金-属-材-料-介-绍课件.ppt
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1、一、黑色金屬和有色金屬一、黑色金屬和有色金屬二、常用金屬材料二、常用金屬材料三基本的成型方法三基本的成型方法四金屬產品制程四金屬產品制程五、機械常識五、機械常識附录一、附录一、中國鋼號表示方法的分類說明中國鋼號表示方法的分類說明附錄附錄二、二、美國對鋼的編號方法美國對鋼的編號方法附录三、附录三、日本的鋼號表示方法日本的鋼號表示方法一、黑色金屬和有色金屬一、黑色金屬和有色金屬 1 1黑色金屬是指鐵和鐵的合金。如鋼、生鐵、鐵合金、鑄鐵等。黑色金屬是指鐵和鐵的合金。如鋼、生鐵、鐵合金、鑄鐵等。鋼和生鐵都是以鐵爲基礎,以碳爲主要添加元素的合金,統鋼和生鐵都是以鐵爲基礎,以碳爲主要添加元素的合金,統 稱
2、爲鐵碳合金。稱爲鐵碳合金。2 2把煉鋼用生鐵放到煉鋼爐內按一定工藝熔煉,即得到鋼。鋼屬於把煉鋼用生鐵放到煉鋼爐內按一定工藝熔煉,即得到鋼。鋼屬於黑色金屬但鋼不完全等於黑色金屬。黑色金屬但鋼不完全等於黑色金屬。3 3有色金屬又稱非鐵金屬,指除黑色金屬外的金屬和合金,如有色金屬又稱非鐵金屬,指除黑色金屬外的金屬和合金,如 銅、錫、鉛、鋅、鋁以及黃銅、青銅、鋁合金和軸承合金等。銅、錫、鉛、鋅、鋁以及黃銅、青銅、鋁合金和軸承合金等。二、常用金屬材料二、常用金屬材料A A 鐵碳合金鐵碳合金B B 合金鋼合金鋼C C 有色金屬及其合金有色金屬及其合金 二、常用金屬材料二、常用金屬材料(a a 鐵碳合金)鐵
3、碳合金)根據含碳量不同可分爲:根據含碳量不同可分爲:1 1 熟鐵(熟鐵(Wrought IronWrought Iron)C0.08%C0.08%2 2 碳鋼(碳鋼(steelsteel)0.08%C2.0%0.08%C2.0%低碳鋼低碳鋼C=0.25;C=0.25;中碳鋼中碳鋼0.25%0.25%C0.55%;C0.55%;高碳鋼高碳鋼0.56%0.56%C2.11%C2.11%C2.11%根據鑄鐵中石墨結晶狀態不同鑄鐵可分爲三類:根據鑄鐵中石墨結晶狀態不同鑄鐵可分爲三類:a a 灰口鑄鐵灰口鑄鐵 b b 可鍛鑄鐵可鍛鑄鐵 c c 球墨鑄鐵球墨鑄鐵二、常用金屬材料二、常用金屬材料(b b 合
4、金鋼)合金鋼)爲提高鋼的機械性能、工藝性能或化學和物理特性,在冶煉爲提高鋼的機械性能、工藝性能或化學和物理特性,在冶煉時特意往鋼中加入一些合金元素,這種鋼就稱爲合金鋼。時特意往鋼中加入一些合金元素,這種鋼就稱爲合金鋼。1 1 低合金鋼(特殊合金元素少於低合金鋼(特殊合金元素少於5%5%)2 2 中合金鋼中合金鋼 (特殊合金元素占特殊合金元素占5%10%)5%10%)3 3 高合金鋼(特殊合金元素大於高合金鋼(特殊合金元素大於10%10%)二、常用金屬材料二、常用金屬材料(b b 合金鋼)合金鋼)3.13.1不銹鋼不銹鋼:在空氣中或化學腐蝕介質中能夠抵抗腐蝕的一在空氣中或化學腐蝕介質中能夠抵抗腐
