2常用的五金材料

第二章 常用的五金材料 P19第1節(jié) 鋼鐵材料的應(yīng)用鋼鐵是應(yīng)用最廣的金屬材料，它們都屬于鐵碳合金，區(qū)別在于含碳的多少。理論上，含碳量在2.6以下為鋼,以上鐵.實(shí)際上,鋼的含碳量一般在1.4以下,鐵的含碳量則在2.54.0之間.1 鋼的分類和應(yīng)用（具體分類見附頁(yè)1）鋼的種類繁多,但可以概括的分為碳素鋼和合金鋼兩大類： 普通碳素鋼碳素鋼 優(yōu)質(zhì)碳素鋼 碳素工具鋼合金結(jié)構(gòu)鋼合金鋼 合金工具鋼特殊性能合金鋼1-1 碳素鋼根據(jù)含碳量的多少,把碳素鋼分為:低碳鋼（0.25，中碳鋼（0.250.6C）,以及高碳鋼（0.61.4C）。國(guó)家牌號(hào)則按質(zhì)量和用圖，把碳素鋼分為：a 普通碳素鋼：平均含碳量為0.10.6,含磷量0.04,含硫量0.055.普通碳素結(jié)構(gòu)鋼是屬于工程結(jié)構(gòu)鋼,由于價(jià)格低廉,所以也常用于制造要求不高的機(jī)器零件,如螺釘,螺栓,螺母,墊圈以及手柄,小軸等b 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼在冶煉過程中，要進(jìn)行適當(dāng)?shù)木珶?，不僅含碳量準(zhǔn)確，而且去除磷、硫等雜質(zhì)較凈。（0.04P,0.04S）。這類鋼的塑性較普通碳素結(jié)構(gòu)鋼高，在淬火、焊接、鍛造和冷變形的過程中不易開裂，應(yīng)用于較為重要的機(jī)器零件。如導(dǎo)套、擋塊、摩擦片、齒輪、絲桿、連桿和各類軸類零件、彈簧、等。c 碳素工具鋼平均含碳量為0.11.3，屬于高碳鋼，具有較高的硬度和耐磨性。與結(jié)構(gòu)鋼相比，這類鋼的質(zhì)量較高，要求磷、硫等雜質(zhì)的含量特別低，是經(jīng)過精煉的優(yōu)質(zhì)鋼。具有較高的硬度和耐磨性，主要用于制造刀具、量具和 磨具，也用于制造耐磨零件。1-2 合金鋼在碳素鋼的基礎(chǔ)上，再含有一些Cr、Ni、Mo、W、V、Ti、B等元素，或者含有較多的Si、Mn元素就成為合金鋼。根據(jù)合金元素含量的多少，把合金鋼分為：低合金鋼2.5中合金鋼（2.3）以及高合金鋼（10）。按用途把合金鋼分為三類。a 合金結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼有普通低合金結(jié)構(gòu)鋼和機(jī)器結(jié)構(gòu)鋼。前者廣泛用于船舶、車輛、油管等金屬結(jié)構(gòu)。后者用于制造活塞銷、連桿螺栓、變速齒輪和精密鏜桿等零件.b 合金工具鋼這類鋼進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚碇?能獲得很高的硬度和耐磨性,是制造刀具、量具和模具的鋼材.如壓鑄模具鋼、鍛造模具鋼、冷沖模具鋼及板牙、絲錐、鉸刀、車刀、麻花鉆等.c 特殊性能合金鋼具有特殊的物理化學(xué)性能,如耐磨、耐熱、抗氧、抗磁、導(dǎo)磁等.屬于特殊性能合金鋼.常見的有不銹鋼、耐熱鋼、耐磨鋼和導(dǎo)磁鋼等。2 鋼的熱處理鋼的熱處理是在固態(tài)下進(jìn)行的。把工件加熱到一定溫度進(jìn)行必要的保溫，然后以適當(dāng)?shù)睦鋮s速度降溫，這樣的工藝過程稱為熱處理。2-1 鋼的退火和正火a 退火退伙的工藝特點(diǎn)是將工件加熱保溫后隨爐冷卻。退火的目的是：提高鋼的塑性，便于成型加工；降低鋼的硬度，便于切削加工；細(xì)化晶粒，均勻組織，改善鋼的機(jī)械性能；消除工件加熱后的內(nèi)應(yīng)力。根據(jù)不同的工件和退火目的，應(yīng)用不同的退火方法，常用的退火方法右完全退火、球化退火、去應(yīng)力退火。b 正火正火是把工件加熱到Ac3火Accm以上3050。經(jīng)適當(dāng)?shù)谋睾?，出爐在空氣中了冷卻。正火比退火的生產(chǎn)周期短，耗熱量少，而且空冷操作簡(jiǎn)便，不占用加熱爐，因此，正火的應(yīng)用較廣。正火的主要目的有：提高機(jī)械性、改善切削性能、位淬火作織2-2 鋼的淬火和回火a 淬火 淬火的工藝特點(diǎn)是降工件加熱、保溫后進(jìn)行快速冷卻。淬火的主要目的是提高鋼的硬度 ，增加工件的耐磨性。 冷卻速度是淬火的關(guān)鍵。