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金属材料分类概览

时间:2021-08-29 05:53 作者:admin 点击:

  一. 金属材料分类 钢铁 通常指铜、铝、铅、钛 1. 黑色金属 2. 有色金属 二. 产品名 称 生铁 碳素结 构 和 低 合 金 结 构钢 钢铁材料牌号表示方法 牌号举例 L10 Z30 Q195 Q215A Q215B Q235A Q235B Q235C 08F 20 20A 45 45E 65Mn 20CrMnSi 35CrMo 60Si2Mn 牌号表示方法 L—表示炼钢用生铁;10—表示平均含硅量 10% Z—表示铸造用生铁;30—表示平均含硅量 30% Q 235 B 质 量 等 级 代 号 , 指 含 硫 量 高 低 , A-0.05%;B-0.045%;C-0.04%;D-0.035 屈服点数值(Mpa) 代表“屈服点” 20 A 表示级别。A—高级;B—特级 表示含碳量万分之 20 65 Mn 表示含锰量约 0.75-1% 表示含碳量万分之几 合金平均含量小于 1.5%时,仅表示元素,一般不标含量;平均 含量在 1.5-2.49%、2.5-3.49%、3.35-4.49%…时,在合金元素后相 应写成 2、3、4… 60 Si2 Mn 表示含锰量约 1% 表示含硅量约 2% 表示含碳量万分之 60 T8 含碳量千分之几 表示“碳素工具钢” 平均含碳量≥1.00%时,一般不标明。含碳量<1.00%时,用千 分之几表示。钒、钛的表示有时会有特殊。 9SiCr—0.9%C Cr12—2%C,11.75%Cr Cr12MoV—2%C,11.75%Cr,0.5%Mo,0.22%V 5CrNiMo—0.5%C,1%Ni,1%Mo SM45—S 表示塑料,M 表示模具,45 表示含碳量 0.45%。 在牌号头部加“G” ,表示滚动轴承钢的拼音头一个字母 GCr15—普通滚动轴承钢,含 C1%,Cr1.5% G20CrNiMo—含 C0.2%,Cr0.5%,Ni0.55%,Mo0.23% 优质碳 素 结 构 钢 和 优 质 碳 素 弹簧钢 合金结 构 钢 和 合 金 弹 簧钢 工具钢 碳素工具钢 T8、T10 合金工具钢 9SiCr Cr12 Cr12MoV 5CrNiMo SM45 轴承钢 GCr15 G20CrNiMo 不锈钢 2Cr13 1Cr18Ni9 Y15 Y40Mn Y45Ca Y15Pb 三. 2Cr13—马氏体型不锈钢,可热处理,C0.2%,Cr13% 1Cr18Ni9—奥氏体型不锈钢,C0.1%,Cr18%, Ni9% Y—表示易,材料中加硫、磷,增加脆性,加锰增加强度,加钙、 铅增加润滑性。 15 、 40 、 45 表 示 含 碳 量 万 分 之 几 , Mn1.20-1.55%,Ca0.002-0.006%,Pb0.15-0.35%. 易切削 钢 金属材料力学性能代号及含义 代 号 σb σ bc 名称 抗拉强 度 抗压强 度 抗弯强 度 抗剪强 度 屈服点 屈服强 度 单位 含义 材料试样受拉力时,在拉断前所承受的最 大拉力。 材料试样受压力时,在压坏前所承受的最 大拉力 材料试样受弯曲力时,在破坏前所承受的 最大拉力 材料试样受剪力时,在剪断前所承受的最 大拉力 材料试样在拉伸过程中,负荷不增加或开 始有所降低而变形继续发生的现象称为屈 服, 屈服时的最小应力称为屈服点或屈服强 度。 对某些屈服现象不明显的金属材料,测定 屈服点比较困难,为了便于测量,通常按其 产生永久变形量等于试样原长 0.2%时的应 力称为屈服强度。 材料试样被拉断后,标距长度的增加量与 原标距长度之百分比 试样的标距等于 5 倍直径时的伸长率 材料试样在拉断后,其断裂处横截面积的 缩减量与原横截面积的百分比 金属材料对冲击负荷的抵抗能力,以冲击 试样上所消耗的功与断口处横截面积之比 用淬硬小钢球压入金属表面,保持一定时 间待变形稳定后卸载, 以其压痕面积除以加 在钢球上的载荷。 σ bb τ σ σ 0.2 s Mpa 或 N/mm 2 δ δ 5

