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文檔簡介

1、 金屬材料基礎知識 2014-3一.概述:l1.在機械、工程等工業(yè)領域中,采用的金屬材料種類及品種繁多,其分類如下:l二、金屬材料性能:二、金屬材料性能:u為更合理使用金屬材料,充分發(fā)揮其作用,必須掌握各種金屬材料制成的零、構件在正常工作情況下應具備的性能(使用性能)及其在冷熱加工過程中材料應具備的性能(工藝性能)。u材料的使用性能包括物理性能(如比重、熔點、導電性、導熱性、熱膨脹性、磁性等)、化學性能(耐用腐蝕性、抗氧化性),力學性能(機械性能)。材料的工藝性能指材料適應冷、熱加工方法的能力。材 料 的 性 能使用性能工藝性能力學性能物理性能化學性能鑄造性能鍛壓性能熱處理性能焊接性能力學性能

2、力學性能定義定義 : : 是指金屬材料在外力的是指金屬材料在外力的作用下所表現(xiàn)出來的抵抗能力。作用下所表現(xiàn)出來的抵抗能力。 力 學 性 能強度硬度斷裂韌度疲勞塑性韌性 力 學 性 能強度 力 學 性 能塑性強度 力 學 性 能硬度塑性強度 力 學 性 能韌性硬度塑性強度 力 學 性 能斷裂韌度韌性硬度塑性強度 力 學 性 能疲勞斷裂韌度韌性硬度塑性強度 力 學 性 能疲勞斷裂韌度疲勞韌性斷裂韌度疲勞硬度韌性斷裂韌度疲勞塑性硬度韌性斷裂韌度疲勞強度塑性硬度韌性斷裂韌度疲勞強度塑性硬度韌性斷裂韌度疲勞 力 學 性 能強度塑性硬度韌性斷裂韌度疲勞主要指標:主要指標: 力 學 性 能強度塑性硬度韌性斷

3、裂韌度疲勞 強度強度材料在外力作用下,抵抗塑性變形和斷裂的能力。(1) 彈性極限(e)指金屬材料能保持彈性變形的最大應力。e =Fe/S0 (MPa)它表征了材料抵抗彈性變形的能力。(2) 屈服強度(S)指材料在外力作用下,產生屈服現(xiàn)象時的最小應力。S =Fs/S0 (MPa)它表征了材料抵抗微量塑性變形的能力。當材料單位面積上所受的應力es時,材料將產生明顯的塑性變形。條件屈服強度: 0.2=F 0.2/S0 (MPa)屈服強度 是塑性材料選材和評定的依據(jù)。2 . 0s0.2%l0 2 . 0FbkFesl對于低塑性材料或脆性材料: b =Fb/S0 (MPa)(3)抗拉強度(b )抗拉強度

4、是材料在拉斷前承受最大載荷時的應力。 它表征了材料在拉伸條件下所能承受的最大應力??估瓘姸?是脆性材料選材的依據(jù)。物理意義是在于它反映了最大均勻變形的抗力屈服強度與抗拉強度的比值S / b稱為屈強比。屈強比小,工程構件的可靠性高,說明即使外載荷或某些意外因素使金屬變形,也不至于立即斷裂。但若屈強比過小,則材料強度的有效利用率太低。塑性常用 和 作為衡量塑性的指標。伸長率:材料在外力作用下,產生永久變形而不引起破壞的能力。斷面收縮率:%10000lllk%10000ssskF0d0lklFLkd良好的塑性是金屬材料進行塑性加工的必要條件。硬度硬度1.1.定義定義: 是指材料抵抗其它更硬物體壓入其

5、是指材料抵抗其它更硬物體壓入其表面的能力。表面的能力。2.硬度試驗方法:硬度試驗方法:(1)壓入法)壓入法(2)劃痕法)劃痕法(3)回跳法)回跳法壓入法壓入法 布氏硬度布氏硬度HB HB 洛氏硬度洛氏硬度HR HR 維氏硬度維氏硬度HVHV定義:材料抵抗表面局部彈塑性變形的能力。定義:材料抵抗表面局部彈塑性變形的能力。 1) 1)布氏硬度布氏硬度HBHB)(2102. 022dDDDFHB布氏硬度計壓頭為鋼球時壓頭為鋼球時,布氏硬度用符號,布氏硬度用符號HBSHBS表示,適用于布氏硬度值表示,適用于布氏硬度值在在450450以下的材料。以下的材料。壓頭為硬質合金球時壓頭為硬質合金球時,用符號,

6、用符號HBWHBW表示,適用于布氏硬度在表示,適用于布氏硬度在650650以下的材料。以下的材料。l120HBS10/1000/30 表示直徑為10mm的鋼球在1000kgf載荷作用下保持30s測得的布氏硬度值為120。 布氏硬度壓痕表示方法:硬度值+HBS(HBW)+D+F+t布氏硬度的優(yōu)點:布氏硬度的優(yōu)點:測量誤差小,數(shù)據(jù)穩(wěn)定。測量誤差小,數(shù)據(jù)穩(wěn)定。缺點:缺點:壓痕大,不能用于太薄件、成品件及比壓頭還硬的材壓痕大,不能用于太薄件、成品件及比壓頭還硬的材料。料。應用:應用:適于測量適于測量退火、正火、調質鋼退火、正火、調質鋼, , 鑄鐵及有色金屬鑄鐵及有色金屬的硬度。的硬度。材料的材料的 b

7、 b與與HBHB之間的經驗關系:之間的經驗關系: 對于低碳鋼對于低碳鋼: : b b(MPa)(MPa)3.6HB3.6HB 對于高碳鋼:對于高碳鋼: b b(MPa)(MPa)3.4HB3.4HB 對于鑄鐵:對于鑄鐵: b b(MPa)(MPa)1HB1HB或或 b b(MPa)(MPa) 0.6(HB-40) 0.6(HB-40)2) 2) 洛氏硬度洛氏硬度洛氏硬度用符號洛氏硬度用符號HRHR表示,表示,HR=HR=k k-(-(h h1 1- -h h0 0)/0.002)/0.002根據(jù)壓頭類型和主載荷不同,分為九個標根據(jù)壓頭類型和主載荷不同,分為九個標尺,常用的標尺為尺,常用的標尺為

8、A A、B B、C C。 符號符號HRHR前面的數(shù)字為硬度值,前面的數(shù)字為硬度值,后面為使用的標尺。后面為使用的標尺。lHRA用于測量高硬度材料, 如硬質合金、表淬層和滲碳層。lHRB用于測量低硬度材料, 如有色金屬和退火、正火鋼等。lHRC用于測量中等硬度材料,如調質鋼、淬火鋼等。l洛氏硬度的優(yōu)點:操作簡便,壓痕小,適用范圍廣。l缺點:測量結果分散度大。鋼球壓頭與金剛石壓頭洛氏硬度壓痕3) 3) 維氏硬度維氏硬度維氏硬度用符號維氏硬度用符號HV表示表示,符號前的數(shù)字符號前的數(shù)字為硬度值,后面的數(shù)字按順序分別表示為硬度值,后面的數(shù)字按順序分別表示載荷值及載荷保持時間。載荷值及載荷保持時間。維氏

