金属材料分类.docx
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金属材料分类
金属材料分类
钢铁材料牌号表示方法
产品名
称
牌号举例
牌号表示方法
生铁
L10
Z30
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%
碳素结
Q195
Q235B
构和低
Q215A
质量等级代号,指含硫量咼低,
合金结
Q215B
A-0.05%;B-0.045%;C-0.04%;D-0.035
构钢
Q235A
Q235B
Q235C
屈服点数值(Mpa)代表“屈服点”
优质碳
08F
20A
素结构
20
表示级别。
A—高级;B—特级
钢和优
20A
表示含碳量万分之20
质碳素
45
65Mn
弹簧钢
45E
65Mn
表示含锰量约0.75-1%
表示含碳量万分之几
合金结
20CrMnSi
合金平均含量小于1.5%时,仅表示元素,一般不标含量;平均
构钢和
35CrMo
含量在1.5-2.49%、2.5-3.49%、3.35-4.49%-••时,在合金元素后相
合金弹
簧钢
60Si2Mn
应写成2、3、4…
60Si2Mn
表示含锰量约1%
表示含硅量约2%
表示含碳量万分之60
工具钢
碳素工具钢
T8、T10
合金工具钢
9SiCrCr12Cr12MoV5CrNiMo
SM45
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V1.00%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%。
轴承钢
GCr15
G20CrNiMo
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%
不锈钢
2Cr13
1Cr18Ni9
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%
易切削
Y15
Y—表示易,材料中加硫、磷,增加脆性,加锰增加强度,加钙、
钢
Y40Mn
铅增加润滑性。
Y45Ca
15、40、45表示含碳量万分之几,
Y15Pb
Mn1.20-1.55%,Ca0.002-0.006%,Pb0.15-0.35%.
金属材料力学性能代号及含义
代
号
名称
单位
含义
(Tb
抗拉强
度
Mpa或
N/mm
2
材料试样受拉力时,在拉断前所承受的最大拉力。
(T
bc
抗压强
度
材料试样受压力时,在压坏前所承受的最大拉力
bb
抗弯强
度
材料试样受弯曲力时,在破坏前所承受的最大拉力
T
抗剪强
度
材料试样受剪力时,在剪断前所承受的最大拉力
TS
屈服点
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。
T
0.2
屈服强度
s
伸长率
%
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
S5
伸长率
试样的标距等于5倍直径时的伸长率
书
断面收缩率
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
a
K
冲击韧性值
J/cm2
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
HB
布氏硬
度
kgf/m
2m
(一般不标注)
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。
H
RC
洛氏硬度C级
用1471N载荷,将顶角为120。
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
H
RA
洛氏硬
度A级
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。
H
RB
洛氏硬度B级
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
H
V
维氏硬
度
kgf/mm2
用49.03-980.7N份为6级)的载荷,将顶角为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。
HS
肖氏硬
度
以一定重量的冲头,从一定的高度落于被测试样的表面,以冲头回跳的咼度表示硬度。
钢板
按轧制方法分为:
热轧、冷轧
按性能及用途可分为:
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。
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。
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
优质碳素结构钢热轧薄钢板和钢带,厚度不大于优质碳素结构钢冷轧薄钢板和钢带,厚度不大于合金结构钢薄钢板,厚度不大于4mm的热轧或冷轧。
锅炉用钢板
压力容器用钢板
不锈钢冷轧或热轧钢板
耐热钢板
花纹钢板
2.型钢
热轧扁钢,厚度3-60,宽度10-150。
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。
A.直缝电焊钢管(GB/T13793—1992)
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
钢号
R(软态钢管)
DY(低硬态钢管)
(Tb
S51
Tb
S5
08F,08,10F,10,
315
22
375
13
15F,15,
355
20
400
11
20
390
19
440
9
Q195
315
22
335
14
Q215-A,B
335
22
355
13
Q235-A,B
375
20
390
9
a.
