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1、在此输入您的封面副标题（中职）第三章 常用工程材料第三章第三章 常用工程材料常用工程材料3-1 3-1 常用金属材料简介常用金属材料简介一、金属材料一、金属材料 金属材料它包括纯金属及其合金。在工业上，把材料分为两大类，一类是黑色金属；另一类是有色金属。黑色金属：是指铁、锰、铬及其合金，其中以铁为基的合金（钢 和铸铁）应用最广。有色金属：是指除黑色金属以外的所有金属及其合金。 第三章第三章 常用工程材料常用工程材料3-1 3-1 常用金属材料简介常用金属材料简介一、金属材料一、金属材料1金属材料的机械性能 金属材料的性能包含使用性能和工艺性能两方面。1）使用性能:金属材料在使用条件下所表现出来
2、的性能，它包括力学性能、物理性能(如密度、熔点、导热性、导电性、热膨胀性、磁性等)、化学性能(如耐腐蚀性、抗氧化性等)等。 第三章第三章 常用工程材料常用工程材料3-1 3-1 常用金属材料简介常用金属材料简介一、金属材料一、金属材料1金属材料的机械性能2）工艺性能:在制造机械零件的过程中，材料适应各种冷、热加工和热处理的性能，包括铸造性能、锻造性能、焊接性能、冲压性能、切削加工性能和热处理工艺性能等。 第三章第三章 常用工程材料常用工程材料3-1 3-1 常用金属材料简介常用金属材料简介1金属材料的机械性能1）使用性能所谓力学性能是指金属在力的作用下，材料在强度、变形方面所表现出来的性能。材
3、料的力学性能包括强度、塑性、硬度、冲击韧度及疲劳强度等。 第三章第三章 常用工程材料常用工程材料3-1 3-1 常用金属材料简介常用金属材料简介1金属材料的机械性能1）使用性能金属材料常用力学性能指标及其含义可查阅新编金属材料手册或见表3-1-1。 第三章第三章 常用工程材料常用工程材料3-1 3-1 常用金属材料简介常用金属材料简介1金属材料的机械性能工艺性能是指金属材料在加工过程中是否易于加工成形的能力，它包括：铸造性能、锻造性能、焊接性能和切削加工性能等。 第三章第三章 常用工程材料常用工程材料3-1 3-1 常用金属材料简介常用金属材料简介二、工程用钢二、工程用钢(一)碳素钢碳的质量分
4、数c为0021 8211，且不加入特定合金元素的铁碳合金，称为碳素钢，简称碳钢。 1碳素钢的分类 （1）按钢中碳的质量分数高低分类 低碳钢：c025。 中碳钢：c为025060。 高碳钢：c 1060。第三章第三章 常用工程材料常用工程材料3-1 3-1 常用金属材料简介常用金属材料简介二、工程用钢二、工程用钢(一)碳素钢（2）按钢的质量分类 按钢中有害元素硫、磷含量的多少划分：普通碳素钢：s0050， P0045优质碳素钢：s0035， P0035。高级优质碳素钢：s0025， P0025。 第三章第三章 常用工程材料常用工程材料3-1 3-1 常用金属材料简介常用金属材料简介二、工程用钢二
5、、工程用钢(一)碳素钢（3）按钢的用途分类 碳素结构钢：用于制造各种机械零件和工程构件，其中碳的质量分数高低c一般小于070。 碳素工具钢：用于制造各种刀具、模具和量具等，其中碳的质量分数高低c一般大于070。 第三章第三章 常用工程材料常用工程材料3-1 3-1 常用金属材料简介常用金属材料简介二、工程用钢二、工程用钢(一)碳素钢（4）按冶炼时脱氧程度的不同分类沸腾钢：脱氧程度不完全的钢。 镇静钢：脱氧程度完全的钢。半镇静钢：脱氧程度介于沸腾钢和镇静钢之间的钢。第三章第三章 常用工程材料常用工程材料3-1 3-1 常用金属材料简介常用金属材料简介二、工程用钢二、工程用钢(一)碳素钢2碳素钢的