   α κ 伸长率 伸长率 断面收 缩率 冲击韧 性值 布氏硬 度 % J/cm2 kgf/m m2 ( 一 般不标 注) HB H RC H RA H RB 洛氏硬 度C级 洛氏硬 度A级 洛氏硬 度B级 —— 用 1471N 载荷, 将顶角为 120o 的圆锥形金 刚石的压头压如金属表面, 取其压痕的深度 来计算。用来测量 HB=230-700 的金属材料 用 588.4N 载荷,将顶角为 120o 的圆锥形 金刚石的压头压如金属表面, 取其压痕的深 度来计算,用来测量 HB>700 的金属材料。 用 980.7N 载荷, 直径 1.59mm 淬硬小钢球 压入金属表面,取其压痕的深度来计算, 用 来测量 HB=60-230 的金属材料 用 49.03-980.7N(分为 6 级)的载荷, 将顶角 o 为 136 的金刚石四方锥体压入金属的表 面,经一定时间后卸载,以其压痕表面积除 载荷所得之商。 以一定重量的冲头,从一定的高度落于被 测试样的表面,以冲头回跳的高度表示硬 度。 —— —— kgf/m m2 H V 维氏硬 度 HS 肖氏硬 度 —— 四. 钢材的规格种类及用途 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 ④ ⑤ ⑥ ⑦ 热轧角钢,分为等边及不等边,宽度 20-200。 热轧槽钢,宽度 50-300。 热轧工字钢,高度 100-560。 热轧 T 型钢,宽度 100-300。 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. 力 学 性 能 R(软态钢管) σ b 钢 号 DY(低硬态钢管) 5 δ 22 20 19 22 22 20 σ b δ 13 11 9 14 13 9 5 08F,08,10F,10, 15F,15, 20 Q195 Q215-A,B Q235-A,B 315 355 390 315 335 375 375 400 440 335 355 390 B。无缝钢管(GB/T 8162—1999) 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. 力学性能 抗拉强度 钢 号 10 20 35 45 Q345 σ b/MPa 335 390 510 590 490 屈服点δ 壁厚≤ 16mm 205 245 305 335 325 5 壁厚> 16mm 195 235 295 325 315 δ 5/% 24 20 17 14 21 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。 g. 网带炉—炉内加移动网带可连续加热处理,适用于小零件大批量淬火、回 火、渗碳、氮化,生产效率高。 h. 高频炉—使用特制的工频、 中频、 高频加热圈加热零件表面淬火, 用于轴、 齿轮类零件淬火。 4. a. b. c. d. e. 冷却介质及方法 水—冷却速度快,用于碳钢及低合金钢的淬火及有些回火的冷却。 盐水—冷却速度最为快,用于碳钢及低合金钢的淬火冷却 油—一般用 20 号机油,中合金钢以上的淬火冷却。 硝盐—用于回火及合金钢的等温淬火。 空气—冷却速度慢,用于正火及一些高淬透性材料的淬火。 5. 热处理原理简述 无论使用何种设备,都是为了加热,超过一定的温度,使金属材料达到同素异 构转变及需要的晶粒大小和分布,然后以一定的速度冷却,得到需要的晶体组 织。 钢铁金属金相组织通常有: 铁素体——主要由铁元素组成,硬度低; 渗碳体——铁与碳的化合物,特别硬脆; 珠光体——铁素体和渗碳体各 50%的混合物, 由 0.8%C 和 99.2%Fe 元素组成; 奥氏体——一般是加热后转变成的组织; 马氏体——淬火后得到的组织,硬而脆; 屈氏体——淬火后得到的组织,较软; 贝氏体——等温淬火后得到的组织,韧性好; 热处理淬火的加热温度一般低碳钢加热到 A3 线%碳素钢的材料加热到 780 度左右,合金钢需查手册。