常用材料介紹，熱處理及表面處理,報告大綱,一,.,常用金屬材料選型介紹,二,.,常用金屬材料用途與對照表,三,.,常用非金屬材料選型介紹,四,.,常用材料的熱處理,五,.,常用材料的表面處理,一,常用金屬材料選型介紹,一）,.,黑色金屬,黑色金屬包括,:,生鐵，鐵合金，,碳素結構鋼，低合金結構鋼和優質鋼,等，下面主要介紹我們常用的幾種,。,1.,碳素結構鋼：,碳素結構鋼可以不經過冷熱加工或熱處理，直接用于建筑結構和機械機構，也可以經過冷熱加工或熱處理用于制造螺絲，螺栓，螺帽，鉚釘，連桿，軸，銷子等機器零件，屬于普通鋼，其鋼號用屈服點“屈”拼音首位字母“,Q”,和保證屈服點的最小數值表示。,鋼號,Q195Q235A,比較常用，其中,Q235A,強度和塑性配合較好，用途最廣泛,，常軋制成盤條，圓鋼，方鋼，扁鋼，角鋼，工字鋼，槽鋼和中厚鋼板（,4mm),等。,2.,低合金結構鋼：,低合金結構鋼是含碳,0.10.22%,之間含有少量合金元素的鋼，這類鋼由于合金元素強化了鐵素體，增加了珠光體相對量，其屈服點比碳素結構鋼高,2570%,。,低合金結構鋼由于強度高且生產工藝簡單，鋼材一般是在熱軋狀態下直接使用，可制成大型工字鋼，槽鋼，角鋼，中厚鋼板,(4mm,，,4mm,及以下稱為薄鋼板,),等。廣泛應用于橋梁，船舶，鍋爐，容器，建筑等行業。,3.,優質鋼：,優質鋼含,優質碳素結構鋼,，合金結構鋼，,彈簧鋼,，,滾動軸承鋼,，,工具鋼,，,不銹耐酸鋼,，耐熱鋼等。下面主要介紹常用的幾種：,3.1,優質碳素結構鋼,是優質鋼中使用最廣的一種鋼種，其純潔性和成分的均勻性比普通鋼好，因此,鋼的塑性，韌性比較優良,。主要分為：,低碳鋼，中碳鋼，高碳鋼,。這類優質鋼由于價格低廉，廣泛應用于機械制造行業中。,3.1.1,低碳鋼（含碳量,0.25%,）,其特點是強度較低，塑性，韌性及焊接性能很好，切削性一般,。這種鋼可以用各種冷加工或焊接的方法來制造各種受力不大，韌性要求較高且不加熱處理的機械零件或設備，不適宜,退火,處理。,3.1.2,中碳鋼（含碳量,0.30.5%,）,其特點是強度較高而韌性稍低，一般經過淬火，回火或正火后使用,。它們屬于調質鋼類，淬火溫度決定于含碳量，回火溫度取決于零件所要求的強度和韌性。這類鋼主要用來制造承受負荷較大的機器零件如直軸，曲軸等，很少用來做焊接構件。,3.1.3,高碳鋼（含碳量,0.55%,以上）,其特點是具有高的強度和良好的彈性，,由于含碳量高，在水中淬火容易產生裂紋，所以多采用雙液淬火（水淬油冷），小截面零件則多采用油淬。這些牌號的鋼主要用于制造彈簧和易受磨損的零件。,優質碳素結構鋼常用鋼號的性能及用途,（,1,）,10,：這種鋼的塑性及韌性高，在冷態下易于模壓成型。用作拉桿，鋼管，墊片，鋼絲，鋼板和型材。,（,2,）,15,：這種鋼的塑性，韌性，焊接性，冷沖性均很好，但強度較低，用于制造受力不大但韌性要求高的零件，如螺栓，螺釘，拉條，法蘭盤，蒸汽鍋爐等，這種鋼的切削性能較差，可用,880900,水中淬火來改善切削性能。