常用金屬材料的知識(shí)

1、常用金屬材料的知識(shí)第1頁，共40頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)3分，星期三第2頁，共40頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)3分，星期三常用金屬分類 通常人們根據(jù)金屬的顏色和性質(zhì)等特征，將金屬分成兩大類:黑色金屬和有色金屬。 黑色金屬主要指鐵、錳、鉻及其合金，如鋼、生鐵、鐵合金、鑄鐵等。黑色金屬以外的金屬稱為有色金屬。第3頁，共40頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)3分，星期三常用金屬分類 黑色金屬和有色金屬這名字，常常使人誤會(huì)，以為黑色金屬一定是黑的，其實(shí)不然。 黑色金屬只有三種：鐵、錳、鉻。而它們?nèi)齻€(gè)都不是黑色的！純鐵是銀白色的；錳是銀白色的；鉻是灰白色的。 因?yàn)殍F的表面常常生銹，蓋著一層黑色

2、的四氧化三鐵與棕褐色的三氧化二鐵的混合物，看去就是黑色的。所以人們稱之為“黑色金屬”。第4頁，共40頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)3分，星期三常用金屬分類 在有色金屬中，還有各種各樣的分類方法。 比如，按照比重來分，鋁、鎂、鋰、鈉、鉀等的比重小于4.5，叫做“輕金屬”，而銅、鋅、鎳、汞、錫、鉛等的比重大于4.5，叫做“重金屬”。 像金、銀、鉑、鋨、銥等比較貴，叫做“貴金屬”，鐳、鈾、釷、釙等具有放射性，叫做“放射性金屬”，還有像鈮、鉭、鋯、镥、金、鐳、鉿、鈾等因?yàn)榈貧ぶ泻枯^少，或者比較分散，人們又稱之為“稀有金屬”。第5頁，共40頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)3分，星期三常用金屬金屬性能

3、 金屬的性能主要分為：工藝性能和使用性能。 工藝性能包括鑄造、鍛壓、焊接、熱處理和切削性能等第6頁，共40頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)3分，星期三常用金屬金屬的使用性能 使用性能是指金屬零件在使用條件下金屬材料表現(xiàn)出來的性能。金屬材料的使用性能決定了它的使用范圍。物理性能 使用性能力學(xué)性能化學(xué)性能（強(qiáng)度、硬度）（耐腐蝕性、抗氧化性、化學(xué)穩(wěn)定性）第7頁，共40頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)3分，星期三常用金屬金屬的的物理性質(zhì) 大部分銀白色（銅是紫紅色，金是黃色） 常溫下一般是固體（汞是液體） 有金屬光澤 密度 硬度 能導(dǎo)熱、導(dǎo)電 有延展性 熔點(diǎn)、沸點(diǎn)第8頁，共40頁，2022年，5月20日

4、，6點(diǎn)3分，星期三常用金屬一些金屬的的物理性質(zhì)物理性質(zhì)物理性質(zhì)比較導(dǎo)電性(以銀的導(dǎo)電性為100作標(biāo)準(zhǔn)) 銀銅金鋁鋅鐵鉛優(yōu)) 100 99 74 61 27 17 7.9 (良密度/(gcm-3) 金 鉛 銀 銅 鐵 鋅 鋁大) 19.3 11.3 10.5 8.92 7.86 7.14 2.7 (小熔點(diǎn)/ 鎢 鐵 銅 金 銀 鋁 錫高) 3410 1535 1083 1064 962 660 232 (低硬度(以金剛石的硬度為10作標(biāo)準(zhǔn)) 鉻 鐵 銀 銅 金 鋁 鉛大) 9 4-5 2.5-4 2.5-3 2.5-3 2-2.9 1.5 (小第9頁，共40頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)3分，

