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
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