如果冷卻速度不夠快，則奧氏體會(huì)發(fā)生分解而得不到馬氏體；但如果冷卻速度太快，對(duì)于某些鋼材和工件又容易淬裂。一種正好能獲得全部馬氏體所必須的最低的冷卻速度，稱位臨界冷卻速度。 淬火的臨界冷卻速度隨鋼材不同而異。合金鋼的臨界冷卻速度低，可以在油中淬火以防淬裂；中、高碳鋼的臨界冷卻速度高，須在水中淬火；低碳鋼的臨界冷卻速度太高，一般無法淬硬。b 回火 把馬氏體組織的淬火鋼重新加熱到Ac1以下一定的溫度，經(jīng)適當(dāng)?shù)谋睾罄鋮s，這種處理過程稱為回火。 回火的目的是：降低淬火鋼的脆性和內(nèi)應(yīng)力；調(diào)整和穩(wěn)定淬火鋼的結(jié)晶組織，以獲得不同要求的機(jī)械性能。因此，工件淬火后，都要及時(shí)進(jìn)行回火。要獲得預(yù)計(jì)的性能，回火的溫度是關(guān)鍵?；鼗鸬姆诸惾缦拢?低溫回火常用于各類高碳鋼的刀具、模具、量具、滾動(dòng)軸承等。 中溫回火常用于各類彈簧以及強(qiáng)度要求較高的零件，如刀桿、軸套等。 高溫回火常用于受力情況復(fù)雜的重要零件，如各種軸類、齒輪、連桿等。淬火后高溫回火的熱處理亦稱為調(diào)質(zhì)處理。2-3 鋼的表面熱處理 以上所述的普通熱處理方法，對(duì)于鋼的硬度與韌性往往不能同時(shí)提高。但是，有些零件既要求具有耐磨的高硬度，同時(shí)又要求具有抗沖擊的高韌性，例如變速齒輪、離合器零件、活塞銷等。這就必須應(yīng)用表面熱處理方法來解決。表面熱處理方法有表面淬火和化學(xué)熱處理。化學(xué)熱處理有滲碳、氮化、碳氮共滲等。第2節(jié) 鋼的分級(jí)、代號(hào)、編碼1 鋼的分級(jí)、代號(hào)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布權(quán)限、適應(yīng)范圍的不同，鋼材標(biāo)準(zhǔn)主要分四級(jí)：1-1 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)由國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局發(fā)布，對(duì)全國(guó)經(jīng)濟(jì)、技術(shù)發(fā)展有重大意義，必須在全國(guó)范圍內(nèi)統(tǒng)一使用的標(biāo)準(zhǔn)。代號(hào)為“GB”，編號(hào)由順序號(hào)和年號(hào)組成。如 ：GB 700 88 （碳素結(jié)構(gòu)鋼）國(guó)標(biāo) 順序號(hào) 年代號(hào)在GB后帶“T”的為推薦性標(biāo)準(zhǔn)，如GB、T1379192冷拉異型鋼；在標(biāo)準(zhǔn)后帶“”的為強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，如GB122092不銹鋼。1-2部標(biāo)準(zhǔn)（專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)） 是指國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中暫時(shí)未包括的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和其他技術(shù)規(guī)定，或者只適用于本專業(yè)范 圍內(nèi)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，由中央各部批準(zhǔn)頒發(fā)。 各部的標(biāo)準(zhǔn)有規(guī)定的代號(hào)，如：J B第一機(jī)械工業(yè)部部標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)。SY石油工業(yè)部部標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)。YB冶金工業(yè)部部標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)。 YB 3301 92 （焊接H型鋼）冶金工業(yè)部部標(biāo)準(zhǔn)代號(hào) 順序號(hào) 年代號(hào) 1-3 企業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 由企(事)業(yè)單位或其上級(jí)批準(zhǔn)發(fā)布的適用于企(事)業(yè)單位的標(biāo)準(zhǔn)。