丰田C级标准机械材料机械Word文件下载.docx
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７．纤维
８．精制陶瓷
第５章 热处理
105
１．正火
２．退火
３．淬火
106
４．回火
第６章 表面硬化
109
１．表面效果的目的
109
２．渗碳表面淬火法
３．氮化法
４．高频淬火法
110
５．火焰淬火法
第７章 材料的符号的读法、表示方法
111
１．钢铁符号的读法
２．ＪＩＳ和ＴＭＳ（丰田规格）的符号比较表
113
第１章金属的性质
１．机械性性质
（１）强度
抵抗拉伸、压缩、弯曲等外力的性质
拉伸强度〔Ｎ／mm2〕
材料抵抗拉伸力的强度，常用于表示钢材强度。
压缩强度〔Ｎ／mm2〕
抵抗压缩力的强度
弯曲强度
材料在多大的力量下可以被折弯，抵抗这个最大荷重的强度，多表现为抗折力。
（２）伸展率〔％〕
拉伸材料直至拉断，拉伸后的长度相对于原长度的比例
（３）硬度
金属材料的硬度是机械性质中最重要的性质，是了解其耐磨耗性的根据。
硬度的程度表现为材料撞击一定物体时的抵抗力的大小。
其试验方法分为布氏、维氏、洛氏、肖氏4种规格。
（４）冲击值〔Ｊ〕
材料抵抗突然受到的压力的强度
（５）韧性
指粘性强度，抵抗冲击和弯曲等外力的反复破坏的性质。
韧性大的物体冲击值也大。
（６）脆性
即使有强度和硬度，延性和冲击值小的材料具有脆性
（７）展性
经过打击、压延等作业，容易成为薄板的性质
（８）延性
能够拉长成为棒或线的性质
展性和延性
通常延性大，展性也大，但这两种性质并不一定平行。
（表１－１）
表１－１ 延性和展性排名
排名
１
２
３
４
５
６
７
８
９
10
延性
金
银
白金
铁
镍
铜
铝
锌
锡
铅
展性
（９）可锻性
锻造、压延、拉拔等作用下变形的性质
（10）可铸性
融化后流动性增加，能够成为铸件的性质。
与可锻性是相反的性质。
２．其他性质
（１）导热度
传导热的容易程度，距离１㎝温度相差１℃的情况下，通过１cm2的横截面1秒钟所传递的热量。
〔导热度由大到小的顺序〕Ａｇ?
Ｃｕ?
Ａｕ?
Ａｌ?
Ｗ?
Ｍｇ?
Ｍｏ?
Ｚｎ?
铁（铜）、铸铁
（２）导电度
电容易通过的性质
〔导电度由大到小的顺序〕Ａｇ?
Ｆｅ
（３）磁性
带有磁力的性质，靠近磁石的时候，具有相互吸引的性质的叫顺磁性体，相互排斥的叫反磁性体。
顺磁性体中有Ｆｅ?
Ｎｉ?
Ｃｏ?
Ｎａ?
Ｋ?
Ｐｔ等，反磁性体中有Ｃ?
Ｐ?
Ｃｕ、Ｂｉ?
Ｓｂ?
Ａｕ等。
顺磁性体中，带有特别强的磁力的Ｆｅ?
Ｎｉ叫做强磁性体，或者简单叫做磁性体。
除此之外的顺磁性体、反磁性体所带有的磁性都很微弱，因此统一叫做非磁性体。
（４）合金性
混合融化能够成为合金的性质。
（５）加工硬化
一般在常温下加工金属材料的话，硬度和拉伸强度会增加，相反、伸长和拉伸会减小，变脆。
这种性质叫做加工硬化。
冷加工和热加工
从其金属的再结晶温度（变形结晶变回正常组织的温度）到低的温度下加工叫做冷加工，再结晶温度以上的加工叫做热加工。
冷加工影响到金属的机械性质
引起加工硬化
① 强度、降伏点、弾性限度高。
② 硬度増加。
③ 伸长、拉伸減少。
第２章金属材料
１．主要金属
从元素周期表来看，全部元素约80％为金属元素。
但是，受到种种制约（资源量、利用技术、成本等）的影响，能够成为各种构成物和部品的材料而被使用的金属，现在一般实际使用的金属种类并不多。
主要金属如表２－１所示。
表２－１ 主要金属的性质
金属名
元素
符号
密度
[g/cm3]
熔点
[℃]
特 征
Ａｌ
2.7
660
比重轻，电、热的传导性良好。
非磁性、柔软。
Ｚｎ
7.1
419
硬而脆，在电镀、压铸中被使用。
Ａｕ
19.3
1063
耐蚀性良好，是金属中具有最好的延展性的贵金属
Ａｇ
10.5
961
富有延展性，是金属中电、热传导性最好的。
Ｓｎ
7.3
232
熔点低，富有延展性，耐蚀性也相当好
钛
Ｔｉ
4.5
1680
耐蚀、耐热性优越，比强度高于钢。
7.9
1536
在地壳中的存有量仅次于Al的最重要的金属。
Ｃｕ
8.9
1083
富有延展性，电、热传导性仅次于银。
Ｐｂ
11.3
327
柔软、強度低但耐蚀性良好。
Ｎｉ
1453
耐热、耐蚀性优越。
强磁性
镁
Ｍｇ
1.7
659
実用金属中最轻的，但活性大耐蚀性不好。
一般纯金属富有柔软的延展性，但是有强度低的缺点。
因此，利用金属作为材料的时候，除去特殊情况，几乎没有直接使用纯金属的情况。