5、蝕的一 種高合金鋼種高合金鋼;最常用的不銹鋼是鉻不鏽鋼最常用的不銹鋼是鉻不鏽鋼(r13r13型型,Cr17Cr17型型)和鉻鎳不和鉻鎳不 銹鋼銹鋼(18-8(18-8型型)3.2 3.2 影響不銹鋼耐腐蝕性能的元素影響不銹鋼耐腐蝕性能的元素 鉻在不銹鋼中取起決定性作用鉻在不銹鋼中取起決定性作用 碳在不銹鋼作用是雙重的碳在不銹鋼作用是雙重的 鎳是優良的耐腐蝕材料鎳是優良的耐腐蝕材料,但須與鉻配合才能發揮但須與鉻配合才能發揮.二、常用金屬材料二、常用金屬材料(b b 合金鋼)合金鋼)3.3 3.3 國際不銹鋼標示方法國際不銹鋼標示方法 美國鋼鐵學會(美國鋼鐵學會(AISI)AISI)是用三位元數位
6、來標示各種標準是用三位元數位來標示各種標準級的可鍛不銹鋼的。其中:級的可鍛不銹鋼的。其中:a a 2 2*-CrMnNi-CrMnNi 奧氏體不鏽鋼奧氏體不鏽鋼 b 3 b 3*-CrNi-CrNi奧氏體鋼(奧氏體鋼(302302相當相當1 1Cr18Ni9)Cr18Ni9)c 4 c 4*-高鉻馬高鉻馬氏體鋼和鐵素體耐熱鋼氏體鋼和鐵素體耐熱鋼 d 5d 5*-低低鉻馬鉻馬氏體鋼氏體鋼二、常用金屬材料二、常用金屬材料(c c)1.1.鋁及其合金鋁及其合金 a a 工業純鋁:具有質輕,導熱和導電性好,塑性好,耐大氣工業純鋁:具有質輕,導熱和導電性好,塑性好,耐大氣 腐蝕,強度很低;主要用於製造電
7、線、電纜以及要求具有腐蝕,強度很低;主要用於製造電線、電纜以及要求具有 導熱和耐大氣腐蝕性能而對強度要求不高的一些用品和器導熱和耐大氣腐蝕性能而對強度要求不高的一些用品和器 皿。皿。b b 鑄造鋁合金:如鑄造鋁合金:如 鋁矽合金、鋁銅鑄造合金、鋁鎂鑄造合金、鋁矽合金、鋁銅鑄造合金、鋁鎂鑄造合金、鋁鋅鑄造合金。鋁鋅鑄造合金。c c 形變鋁合金:如形變鋁合金:如 硬鋁(硬鋁(Al-Cu-MgAl-Cu-Mg)、鍛鋁()、鍛鋁(Al-Mg-SiAl-Mg-Si-Cu-Cu)二、常用金屬材料二、常用金屬材料(c c)2.2.銅及其合金銅及其合金 a a 工業純銅(紫銅)工業純銅(紫銅):具有導熱和導電
8、性好、塑性好、另外它具有導熱和導電性好、塑性好、另外它 還是逆磁性物質,因之用銅製作的各種儀器和機件不受外來還是逆磁性物質,因之用銅製作的各種儀器和機件不受外來 磁場的干擾。磁場的干擾。b b 黃銅:含鋅量低於黃銅:含鋅量低於50%50%、以鋅爲唯一的或主要的合金元素的、以鋅爲唯一的或主要的合金元素的 銅合金。銅合金。c c 青銅:含錫的銅合金稱爲青銅。青銅:含錫的銅合金稱爲青銅。三基本的成型方法三基本的成型方法l1.1.切削加工切削加工 主要有車床主要有車床,銑床銑床,刨床刨床,鑽床鑽床,磨床磨床,鋸床鋸床,衝床衝床,火焰切割火焰切割,線切割線切割,鐳射切割加工等方式鐳射切割加工等方式.l2