5、星期三熔點(diǎn)最低的金屬是_地殼中含量最多的金屬元素是_ 鋁汞金屬之最熔點(diǎn)最高的金屬是_人體中含量最多的金屬元素是_目前世界年產(chǎn)量最高的金屬是_導(dǎo)電性最好的金屬是_延性最好的金屬是_展性最好的金屬是_鈣銀鐵鉑 鎢金常用金屬金屬之最第10頁，共40頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)3分，星期三常用金屬一些金屬的的物理性質(zhì)鉑的延性好，可以抽成直徑僅有1/5000的細(xì)絲；金的展性好，可以壓成厚度只有1/10000的薄片；鎢的熔點(diǎn)高，可以做燈絲；銀的導(dǎo)電性好，廣泛用于電子制造業(yè)（如電腦的印刷電路）。 第11頁，共40頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)3分，星期三常用金屬我司常用的金屬材料1、鋼（含碳量2%以下

6、）2、鑄鐵（含碳量2%以上，工業(yè)鑄鐵2%-4%）3、鋁及鋁合金4、銅及銅合金第12頁，共40頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)3分，星期三常用金屬碳鋼分類碳鋼常用的分類方法有三種：1.按碳含量進(jìn)行分類:可分為低碳鋼(0.25%C)、中碳鋼(0.25-0.55%C)、高碳鋼(0.55%C)。2. 按其用途進(jìn)行分類:可分為結(jié)構(gòu)鋼和工具鋼兩大類，前者用來制造各種金屬構(gòu)件和機(jī)械零件，后者用來制造各種刀具、模具和量具。3. 按其質(zhì)量等級(jí)分類:可分為普通碳素鋼、優(yōu)質(zhì)碳素鋼和高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素鋼。第13頁，共40頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)3分，星期三常用金屬常存雜質(zhì)元素對(duì)碳鋼性能的影響1、錳的影響改善鋼的質(zhì)量

7、； 提高鋼的強(qiáng)度和硬度； 減輕硫的危害； 是有益元素，一般WMn0.25%0.80%。2、硅的影響 消除FeO對(duì)鋼的不良影響； 產(chǎn)生固溶強(qiáng)化； 是鋼中有益元素，一般Wsi0.4%。第14頁，共40頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)3分，星期三常用金屬常存雜質(zhì)元素對(duì)碳鋼性能的影響3、磷的影響使鋼的強(qiáng)度、硬度增加，但塑性和韌性顯著降低；使鋼低溫時(shí)脆性嚴(yán)重（冷脆）；是有害元素，應(yīng)嚴(yán)格控制磷含量。4、硫的影響與鐵形成化合物FeS，使鋼變脆（熱脆）；是鋼中有害元素，應(yīng)嚴(yán)格控制硫含量。第15頁，共40頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)3分，星期三 碳素結(jié)構(gòu)鋼產(chǎn)量大，成本低，具有一定的力學(xué)性能，一般在熱軋狀態(tài)下

8、供應(yīng)，適用于一般結(jié)構(gòu)和工程用熱軋鋼板、鋼帶、型鋼、棒材等，可供焊接、鉚接和栓接構(gòu)件之用，廣泛應(yīng)用于橋梁、船舶、建筑工程中制作各種靜負(fù)荷的金屬構(gòu)件，不需熱處理的一般機(jī)械零件和普通焊接件。 碳素結(jié)構(gòu)鋼分為：普通碳素結(jié)構(gòu)鋼和優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。 普通碳素結(jié)構(gòu)鋼我們常用的是Q235； 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼我們常用的是10#、35#、45#、65Mn鋼。 常用金屬鋼-碳素結(jié)構(gòu)鋼第16頁，共40頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)3分，星期三Q235 Q235是我們最常見的碳素結(jié)構(gòu)鋼，應(yīng)用于金屬結(jié)構(gòu)構(gòu)件，心部強(qiáng)度要求不高的滲碳或碳氮共滲零件、吊鉤、拉桿、套圈、汽缸、齒輪、螺栓、連桿及焊接件。之前也稱作A3鋼。 Q235