6、牌号及用途碳素钢的牌号及用途可查阅新编金属材料手册或见表3-1-2。表3-1-2碳素钢牌号及用途第三章第三章 常用工程材料常用工程材料3-1 3-1 常用金属材料简介常用金属材料简介二、工程用钢二、工程用钢（二）合金钢 合金钢就是在碳钢的基础上，为了改善钢的性能在冶炼时有目的地加入一种或数种合金元素(如铬、镍、钼、钨、钒、钴、硼、铝、钛及稀土等合金元素)的钢，加入合金元素的目的是为了提高钢的某些性能，如耐热性、耐腐蚀性、高磁性、无磁性、耐磨性等。 第三章第三章 常用工程材料常用工程材料3-1 3-1 常用金属材料简介常用金属材料简介二、工程用钢二、工程用钢（二）合金钢1合金钢的分类（1）按合金
7、元素总质量分数多少分类 低合金钢：合金元素总质量分数为10。第三章第三章 常用工程材料常用工程材料3-1 3-1 常用金属材料简介常用金属材料简介二、工程用钢二、工程用钢（二）合金钢1合金钢的分类（2）按用途分类合金结构钢：用于制造工程结构和机械零件的钢。合金工具钢：用于制造各种量具、刀具、模具等的钢。特殊性能钢：具有某些特殊物理、化学性能的钢，如不锈钢、耐热钢、耐磨钢等。第三章第三章 常用工程材料常用工程材料3-1 3-1 常用金属材料简介常用金属材料简介二、工程用钢二、工程用钢（二）合金钢2合金钢的牌号（1）合金结构钢的牌号采用两位数字+元素符号(或汉字)+数字表示。前面两位数字表示钢的平
8、均碳的质量分数c的万分数；元素符号(或汉字)表明钢中含有的主要合金元素；后面的数字表示该元素的质量分数。合金元素质量分数V小于l5时不标，平均质量分数为1525、2535、时，则相应以2 、3、标出。 如16Mn钢为平均碳的质量分数c为016，主要合金元素为锰，锰的质量分数Mn在15以下的合金结构钢。 第三章第三章 常用工程材料常用工程材料3-1 3-1 常用金属材料简介常用金属材料简介二、工程用钢二、工程用钢（二）合金钢2合金钢的牌号（2）合金工具钢的牌号 采用一位数字+元素符号(或汉字)+数字表示。合金工具钢用一位数字表示平均碳的质量分数c的千分数，当碳的质量分数c大于等于10时，则不予标
9、出，其余牌号表示方法同合金结构钢。 如9Mn2V钢为平均碳的质量分数c为090，主要合金元素锰的质量分数Mn为2，钒的质量分数v小于15的合金工具钢 。第三章第三章 常用工程材料常用工程材料3-1 3-1 常用金属材料简介常用金属材料简介二、工程用钢二、工程用钢（二）合金钢2合金钢的牌号（3）特殊性能钢的牌号表示方法与合金工具钢相同。当碳的质量分数c为003010时，碳的质量分数c用0表示；碳的质量分数c小于等于0.03时，用00表示。 如1Crl3钢表示碳的质量分数c为010，平均铬的质量分数cr为l3的不锈钢 。还有一些特殊专用钢，例如滚动轴承钢前面标“G”(滚字的汉语拼音字母字头)，如G
10、Crl5。这里应注意铬元素后面的数字表示铬的质量分数cr的千分数，其他元素仍按百分数表示。 第三章第三章 常用工程材料常用工程材料3-1 3-1 常用金属材料简介常用金属材料简介二、工程用钢二、工程用钢（二）合金钢3合金结构钢（1）低合金结构钢 低合金结构钢是在碳素结构钢的基础上，加入少量合金元素(合金元素总质量分数小于3)的工程用钢。低合金结构钢主要用于各种工程结构，如桥梁、，建筑、船舶等。 第三章第三章 常用工程材料常用工程材料3-1 3-1 常用金属材料简介常用金属材料简介二、工程用钢二、工程用钢（二）合金钢3合金结构钢（1）低合金结构钢1)低合金高强度结构钢 2)低合金耐火钢3)低合金
