常用金屬材料

常用的金屬材料一、碳鋼碳鋼又稱碳素鋼，其主要合金元素為碳，含量在0.1～1.3%之間。由于原料和冶煉工藝的限制，實際使用的鋼中都含有硅、錳、硫、磷等雜質(zhì)元素。碳鋼分類碳鋼常用的分類方法有三種：1.按碳含量進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)量等級分類可分為普通碳素鋼、優(yōu)質(zhì)碳素鋼和高級優(yōu)質(zhì)碳素鋼。鋼鐵材料的編號方法（一）普通碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號由代表屈服點的字母、屈服點數(shù)值、質(zhì)量等級符號、脫氧方法符號等四個部分組成。例：Q235A·F其中Q表示屈服點“屈”字漢語拼音第一個字母；235表示鋼材厚度≤16mm時的屈服點值不小于235MPa；A表示質(zhì)量等級A、B、C、D四級中的A級，F(xiàn)表示沸騰鋼。除此以外b表示半鎮(zhèn)靜鋼，Z表示鎮(zhèn)靜鋼，TZ表示特殊鎮(zhèn)靜鋼。鋼鐵材料的編號方法（二）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號以平均碳含量的萬分數(shù)，用兩位數(shù)字表示。例如平均碳含量為0.45%的鋼，其牌號表示為45。高級優(yōu)質(zhì)鋼則在其后加一個“A”字。如45A。鋼鐵材料的編號方法（三）碳素工具鋼的牌號是以其平均含碳量的千分之幾表示，并在數(shù)字之前冠以“T”字。例如：T10鋼表示平均含碳量為1.0%的碳素工具鋼。如為高級優(yōu)質(zhì)鋼，則在數(shù)字之后再加一個“A”字，如T10A。注：由于碳鋼成本低，是通常制造各種構(gòu)件的基本材料。但是，碳鋼有以下局限性：(1)碳鋼的強度很難超過690MPa，除非塑性和韌性有明顯的下降。(2)厚截面碳鋼零件淬火時無法全部得到馬氏體組織，即不能淬透。(3)碳鋼的抗腐蝕性和抗氧化性較差。二、合金鋼鐵、碳和合金元素是合金鋼的基本組元。合金鋼的強度高，塑韌性優(yōu)于碳鋼，抗腐蝕性和抗氧化性也好。合金鋼分類1.按合金元素的含量分低合金鋼合金元素總含量＜5%中合金鋼合金元素總含量5-10%高合金鋼合金元素總含量＞10%2.按主要用途分合金結(jié)構(gòu)鋼:滲碳鋼、調(diào)質(zhì)鋼、彈簧鋼、軸承鋼合金工具鋼:刃具鋼、模具鋼、量具鋼特殊性能鋼:不銹鋼、耐熱鋼、耐磨鋼、磁鋼合金鋼的編號方法合金鋼編號方法用漢字或化學(xué)元素符號代表合金元素。碳含量與合金元素含量用數(shù)字表示。對于結(jié)構(gòu)鋼，碳含量以萬分一為單位，用兩位數(shù)字表示；對于工具鋼和不銹鋼，碳含量以千分之一為單位，用一位數(shù)字表示。合金元素以百分之一為單位，當(dāng)含量小于1.5%時，一般不標出含量。例如：牌號為30CrMnSiA表示含0.30%C、0.95%Cr、1.05%Mn、1%Si的高級優(yōu)質(zhì)鋼。三、鑄鐵鑄鐵不是純鐵，它是一種以Fe、C、Si為主要成分且在結(jié)晶過程中具有共晶轉(zhuǎn)變的多元鐵基合金。1、碳的形態(tài)與鑄鐵類型一定條件下：Fe3C（亞穩(wěn)態(tài)）→3Fe+G（穩(wěn)定態(tài)）碳呈化合態(tài)的Fe3CⅠ和共晶萊氏體；極脆，稱白口鑄鐵（斷口白殼），應(yīng)用很有限。碳呈游離態(tài)的石墨（G），具有多種形態(tài)，鑄造性能優(yōu)良，應(yīng)用廣泛。2.鑄鐵的分類

鑄鐵的分類方法很多。根據(jù)碳存在的形式可分為三種：

1）白口鑄鐵（簡稱白口鐵）

白口鑄鐵中的碳主要以滲碳體形式存在，斷口呈白亮色。其性能硬而脆，切削加工困難。

2）灰口鑄鐵（簡稱灰口鐵）

灰口鑄鐵中的碳主要以片狀石墨的形式存在，斷口呈灰色?；铱阼T鐵具有良好的鑄造性能和切削加工性能，且價格低廉，制造方便，因而應(yīng)用比較廣泛。3）麻口鑄鐵（簡稱麻口鐵）

麻口鑄鐵中的碳既以滲碳體形式存在，又以石墨狀態(tài)存在。斷口來雜著白亮的游離滲碳體和暗灰色的石墨，故稱為麻口鐵。生產(chǎn)中很少用麻口鐵。

5、常用鑄鐵的牌號、組織與性能1）灰鑄鐵

灰鑄鐵是一種斷面是灰色，碳主要以片狀石墨形式出現(xiàn)，是應(yīng)用最為廣泛的一種鑄鐵?；诣T鐵的鑄造性能、切削性、耐磨性和吸震性都優(yōu)于其它各類鑄鐵，而且生產(chǎn)方便、品率高、成本低。因此，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中灰鑄鐵獲得廣泛應(yīng)用，在各類鑄鐵的總產(chǎn)量中點80％以上。

根據(jù)鑄鐵分類國家標準GB9439一88，我國灰鑄鐵的牌號分為六級。

“HT”表示灰鐵二字漢語拼音的第一個大寫字母，其后數(shù)字表示抗拉強度。HT100、HT150….