,（,3,）,20,，,25,：這種鋼的強度比,15,號鋼稍高，很少淬火，這種鋼用于不經受很大應力而要求韌性較高的零件，如杠桿，軸套，螺釘，起重機的吊鉤，負荷不大的齒輪，鏈輪等。,（,4,）,35,：,這種鋼有好的塑性和適當的強度，廣泛用來制造各種鍛件和熱壓件,，如曲軸，轉軸，軸銷，連桿，橫梁，套筒，螺釘螺母等。這種鋼大多在正火或調質狀態下使用，一般不作焊接。,（,5,）,45,：,45,號鋼是應用很廣的優質碳素結構鋼，通常是在調質或正火狀態下使用，具有良好的綜合機械性能,。這種鋼用于制造機器中的齒輪，軸，活塞銷，緊固件，汽輪機葉輪，壓縮機，泵的運動零件。,（,6,）,55,：這種鋼經熱處理后有高的表面硬度和強度，具有較好的韌性。一般在正火或淬火,-,回火后使用，制造齒輪，連桿，扁彈簧等。,（,7,）,65,，,70,：這種鋼基本上屬于彈簧鋼類，經過適當的熱處理后，具有相當高的強度與彈性，大尺寸的零件往往采用正火處理，小尺寸的零件才采用淬火,-,低溫回火處理。,3.2,合金結構鋼,是在優質碳素結構鋼的基礎上，適當加入一種或數種合金元素煉制而成的鋼種，它們有較高的強度或韌性，最主要的優點是具有很好的淬透性。零件在使用前通常都要經過調質，化學熱處理，火焰淬火或高頻淬火等，從而使鋼獲得均勻的具有良好綜合機械性能的組織。主要分為以下三類：,3.2.1,低碳滲碳合金結構鋼,這類鋼常用牌號為,20Cr,20CrMnTi,其含碳量一般在,0.100.25%,之間。加入鉬，釩，鈦等元素主要是為了形成合金碳化物，提高鋼的回火穩定性，以便滲碳后可以直接進行淬火。這類鋼的最終熱處理是滲碳（或氰化）后淬火加低溫回火。牌號,20CrMnTi,是制造汽車，拖拉機齒輪的常用材料。,3.2.2,中碳調質合金結構鋼,這類鋼常用牌號為,40Cr,35CrMoA,其含碳量在,0.300.50%,之間，由于這類鋼的淬透性高，可以用較低的冷卻速度獲得淬硬層，一般都用油淬。調質鋼的最終性能取決于回火溫度，高溫回火溫度在,500650,之間,在此溫度范圍內，隨著溫度的升高，強度，硬度下降而韌性上升。常用來制造承受較大載荷的軸，連桿，進氣閥，大齒輪，緊固件等。,3.2.3,氮化鋼,氮化鋼是含鋁的中碳調質合金鋼，這類鋼常用牌號為,38CrMo,Al,A,。氮化鋼所制成的零件需先經過調質或表面淬火，高頻淬火處理，獲得所需要的力學性能后，再進行最終切削精加工，然后進行氮化處理，以進一步提高表面硬度和耐磨性。這類鋼主要用于制造具有高耐磨性，高疲勞強度，處理后尺寸精確的氮化零件，如氣缸套，齒輪，檢規，高壓閥門，蝸桿，磨床及自動車床主軸等。,3.3,彈簧鋼,彈簧鋼是用來制造彈簧或某些彈性元件的一種鋼。廣泛用于飛機，汽車，拖拉機，鐵路車輛，起重機械機身或車身下的抗震彈簧。彈簧鋼常用牌號為,60Si2MnA,65Mn,，按照化學成分可分為碳素彈簧鋼與合金彈簧鋼兩大類。