常用金属材料分类及鉴别知识.docx

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1、1.2常用金牌材料金属材料来源丰富，并具有优良的运用性能和加工性能，是机械工程中应用最普遍的材料，常用以制造机械设备、工具、模具，并广泛应用于工程结构中。金属材料大致可分为黑色金属两大类。黑色金属通常指钢和铸铁；有色金属是指黑色以外的金属与其合金，如铜合金、铝与铝合金等。121钢钢分为碳素钢（简称碳铜）和合金两大类。碳钢是指含碳属小于2.11%并含有少量硅、镒、硫、磷杂质的铁碳合金。工业用碳钢的含碳玷一般为005%1.35%。为了提高钢的力学性能、工艺性能或某些特别性能（如耐腐蚀性、耐热性、耐磨性等），冶炼中有目的地加入一些合金元索（如Mn、Si、Cr.Ni、Mo.W、V、Ti等），这种钢称为

2、合金钢。（一）碳钢1 .碳钢的分类碳钢的分类方法有多种，常见的有以卜三种。（1）按钢的含碳域多少分类分为三类：低碳钢，含碳属025%;中碳钢，含碳量为025%0.60%;高碳钢，含碳量060%（2）按纲的质最（即按纲含有害元素S、P的多少）分类分为三类：一般碳索钢，钢中S、P含量分别0.055%和0.045%;优质碳素钠，钢中S、P含量均0.040%;高级碳索钢，纲中S、P含量分别0.030%和0.035%。（3）按纲的用途分类分为两类：碳素结构铜，主要用于制造各种工程构件和机械零件；碳素工具钢，主要用于制造各种工具、量具和模具等。2 .碳钢牌号的表示方法（1）碳素结构阳碳素结构钢的牌号由屈服

3、点“屈”字汉语拼音第一个字母Q、屈服点数值、质量等级符号（A、B、C、D）与脱氧方法符号（F、b、Z）等四部分按依次组成.其中质最等级按A、B、C、D依次依次增高,F代表沸腌铜，b代表冷静钢，Z代表冷静钢等。如Q235-AF表示屈服强度为235Mpa的A级沸脾碳素结构纲.(2)优质碳索结构纲优质碳索结构钢的牌号用两位数字表示。这两位数字代表钢中的平均含碳最的万分之几。例如45钢，表示平均含碳量为0.45%的优质碳素结构钢C08钢，表示平均含碳量为0.08%的优质碳素结构钢。(3)碳素工具钢碳素工具钢的牌号是用碳字汉语拼音字头T和数字表示。其数字表示钢的平均含碳址的千分之儿。若为高级优质，则在数

4、字后面加A。例如，T12钢,表示平均含碳量为1.2%的碳素工具钢。T8钢，表示平均含碳疑为08%的碳素工具钢。T12A,表示平均含碳疑为1.2%的高级优质碳素工具钢。3 .碳钢的用途举例QI95、Q215,用于钾钉、开口销等与冲压零件和焊接构件。Q235、Q255,用卜螺栓、螺母、拉杆、连杆与建筑、桥梁结构件。Q275,用于强度较高转轴、心轴、齿轮等CQ345,用于船舶、桥梁、车辆、大型钢结构。08钢，含碳电低，塑性好，主要用于制造冷冲压零件。10、20钢，常用卜制造冲压件和焊接件。也常用制造海碳件。35、40、45、50钢属中碳钢，经热处理后可获得良好的综合力学性能，主要用制造齿轮、套筒、轴

5、类零件等。这儿种钢在机械制造中应用特别广泛。T7、T8钢，用F制造具有较高韧性的工具，如冲头、凿子等。T9、T1.OxT1.1.4,用作要求中等韧性、高硬度的刃具，如钻头、丝锥、钢条等。TI2、T13钢，用于要求更高硬度、高耐磨性的钝刀、拉丝模具等。(二)合金纲合金钢的分类方法有多种，常见的有以下两种。(1)按用途分类分为三类：合金结构钢，用于制造各种性能要求更高的机械零件和工程构件；合金结构铜，用于制造各种性能要求更高的刃具、量具和模具；特别性能纲，具有特别物理和化学性能的钢，如不锈钢、耐热钢、耐磨钢等。(2)钱合金元素总含量多少分类分为三类：低合金钢，合金元索总含量小于5%;中合金钢，合金