灰鑄鐵的性能力學(xué)性能低塑性、韌性遠低于鋼耐磨和減震性能好石墨本身具有潤滑作用，石墨掉落后的空洞能吸附和儲存潤滑油，使鑄件有良好的耐磨性。石墨可以阻止運動的傳播，灰鑄鐵的消震能力是鋼的10倍，常用來制作承受振動的機床底座。工藝性能好優(yōu)良的鑄造性能，較低的缺口敏感性和良好的切削加工性能2）球墨鑄鐵球墨鑄鐵的生產(chǎn)

石墨呈球狀的鑄鐵稱為球墨鑄鐵，簡稱球鐵。球鐵是用灰口成分的鐵水經(jīng)球化處理和孕育處理兩制得的。球鐵的組織和性能特點

球墨鑄鐵中的石墨呈球狀，它對基體的破壞作用小，基體強度利用率可達70％－90％。另外。球鐵可通過熱處理充分發(fā)揮基體的性能潛力，所以球鐵具有較好的機械性能?？估瓘姸茸罡呖蛇_150x107N/m2，延伸率可達25%。另外，它的屈強比很高，αk可達8-15J／cm2。球墨鑄鐵的牌號，化學(xué)成分和用途根據(jù)國家標準,球鐵分為八個牌號，牌號中‘QT’是球鐵二字漢語拼音的字頭，其后二級數(shù)字分別表示最低抗拉強度和最低延伸率。QT400-18、QT500-7……球鐵具有優(yōu)異的機械性能、有時可用它代替碳素鋼，應(yīng)用于負荷較大受力復(fù)雜的零件如珠光體基的球鐵常用于制造汽車、拖拉機中的曲軸、連桿、凸輪等。還可做大型水壓機的工作缸、缸套及活塞。而鐵素體基的球鐵多用于制造受壓閥門、汽車后橋殼等。3）蠕墨鑄鐵蠕墨鑄鐵是近二十幾年來發(fā)展起來的一種新型鑄鐵。它是由液體鐵水經(jīng)變質(zhì)處理和孕育處理隨之冷卻凝固后所獲得的一種鑄鐵。通常采用的變質(zhì)元素(又稱蠕化劑)有稀土硅鐵鎂合金、稀土硅鐵合金、稀土硅鐵鈣合金或混合稀土等。蠕墨鑄鐵的顯微組織是由蠕蟲狀石墨和金屬基體組成。牌號：RuT＋數(shù)值（最低抗拉強度）。RuT420、RuT340……4）可鍛鑄鐵它是由白口鑄件經(jīng)熱處理而得的一種高強度鑄鐵，又稱馬鐵。與灰鑄鐵相比，它具有較高的強度、塑性、韌性，而耐磨性和鑄造性優(yōu)于普通碳素鋼，所以可部分代替碳鋼、合金鋼和有色金屬。

牌號：KT——可鐵

H——黑心Z——珠光體基體后面是最低抗拉強度和最低伸長率。KTH30-06、KTZ700-02……5）特殊性能鑄鐵

在普通鑄鐵基礎(chǔ)上加入某些合金元素可使鑄鐵具有某種特殊性能，如耐磨性、耐熱性或腐蝕性等，從而形成一類具有特殊性能的合金鑄鐵。合金鑄鐵可用來制造在高溫、高磨擦或耐蝕條件下工作的機器零件。

耐磨鑄鐵耐熱鑄鐵

耐蝕鑄鐵

四、有色金屬及其合金一、鋁及其合金

1、純鋁純鋁的主要特點是比重小，約為鐵的1／3；導(dǎo)電、導(dǎo)熱性較好，僅次于銀、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。鋁的強度低，經(jīng)加工硬化后強度可提高，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度要求不高的零件以及生活用具等。2、鋁合金

鋁合金可分為變形鋁合金和鑄造鋁合金兩大類。3、鋁合金的牌號鑄造鋁合金（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。ZL109這是復(fù)雜合金化的Al-Si-Cu-Mg-Ni合金，由于含Si量提高，并加入了Ni，使合金具有優(yōu)良的鑄造性能和氣密性能以及較高的高溫強度，耐磨性和耐蝕性也得到提高，線膨脹系數(shù)和密度也有較大的降低，適合制作內(nèi)燃發(fā)動機活塞及要求耐磨且尺寸、體積穩(wěn)定的零件。主要用金屬型鑄造和砂型鑄造。ZL114A

ZL114是復(fù)雜合金化的合金能，由于還加入了Mn、Ti，使該合金有優(yōu)良的鑄造性能，較好的耐蝕性、氣密性，高的強度。其焊接和切削加工性能一般。適合鑄制形狀復(fù)雜、承受重大負荷的動力結(jié)構(gòu)件（如飛機發(fā)動機的結(jié)構(gòu)件、水泵、油泵、葉輪等），要求氣密性較好和在較高溫度下工作的零件。主要采用金屬型和砂型鑄造，也可采用壓鑄。二、銅及其合金銅及其合金性能特點：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

1、純銅熱裂和冷脆現(xiàn)象根據(jù)含量進行分類：T1、T2、T3、T42、黃銅(1)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)性能，易加工成形，并且對大氣、海水具有相當(dāng)好的抗蝕能力。另外它還具有價格低廉、色澤美觀等優(yōu)點。普通黃銅分為單相普通黃銅和雙相普通黃銅。編號：H＋銅的質(zhì)量百分數(shù)；H80、H70…（2）特殊黃銅

在普通黃銅的基礎(chǔ)上，再加入鋁、鐵、硅、錳、鎳等元素的黃銅，稱為特殊黃銅。特殊黃銅牌號的表示方法：代號“H”+合金元素符號+含