彈簧鋼材常用外形為圓鋼，扁鋼其次是方鋼。彈簧鋼常用牌號用途如下：,60,，,70,號,-,火車車廂的螺旋彈簧，一般機器上的圓，方螺旋彈簧，小型機械的彈簧。,65Mn-,用于較大尺寸的各種扁圓彈簧，如汽車的離合器彈簧。,60Si2MnA-,汽車，拖拉機，鐵道車輛上的板簧，安全閥機止回閥簧，制造承受交變負荷及在高應力下工作的大型彈簧等。,3.4,滾動軸承鋼,滾動軸承鋼又叫滾子鋼，滾珠鋼，簡稱軸承鋼，主要用來制造各種機械上的軸承，包括滾珠，內外套圈等。分為以下幾類：,3.4.1,高碳鉻軸承鋼,高碳鉻軸承鋼用電爐冶煉并經真空脫氧處理，共有四個牌號：,GCr9,鋼的耐磨性和淬透性較高，當硬度為,HB200,左右時，切削加工性好，用于制造機械傳動軸承上的鋼球和滾子。,GCr9SiMn,鋼的耐磨性和淬透性與,GCr15,鋼相似，有回火脆性，適于制造較大尺寸的軸承套圈，可代替,GCr15,鋼。,GCr15,鋼的耐磨性高，當硬度為,HB200,左右時，切削加工性好，用于制造內燃機，電動機車，機床，鉆探機以及高速，高負荷轉動軸承上的鋼球，滾子和軸套。,GCr15SiMn,鋼的耐磨性和淬透性比,GCr15,鋼高，有回火脆性，用于制造大型軸承鋼球和滾子，其它用途與,GCr15,相似。,3.4.2,滲碳軸承鋼,滲碳軸承鋼用電爐或平爐冶煉，或電爐，平爐鋼液經爐外精煉。高級優質鋼還應經電渣重熔。,3.4.3,高碳鉻不銹軸承鋼,這類鋼用電爐冶煉并經電渣重熔，亦可采用非真空感應爐或真空感應爐冶煉并經電渣重熔。,3.5,工具鋼,工具鋼是現代工業中廣泛應用的鋼種，鋼號較多，主要用來制造各種刀具，模具，量具及其它工具。,對工具鋼使用性能的要求,：硬度和紅硬性（在受熱條件下仍能保持足夠高的硬度和切削能力），耐磨性，強度和韌性。,對工具鋼工藝性能的要求,：要有較好的熱鍛壓變形性與冷切削加工性，淬火溫度范圍足夠寬，淬硬性和淬透性，脫碳敏感性，熱處理時的變形性。,3.5.1,碳素工具鋼,碳素工具鋼的含碳量在,0.651.35%,范圍內，常用牌號為,T8A,T10A,T12A,熱處理后可得到高硬度和高耐磨性。由于生產成本較低，加工性能良好，在工具鋼中是被廣泛應用的鋼種。不足之處是紅硬性差；不適宜制造尺寸較大的工具；不宜制造承受沖擊的工具。,3.5.2,合金工具鋼,合金工具鋼是在碳素工具鋼的基礎上加入鉻，鎢，鉬，釩，硅，錳，鎳，鈷等合金元素經冶煉，軋制而成的鋼種，它的突出優點是淬透性好，熱處理時開裂傾向小，耐磨性與耐熱性高，可以適應不同用途需要。按用途可分為三類：,刃具用鋼,，,模具用鋼,和,量具用鋼,。,刃具用鋼,常用牌號為,9SiCr,CrWMn,它們主要用于切削刀具，屬于低合金鋼種；,模具用鋼,是用來制作鍛造，沖壓，切邊，壓鑄等模具的鋼種，包括熱模鋼和冷模鋼；,量具用鋼,在熱處理后，具有尺寸穩定性，高耐磨性，高硬度和足夠的韌性，常用牌號為,Cr12,CrWMn,Cr06,用來制造量規，塊規和樣板，這類鋼在淬火后具有很高的硬度，而且淬火變形很小。