加热后的保温时间视 材料厚度决定,冷却介质根据材料定,也可能先后用两种介质冷却。除低碳钢, 一般材料淬火后硬度应达到 HRC60 以上。 淬火+回火和直接不完全淬火(加热温度不对或冷却速度不够) ,得到的硬 度一样,但由于金相组织不同,强韧性是完全不一样的,在使用中的效果也是 不同的。淬火+回火的结果要好的多。 常用工艺举例:钢号 淬火温度 冷却介质 淬火后硬度 回 火温度 230 430 350 六. 回火后硬度 Cr12 HRC60 65Mn HRC40-44 45# HRC30 有色金属 1050 830 840 油 油或水 盐水或水 HRC ≥ 62 HRC ≥ 62 HRC ≥ 55 常用有色金属有铝、铜以及镁、锌、铅、锡、金、银等,有单独使用,如 纯铝、纯铜(紫铜) ,很多是在合金状态下使用,一些独特的性能是钢铁无法达 到的,如导电性、颜色、重量、柔软性等等。 1。铝 重量轻,不易生锈,可氧化染色,易于成形加工,分为铸造铝合金、压 铸铝合金及变形铝合金。 铸造铝合金——有铝硅合金( ZAlSi7Mg) 、铝铜合金( ZalCu5Mn ) 、铝镁合金 (ZalMg6Mg) 、铝锌合金(ZalZn6Mg) 压铸铝合金——YZAlSi12、YZAlSi9Cu4 变形铝合金——工业纯铝 (1060) 、 防锈铝 (5A02) 、 硬铝 (2A11) 、 超硬铝 (7A04) 2.铜 铜应用最早的金属,不易生锈,易于成形加工。分为铸造铜合金、压铸铜 合金及加工用铜材。 种类有纯铜、黄铜、青铜,其中黄铜、青铜可铸造和压铸。 常用铜材的牌号及用途: 纯铜——T1、T2、T3,主要用于电线和电镀; 黄铜——普通黄铜(黄铜)H62、H68,外表金色,易于成型加工(模具加 工) ,应用最为广泛 铅黄铜 HPb59-1,易于切削 锡黄铜 HSn62-1,耐腐蚀性能好 黄铜成分表示: H62 62% Cu, 40%Zn HPb59-1 59%Cu,1%Pb,40%Zn 青铜——锡青铜 QSn6.5-0.1,有高的强度、弹性和耐磨性,切削性能好 铝青铜 QAl7,有高的强度、耐磨和耐腐蚀性 铍青铜 QBe2 ,可热处理,具有高的强度、硬度、弹性、耐磨性、 耐热性和耐腐蚀性。 3.铝材的热处理 变形铝材有 5 种状态 代 号 F 名称 说明 自由加工 状态 自由状态,力学性能无规定 O H 退火状态 加工硬化 状态 完全退火获得最低强度的加工产品 经过加工硬化提高强度的产品, 产品在加工 硬化后经过(也可不经过)使强度有所降低 的附加热处理。 H 代号后必须有阿拉伯数字。 W 固溶处理 状态 一种不稳定状态, 仅适用于室温下自然时效 的合金。 适用于热处理后,经过(或不经过)加工硬 化达到稳定状态的产品,T 代号后面必须跟 一位或多位阿拉伯数字 T 细分状态代号 T 热处理状 态 代 说明 号 T0 T1 T2 固溶热处理后,经自然时效再经过冷加工的状态 由高温成型过程冷却,然后自然时效至基本稳定的状态 由高温成型过程冷却,经过冷加工后自然时效至基本稳定的状 态 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 T1 0 固溶热处理后进行冷加工,再经自然时效至基本稳定的状态 固溶热处理后自然时效至基本稳定的状态 由高温成型过程冷却,然后进行人工时效的状态 固溶热处理后进行人工时效的状态 固溶热处理后进行过时效的状态 固溶热处理后进行冷加工,然后进行人工时效的状态 固溶热处理后进行人工时效,然后经过冷加工的状态 由高温成型过程冷却后,进行冷加工,然后进行人工时效的状 态

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