11、专业用钢 第三章第三章 常用工程材料常用工程材料3-1 3-1 常用金属材料简介常用金属材料简介二、工程用钢二、工程用钢（二）合金钢3合金结构钢（2）低合金专业用钢 1)合金渗碳钢 2)合金调质钢 3)合金弹簧钢 第三章第三章 常用工程材料常用工程材料3-1 3-1 常用金属材料简介常用金属材料简介二、工程用钢二、工程用钢（二）合金钢4滚动轴承钢 轴承钢应用最广的是高碳铬钢，其碳的质量分数c为095l15，铬的质量分数cr为040165。加入合金元素铬是为了提高淬透性，提高钢的硬度、接触疲劳强度和耐磨性。制造大型轴承时，为了进一步提高淬透性，还可以加入硅、锰等元素。轴承钢都是高级优质钢。 第三
12、章第三章 常用工程材料常用工程材料3-1 3-1 常用金属材料简介常用金属材料简介二、工程用钢二、工程用钢（二）合金钢5合金工具钢 合金工具钢按用途可分为刃具钢、模具钢和量具钢。与碳素工具钢相比，合金工具钢具有更好的淬透性、耐磨性，且热处理变形小。因此，尺寸大、精度高和形状复杂的模具、量具以及切削速度较高的刀具都应采用合金工具钢制造。合金工具钢的分类及适用场合可查阅新编金属材料手册或见表3-1-3。表3-1-3合金工具钢分类及适用场合第三章第三章 常用工程材料常用工程材料3-1 3-1 常用金属材料简介常用金属材料简介二、工程用钢二、工程用钢（二）合金钢6特殊性能钢 特殊性能钢是具有某些特殊物
13、理、化学性能的钢。在机械制造业中常用的有不锈钢、耐热钢和耐磨钢等 。特殊性能钢分类及常用牌号适用场合可查阅新编金属材料手册或见表3-1-4。表3-1-4特殊性能钢分类及常用牌号适用场合第三章第三章 常用工程材料常用工程材料3-1 3-1 常用金属材料简介常用金属材料简介二、工程用钢二、工程用钢（三）铸铁 铸铁是碳的质量分数c大于211(一般为254)的铁碳合金。它是以铁、碳、硅为主要组成元素并比碳钢含有较多的锰、硫、磷等杂质的多元合金。 铸铁的生产工艺和设备简单，成本低，性能良好。与钢相比，其具有优良的铸造性能、切削加工性能、耐磨性、减震性和耐蚀性，并且价格较低，因此广泛应用于机械制造、石油化
14、工、交通运输、基础建设及国防工业等方面。 第三章第三章 常用工程材料常用工程材料3-1 3-1 常用金属材料简介常用金属材料简介二、工程用钢二、工程用钢（三）铸铁1铸铁的分类 根据碳在铸铁中存在形式的不同，铸铁可分为：(1)白口铸铁 碳除少数溶于铁素体外，其余的碳都以渗碳体的形式存在于铸铁中，其断口呈银白色，故称白口铸铁。 (2)灰口铸铁 碳全部或大部分以片状石墨存在于铸铁中，其断口呈暗灰色，故称灰口铸铁。灰口铸铁是目前工业上应用最广泛的一类铸铁。灰口铸铁是目前工业上应用最广泛的一类铸铁。 (3)麻口铸铁 碳一部分以石墨形式存在，类似灰口铸铁；另一部分以自由渗碳体形式存在，类似白口铸铁；断口中