9、硬度保留了布氏硬度和維氏硬度保留了布氏硬度和 洛氏硬度的洛氏硬度的優(yōu)點優(yōu)點 實踐證明,金屬材料的各種硬度值之間,硬度值與強度值之間具有近似的相應關系。因為硬度值是由起始塑性變形抗力和繼續(xù)塑性變形抗力決定的,材料的強度越高,塑性變形抗力越高,硬度值也就越高。韌性: 材料在沖擊載荷作用下抵抗破壞材料在沖擊載荷作用下抵抗破壞的能力。的能力。1.1.定義:定義: 2. 2.沖擊韌度沖擊韌度a ak k 就是試樣缺口處單位截面積上所消就是試樣缺口處單位截面積上所消耗的沖擊吸收功。耗的沖擊吸收功。 AK a k = (J/cm) S03.3.韌脆轉變溫度韌脆轉變溫度: :-40-20020204060ak

10、T(c)TT,a ak k急劇急劇韌性韌性脆性脆性金屬材料的韌脆轉變溫度金屬材料的韌脆轉變溫度 ,材料的低,材料的低溫沖擊韌性愈好。溫沖擊韌性愈好。常見工程材料的斷裂韌度常見工程材料的斷裂韌度K1C值(值(MNm-3/2) 1、疲勞現(xiàn)象 零件在循環(huán)應力的作用,即使工作時承受的應力低于材料的屈服點或規(guī)定殘余伸長應力,在經受一定的應力循環(huán)后也會發(fā)生突然斷裂,這種現(xiàn)象稱為疲勞。疲勞2、疲勞極限-1: 表示金屬材料在無數(shù)次交變載荷作表示金屬材料在無數(shù)次交變載荷作 用而不破壞的最大應力。用而不破壞的最大應力。鋼材的循環(huán)次數(shù)一般取鋼材的循環(huán)次數(shù)一般取 N = 107有色金屬的循環(huán)次數(shù)一般取有色金屬的循環(huán)次

11、數(shù)一般取 N = 1083、提高疲勞極限途徑、提高疲勞極限途徑改善零件的結構形狀改善零件的結構形狀降低表面粗糙度值降低表面粗糙度值采取表面強化采取表面強化物理性能物理性能u物理性能,不僅對工程材料的選用來說,有著重要的意義;物理性能,不僅對工程材料的選用來說,有著重要的意義;而且也會對材料的加工工藝產生一定的影響。而且也會對材料的加工工藝產生一定的影響。u(一)密度(一)密度u(二)熱學性能(二)熱學性能 熔點;熔點; 熱容;熱容; 熱膨脹;熱膨脹;熱傳導熱傳導u(三)電學性能(三)電學性能 電阻率電阻率; 電阻溫度系數(shù);電阻溫度系數(shù); 介電性介電性u(四)磁學性能(四)磁學性能 磁導率磁導率

12、; 飽和磁化強度飽和磁化強度M Ms s和磁矯頑力和磁矯頑力c c化學性能化學性能 材料在生產、加工和使用時,均會與環(huán)境材料在生產、加工和使用時,均會與環(huán)境介質發(fā)生化學反應,從而使其性能惡化或功介質發(fā)生化學反應,從而使其性能惡化或功能喪失。能喪失。(一)化學腐蝕(一)化學腐蝕(二)電化學腐蝕(二)電化學腐蝕 ( (三)提高零件耐蝕性的主要措施鋁三)提高零件耐蝕性的主要措施鋁l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。u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: 流動性、充滿鑄模能力;收縮性、鑄件凝固時體積收縮的能力;偏析。u焊接性能:指金屬材料通過加熱或

13、加熱和加壓焊接方法,把兩個或u 兩個以上金屬材料焊接到一起,接口處能滿足使用目的的特性。l2.2 2.2 工藝性能:工藝性能:u冷彎性能:指金屬材料在常溫下能承受彎曲而不破裂性能。彎曲程度一般用彎曲角度(外角)或彎心直徑d 對材料厚度a 的比值表示,a 愈大或d/a 愈小,則材料的冷彎性愈好。u沖壓性能:金屬材料承受沖壓變形加工而不破裂的能力。在常溫進行沖壓叫冷沖壓。檢驗方法用杯突試驗進行檢驗。u鍛造性能:金屬材料鍛壓加工中能承受塑性變形而不破裂的能力。二.黑色金屬:黑色金屬:如生鐵、鐵合金、鑄鐵、鋼、合金鋼等。鋼和生鐵都是以鐵為基礎,以碳為主要添加元素的合金,統(tǒng)稱為鐵碳合金。習慣上把碳含量2

14、.11%的歸類于鐵,碳含量2.11%的歸類于鋼。1.1.鐵及其分類鐵及其分類:1.11.1生鐵:生鐵:生鐵是含碳量大于2(2.11%)的鐵碳合金,工業(yè)生鐵含碳量一般在2.5%4.0%,并含Si、Mn、S、P 等元素,是用鐵礦石經高爐冶煉的產品。生鐵生鐵按含硅(Si)量劃分鐵號,按含錳(Mn)量分組,按含磷(P)量分級,按含硫(S)量分類。1 1)煉鋼生鐵:)煉鋼生鐵:煉鋼生鐵含硅量不大于1.7%,碳以Fe3C 狀存在。故硬而脆,斷口呈白色。主要用作煉鋼原料和可鍛鑄鐵原料,煉鋼生鐵見下表所示。2 2)鑄造用生鐵)鑄造用生鐵鑄造生鐵硅含量為1.253.6%。碳多以石墨狀態(tài)存在。斷口呈灰色。軟、易切

15、削加工。主要用來生產各種鑄鐵件原料如床身、箱體等。 鑄造生鐵見下表所示:3 3)球墨鑄造用生鐵)球墨鑄造用生鐵球墨鑄造用生鐵也是一種鑄造生鐵,只是低硫低磷。低硫使碳充分在鐵中石墨化。低磷提高生鐵的機械性能;主要用于生產性能(機械性能)較好的球墨鑄鐵件。球墨生鐵見下表所示:1.2 鑄鐵鑄鐵: :鑄鐵是含碳大于2.11%的鐵碳合金,它是將鑄造生鐵(部分煉鋼生 鐵)在爐中重新熔化,并加進鐵合金、廢鋼、回爐鐵調整成分而得 到。與生鐵區(qū)別是鑄鐵是二次加工,大都加工成鑄鐵件。鑄鐵件具有 優(yōu)良的鑄造性可制成復雜零件,一般有良好的切削加工性。另外具有 耐磨性和消震性良好,價格低等特點。1 1)鑄鐵牌號的表示方

16、法:)鑄鐵牌號的表示方法:各種鑄鐵代號,由表示該鑄鐵特征的漢語拼音字母的第一個大寫正體 字母組成。當兩種鑄鐵名稱的代號字母相同時,可在該大寫正體字母 后加小寫正體字母來區(qū)別。同一名稱鑄鐵,需要細分時,取其細分特 點的漢語拼音第一個大寫正體字母,排列在后面。見下表:牌號中代號后面的一組數(shù)字,表示抗拉強度值;有兩組數(shù)字時,第一 組表示抗拉強度值,第二組表示延伸率值。兩組數(shù)字中間用“一”隔 開。合金元素用國際元素符號表示,含量大于或等于1%時,用整數(shù)表 示:小于1 %時一般不標注。常規(guī)元素(C、Si、Mn、S、p)一般不 標注,有特殊作用時,才標注其元素符號及含量。2 2)白口鑄鐵)白口鑄鐵白口鑄鐵