9、.2.非切削加工非切削加工 主要有鍛壓主要有鍛壓,衝壓衝壓,滾軋滾軋,拉伸拉伸,擠壓擠壓,彎曲等手段彎曲等手段.l3.3.冶金成型冶金成型 a.a.鑄造鑄造 b.粉末冶金粉末冶金 一般金屬産品的加工製程通常爲一般金屬産品的加工製程通常爲:原材料原材料-(-(或或)加熱加熱(煤炭煤炭,燃油燃油,電能電能)-)-成型成型(鍛造鍛造,壓制壓制,擠形擠形)噴砂噴砂 調質調質 粗磨去毛邊粗磨去毛邊 車削車削,銑削銑削,刨削刨削 鑽孔鑽孔 攻牙攻牙 絞孔絞孔 熱處理熱處理 細成型細成型(研研 磨磨,火化加工火化加工,線切割線切割)表面披覆表面披覆(電鍍電鍍,噴漆噴漆,染黑染黑).材料的機械特性材料的機械特
10、性:拉力強度拉力強度 壓力強度壓力強度 扭力強度扭力強度 彈性模數彈性模數 硬度硬度 對金屬而言對金屬而言,硬度是指金屬抵抗塑性變形的能力硬度是指金屬抵抗塑性變形的能力。含碳量與機械強度的關係含碳量與機械強度的關係 常用的改變材料硬度的方法常用的改變材料硬度的方法 硬度的測量硬度的測量:布氏硬度測試,洛氏硬度布氏硬度測試,洛氏硬度測試,維氏硬度測試。測試,維氏硬度測試。2 2.材料的加工性能材料的加工性能:鑄造性能鑄造性能 壓力加工性能壓力加工性能 焊接性能焊接性能 熱處理性能熱處理性能 切削性能等切削性能等.3.3.幾個機械概念幾個機械概念:腐蝕腐蝕:化學腐蝕化學腐蝕,電化學腐蝕電化學腐蝕磁
11、性磁性:冷作硬化冷作硬化:應力集中應力集中:4 4.材料的鑒別材料的鑒別重量重量-同等情況下鋁同等情況下鋁,鎂及其合金最輕鎂及其合金最輕.氧化層的狀況氧化層的狀況-低碳鋼低碳鋼(粗糙粗糙););高碳鋼高碳鋼(細緻細緻)生銹生銹-鋼及鐵生紅繡鋼及鐵生紅繡,銅生綠繡銅生綠繡.硬度硬度-碳鋼同等條件下硬度越高含碳量越高碳鋼同等條件下硬度越高含碳量越高.磁性磁性-碳鋼均會被磁鐵吸引碳鋼均會被磁鐵吸引.但高錳鋼但高錳鋼(奧氏體鋼奧氏體鋼)無磁性無磁性,18-818-8型不銹鋼型不銹鋼(奧氏體鋼奧氏體鋼)無磁性無磁性.鍍層鍍層-光亮銀白色爲鍍鉻光亮銀白色爲鍍鉻,顔色略發黃爲鍍鎳顔色略發黃爲鍍鎳,黃色或略紅
12、黃色或略紅爲鍍銅爲鍍銅,亮金色爲鍍鈦亮金色爲鍍鈦,如零件爲鐵件且表面鍍層爲如零件爲鐵件且表面鍍層爲普通白色或爲泛淡藍色普通白色或爲泛淡藍色,七彩色一般爲鍍鋅七彩色一般爲鍍鋅.5 5.鋼的熱處理鋼的熱處理:所謂鋼的熱處理是通過加熱所謂鋼的熱處理是通過加熱,保溫保溫,冷卻的操作方法冷卻的操作方法,使鋼的組織使鋼的組織結構發生變化結構發生變化,以獲得所需性能的一種加工工藝以獲得所需性能的一種加工工藝.退火退火 正火正火 普通熱處理普通熱處理 淬火淬火 回火回火 熱處理熱處理 火焰加熱火焰加熱 表面淬火表面淬火 感應加熱感應加熱(高頻高頻,中頻中頻,工頻工頻)表面熱處理表面熱處理 滲碳滲碳 化學熱處理