6、元素总含量为5%10%;高合金钢，合金元素总含量大于10%。2 .合金钢牌号的表示方法合金钢是按纲材的含碳豉以与所含合金元索的种类和数届编号的“钢号首部是表示含碳盘以与所含合金结构钢与碳素结构纲相同，以万分之一的碳作为单位，如首部数字为45,则表示平均含碳量为0.45%;合金工具钢以千分之一的碳作为单位，如首部数字为5,则表示平均含碳破为0.5%。在表示含碳址的数字后面，用元素的化学符号表示出所含的合金元索。合金元素的含量以百分之几表示，当平均含量小于15%时，只标明元素符号，不标含成。如25Mn2V,表示平均含碳垃为0.25%,含括址约为2%,含锐量小于15%的合金结构钢。又如9SiCr,表

7、示平均含碳量为0.9%,含硅、络都少于1.5%的合金工具钢。对于含碳盘超过1。%的合金工具钢，则在牌号中不表示含碳量C如CrWMn钢，表示含碳员大于1.0%并含有辂、筲、镒三种合金元素的合金工具钢。但也有特例，高速钢的含碳盘小于1.0%,牌号中也不表示含碳量。如W18Cr4V别，其含碳址仅为0.7%0.8%。特别性能钢牌号中也不表示方法基本上与合金工具钢相同。如2Cr1.3,表示平均含碳为0.2%,含格垃约为13%的不锈钢。有些特别用钢，则用特地的表示方法，如滚动轴承钢，其牌号以G表示，不标含碳量，倍的平均含玷用T分之几表示。如Ger1.5,表示含侪最为1.5%的滚动轴承钢。对于高级优质钢，在

8、钢号末尾加一个A”字，如38CrMoA1.A。3 .合金钢的用途举例09MnNb、16Mn、15MnTi钢属低合金结构钢，用于制造桥梁、车辆、锅炉、油罐、建筑结构和化工容器等。14MnVTiRe、14MnMOV、18MnNb、14CrMnMQVB钢用于制造大型船舶、重要桥梁、电站设备与锅炉、化工、石油等中高压容器.20Cr、20MnV钢，适于制造港碳小齿轮、小轴、活塞销等。20CrMnTi钢，常用于制造汽车、拖拉机上的齿轮。18Cr2Ni4WA15CrMn2SiMo、20Cr2Ni4A铜，淅用于制造大型渗碳火轮和轴类件。40MnB、40Cr.35CrM、40CrMnMo纲，用于制造重要调质件，

9、如主轴、曲轴、连连杆和齿轮等机械零件。65Mn、60Si2Mn铜属弹黄钢，主要用于制造截面小于25mm的弹簧,如车箱板窗和机车板黄、扭杆筵等。GCr1.5、GSiMnMOV钢属轴承钢，主要用于制造滚动轴承的内圈、外圈和滚动体，也可用于制造冷冲模、冷轧报等。CrWMn.CrMn.9Mn2V钢，用于制造测量工具，如K尺、千分尺、丘规、块规塞规等。W18Cr4V.W6Mo5C4V2钢，用于制造高速切削的刃具，如估头、铳刀、滚刀、拉刀、被刀车刀等。5CrMnMo.3Cr2W8V钢，屈热模具钢，用于制造热锻模、热压模、压铸模等。Cr1.2、Cr1.2MoV钢，属冷模具钢，用于制造冷冲模具、冷切剪刀具等。

10、ICrI3、2Cr1.3.3Cr1.3.4Cr1.3钢，属马氏体不锈钢，用于制造抗弱腐蚀性介质并承受冲击载荷的零件，还可用来制造具有较高硬度和耐磨性的医疗工具等。!Cr1.8Ni9.1.CH8Ni9Ti钢，属奥氏体不锈铜，用制造耐硝酸、冷磷酸、有机酸与盐、碱溶液腐蚀的设备零件。MnI3钢，M耐磨钢，用F制造拖拉机链轨板、挖掘机铲齿、球磨机衬板、铁路道岔等。15CrM。、4C0Si2M。钢，属耐热钢，用卜制造在温下工作的零件或构件。4 .2.2铸铁铸铁是含碳最大于2.11%的铁碳合金，它含有比碳钢更多的硅、钻、硫、磷等杂质。工业上常用的铸铁含碳量为2.5%4.0%。依据铸铁中碳的存在形式不同，铸

11、铁可分为白口铸铁可分为白U铸铁和灰口铸铁两大类,（一）白口铸铁白口铸铁中的碳几乎全部以Fe3形式存在，断口呈银白色，性能硬而脆，很难进行切削加工，工业上极少用来制造机械零件。主要用作炼钢原料或用于可锻铸铁的毛坯。（二）灰口铸铁灰口铸铁中的碳大部分或全部以自由状态的石墨形式存在，断口呈暗灰色。依据灰口铸铁中石墨存在形式不同，它又可分为一般灰口铸铁、可锻铸铁和球墨铸铁等。1 .一般灰口铸铁简称灰口铸铁，其石墨形态呈片状.由于片状石墨的存在，割裂了金属基体纨织，削减承裁的有效面积，因此其综合力学性能较低，但其减振性、耐磨性、铸造性与切削加工性较好，主要用于制造承受压力的床身、箱体、机座、导轨等零件。