17、中的碳全部以滲透碳體(Fe3C)形式存在,因斷口呈亮白色。故稱白口鑄鐵,由于有大量硬而脆的Fe3C,白口鑄鐵硬度高、脆性大、很難加工。因此,在工業(yè)應用方面很少直接使用,只用于少數(shù)要求耐磨而不受沖擊的制件,如拔絲模、球磨機鐵球等。大多用作煉鋼和可鍛鑄鐵的坯料。3 3)灰口鑄鐵)灰口鑄鐵鑄鐵中的碳大部或全部以自由狀態(tài)片狀石墨存在。斷口呈灰色。它具有良好鑄造性能、切削加工性好,減磨性,耐磨性好、加上它熔化配料簡單,成本低、廣泛用于制造結構復雜鑄件和耐磨件。由于灰口鑄鐵內存在片狀石墨,而石墨是一種密度小,強度低、硬度低、塑性和韌性趨于零的組分。它的存在如同在鋼的基體上存在大量小缺口,即減少承載面積,又

18、增加裂紋源,所以灰口鑄鐵強度低、韌性差,不能進行壓力加工。為改善其性能,在澆注前在鐵水中加入一下量的硅鐵,硅鈣等孕育劑,使珠光體基體細化,石墨變細小而均勻分布,經過這種孕育處理的鑄鐵。稱為孕育鑄鐵?;铱阼T鐵的牌號、性能組織及用途見下表:4 4)可鍛鑄鐵)可鍛鑄鐵可鍛鑄鐵是用碳、硅含量較低的鐵碳合金鑄成白口鑄鐵坯件,再經過長時間高溫退火處理,使?jié)B碳體分解出團絮狀石墨而成,即可鍛鐵是一種經過石墨化處理的白口鑄鐵??慑戣T鐵按熱處理后顯微組織不同分兩類;一類是黑心可鍛鑄鐵和珠光可鍛鑄鐵。黑心可鍛鑄鐵組織主要是鐵素體(F)基本+團絮狀石墨;珠光體可鍛鑄鐵組織主要是珠光體(P)基體+團絮狀石墨。另一類是白

19、心可鍛鑄鐵,白心可鍛鑄鐵組織決定于斷面尺寸,小斷面的以鐵素體為基體,大斷面的表面區(qū)域為鐵素體、心部為珠光體和退火碳??慑戣T鐵牌號、性能(根據(jù)GB9440-88)見下兩表:黑心可鍛鑄鐵主要用于制造汽車、拖拉機零件及機床附件、如輪殼、彈簧支座、閥門等。珠光體可鍛鑄鐵則用于制造曲軸、連桿、輪軸、活塞環(huán)等。5 5)球墨鑄鐵:)球墨鑄鐵:在鐵水(球墨生鐵)澆注前加一定量的球化劑(常用的有硅鐵、鎂等)使鑄鐵中石墨球化。由于碳(石墨)以球狀存在于鑄鐵基體中,改善其對基體的割裂作用,球墨鑄鐵的抗拉強度、屈服強度、塑性、沖擊韌性大大提高。并具有耐磨、減震、工藝性能好、成本低等優(yōu)點,現(xiàn)已廣泛替代可鍛鑄鐵及部分鑄鋼

20、、鍛鋼件、如曲軸、連桿、軋輥、汽車后橋等。根據(jù)GB1348-88 球墨鑄鐵牌號分為單鑄和附鑄試塊兩類;單鑄試塊分八個牌號見下表:注:注: 牌號后面的字母牌號后面的字母A A 系表示該牌號在附鑄試塊上測定的機械性能,系表示該牌號在附鑄試塊上測定的機械性能, 以區(qū)別以區(qū)別上表的單試塊測定的性能。上表的單試塊測定的性能。 除上述介紹幾種常用鑄鐵外,還有抗磨白口鑄鐵、冷硬鑄鐵,耐熱鑄鐵等。鑄造生鐵通過鍛化、變質、球化等方法可以改變其內部結構,改善并提高其機械性能,因此,鑄造生鐵又可分為白口鑄鐵、灰口鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵和特種鑄鐵等品種。2.鋼及其分類:鋼及其分類:鋼是含碳量在0.04%2.3%之間

21、的鐵碳合金。為了保證其韌性和塑性,含碳量一般不超過1.7%。鋼的主要元素除鐵、碳外,還有硅、錳、硫、磷等。鋼的分類方法多種多樣,其主要方法有如下七種:2.1 2.1 按品質分類:按品質分類: 按照鋼中硫(S)和磷(P)的含量可分為普通鋼、優(yōu)質鋼和高級優(yōu)質鋼。 (1)普通鋼(P0.045%,S0.055%) (2)優(yōu)質鋼(P、S 均0.035%) (3)高級優(yōu)質鋼(P0.035%,S0.030%)2.2 2.2 按化學成份分類按化學成份分類 (1)碳素鋼: a.低碳鋼(C0.25%); b.中碳鋼(C0.250.60%); c.高碳鋼(C0.60%)。 (2)合金鋼: a.低合金鋼(合金元素總含

22、量5%) b.中合金鋼(合金元素總含量510%) c.高合金鋼(合金元素總含量10%)2.32.3按成形方法分類:按成形方法分類: (1)鍛鋼;(2)鑄鋼;(3)熱軋鋼;(4)冷拉鋼。2.42.4按用途分類按用途分類: : 1)建筑及工程用鋼: a.普通碳素結構鋼;b.低合金結構鋼;c.鋼筋鋼。 2)結構鋼: a.機械制造用鋼;b.彈簧鋼;c.軸承鋼 3)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: a.不銹耐酸鋼;b.耐熱鋼包括抗氧化鋼、熱強鋼、氣閥鋼;c.電熱合 金鋼;d.耐磨鋼;e.低溫用鋼;f.電工用鋼。 5)專業(yè)用鋼:如橋梁用鋼、船舶用鋼、鍋爐用鋼、壓

23、力容器用鋼、農 機用鋼等。 2.5 2.5 按金相組織分類:按金相組織分類:2.6 2.6 綜合分類:綜合分類:(1)普通鋼 a.碳素結構鋼:Q195;Q215(A、B);Q235(A、B、C); Q255(A、B);Q275。 b.低合金結構 c.特定用途的普通結構鋼(2)優(yōu)質鋼(包括高級優(yōu)質鋼) a.結構鋼:(a)優(yōu)質碳素結構鋼;(b)合金結構鋼;(c)彈簧鋼; (d)易切鋼;(e)軸承鋼;(f)特定用途優(yōu)質結構鋼。 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。2.