交货。
b.规格:
直径5.0—121,壁厚0.5—3.5。
C.力学性能
B。
无缝钢管(GB/T8162—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
屈服点S5
S5/%
钢号
Tb/MPa
壁厚w
16mm
壁厚>
16mm
10
335
205
195
24
20
390
245
235
20
35
510
305
295
17
45
590
335
325
14
Q345
490
325
315
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、85,一般淬火一回火状态交货,可后热处理。
d.合金结构钢丝:
15Cr、38Cr、40Cr、20CrNi3等等。
交货状态有冷拉一L,退火一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、1Cr13AI4,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.淬火一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.回火一低温回火,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.退火一降低材料硬度,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.正火一提高材料硬度,加热后空冷。
e调质一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.渗碳一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.
氮化一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。
a.
b.
c.小。
使用设备有:
箱式炉一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
常规热处理一如淬火、回火、退火、正火、调质。
化学热处理一如渗碳、氮化、碳氮共渗、硼化、渗金属、表面陶瓷。
真空热处理一使用真空设备的热处理,优点是无氧化及脱碳,热处理变形
3.
a.
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.盐浴炉一用硝盐加热,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.燃气炉一使用煤气或其它气体加热(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.
e.
井式炉一使用电热丝加热,用于淬火、回火、退火、渗碳、氮化。
真空炉一使用电热丝加热,用于淬火、回火、退火,
f.箱式多用炉一使用电热丝加热,用于淬火、回火、退火、渗碳、氮化,可进行大批量多品种生产。
g.网带炉一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,生产效率咼。
h.高频炉一使用特制的工频、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
水一冷却速度快,用于碳钢及低合金钢的淬火及有些回火的冷却。
盐水一冷却速度最为快,用于碳钢及低合金钢的淬火冷却
油一一般用20号机油,中合金钢以上的淬火冷却。
硝盐一用于回火及合金钢的等温淬火。
空气一冷却速度慢,用于正火及一些高淬透性材料的淬火。
热处理原理简述
5.
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:
铁素体一一主要由铁元素组成,硬度低;渗碳体一一铁与碳的化合物,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;奥氏体一一一般是加热后转变成的组织;
马氏体一一淬火后得到的组织,硬而脆;
屈氏体一一淬火后得到的组织,较软;
贝氏体一一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线以上50度,含碳量超过
0.8%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。
淬火后硬度
常用工艺举例:
钢号淬火温度冷却介质
火温度
回火后硬度
HRC>62
Cr12
1050
油
230
HRC60
65Mn
830
油或水
HRC>62
430
HRC40-44
45#
840
盐水或水
HRC>55
350
HRC30
有色金属
八.
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。
铸造铝合金一一有铝硅合金(ZAISi7Mg)、铝铜合金(ZalCu5Mn)、铝镁合金
(ZalMg6Mg)、铝锌合金(ZalZn6Mg)
压铸铝合金——YZAlSi12、YZAlSi9Cu4
变形铝合金一一工业纯铝(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:
纯铜一一T1、T2、T3,主要用于电线和电镀;
黄铜一一普通黄铜(黄铜)
工),应用最为广泛
铅黄铜HPb59-1,
锡黄铜HSn62-1,黄铜成分表示:
H62、H68,外表金色,易于成型加工(模具加
易于切削耐腐蚀性能好
H6262%Cu,40%Zn
HPb59-159%Cu,1%Pb,40%Zn
青铜一一锡青铜QSn6.5-0.1,有高的强度、弹性和耐磨性,切削性能好铝青铜QA17,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
名称
说明
F
自由加工
状态
自由状态,力学性能无规定
O
退火状态
完全退火获得最低强度的加工产品
H
加工硬化
状态
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。
T
热处理状
态
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
代
号
说明
TO
固溶热处理后,经自然时效再经过冷加工的状态
T1
由咼温成型过程冷却,然后自然时效至基本稳定的状态
T2
由咼温成型过程冷却,经过冷加工后自然时效至基本稳定的状
态
T3
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
T4
固溶热处理后自然时效至基本稳疋的状态
T5
由高温成型过程冷却,然后进行人工时效的状态
T6
固溶热处理后进行人工时效的状态
T7
固溶热处理后进行过时效的状态
T8
固溶热处理后进行冷加工,然后进行人工时效的状态
T9
固溶热处理后进行人工时效,然后经过冷加工的状态
T1
0
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