15、呈黑白相间的麻点，故称麻口铸铁。 第三章第三章 常用工程材料常用工程材料3-1 3-1 常用金属材料简介常用金属材料简介二、工程用钢二、工程用钢（三）铸铁1铸铁的分类根据铸铁中石墨形态不同，铸铁可分为： (1)灰铸铁 铸铁中石墨呈片状存在。 (2)可锻铸铁 铸铁中石墨呈团絮状存在。其力学性能(特别是韧性和塑性)较灰口铸铁高，故习惯上称为可锻铸铁。 (3)球墨铸铁 铸铁中石墨呈球状存在。在生产中的应用日益广泛。 第三章第三章 常用工程材料常用工程材料3-1 3-1 常用金属材料简介常用金属材料简介二、工程用钢二、工程用钢（三）铸铁2灰铸铁的牌号及应用 灰铸铁的牌号由HT加三位数字组成。其中“HT
16、”是“灰铁”的汉语拼音的大写字头，数字代表铸铁的抗拉强度。如HT200表示最低抗拉强度为200 MPa的灰铸铁。常见灰铸铁的牌号及用途可查阅新编金属材料手册或见表3-1-5。表3-1-5灰铸铁的牌号及用途第三章第三章 常用工程材料常用工程材料3-1 3-1 常用金属材料简介常用金属材料简介二、工程用钢二、工程用钢（三）铸铁3可锻铸铁的牌号及用途 可锻铸铁的牌号中的“KT”表示“可铁”二字汉语拼音的大写字头，“H”表示黑心，“z”表示珠光体基体。牌号后面的两组数字分别表示最低抗拉强度和最低断后伸长率。可锻铸铁的牌号、力学性能及用途可查阅新编金属材料手册或见表3-1-6。表3-1-6可锻铸铁的牌号
17、、力学性能及用途第三章第三章 常用工程材料常用工程材料3-1 3-1 常用金属材料简介常用金属材料简介二、工程用钢二、工程用钢（三）铸铁4球墨铸铁的牌号、性能特点及用途球墨铸铁的牌号、力学性能及用途可查阅新编金属材料手册或见表3-1-7。牌号中的“QT”表示“球铁”二字汉语拼音的大写字头，“QT”后面的两组数字分别表示最低抗拉强度和最低断后伸长率。表3-1-7球墨铸铁的牌号、组织、力学性能及用途第三章第三章 常用工程材料常用工程材料3-1 3-1 常用金属材料简介常用金属材料简介三、有色金属三、有色金属 钢铁材料以外的其他金属材料称为有色金属，也称非铁金属。有色金属按合金系统可分为：重有色金属
18、(458 gcm3)，如铜、镍、铅、锌等；轻有色金属(45 gcm3)。常用的有色金属有铜和铜合金、铝和铝合金、铅和铅合金、钛和钛合金、轴承合金等。 (一)铜及其合金 1铜纯铜呈紫红色，故常称为紫铜。铜加工产品按化学成分不同可分为工业纯铜和无氧铜两类，我国工业纯铜有三个牌号，即一号铜（99.95%cu）、二号铜（99.90%cu）、三号铜（99.70%cu），其代号分别为T1、T2、T3；无氧铜，其含氧量极低，不大于0.003%，其代号有TU1、TU2，“U”是“无”字的汉语拼音字首。纯铜的牌号、成分及用途可查阅新编金属材料手册或见表3-1-8所示。表3-1-8 纯铜的牌号、成分及用途 第三章
19、第三章 常用工程材料常用工程材料3-1 3-1 常用金属材料简介常用金属材料简介三、有色金属三、有色金属 (一)铜及其合金 2铜合金工业上广泛采用在铜中加入合金元素而制成性能得到强化的铜合金，常用铜合金可分为黄铜、青铜、白铜等；按工艺可分为加工黄铜和铸造黄铜。 铜合金的规格性能和用途可查阅新编金属材料手册或见表3-1-9。表3-1-9铜合金的规格性能和用途第三章第三章 常用工程材料常用工程材料3-1 3-1 常用金属材料简介常用金属材料简介三、有色金属三、有色金属(二)铝及其合金 1铝铝是一种具有良好的导电传热性及延展性，银白色的轻金属，密度为272 gcm3，熔点为660；导电性好，仅次于银