24、72.7按脫氧程度和澆注制度分:按脫氧程度和澆注制度分:a.沸騰鋼;b.半鎮(zhèn)靜鋼;c.鎮(zhèn)靜鋼;d.特殊鎮(zhèn)靜鋼。3.中國鋼號表示方法中國鋼號表示方法: :3.13.1鋼號表示方法概述鋼號表示方法概述: : 鋼的牌號簡稱鋼號,是對每一種具體鋼產品所取的名稱,是人們了解鋼的一種共同語言。中國的鋼號表示方法,根據(jù)國家標準鋼鐵產品牌號表示方法(GB221-79)中規(guī)定,采用漢語拼音字母、化學元素符號和阿拉伯數(shù)字相結合的方法表示。即:鋼號中化學元素采用國際化學符號表示,例如Si、Mn、Cr等?;旌舷⊥猎赜谩癛E”(或“Xt”)表示。產品名稱、用途、冶煉和澆注方法等,一般采用漢語拼音的縮寫字母表示,見表。

25、鋼中主要化學元素含量(%)采用阿拉伯數(shù)字表示。3.2 3.2 鋼號表示方法的分類說明鋼號表示方法的分類說明3.2.1 3.2.1 碳素結構鋼碳素結構鋼: :由Q+數(shù)字+質量等級符號+脫氧方法符號組成。它的鋼號冠以“Q”,代表鋼材的屈服點,后面的數(shù)字表示屈服點數(shù)值,單位是Mpa。例如:Q235 表示屈服點(ss)235MPa 的碳素結構鋼。必要時鋼號后面可標出表示質量等級和脫氧方法的符號。質量等級符號分別為A、B、C、D。脫氧方法符號: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)靜鋼可不標符號,即Z 和TZ 都可不標。例如Q235-AF 表示A級沸騰鋼。專門用途的碳

26、素鋼,例如橋梁鋼、船用鋼等,基本上采用碳素結構鋼的表示方法,但在鋼號最后附加表示用途的字母。3.2.2 3.2.2 優(yōu)質碳素結構鋼優(yōu)質碳素結構鋼鋼號開頭的兩位數(shù)字表示鋼的碳含量,以平均碳含量的萬分之幾表示,例如平均碳含量為0.45%的鋼,鋼號為“45”,它不是順序號,所以不能讀成45 號鋼。錳含量較高的優(yōu)質碳素結構鋼,應將錳元素標出,例如50Mn。沸騰鋼、半鎮(zhèn)靜鋼及專門用途的優(yōu)質碳素結構鋼應在鋼號最后特別標出,例如平均碳含量為0.1%的半鎮(zhèn)靜鋼,其鋼號為10b。3.2.3 3.2.3 碳素工具鋼碳素工具鋼鋼號冠以“T”,以免與其他鋼類相混。鋼號中的數(shù)字表示碳含量,以平均碳含量的千分之幾表示。例

27、如 “T8”表示平均碳含量為0.8%。錳含量較高者,在鋼號最后標出“Mn”,例如“T8Mn”。高級優(yōu)質碳素工具鋼的磷、硫含量,比一般優(yōu)質碳素工具鋼低,在 鋼號最后加注字母“A”,以示區(qū)別,例如“T8MnA”。碳素工具鋼用途廣泛。其中T7、(T7A)、T8、(T8A)鋼因韌性較好,主要用作承受震動與沖擊載荷的工具,如鑿子、打鐵用模、各種錘子、木工工具等;T9(T9A)由于含碳量較高,故硬度、耐磨性較高、韌性較差,有一定韌性用作不受劇烈震動沖擊的工具。如沖模、沖頭、木工切削工具、鑿巖鑿子等到;T10、(T10A)、T11、(T11A)韌性尚可,耐磨、較硬、應用較廣、制作要求較高且不受突然和劇烈沖愚

28、味震動而需要一定韌性及具有鋒利刀口的各種工具,如車刀、刨刀、鉆頭、板牙、銑刀、刀鋸鋸條及簡單量具;T12(T12A)、T13(T13A)鋼則用于制造不受震動,要求極高硬度的工具,如鉆頭、絲錐、銼刀、刮刀等。3.2.4 3.2.4 易切削鋼易切削鋼鋼號冠以“Y”,以區(qū)別于優(yōu)質碳素結構鋼。字母“Y”后的數(shù)字表示碳含量,以平均碳含量的萬分之幾表示,例如平均碳含量為0.3%的易切削鋼,其鋼號為“Y30”。錳含量較高者,亦在鋼號后標出“Mn”,例如“Y40Mn”。3.2.5 3.2.5 合金結構鋼合金結構鋼鋼號開頭的兩位數(shù)字表示鋼的碳含量,以平均碳含量的萬分之幾表示,如40Cr。鋼中主要合金元素,除個別

29、微合金元素外,一般以百分之幾表示。當平均合金含量1.5%時,鋼號中一般只標出元素符號,而不標明含量,但在特殊情況下易致混淆者,在元素符號后亦可標以數(shù)字“1”,例如鋼號“12CrMoV”和“12Cr1MoV”,前者鉻含量為0.40.6%,后者為0.91.2%,其余成分全部相同。當合金元素平均含量1.5%、2.5%、3.5% 時,在元素符號后面應標明含量, 可相應表示為2、3、4 等。例如18Cr2Ni4WA。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,仍應在鋼號中標出。例如20MnVB 鋼中。釩為0.070.12%,硼為0.0010.005%。高級優(yōu)質鋼應

30、在鋼號最后加“A”,以區(qū)別于一般優(yōu)質鋼。專門用途的合金結構鋼10,鋼號冠以(或后綴)代表該鋼種用途的符號。例如鉚螺專用的30CrMnSi 鋼,鋼號表示為ML30CrMnSi。3.2.6 3.2.6 低合金高強度鋼低合金高強度鋼鋼號的表示方法,基本上和合金結構鋼相同。低合金鋼是指在鋼中加入少量合金元素,由于合金元素的強化作用,低合金結構鋼的屈服點比普通碳素鋼高25150%,加之大多低碳,而具有良好的塑性韌性和焊接性能,有的還具有耐腐蝕、耐低溫等特性,因此,低合金鋼是一類很有發(fā)展前途的鋼,在鋼的生產中比例越來越大。低合金鋼按質量和用途分為普通質量低合金鋼、優(yōu)質低合金鋼、特殊質量低合金鋼。對專業(yè)用低

31、合金高強度鋼,應在鋼號最后標明。例如16Mn 鋼,用于橋梁的專用鋼種為“16Mnq”,汽車大梁的專用鋼種為“16MnL”,壓力容器的專用鋼種為“16MnR”。3.2.7 3.2.7 彈簧鋼彈簧鋼彈簧鋼是用生產各種板簧和螺旋彈簧或類似零件(如軋輥等)。彈簧是一種能產生大量彈性變形的結構零件,通過彈簧的彈性變形,可以吸收沖擊能量、緩和沖擊和震動的作用,因此對彈簧鋼的要求必須有高的強度,特別是高的屈服強度和疲勞強度;要不易脫碳,有良好的表面質量,具有一定的淬透性和良好的工藝性能。有的彈簧還要求耐熱、耐腐蝕等。因此彈簧鋼含碳較高,彈簧鋼有合金和非合金。彈簧鋼按化學成分可分為碳素彈簧鋼和合金彈簧鋼兩類,