12、灰口铸铁牌号的表示方法为“HT加数字，其中“HT”是灰铁两字汉语拼音的第一个字母，数字表示最低抗拉强度。常用的灰口铸铁牌号为HT1.O0、HTI50、HT200,HT250、HT300等。2 .可霰铸铁可锻铸铁是由白口铸铁经石墨化退火后而得到，其后思形态呈团絮状。由F其石墨呈团絮状，对金属基体的割裂作用减小，故其抗拉强度、诩性、韧性都比灰口铸铁高，主要用于制造一些形态比较困难而在工作中承受肯定冲击载荷的薄壁小型零件，如管接头、农具等。可锻铸铁的牌号由“KTH”或“KTZ”加两组数字组成。其中“KT是可铁两字汉语拼音第一个字母，后面的“H”表示黑心可锻铸铁，“Z”表示珠光体可锻铸铁。其后面的两组

13、数字分别表示材料的最低抗拉强度数值和最小伸长率数值。其主要牌号有KTH350-10、KTZ550-04等。3 .球墨铸铁球墨铸铁中石墨形态呈球状。由于球状石墨对金属基体的割裂作用更小，因此它具有较高的强度、塑性和韧性，所以应用较广，在某些状况下可桥代中碳钢运用。主要用于制造受力较困难、负荷较大的机械零件，如曲轴、连杆、齿轮、凸轮轴等。球弼铸铁的牌号由“QT”加两组数字组成。其中QT是球铁两字汉语拼音的笫一个字母，两组数字分别表示最低抗拉强度数值和最小伸长率数值。主要牌号有QT500-7、QT800-2等。1.2.3 铸钢铸钢也是-种重要的铸造合金，其应用仅次于铸铁,铸钢件的力学性能优于各类铸件

14、，并具有优良的焊接性能，适于采纳铸焊联合工艺制造重型铸件。生产上铸铜主要用于制造形态困难、难于锻造而乂雷承受冲击载荷的零部件。如机车车架、火车车轮、水库机的缸和立柱、大型齿轮、轧掴机机架等。常用的铸钢有碳索铸铜和合金铸钢两大类，其中碳索铸钢应用较广，约占铸钢件的80%o一般工程用铸钢的牌号由“ZG”加两组数字表示。其中“ZG”为铸钢二字汉语拼音第一个字母，后面两位数字分别表示材料的用小屈服强度值和最小抗拉强度值。如ZG2OO-4OO、ZG270-500、ZG34O-64O等“1.2.4 铜合金与铝合金铜、铝合金是工业上最常用的有色合金因具有某些特别的运用性能，使其成为现代工业技术中不行缺少的材

15、料。()铜合金在纯铜中加入某些合金元素(如锌、锡、铝、镀、锚、硅、集、磷等)，就形成了铜合金。铜合金具有较好的导电性、导热性和耐腐蚀性，同时具有较高强度和耐磨性。依据成分不同，铜合金分为黄铜和青铜等。1 .黄铜是以锌为主要合金元素的铜合金。依据化学成分，黄铜分为一般铜和特别黄铜两种。(1) 一般黄铜一般黄铜是铜锌二元合金。由于物性好，适于制造板材、棒材、线材、管材与深冲零件，如冷凝管、散热管与机械、电器零件等。铜的平均含量为62%和59%的黄铜也可进行铸造，称为铸造黄铜。(2)特别黄铜为了获得更高的强度、抗蚀性和良好的铸造性能，在铜锌合金中加入铝、硅、镒、铅、锡等元索，就形成了特别黄铜,如铅黄铜、锡黄铜、铝黄铜、硅黄铜、钻黄铜等。铅黄铜的切削性能优良，耐磨性好，广泛用于制造钟表零件，经铸造制作轴瓦和衬套。锡黄铜的耐腐蚀性能好，广泛用于制造海船零件。铝黄铜中的铝能提高黄铜的强度和硬度，提高在大气中的抗蚀性，铝黄铜用于制造耐蚀零件。硅黄钢中的硅能提高铜的力学性能、耐磨性的耐蚀性，硅黄铜主要用于制造海船零件与化工机械零件。2 .青铜背铜原指铜锡合金，但工业上都习惯称含铝、硅、铅、被、镒等的铜合金也为青铜，所以青铜事实上包括锡青铜、铝音铜、铝青铜、镀青铜、硅青铜、铅青铜等。青铜也分为压力加工青铜和铸造青铜两