,3.5.3,高速工具鋼,高速工具鋼的突出優點是具有很高的熱硬性，同時又具有一定的韌性。它是一種高碳高合金鋼，含碳量在,0.71.6%,之間，含有鎢，鉬，鉻，釩，鈷等合金元素，合金元素總量均在,10%,以上，高的可達,23%,。,3.6,不銹耐酸鋼,不銹耐酸鋼是不銹鋼和耐酸鋼的總稱，在空氣中能夠抵抗腐蝕的鋼叫不銹鋼，在化學腐蝕介質中能抵抗腐蝕的鋼叫耐酸鋼，不銹鋼不一定耐酸，耐酸鋼一般具有良好的不銹性能。,3.7,耐熱鋼,耐熱鋼是在高溫下有良好的化學穩定性和較高強度，能較好適應高溫條件下工作的合金結構鋼。它分為抗氧化鋼和熱強鋼兩類。耐熱鋼常用于制造鍋爐，汽輪機，工業爐以及航空，石化等工業部門中在高溫下工作的零件。,一,常用金屬材料選型介紹,二）,.,有色金屬,除了黑色金屬以外的金屬都叫有色金屬。,有色純金屬,分為,重有色金屬,（,指密度大于,4.5g/cm,3,的常見有色金屬，如銅，鎳，鈷，鉛，鋅，錫，銻，汞，鎘，鉍等,），,輕有色金屬,（,指密度小于,4.5g/cm3,的有色金屬，如鋁，鎂，鈉，鈣，鉀，鍶，鋇等），,貴金屬,（包括金，銀和鉑族元素），,半金屬,（指硅，硒，銻，砷，硼，其理化性質介于金屬和非金屬之間），,稀有金屬,（如鈦，鋰，銫，鈹，鎢，鉬，釩，錸等）；,有色合金,按合金系統分類，如銅合金，錫合金，鋁合金，鎂合金，鈦合金等，按用途分類，如變形合金（壓力加工用），鑄造合金，軸承合金，印刷合金，硬質合金等。下面介紹常用的有色金屬及其合金：,1.,有色金屬及：,碳素結構鋼可以不經過,Q195Q235A,比較常用，其中,Q235A,強度和塑性,1.,銅及銅合金：,1.1,純銅,：純銅又稱紫銅，密度,8.94g/cm,3,，熔點,1083,0,C,，無磁性，純銅突出特點是導電，導熱性好，具有很高的化學穩定性，在大氣，淡水和水蒸汽中均有良好的抗蝕性，同時具備優良的加工成型性和可焊性，其強度不高，但塑性很好。,1.2,銅合金,：分為,黃銅，青銅，白銅，鑄造銅合金,等。,1.2.1,黃銅,是以鋅為主要元素的銅合金，常用牌號及用途：,H96-,散熱器，冷凝器的管道，散熱片，導電零件等。,H68-,彈殼及工業上用的零件。,H62-,散熱器，墊圈，彈簧，螺釘，螺帽等。,HSi80-3-,船舶零件，蒸汽管和水管零件。,1.2.2,青銅,以錫為主要元素的稱為青銅或錫青銅，還有鋁青銅，鈹青銅，硅青銅等，其中鈹青銅除鈹元素外，還添加鎳，鈦合金元素，經淬火時效后抗拉強度可達,12501500MPa,，硬度為,HB350400,，接近于中強度鋼的性能，鈹青銅在淬火狀態時具有極好的塑性，可冷加工成管材，棒材，帶材等各種型材，還具有優良的抗蝕性和導電導熱性，受沖擊時不產生火花，故廣泛用作各種儀表彈簧，重要彈性元件，耐磨零件及防爆工具等。,1.2.3,鑄造銅合金,鑄造銅合金包括鑄造黃銅和鑄造青銅兩大類，鑄造銅合金是