32、其鋼號表示方法,前者基本上與優(yōu)質碳素結構鋼相同,后者基本上與合金結鋼相同。3.2.8 3.2.8 滾動軸承鋼滾動軸承鋼 : :滾動軸承鋼也叫軸承鋼。主要用來制造滾動軸承內外套圈、滾珠、滾粒、保持架等,但在量具、冷作模具、低合金刀具、柴油機高壓油泵件等方面也有廣泛應用。軸承鋼種類較多有較多高碳鉻、滲碳、不銹、高溫、無磁軸承鋼。鋼號冠以字母“G”,表示滾動軸承鋼類。高碳鉻軸承鋼鋼號的碳含量不標出,鉻含量以千分之幾表示例如GCr15。滲碳軸承鋼的鋼號表示方法,基本上和合金結構鋼相同。3.2.9 3.2.9 合金工具鋼和高速工具鋼合金工具鋼和高速工具鋼 : :合金工具鋼12鋼號的平均碳含量1.0%時,

33、不標出碳含量;當平均碳含量1.0%時,以千分之幾表示。例如Cr12、CrWMn、9SiCr、3Cr2W8V。高速工具鋼13的鋼號一般不標出碳含量,只標出各種合金元素平均含量的百分之幾。例如鎢系高速鋼的鋼號表示為“W18Cr4V”。鋼號冠以字母“C”者,表示其碳含量高于未冠“C”的通用鋼號。鋼中合金元素含量的表示方法,基本上與合金結構鋼相同。但對鉻含量較低的合金工具鋼鋼號,其鉻含量以千分之幾表示,并在表示含量的數(shù)字前加“0”,以便把它和一般元素含量按百分之幾表示的方法區(qū)別開來。例如Cr06。3.2.10 3.2.10 不銹鋼和耐熱鋼不銹鋼和耐熱鋼 鋼號中碳含量以千分之幾表示。例如“2Cr13”鋼

34、的平均碳含量為0.2%;若鋼中含碳量0.03%或0.08%者,鋼號前分別冠以“00”及“0”表示之,例如00Cr17Ni14Mo2、0Cr18Ni9 等。 對鋼中主要合金元素以百分之幾表示,而鈦、鈮、鋯、氮 等則按上述合金結構鋼對微合金元素的表示方法標出。3.2.113.2.11焊條鋼焊條鋼 它的鋼號前冠以字母“H”,以區(qū)別于其他鋼類。例如不銹鋼焊絲為“H2Cr13”,可以區(qū)別于不銹鋼“2Cr13”。三、有色金屬材料(非黑色金屬)三、有色金屬材料(非黑色金屬)1. 1. 概述:概述:(1)有色純金屬: 分為重金屬、輕金屬、貴金屬、半金屬和稀有金屬五類。(2)有色合金: 按合金系統(tǒng)分:重有色金屬

35、合金、輕有色金屬合金、貴金屬合金、稀有金屬合金等; 按合金用途則可分:變形(壓力加工用合金)、鑄造合金、軸承合金、印刷合金、硬質合金、焊料、中間合金、金屬粉未等。(3)有色材 按化學成份分類:銅和銅合金材、鋁和鋁合金材、鉛和鉛合金材、鎳和鎳合金材、鈦和鈦合金材。按形狀分類時,可分為:板、條、帶、箔、管、棒、線、型等品種。1.2 1.2 有色金屬產品牌號表示方法:有色金屬產品牌號表示方法: 有色金屬及合金產品牌號的命名,規(guī)定以漢語拼音字母或國際元素符號作為主題詞代號,表示其所屬大類,如用L 或AL 表示鋁,T 或Cu 表示銅。主題詞以后,用成份數(shù)字順序結合產品類別來表示。即主題詞之后的代號可以表

36、示產品的狀態(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)。又如:QSn 為青(Q)銅中主要的添加元素為錫(Sn)的一類;QAL9-4 為青(Q)銅中含有鋁(AL),成分中添加元素鋁為9%,其他添加元素為4%,這兩種合金的主題詞是青銅(Q)。產品代號是由標準(GB340-78)規(guī)定的主題詞漢語拼音字母、化學元素符號及阿拉伯數(shù)字相結合的方法來表示。(2)牌號表示方法舉例有色金屬和合金產品的牌號表示方法舉例2. 2. 銅及銅合金:銅及銅合金:2.1 2.1 純銅:純銅:純銅是玫瑰紅色金屬

37、,表面形成氧化銅膜后呈紫色,故工業(yè)純銅常稱紫銅或電解銅。密度為89g/cm3,熔點1083C。純銅導電性很好,大量用于制造電線、電纜、電刷等;導熱性好,常用來制造須防磁性干擾的磁學儀器、儀表,如羅盤、航空儀表等;塑性極好,易于熱壓和冷壓力加工,可制成管、棒、線、條、帶、板、箔等銅材。純銅產品有冶煉品及加工品兩種。2.2 2.2 銅合金:銅合金:2.2.1 2.2.1 黃銅黃銅黃銅是銅與鋅的合金。最簡單的黃銅是銅鋅二元合金,稱為簡單黃銅或普通黃銅。改變黃銅中鋅的含量可以得到不同機械性能的黃銅。黃銅中鋅的含量越高,其強度也較高,塑性稍低。工業(yè)中采用的黃銅含鋅量不超過45%,含鋅量再高將會產生脆性,

38、使合金性能變壞。 為了改善黃銅的某種性能,在一元黃銅的基礎上加入其它合金元素的黃銅稱為特殊黃銅。常用的合金元素有硅、鋁、錫、鉛、錳、鐵與鎳等。在黃銅中加鋁能提高黃銅的屈服強度和抗腐蝕性,稍降低塑性。含鋁小于4%的黃銅具有良好的加工、鑄造等綜合性能。在黃銅中加1%的錫能顯著改善黃銅的抗海水和海洋大氣腐蝕的能力,因此稱為“海軍黃銅”。錫還能改善黃銅的切削加工性能。黃銅加鉛的主要目的是改善切削加工性和提高耐磨性,鉛對黃銅的強度影響不大。錳黃銅具有良好的機械性能、熱穩(wěn)定性和抗蝕性;在錳黃銅中加鋁,還可以改善它的性能,得到表面光潔的鑄件。 黃銅可分為鑄造和壓力加工兩類產品。常常用用加加工工黃黃銅銅2.2

39、.2 2.2.2 青銅:青銅: 青銅是歷史上應用最早的一種合金,原指銅錫合金,因顏色呈青灰色,故稱青銅。為了改善合金的工藝性能和機械性能,大部分青銅內還加入其它合金元素,如鉛、鋅、磷等。由于錫是一種稀缺元素,所以工業(yè)上還使用許多不含錫的無錫青銅,它們不僅價格便宜,還具有所需要的特種性能。無錫青銅主要有鋁青銅、鈹青銅、錳青銅、硅青銅等。此外還有成份較為復雜的三元或四元青銅?,F(xiàn)在除黃銅和白銅(銅鎳合金)以外的銅合金均稱為青銅。 錫青銅有較高的機械性能,較好的耐蝕性、減摩性和好的鑄造性能;對過熱和氣體的敏感性小,焊接性能好,無鐵磁性,收縮系數(shù)小。錫青銅在大氣、海水、淡水和蒸汽中的抗蝕性都比黃銅高。鋁