9、分為四個(gè)等級(jí)，A、B、C、D，代表不同的沖擊溫度。Q235A不做沖擊；Q235B級(jí)，20常溫沖擊；Q235C級(jí)，0 沖擊；Q235D級(jí)，-20 沖擊。A、B、C、D硫含量依次遞減；A和B磷含量相同，C、D磷含量依次遞減。 Q235屈服強(qiáng)度235MPa，抗拉強(qiáng)度375-460MPa。常用金屬鋼-碳素結(jié)構(gòu)鋼第17頁，共40頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)3分，星期三45鋼 45鋼廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造，含碳量0.42%-0.50%強(qiáng)度較高，塑性和韌性尚好用于制作承受載荷較大的小截面調(diào)質(zhì)件和應(yīng)力較小的大型正火零件。制造齒輪、齒條、軸、鍵、銷等。焊接性差。65Mn 強(qiáng)度高、淬透性較大，耐磨，是一種彈簧鋼。

10、適宜制造較大尺寸的各種扁、圓彈簧、發(fā)條，以及常受摩擦的農(nóng)機(jī)件，如犁、切刀等。常用金屬鋼-碳素結(jié)構(gòu)鋼第18頁，共40頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)3分，星期三鑄鐵的定義 指C%2.11%并含有Si、Mn、P、S等元素的鐵碳合金。 常用金屬鑄鐵性能特點(diǎn)良好的鑄造性、切削加工性及減震性生產(chǎn)工藝簡單、造價(jià)低廉強(qiáng)度低，塑性、韌性差應(yīng)用范圍應(yīng)用廣泛，如：機(jī)床床身、內(nèi)燃機(jī)的汽缸體、缸套、活塞環(huán)及軸瓦、曲軸等第19頁，共40頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)3分，星期三常用金屬鑄鐵鑄鐵的性能特點(diǎn) 力學(xué)性能低。由于石墨相當(dāng)于鋼基體中的裂紋或空洞，破壞了基體的連續(xù)性，且易導(dǎo)致應(yīng)力集中。 耐磨性能好。由于石墨本身有

11、潤滑作用。 消振性能好。由于石墨可以吸收振動(dòng)能量。 鑄造性能好。由于鑄鐵硅含量高, 成分接近于共晶. 切削性能好。由于石墨使車屑容易脆斷，不粘刀。灰鑄鐵牌號(hào)HT100、HT150、HT200、HT350灰鑄鐵代號(hào)最低抗拉強(qiáng)度值HT 第20頁，共40頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)3分，星期三常用金屬合金定義： 在一種金屬中加熱熔合其他金屬或非金屬而形成的具有金屬特性的物質(zhì)。合金與金屬性質(zhì)比較合金顏色更鮮艷合金的硬度一般比各成分金屬的硬度大多數(shù)合金的熔點(diǎn)低于組成它的成分金屬合金的抗腐蝕能力一般強(qiáng)于組成它的成分金屬第21頁，共40頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)3分，星期三常用金屬硬質(zhì)合金刀具與高

12、速鋼刀具 使用較多的刀具材料可分：硬質(zhì)合金刀具與高速鋼刀具二大類。 硬質(zhì)合金刀具根據(jù)其切削不同材料又分三種牌號(hào)YT(又稱鎢鈷鈦類)、YG(又稱鎢鈷類)、YW(又稱萬能刀片)。 YT牌號(hào)合金刀片適宜切削各種剛件、銅。但不能切削不銹鋼、鋁、鋁合金，也不宜切削鑄鐵。 YT牌號(hào)合金刀片常用型號(hào)有YT5、YT10、YT15、YT30。 YT30刀片在這四種型號(hào)刀片中硬度最高適宜切削硬度較高工件，以保證刀具耐磨性和工件尺寸精度，但只能適合半精加工和精加工。 YT5和YT10牌號(hào)刀片在前邊四種刀片中硬度較低，適宜粗加工切削和斷續(xù)切削加工。YT15刀片硬度適中，適宜粗加工、半精加工和精加工，這種刀片在我廠使用

13、最多。第22頁，共40頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)3分，星期三常用金屬硬質(zhì)合金刀具與高速鋼刀具 G牌號(hào)合金刀片，常用型號(hào)有YG6、YG8、YG3、YG3X四種。 YG3、YG3X在這4種型號(hào)刀片中硬度最高，適宜切削硬度較高鑄鐵、不銹鋼，尤其切學(xué)不銹鋼效果更佳。 YG、YG8型號(hào)刀片適宜切學(xué)鑄鐵、球墨鑄鐵，在我廠使用最多。 YW牌號(hào)刀片常用型號(hào)有YW1、YW2、YW3三種，通常又稱萬能刀片。既能切削鋼件，又能切削鑄件，且硬度較高，可以切削白口鑄鐵，但一般只適宜精加工和半精加工切削。第23頁，共40頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)3分，星期三常用金屬硬質(zhì)合金刀具與高速鋼刀具 高速鋼刀具：高速鋼