为了提高其金属性质弥补缺陷，大多数情况使其合金化后应用于实际。
２．铁钢的分类
根据铁钢的成分，分类如下。
（１）（纯）铁：
碳素量0.006～0.035％的铁
（２）碳素钢：
包含碳素量0.035～1.7％的铁的碳素合金
（３）铸 铁：
包含碳素量1.7～4.3％的铁的碳素合金
（４）合金钢：
将碳素钢与１种以上的金属或非金属进行合金，对其性质进行了实用性的改善
３．碳素钢
（１）组成
碳素钢是，含有0.035～1.7％碳的Ｆｅ―Ｃ合金，在制造工程中必然会混入的微量Ｓｉ0.3％、Ｍｎ0.2％～0.8％、微量Ｐ0.06％、微量Ｓ0.06％等不纯成分。
碳素钢的Ｃ含量不同，其机械性质也不同，分类如表２－２所示。
（２）机械性质
一般碳素钢在200～300℃时，其拉伸强度和硬度最大，伸展和拉深度最小。
并且冲击值在400～500℃时为最小値。
因此，碳素钢在200～300℃时具有比在室温下要硬，并且脆的性质，因此加工时要避开这个温度。
并且，在此温度下由于氧化呈现出蓝色，叫做青热脆性。
蠕变限度，在温度上升到300℃以上的同时，碳素钢中含有的大量Ｓ（硫黄）急速减少，在赤热温度范围内变脆，高温加工中、容易沿加工方向成直角产生龟裂。
这种现象叫做热脆性或高温脆性。
温度降到常温以下的话，随着温度的降低，拉伸强度、降伏点、硬度以及疲労限度都会增加，但是伸长、拉深以及冲击值会减少。
特别是在冲击值开始急速下降的温度，Ｃ含量越来越少。
温度达到零下时变脆的现象叫做低温脆性。
表２－２ 碳素钢的分类
种 类
极软钢
软 钢
半软钢
半硬钢
硬 钢
最硬钢
Ｃ量〔％〕
＜0.12
0.12～0.20
0.20～0.35
0.35～0.50
0.50～0.80
0.80～1.70
（３）构造用碳素钢
碳素钢，从0.035％Ｃ非常软的到1.7％Ｃ非常硬的，其中Ｃ含量比较低的用于构造用材料，含量高的用于工具用材料。
用途有，棒钢、形钢、钢板、帯钢、线材、钢管等圧延钢材以及锻造品等，机械、建筑、桥梁、铁道车辆、船舶等构造用材料，应用广泛。
（４）碳素钢铸钢
铸钢品多数由碳素钢作成。
具有强韧性，因此作为机械部品应用广泛。
碳素钢铸钢品，按照Ｃ〔％〕含量分类如下。
表２－３ 碳素钢铸钢品的规格（ＪＩＳ Ｇ ５１０１－１９６９）
种类
拉伸试验
摘要
降伏点
〔Ｎ／mm2〕
拉伸强度
伸展
〔％〕
拉深
１种
ＳＣ３７
180以上
370以上
26以上
35以上
电动机部品用
２种
ＳＣ４２
210以上
420以上
24以上
一般构造用
３种
ＳＣ４６
230以上
460以上
22以上
30以上
４种
ＳＣ４９
250以上
490以上
20以上
25以上
Ｐ以及Ｓ含有量在0.05％以下
① 低碳素钢：
Ｃ＜0.2％
② 中碳素钢：
Ｃ0.2～0.5％
③ 高碳素钢：
Ｃ＞0.5％
在表２－３种显示出生产量大的低碳素钢以及中碳素钢铸钢品的规格。
铸钢品的大部分，为了改善其机械性质比铸件状态要好，要进行正火，或者退火后使用。
４．铸铁
（１）普通铸铁（灰铸铁）是指
铸铁的定义是含有Ｃ1.7％以上到6.67％的铁合金，但一般所说的铸铁Ｃ含量限定在2.0～4.0％的范围。
（２）普通铸铁的特性
① 机械性质、物理性质的概要
１）压缩强度是拉伸强度的３～４倍。
２）弹性系数低于钢。
３）导热性高于钢，特别是品种越低导热性越大。
４）比电阻大，品种越低比电阻越大。
（３）耐磨损性
灰铸铁的耐磨损性一般良好，用于轴承、齿轮、汽缸、活塞环、工作机器头、制动片等用途广泛。
（４）减震能力
灰铸铁具有这样的性质，如果受到振动，能够迅速吸收其能量。
这种特性叫做减震能力。
石墨到结出粗大结晶的程度，减震能力提高，因此重视此功能的时候，最好不要选择强度太高的品种。
钢的比减震能力为２～３％，与之相比，铸铁的比减震能力要大５～10倍。
（５）耐腐蚀性
灰铸铁的耐腐蚀性不好，特别是对于酸来说，可以说是完全不耐酸。
但是有例外情况，浓度在65％以上的浓硫酸会生成硫化铁的皮膜，耐腐蚀性很好。
并且，耐碱性很好，常用于火碱浓缩用或者溶解用的容器
对于水的耐腐蚀性和耐电腐蚀性也很好，要好于钢。
因此常用于水管、水管阀门。
５．合金钢
合金钢是指，在碳素钢中加入1种或多种合金元素，改善其性质，适用于各种目的的钢。
（２）合金的一般性质
① 强度
一般拉伸强度比成分金属要大。
② 硬度
虽然会增加，但是会因加工度、热处理而变化。
③ 可铸性
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