40、青銅有比錫青銅高的機械性能和耐磨、耐蝕、耐寒、耐熱、無鐵磁性,有良好的流動性,無偏析傾向,可得到致密的鑄件。在鋁青銅中加入鐵、鎳和錳等元素,可進一步改善合金的各種性能。青銅也分為壓力加工和鑄造產品兩大類。2.2.3 2.2.3 白銅白銅以鎳為主要添加元素的銅基合金呈銀白色,稱為白銅。銅鎳二元合金稱普通白銅,加錳、鐵、鋅和鋁等元素的銅鎳合金稱為復雜白銅,純銅加鎳能顯著提高強度、耐蝕性、電阻和熱電性。工業(yè)用白銅根據(jù)性能特點和用途不同分為結構用白銅和電工用白銅兩種,分別滿足各種耐蝕和特殊的電、熱性能。白銅多經壓力加工成白銅材,常用加工白銅的組別、牌號。3. 鋁及鋁合金鋁及鋁合金3.0 3.0 概述:

41、概述:鋁是一種輕金屬,密度?。?.79/Cm3),具有良好的強度和塑性,鋁合金具有較好的強度,超硬鋁合金的強度可達600Mpa,普通硬鋁合金的抗拉強度也達200450Mpa,它的比鋼度遠高于鋼,因此在機械制造中得到廣泛的運用。鋁的導電性僅次于銀和銅,居第三位,用于制造各種導線。鋁具有良好的導熱性,可用作各種散熱材料。鋁還具有良好的抗腐蝕性能和較好的塑性,適合于各種壓力加工。 鋁合金按加工方法可以分為變形鋁合金和鑄造鋁合金。變形鋁合金又分為不可熱處理強化型鋁合金和可熱處理強化型鋁合金。不可熱處理強化型不能通過熱處理來提高機械性能,只能通過冷加工變形來實現(xiàn)強化,它主要包括高純鋁、工業(yè)高純鋁、工業(yè)純

42、鋁以及防銹鋁等??蔁崽幚韽娀弯X合金可以通過淬火和時效等熱處理手段來提高機械性能,它可分為硬鋁、鍛鋁、超硬鋁和特殊鋁合金等。 鋁合金可以采用熱處理獲得良好的機械性能,物理性能和抗腐蝕性能。鑄造鋁合金按化學成分可分為鋁硅合金、鋁銅合金、鋁鎂合金和鋁鋅合金。3.13.1純鋁產品純鋁產品: :純鋁分冶煉品和壓力加工品兩類,前者以化學成份Al 表示,后者用漢語拼音LG(鋁、工業(yè)用的)表示。3.2 3.2 壓力加工鋁合金:壓力加工鋁合金:鋁合金壓力加工產品分為防銹(LF)、硬質(LY)、鍛造(LD)、超硬(LC)、包覆(LB)、特殊(LT)及釬焊(LQ)等七類。常用鋁合金材料的狀態(tài)為退火(M燜火)、硬化

43、(Y)、熱軋(R)等三種。壓力加工鋁合金的產品代號。3.3 3.3 鑄造鋁合金鑄造鋁合金鑄造鋁合金(ZL)按成分中鋁以外的主要元素硅、銅、鎂、鋅分為四類,代號編碼分別為100、200、300、400。3.4 3.4 高強度鋁合金:高強度鋁合金:高強度鋁合金指其抗拉強度大于480MPa 的鋁合金,主要是壓力加工鋁合金中硬鋁合金類、超硬鋁合金類和鑄造合金類。金屬材料的化學性能最主要的是指它的耐腐蝕性。材料抵抗周圍介質對腐蝕破壞的能力稱為材料的耐腐蝕性能。耐蝕性不是材料固有不變的特性,它隨材料的工作條件而改變。四、黑色金屬及其合金耐蝕性四、黑色金屬及其合金耐蝕性1. 1. 碳鋼和普通鑄鐵的耐蝕性碳鋼

44、和普通鑄鐵的耐蝕性1.1 1.1 耐蝕性能耐蝕性能在淡水、大氣、土壤、海水等中性介質中都不耐蝕;在各類干燥氣體和有機溶劑等介質中耐蝕性良好;在低濃度堿溶液14及濃硫酸、濃氫氟酸等介質中,碳鋼和普通鑄鐵表面能生成穩(wěn)定的膜,因而是耐蝕的。1.2 1.2 影響耐蝕性的因素影響耐蝕性的因素介質組成;鐵碳合金的成分和組織;鋼鐵熱處理條件差異。2. 2. 耐蝕合金鑄鐵耐蝕合金鑄鐵在鑄鐵中加入某些合金元素可以大大提高它在一些介質中的耐蝕性。如添加硅、鉻、鋁等元素,可使鑄鐵表面形成連續(xù)、致密、牢固的表面膜;添加鎳能獲得耐堿性介質腐蝕性能優(yōu)良的奧氏體鑄鐵;加稀土元素、鎂,能使石墨球化,從而大大改善高硅鑄鐵的力學

45、性能和工藝性能。3. 3. 耐蝕低合金鋼耐蝕低合金鋼耐蝕低合金鋼通常是指在碳鋼中加入合金元素的總量低于3%左右的合金。加入的合金元素種類、含量不同,所起的作用不同。根據(jù)在不同介質中的耐腐蝕性能,可將耐蝕低合金鋼分為如下幾種:(1)耐大氣腐蝕鋼種;(2)耐海水腐蝕鋼種;(3)耐硫化氫腐蝕鋼種。4. 4. 不銹鋼的耐蝕性不銹鋼的耐蝕性不銹鋼是鉻、鎳含量較高的合金鋼。通常把耐大氣腐蝕的合金鋼稱為不銹鋼,把在酸中及其它強腐蝕性介質中耐腐蝕的合金鋼稱為耐酸鋼。一般把上述不銹鋼與耐酸鋼統(tǒng)稱為不銹耐酸鋼或簡稱為不銹鋼。 4.14.1鉻鉻13 13 不銹鋼不銹鋼本鋼種含鉻1214,約為不銹鋼必需含鉻的最低量(

46、Cr12)。它可經熱處理硬化,產生帶磁性的馬氏體結構,所以通稱馬氏體不銹鋼。低碳品種有鐵素體不銹鋼。它的耐蝕性和其它不銹鋼類似。能夠耐大氣、水、硝酸、堿、鹽、有機酸、有機化合物及其它氧化性環(huán)境的腐蝕;不耐非氧化性酸(硫酸、鹽酸等)的腐蝕。在含有鹵素離子的溶液中可產生孔蝕和應力腐蝕破裂。由于它不含鎳,鉻含量也較低,所以一般耐蝕性都低于鉻17 鐵素體和鉻18 鎳9 奧氏體不銹鋼。它的強度和硬度高,韌性較低,常用于同時需要耐蝕性、強度和硬度的部件,如閥門部件、球軸承等。一般不用作槽、管等化工設備。4.2 4.2 鉻鉻17 17 不銹鋼不銹鋼鉻17 不銹鋼含鉻1727,晶粒結構主要是帶磁性的鐵素體,所