13、化學熱處理 氮化氮化 碳氮共滲及其它碳氮共滲及其它 附录一、附录一、中國鋼號表示方法的分類說明中國鋼號表示方法的分類說明 碳素結構鋼碳素結構鋼優質碳素結構鋼優質碳素結構鋼 碳素工具鋼碳素工具鋼易切削鋼易切削鋼合金結構鋼合金結構鋼低合金高強度鋼低合金高強度鋼彈簧鋼彈簧鋼滾動軸承鋼滾動軸承鋼合金工具鋼和高速工具鋼合金工具鋼和高速工具鋼不銹鋼和耐熱鋼不銹鋼和耐熱鋼焊條鋼焊條鋼電工用矽鋼電工用矽鋼電工用純鐵電工用純鐵1 1碳素結構鋼碳素結構鋼 (1)(1)由由Q+Q+數位數位+質量等級符號質量等級符號+脫氧方法符號組成。它的鋼號冠以脫氧方法符號組成。它的鋼號冠以 “Q”Q”,代表鋼材的屈服點,後面的數
14、位表示屈服點數值,單,代表鋼材的屈服點,後面的數位表示屈服點數值,單 位是位是MPaMPa例如例如Q235Q235表示屈服點(表示屈服點(ss)爲)爲235 235 MPaMPa的碳素結構的碳素結構 鋼。鋼。(2)(2)必要時鋼號後面可標出表示質量等級和脫氧方法的符號。質必要時鋼號後面可標出表示質量等級和脫氧方法的符號。質 量等級符號分別爲量等級符號分別爲A A、B B、C C、D D。脫氧方法符號:。脫氧方法符號:F F表示沸騰表示沸騰 鋼;鋼;b b表示半鎮靜鋼:表示半鎮靜鋼:Z Z表示鎮靜鋼;表示鎮靜鋼;TZTZ表示特殊鎮靜鋼,鎮表示特殊鎮靜鋼,鎮 靜鋼可不標符號,即靜鋼可不標符號,即Z
15、 Z和和TZTZ都可不標。例如都可不標。例如Q235-AFQ235-AF表示表示A A級級 沸騰鋼。沸騰鋼。(3)3)專門用途的碳素鋼,例如橋梁鋼、船用鋼等,基本上採用碳專門用途的碳素鋼,例如橋梁鋼、船用鋼等,基本上採用碳 素結構鋼的表示方法,但在鋼號最後附加表示用途的字母。素結構鋼的表示方法,但在鋼號最後附加表示用途的字母。2 2優質碳素結構鋼優質碳素結構鋼 (1)(1)鋼號開頭的兩位元數位表示鋼的碳含量,以平均碳含量的萬鋼號開頭的兩位元數位表示鋼的碳含量,以平均碳含量的萬 分之幾表示,例如平均碳含量爲分之幾表示,例如平均碳含量爲0.45%0.45%的鋼,鋼號爲的鋼,鋼號爲“45”45”,它
16、,它 不是順序號,所以不能讀成不是順序號,所以不能讀成4545號鋼。號鋼。(2)(2)錳含量較高的優質碳素結構鋼,應將錳元素標出,例如錳含量較高的優質碳素結構鋼,應將錳元素標出,例如5050MnMn。(3)(3)沸騰鋼、半鎮靜鋼及專門用途的優質碳素結構鋼應在鋼號最沸騰鋼、半鎮靜鋼及專門用途的優質碳素結構鋼應在鋼號最 後特別標出,例如平均碳含量爲後特別標出,例如平均碳含量爲0.1%0.1%的半鎮靜鋼,其鋼號爲的半鎮靜鋼,其鋼號爲 1010b b 3 3碳素工具鋼碳素工具鋼 (1)(1)鋼號冠以鋼號冠以“T”T”,以免與其他鋼類相混。,以免與其他鋼類相混。(2)(2)鋼號中的數位表示碳含量,以平均
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