14、牌號(hào)常用有W18cr4V，W9W6幾種，其中W18-W9我廠使用較多。 高速鋼最大優(yōu)點(diǎn)是可以制造各種形狀刀具，例：滾刀麻花鉆等形狀復(fù)雜刀具，且刀具鋒利切削性好。但與硬質(zhì)合金刀具比較，硬度低切削時(shí)紅硬性差，耐磨性差，不宜高速切削，高速鋼切削速度最高不能超過30/min，一般鉆頭鉆削時(shí)有冷卻液條件下也只能控制在1815m/min以內(nèi)，才能保證刀具正常使用。超越這個(gè)范圍刀具急劇磨損，使用壽命降低第24頁，共40頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)3分，星期三常用金屬有色金屬及其合金第25頁，共40頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)3分，星期三純鋁 純鋁的主要特點(diǎn)是比重小，約為鐵的13；導(dǎo)電、導(dǎo)熱性較好，僅

15、次于銀、銅和金；塑性好，能通過冷、熱變形制成各種型材；抗大氣腐蝕性好。鋁的強(qiáng)度低，經(jīng)加工硬化后強(qiáng)度可提高，但塑 性下降。 工業(yè)純鋁常含有鐵、硅等雜質(zhì)，含雜質(zhì)的數(shù)量越高其導(dǎo)電、導(dǎo)熱及抗大氣腐蝕性越低。 工業(yè)純鋁主要用來制造電線、散熱器等要求耐燭而強(qiáng)度要求不高的零件以及生活用具等。常用金屬鋁及鋁合金第26頁，共40頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)3分，星期三 一般分為加工鋁材和鑄造鋁材。加工鋁材牌號(hào)如下表分類。組別牌號(hào)系列純鋁（鋁含量不小于99.00%）1xxx以銅為主要合金元素的鋁合金2xxx以錳為主要合金元素的鋁合金3xxx以硅為主要合金元素的鋁合金4xxx以鎂為主要合金元素的的鋁合金5xxx

16、以鎂和硅為主要合金元素并以Mg2Si相位強(qiáng)化相的鋁合金6xxx以鋅為主要合金元素的鋁合金7xxx以其他合金元素為主要合金元素的鋁合金8xxx備用合金組9xxx常用金屬鋁及鋁合金第27頁，共40頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)3分，星期三6061/6063 6061可制作中等強(qiáng)度、在+50-70范圍內(nèi)工作并要求在潮濕和海水介質(zhì)中具有合格耐蝕性能的零件。 6063可用作對(duì)強(qiáng)度要求不高、耐蝕性能好、有美觀裝飾表面、在+50-70工作的零件，民用中廣泛用作門框、窗框、家具等。合金經(jīng)特殊機(jī)械熱處理后，具有較高強(qiáng)度和高的導(dǎo)電性能，在電氣工業(yè)方面等到應(yīng)用。 6063和6061共同特點(diǎn)是中等強(qiáng)度、焊接性能優(yōu)良

17、，耐蝕性及冷加工性好，是使用范圍廣，很有前景的合金。常用金屬鋁及鋁合金第28頁，共40頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)3分，星期三常用金屬銅及其合金銅及其合金性能特點(diǎn)： 優(yōu)異的物理化學(xué)性能 良好的加工性能 某些特殊的力學(xué)性能 色澤美觀 第29頁，共40頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)3分，星期三 紫銅 紫銅 因呈紫紅色而得名。它不一定是純銅，有時(shí)還加入少量脫氧元素或其他元素以改善材質(zhì)和性能,因此也歸入銅合金。 中國紫銅加工材按成分可分為：普通紫銅(T1、T2、T3、T4)、無氧銅（TU1、TU2和高純、真空無氧銅）、脫氧銅（TUP、TUMn）、添加少量合金元素的特種銅（砷銅、碲銅、銀銅）四類。