47、以通稱鐵素體不銹鋼。它不能經熱處理硬化,但可通過冷加工硬化。它的耐蝕性和其它不銹鋼類似,耐大氣性能優(yōu)良,耐硝酸和其它氧化性環(huán)境,也耐堿、鹽、水、有機酸及其它有機化合物的腐蝕。不耐非氧化性酸(硫酸、鹽酸等)的腐蝕。其耐蝕性優(yōu)于馬氏體不銹鋼,低于奧氏體不銹鋼,但在耐應力腐蝕破裂方面優(yōu)于奧氏體不銹鋼。主要用于耐大氣腐蝕的如汽車和建筑業(yè)的各類部件、家庭用具等,也可用于硝酸工業(yè)的設備(如貯罐)。但因其焊接、加工性能遠低于鉻18 鎳9 鋼,故在化工方面的應用受到了限制。本鋼種有含鈦、不含鈦和低碳等幾個品種,其耐蝕性基本相似,低碳含鈦的鋼對晶間腐蝕有較強的抵抗力。4.3 鉻18 鎳9 不銹鋼鉻18 鎳9 不

48、銹鋼(奧氏體)是含鉻11以上或同時含鎳的鋼種的通稱。它在常溫氧化性環(huán)境(如大氣、水、強氧化性酸等)中容易鈍化,使表面產生一層以氧化鉻(Cr2O3)為主,保護性很強的薄膜,其腐蝕率極低,因此得“不銹鋼”之名。但當溫度增高或環(huán)境的氧化能力減小時,將由鈍態(tài)變?yōu)榛顟B(tài),腐蝕顯著增大。各類不銹鋼對有機酸、有機化合物、堿、中性溶液和多種氣體都有良好耐蝕性。在非氧化性酸(硫酸、鹽酸等)中腐蝕嚴重。不銹鋼設備的腐蝕常常為局部腐蝕,當處于鈍態(tài)和活態(tài)邊緣,在含有鹵素離子的鹽溶液中,可能產生孔蝕。在含有對應力腐蝕敏感離子(如Cl、OH等)的溶液中,受應力的部分(如焊縫附近)則可能產生危險的應力腐蝕破裂。焊縫兩側的敏化

49、區(qū)還易產生晶間腐蝕。鉻鎳鋼的耐蝕性和機械性能都超過單純鉻鋼。鎳的加入促進奧氏體結構的生成,可得到更好的機械性能,特別是使韌性提高,同時又增大了鈍化范圍,使它更容易鈍化。鉻18 鎳9 鋼是不銹鋼中用途最廣的品種。它沒有磁性,不能不能經熱處理硬化,但和鐵素體不銹鋼一樣,可經冷加工硬化。加入少量鈦或鈮的品種對晶間腐蝕的抗力較高,也稱“穩(wěn)定鋼”。鉻、鎳含量越高,耐蝕性和耐熱性也越高,如鉻25 鎳20 鋼就具有耐高溫氧化的特點。此外,還生產了以錳代鎳的節(jié)鎳或無鎳鋼(鉻錳氮鋼)。所有以上品種耐蝕性基本相同,唯有含鉬24%的鉻鎳鉬鋼對非氧化性酸、鹵化物等介質的耐蝕性較好,不易產生孔蝕,因差別較多,所以另列表

50、。4.4 4.4 鉻鉻18 18 鎳鎳12 12 鉬(鈦)不銹鋼:鉬(鈦)不銹鋼: 本鋼種和一般鉻鎳不銹鋼相似,氮由于加入了24%的鉬,所以在許多方面比鉻鎳不銹鋼更為優(yōu)越,特別是在非氧化性酸和熱的有機酸、氯化物中的耐蝕性要比鉻鎳不銹鋼好得多,抗孔蝕的能力也越好。 含鈦或鈮的鋼對晶間腐蝕有較強的抗力。含鉬的鉻錳氮(鎳)鋼耐蝕性與鋼種基本類似,因此,可作本鋼種的代用品。 鉻26 鉬1 微碳鐵素體不銹鋼(E-Brite 26-1)耐蝕性與本鋼種類似,與其它無鎳鐵素體鋼同樣具有耐孔蝕和應力腐蝕破裂的優(yōu)點,且因碳、氮的含量低,所以也耐晶間腐蝕??勺鞅句摲N的節(jié)鎳代用品。4.5 4.5 鉻鉻20 20 鎳鎳

51、2230 2230 不銹鋼不銹鋼20 20 號合金:號合金: 鉻20 鎳2230 不銹鋼不銹鋼國外商品名為Durime 20(鑄材),Carpehter 20(鍛材),Worthite。牌號見下表:本類合金因鉻、鎳含量較高,所以耐蝕性比普通不銹鋼更高??捎糜谔幚砹蛩?、硝酸、磷酸、混酸、亞硫酸、有機酸、堿、鹽溶液、硫化氫等。在某些濃度下,還可用于高溫。但不耐濃或熱的鹽酸、濕的氟、氯、溴、碘、王水等的腐蝕。因為價格較貴,一般由于腐蝕嚴重的環(huán)境以及高溫、高速下磨蝕嚴重的部件,如閥、泵等。不同牌號的鋼種由于合金成份略有差異,在個別環(huán)境中耐蝕性可能有差別,使用時要注意。五、五、 有色金屬及其合金耐蝕性:

52、有色金屬及其合金耐蝕性:1. 1. 銅及其合金:銅及其合金: 銅及其合金具有高的導電性、導熱性、塑性、冷韌性,并且在許多介質中具有高的耐蝕性能。1.11.1純銅純銅 也稱紫銅。銅在一般大氣、工業(yè)大氣、海洋性大氣中、比較穩(wěn)定;在堿中、在弱的和中等濃度的非氧化性酸中也相當穩(wěn)定,若溶液中有氧或氧化劑存在,腐蝕將更加嚴重。銅不耐硫化物(如H2S)腐蝕。銅具有高的導電性、導熱性、塑性和良好的加工性能,另外,銅具有良好的冷韌性。但銅的強度低,鑄造性能不好,且在某些介質中的耐蝕性不高,很少用作結構材料。1.2 1.2 銅合金(銅合金(常用的銅合金有黃銅和青銅)1 1)黃銅)黃銅 銅與鋅組成的合金稱為黃銅。為

53、改善其性能,常加入錫、鋁、硅、鎳、錳、鉛、鐵等元素,這樣形成的合金稱為特殊黃銅。特點:機械性能與含鋅量有著極為密切的關系;鑄造性能很好;抗蝕性較好;含鋅量大于20%的黃銅經冷加工后,在潮濕的大氣、海水、高溫高壓水、蒸汽及一切含氨的環(huán)境中都可引起應力腐蝕斷裂。黃銅在中性溶液、海水和在退火后酸洗溶液中易發(fā)生脫鋅腐蝕,可在黃銅中加入0.02%的砷防止其發(fā)生。2 2)青銅)青銅凡是銅合金中的主加元素不是鋅而是錫、鋁、硅等其它元素者,通稱為青銅。常用的青銅有錫青銅、鋁青銅和硅青銅等。特點:錫青銅鑄造性能較黃銅差,抗腐蝕性比純銅和黃銅更好,但對酸類的抗蝕性較差。鋁青銅的機械性能也比黃銅和錫青銅高,而且在大

