均含量≥1.5%、≥2.5%、≥3.5%……时,在元素符号后面应标明含量,可相应表示为2、3、4……等。例如18Cr2Ni4WA。 ③钢中的钒V、钛Ti、铝AL、硼B、稀土RE等合金元素,均属微合金元素,虽然含量很低,仍应在钢号中标出。例如20MnVB钢中。钒为0.07-0.12%,硼为0.001-0.005%。 ④高级优质钢应在钢号最后加“A”,以区别于一般优质钢。 ⑤专门用途的合金结构钢,钢号冠以(或后缀)代表该钢种用途的符号。例如,铆螺专用的30CrMnSi钢,

金属材料的分类

金属材料的分类 金属是具有光泽、有良好的导电性、导热性与机械性能,并具有正的温度电阻系数的物质。金属,是个大家庭,现在世界上有86种金属。 一、通常人们把金属分成两大类,黑色金属和有色金属 (一)、黑色金属 黑色金属和有色金属这名字,常常使人误会,以为黑色金属一定是黑的,其实不然。黑色金属只有三种:铁、锰与铬。而它们三个都不是黑色的!纯铁是银白色的;锰是银白色的;铬是灰白色的。因为铁的表面常常生锈,盖着一层黑色的四氧化三铁与棕褐色的三氧化二铁的混合物,看去就是黑色的。怪不得人们称之为“黑色金属”。常说的“黑色冶金工业”,主要是指钢铁工业。因为最常见的合金钢是锰钢与铬钢,这样,人们把锰与铬也算成是“黑色金属”了。 除了铁、锰、铬以外,其他的金属,都算是有色金属。 (二)、什么是有色金属? 109个化学元素中的64个是这个家族的成员。其中人们比较熟知的有铜、铝、铅、锌、金、银等。目前,我国有色金属的产量已经超过美国,连续3年居世界第一,而对有色金属的需求量也是世界之冠。 (三)、有色金属的分类 (1)有色纯金属分为重金属、轻金属、贵金属、半金属和稀有金属五类。 (2)有色合金按合金系统分:重有色金属合金、轻有色金属合金、贵金属合金、 稀有金属合金等;按合金用途则可分:变形(压力加工用合金)、铸造合 金、轴承合金、印刷合金、硬质合金、焊料、中间合金、金属粉未等。 (3)有色材按化学成份分类:铜和铜合金材、铝和铝合金材、铅和铅合金材、镍和镍合金 材、钛和钛合金材。按形状分类时,可分为:板、条、带、箔、管、棒、线、型等品种。 (四)、在有色金属中,还有各种各样的分类方法 1.按照比重来分,铝、镁、锂、钠、钾等的比重小于5,叫做“轻金属”(密度小(0.53~4.5g/cm3),化学性质活泼,如铝、镁等. ) 2.而铜、锌、镍、汞、锡、铅等的比重大于5,叫做“重金属”。(一般密度在4.5g/cm3以上,如铜、铅、锌等;) 3.象金、银、铂、锇、铱等比较贵,叫做“贵金属”, 4.镭、铀、钍、钋等具有放射性,叫做“放射性金属”, 5.还有像铌、钽、锆、镥、金、镭、铪、钨、钼、锗、锂、镧、铀等因为地壳中含量较少,或者比较分散,人们又称之为“稀有金属”。

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