鋼鐵產(chǎn)品的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，主要是原材料、燃料、半成品、備品的標(biāo)準(zhǔn)。一些因暫時(shí)沒有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。主要是專用產(chǎn)品和新產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)。1-4 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)由國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化委員頒發(fā)的，供全世界使用的標(biāo)準(zhǔn)、代號(hào)為ISO。如ISO 630 88 （結(jié)構(gòu)鋼）國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) 順序號(hào)年代號(hào)2 鋼的編號(hào)（JIS金屬材料符號(hào)表示方法見附頁(yè)2）鋼是根據(jù)它屈服強(qiáng)度值、質(zhì)量等級(jí)的相關(guān)系數(shù)進(jìn)行編號(hào)的2-1 碳素結(jié)構(gòu)鋼（GB70088）碳素結(jié)構(gòu)鋼的屈服點(diǎn)按大小分Q195、Q215、Q235、Q255、Q275五個(gè)等級(jí)及A、B、C、D四個(gè)質(zhì)量等級(jí)。例如：Q 195 A 表示屈服強(qiáng)度。 表示屈服強(qiáng)度值（Mpa）s。 表示質(zhì)量等級(jí)。2-2 低合金高強(qiáng)度機(jī)構(gòu)鋼（GB159188） 低合金高強(qiáng)度機(jī)構(gòu)鋼按屈服點(diǎn)的大小分為Q295、Q345、Q390、Q420、Q460五個(gè)質(zhì)量等級(jí)例如： Q 390 B2-3 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼（GB69988） 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼根據(jù)含碳（C）量不同可分為低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼。其中08、10、15鋼可澆鑄成半鎮(zhèn)靜鋼，其余為鎮(zhèn)靜鋼。例如：08 F 含碳量（百分之幾） 沸騰鋼45號(hào)鋼表示含C量為 45的鋼。2-4 合金結(jié)構(gòu)鋼（GB3077-88） G根據(jù)化學(xué)成分（主要是含C量）、使用時(shí)熱處理工藝和用途不同大致可分為滲C、調(diào)質(zhì)鋼、氮化鋼三類。例如： 30 Mn2 MoW 是表示含C量為百分之三十 是表示含Mn為百分之二十 是表示Mo、W含量小于千分之1.5(含量小于千分之1.5不標(biāo)示)2-5 滾動(dòng)軸承鋼例如 G Gr9 滾動(dòng)軸承鋼 Gr含量（千分之9）2-6 碳素工具鋼（GB1296-86）例如 T 8 碳素工具鋼 含C量（千分之幾）2-7 合金工具鋼例如 9 Gr2 含C量（千分之幾）2-8高速工具鋼（GB9943-88） 簡(jiǎn)稱高工鋼或高速鋼。俗稱風(fēng)鋼或鋒鋼例如 W18 Gr4 V 含W量（百分之幾） 含Gr量（百分之幾） 含V量（百分之1Z左右）2-9不銹鋼（GB1220-92）例如 1 Gr18 Ni9 含C量（千分之幾） 含Gr量（百分之幾） 含Ni量（百分之1Z左右）附頁(yè)1 鋼的分類： 酸性平爐鋼（造渣材料呈酸性，除S較好） 平爐鋼 堿性平爐鋼（造渣材料呈堿性，除P較好） 按爐別分 酸性轉(zhuǎn)爐鋼 底吹轉(zhuǎn)爐鋼（底部吹氧） 轉(zhuǎn)爐鋼 及 側(cè)吹轉(zhuǎn)爐鋼（側(cè)面吹氧）1按冶煉方法分 堿性轉(zhuǎn)爐鋼 頂吹轉(zhuǎn)爐鋼（頂部吹氧） 電爐鋼（用電弧加熱熔煉） 沸騰鋼 半鎮(zhèn)靜鋼 按脫氧程度和澆注制度分 