54、氣、海水、碳酸及大多數(shù)有機酸中具有比黃銅和錫青銅更高的耐蝕性。硅青銅具有比錫青銅高的機械性能和較低的價格,而且鑄造性能和冷、熱壓力加工性能都很好。2. 2. 鋁及其合金:鋁及其合金:2.1 2.1 鋁鋁特點:鋁的密度小,比重為2.7,約為銅的1/3;導電性、導熱性、塑性、冷韌性都好,但強度低,經冷變形后強度可提高;能承受各種壓力加工。鋁是電極電位很負的元素,鋁在強氧化性介質以及在氧化性酸(如硝酸)中也是穩(wěn)定的。鹵素離子對鋁的氧化膜有破壞作用,所以鋁在氫氟酸、鹽酸、海水和其它含鹵素離子的溶液中是不耐蝕的。應用:廣泛用于制造反應器、熱交換器、冷卻器、泵、閥、槽車、管件等。2.2 2.2 鋁合金鋁合

55、金純鋁的強度較低,若在鋁中加入一些元素,如銅、鎂、鋅、錳、硅等形成鋁合金,其性能將會有很大的改善。3. 3. 鈦及其合金鈦及其合金3.1 3.1 純鈦純鈦特點:是很活潑的元素。有很好的鈍化性能,鈍化膜很穩(wěn)定,在許多環(huán)境中表現(xiàn)出很好的耐蝕性。有“耐海水腐蝕之王”之稱。高溫下,鈦的化學活性很高,能與鹵素、氧、氮、碳、硫等元素發(fā)生劇烈反應。鈦一般不發(fā)生孔蝕;除在幾種個別介質(如發(fā)煙硝酸、甲醇溶液)中,也不發(fā)生晶間腐蝕;鈦的應力腐蝕破裂敏感性小,具有抗腐蝕疲勞的性能,耐縫隙腐蝕性能良好。3.2 3.2 鈦合金鈦合金特點:鈦合金的機械性能與耐蝕性都比純鈦有明顯提高。工業(yè)上使用的都是鈦合金。鈦合金的主要腐

56、蝕形態(tài)是氫脆和應力腐蝕破裂。4. 4. 鎳及其合金鎳及其合金4.1 4.1 鎳鎳特點:在各種溫度、任何濃度的堿溶液和各種熔堿中,鎳具有特別高的耐蝕性。但鎳在含硫氣體、濃氨水和強烈充氣氨溶液、含氧酸和鹽酸等介質中,耐蝕性很差。鎳具有高強度、高塑性和冷韌的特性,能壓延成很薄的板和拉成細絲。鎳很稀貴,在水處理工程和化工上主要用于制造堿性介質設備,以及鐵離子在反應過程中會發(fā)生催化影響而不能采用不銹鋼的那些過程設備。4.2 4.2 鎳合金鎳合金Ni-Cu 合金中的蒙乃爾合金具有很好的力學性能和機械性能,易于壓力加工和切削加工,耐蝕性好。主要用于在高溫荷載下工作的耐蝕零件和設備。Ni-Mo 合金中的哈氏合

57、金(0Cr16Ni57Mo16Fe6W4)能耐室溫下所有濃度的鹽酸和氫氟酸。Ni-Cr 合金中的因考爾合金(0Cr15Ni57Fe),在高溫下具有很好的力學性能和很高的抗氧化能力,是能抗熱濃MgCl2 腐蝕的少數(shù)幾種材料之一。Company L高分子材料高分子材料1陶瓷材料陶瓷材料2復合材料復合材料3新型材料新型材料4六 非金屬材料1、工程塑料、工程塑料 塑料是在玻璃態(tài)下使用的高分子材料。塑料是在玻璃態(tài)下使用的高分子材料。在一定溫度、在一定溫度、壓力下可塑制成型,在常溫下能保持其形狀不變。壓力下可塑制成型,在常溫下能保持其形狀不變。1 1)工程塑料概述)工程塑料概述 塑料的組成塑料的組成 l塑

58、料是以樹脂為主要成分,塑料是以樹脂為主要成分,加入各種添加劑。加入各種添加劑。l樹脂是塑料的主要成分,樹脂是塑料的主要成分,對塑料性能起決定性作用。對塑料性能起決定性作用。塑料制品塑料制品添加劑添加劑是為改善塑料某些性能而加入的物質。是為改善塑料某些性能而加入的物質。填料填料主要起增強作用;主要起增強作用;增塑劑增塑劑用于提高樹脂的可塑性和柔軟性;用于提高樹脂的可塑性和柔軟性;固化劑固化劑用于使熱固性樹脂由線型結構轉變?yōu)轶w型結構;用于使熱固性樹脂由線型結構轉變?yōu)轶w型結構;穩(wěn)定劑穩(wěn)定劑用于防止塑料老化,延長其使用壽命;用于防止塑料老化,延長其使用壽命;潤滑劑潤滑劑用于防止塑料加工時粘在模具上用于

59、防止塑料加工時粘在模具上, , 使制品光亮;使制品光亮;著色劑著色劑用于塑料制品著色。用于塑料制品著色。其他的還有其他的還有發(fā)泡劑發(fā)泡劑、催化催化 劑劑、阻燃劑阻燃劑、抗靜電劑抗靜電劑等。等。 添加劑添加劑 塑料的分類塑料的分類按樹脂受熱時行為按樹脂受熱時行為可分為熱塑性塑料和熱固性塑料。可分為熱塑性塑料和熱固性塑料。 按使用范圍按使用范圍可分為通用塑料、工程塑料和特種塑料??煞譃橥ㄓ盟芰?、工程塑料和特種塑料。通用塑料通用塑料產量大、價格低、用途廣。產量大、價格低、用途廣。 工程塑料力學性能高,耐熱、耐蝕性能好。工程塑料力學性能高,耐熱、耐蝕性能好。l特種塑料特種塑料是指具有某些特殊是指具有某

60、些特殊性能如耐高溫、耐腐蝕的塑性能如耐高溫、耐腐蝕的塑料,這類塑料產量少,價格料,這類塑料產量少,價格貴,只用于特殊需要的場合。貴,只用于特殊需要的場合。 熱固性塑料制品熱固性塑料制品 塑料的性能特點塑料的性能特點塑料的優(yōu)點:塑料的優(yōu)點:相對密度小相對密度小( (一般為一般為0.9 2.3)0.9 2.3);耐蝕性、耐蝕性、電絕緣性、減摩、耐電絕緣性、減摩、耐磨性好;磨性好;有消音吸振有消音吸振性能性能 。l塑料的缺點:塑料的缺點:l剛性差剛性差(為鋼鐵材料的為鋼鐵材料的1/1001/10),強度低;,強度低;耐熱性耐熱性差、熱膨脹系數(shù)大(是鋼鐵的差、熱膨脹系數(shù)大(是鋼鐵的10倍)、導熱系數(shù)小

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