18、 紫銅的電導(dǎo)率和熱導(dǎo)率僅次于銀，廣泛用于制作導(dǎo)電、導(dǎo)熱器材。紫銅在大氣、海水和某些非氧化性酸（鹽酸、稀硫酸）、堿、鹽溶液及多種有機(jī)酸（醋酸、檸檬酸）中有良好的耐蝕性，用于化學(xué)工業(yè)。另外，紫銅有良好的焊接性，可經(jīng)冷、熱塑性加工制成各種半成品和成品。20世紀(jì)70年代，紫銅的產(chǎn)量超過了其他各類銅合金的總產(chǎn)量。 紫銅是比較純凈的一種銅，一般可近似認(rèn)為是純銅，導(dǎo)電性、塑性都較好，但強(qiáng)度、硬度較差一些。常用金屬銅及其合金第30頁，共40頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)3分，星期三普通黃銅 普通黃銅是指銅與鋅的二元合金。普通黃銅含鋅量在0一50范圍內(nèi)，含鋅量再高，則性能很脆而不宜使用。普通黃銅具有良好力學(xué)性

19、能，易加工成形，并且對(duì)大氣、海水具有相當(dāng)好的抗蝕能力。 另外它還具有價(jià)格低廉、色澤美觀等優(yōu)點(diǎn)。 普通黃銅分為單相普通黃銅和雙相普通黃銅。 編號(hào)：H銅的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)；H80、H70常用金屬銅及其合金第31頁，共40頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)3分，星期三常用金屬銅及其合金青銅 青銅按照生產(chǎn)方法的不同分為壓力加工青銅和鑄造青銅二類。 青銅牌號(hào)的表示方法：代號(hào)“Q”+主加元素符號(hào)+主加元素含量百分?jǐn)?shù)(如后邊還有幾組數(shù)字，則為其它元素含量百分?jǐn)?shù))。如屬鑄造青銅，再加上“Z”字。 QSn4-3 常見青銅種類： 錫青銅、 鋁青銅 、鈹青銅 第32頁，共40頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)3分，星期三第3

20、3頁，共40頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)3分，星期三常用金屬有色金屬及其合金以下內(nèi)容，僅為討論、學(xué)習(xí)，不作為培訓(xùn)內(nèi)容。第34頁，共40頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)3分，星期三21世紀(jì)金屬-鈦 鈦和鈦合金被認(rèn)為是21世紀(jì)的重要材料，它具有很多優(yōu)良的性能，如熔點(diǎn)高、密度小、可塑性好、易于加工、機(jī)械性能好等。尤其是抗腐蝕性能非常好，即使把它們放在海水中數(shù)年，取出后仍光亮如新，其抗腐蝕性能遠(yuǎn)優(yōu)于不銹鋼，因此被廣泛用于火箭、導(dǎo)彈、航天飛機(jī)船舶、化工和通訊設(shè)備等鈦金屬腕表 鈦合金與人體有很好的“相容性”，因此可用來制造人造骨 第35頁，共40頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)3分，星期三用鈦-鎳形狀記憶合金制成的人造衛(wèi)星天線 形狀記憶合金是具有形狀記憶效應(yīng)的合金，被廣泛用于做人造衛(wèi)星和宇宙飛船的天線，水暖系統(tǒng)、防火門和電路斷電的自動(dòng)控制開關(guān)，以及牙齒矯正等醫(yī)療材料。第36頁，共40頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)3分，星期三 記憶金屬（memory metal）。它主要是鎳鈦合金材料。例如，一根螺旋狀高溫合金，經(jīng)過高溫退火后，它的形狀處于螺旋狀態(tài)。在室溫下，即使用很大力氣把它強(qiáng)行拉直，但只要把它加熱到一定的“變態(tài)溫度”時(shí)，這根合金仿佛記起了什么似的，立即恢復(fù)到它原來的螺旋形態(tài)。這是怎么回事？難道合金也具有人類那樣的記憶力？ 原來不是那么回事！這只是