鎮(zhèn)靜鋼 特殊鎮(zhèn)靜鋼 工業(yè)純鐵（C0.04%） 碳素鋼 低碳鋼 （C0.25%） 中碳鋼 （C0.25-0.6%） 高碳鋼 （C0.6%） 2 按化學(xué)成份分 低合金鋼（合金元素總量5%） 合金鋼 中合金鋼（合金元素總量5%-10%） 高合金鋼（合金元素總量10%） 三元合金鋼 或 四元合金鋼多元合金鋼 普通鋼（P0.045%，S0.055%或S、P均0.05%）3 按質(zhì)量分 優(yōu)質(zhì)鋼（S、P均0.04%） 高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼（P0.035%，S0.03%） 碳素結(jié)構(gòu)鋼（各類結(jié)構(gòu)鋼產(chǎn)量最大，用途最廣，用于一半結(jié)構(gòu)和工程結(jié)構(gòu)） 普通鋼 低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼（含有Mn、V、Nb、Ti少量合金元素用于工程、一般結(jié)構(gòu)） 特殊用途的普通結(jié)構(gòu)鋼（為適應(yīng)一些行業(yè)特殊要求而具有特殊性能的普通結(jié)構(gòu)鋼，如：橋梁、船體、焊接結(jié)構(gòu)）按綜合因素分 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼（與碳素結(jié)構(gòu)鋼相比S、P含量較低） 合金結(jié)構(gòu)鋼（優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼加入 結(jié)構(gòu)鋼 一種或幾種元素5%而制成） 彈簧鋼（Mn含量較高，另含Si、Cr、V、W、等） 易切結(jié)構(gòu)鋼（含一定數(shù)量易切元素如S、P、Pb） 冷鐓鋼（采用冷鐓工藝生產(chǎn)互換性高的標(biāo)準(zhǔn)件用鋼）碳素結(jié)構(gòu)鋼（基本上是優(yōu)質(zhì)或高級(jí)優(yōu)質(zhì)高 優(yōu)質(zhì)和高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼 碳鋼） 工具鋼 合金工具鋼（在碳工鋼基礎(chǔ)上加入合金元素）高速工具鋼（一種高C高合金鋼，具有較好紅硬性，含W高） 不銹耐酸鋼（能抵抗腐蝕的鋼）特殊性能鋼 耐熱鋼（高溫下有良好化學(xué)穩(wěn)定性和強(qiáng)度） 電工硅鋼（含C0.04%的鐵碳合金 碳素結(jié)構(gòu)鋼 建筑及工程用鋼 低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼 鋼筋鋼 表面硬化結(jié)構(gòu)鋼 調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼 機(jī)械制造用結(jié)構(gòu)鋼 易切結(jié)構(gòu)鋼 彈簧鋼軸承鋼 冷沖壓用鋼按用途分 冷變形結(jié)構(gòu)鋼 冷鐓用剛冷擠壓用剛 刃具鋼 工具鋼 量具鋼 模具鋼 不銹耐酸鋼、耐熱剛、耐磨鋼 特殊性能鋼 低溫用鋼、電工用鋼及電工純鐵 高溫合金、精密合金、耐蝕合金 鍋爐用鋼、橋梁用鋼、船舶用鋼 專業(yè)用鋼 壓力容器用鋼附頁(yè)2 JIS金屬材料符號(hào)表示法符號(hào)由三部份組成：1 前段部分： 表示材料性質(zhì)，由英文字母或羅馬字母或化學(xué)元素表示。第一個(gè)字母“S”表示鋼。 如：SS41、SK3、SKD11。2 中段部分：表示規(guī)格或成品名，由英文或羅馬字母表示。（表1）符號(hào)品名符號(hào)品名H高碳鋼K工具鋼KH高速度鋼KS合金工具鋼（中合金含量）KD合金工具鋼（模鋼）S一般構(gòu)造用輥軋材UH耐熱鋼UJ軸承鋼UM切削鋼UP彈簧鋼US不銹鋼P(yáng)C冷軋鋼P(yáng)H熱軋鋼L低碳鋼M中碳鋼C表一般D一般抽制鋼用E深抽制鋼用表13 后段部分：表示種別（材料之最抵抗拉強(qiáng)度或種別號(hào)碼之?dāng)?shù)字）4 舉例：SKD11： S表示鋼 KD合金工具鋼 11種別號(hào)碼（Gr12MoV） SuM41： S表示鋼 UM切削鋼 41種別號(hào)碼（Y35）第3節(jié) 常用五金材料的識(shí)別方法（表2）為本廠內(nèi)常用五金材料的簡(jiǎn)