20、、铜和金；导热性好，可用作各种散热材料。 工业纯铝的牌号、化学成分和用途可查阅新编金属材料手册或见表3-1-10。表3-1-10工业纯铝的牌号、化学成分和用途第三章第三章 常用工程材料常用工程材料3-1 3-1 常用金属材料简介常用金属材料简介三、有色金属三、有色金属(二)铝及其合金2铝合金 铝中加入少量的铜、镁、锰等，形成坚硬的铝合金，它具有坚硬美观、轻巧耐用、长久不锈的优点，是制造飞机的理想材料。铝合金按其成分特点和生产方式的不同可以分为变形铝合金与铸造铝合金。 (1)变形铝合金 变形铝合金根据性能的不同又可分为防锈铝合金、硬铝合金、超硬铝合金和锻铝四种。常用变形铝合金的牌号、力学性能和用
21、途可查阅新编金属材料手册或见表3-1-11。表3-1-11常用形变铝合金的牌号、力学性能和用途第三章第三章 常用工程材料常用工程材料3-1 3-1 常用金属材料简介常用金属材料简介三、有色金属三、有色金属(二)铝及其合金2铝合金(2)铸造铝合金 铸造铝合金是指具有较好的铸造性能，宜于用铸造工艺生产铸件的铝合金。根据化学成分，铸造铝合金可分为铝一硅系、铝一铜系、铝一镁系、铝一锌系铸造铝合金，其中铝一硅系铸造铝合金应用最为广泛。 第三章第三章 常用工程材料常用工程材料3-1 3-1 常用金属材料简介常用金属材料简介三、有色金属三、有色金属(三)钛及钛合金 钛及钛合金具有密度小、比强度高、耐高温、耐
22、腐蚀以及低温韧性良好等优点，同时资源丰富，所以有着广泛的应用前景。但目前钛及钛合金的加工条件复杂，成本较昂贵，因此在航空、航天、石油、化工、冶金、导弹、及舰艇和日常生活器具等工业生产中，钛及其合金得到广泛的应用。1钛纯钛是银白色金属，密度小(4507 gcm3)，溶点高(1 688)，热膨胀系数小，塑性好，容易加工成形。纯钛按杂质含量不同可分为3个等级，即TAl、TA2、TA3。常用工业纯钛的牌号、力学性能和用途可查阅新编金属材料手册或见表3-1-12所示。表3-1-12常用钛合金的牌号、力学性能和用途 第三章第三章 常用工程材料常用工程材料3-1 3-1 常用金属材料简介常用金属材料简介三、
23、有色金属三、有色金属(三)钛及钛合金2钛合金钛合金中加入的主要元素有铝、锡、铜、铬、钼、钒等。(1) 型钛合金 主要合金化元素为铝、锡、硼等(2) 型钛合金 主要合金化元素有钼、铬、钒、铝等。这类合金强度高，但冶炼工艺复杂，应用受到限制。 (3) +型钛合金 主要合金化元素有铝、钒、钼、铬等。+型钛合金共有9个牌号，其中以TC4应用最广、用量最大。 第三章第三章 常用工程材料常用工程材料3-1 3-1 常用金属材料简介常用金属材料简介三、有色金属三、有色金属(四)轴承合金 轴承合金主要用于制造滑动轴承，是汽车、拖拉机、机床及其他机器中的重要部件。轴在高速旋转时轴承要有足够的强度和硬度、良好的耐
24、磨性和一定的塑性及韧性，其次还要求有良好的耐蚀性、导热性和较小的热膨胀系数。常用的轴承合金按主要化学成分可分为锡基、铅基、铝基和铜基等。 1锡基轴承合金(锡基巴氏合金) 锡基轴承合金是以锡(Sn)为基础，加入锑(Sb)、铜等元素组成的合金。这种轴承合金具有硬度适中，减摩性好，足够的塑性、韧性，良好的耐蚀性、导热性，热膨胀系数较小的特点。所以在汽车、拖拉机、汽轮机等机械的高速轴上应用较广。如常用的牌号ZCh-SnSbll-6表示平均锑的质量分数sb为11、铜的质量分数cu为6的锡基轴承合金。这个牌号也是最常用的锡基轴承合金。 第三章第三章 常用工程材料常用工程材料3-1 3-1 常用金属材料简介
25、常用金属材料简介三、有色金属三、有色金属(四)轴承合金2铅基轴承合金(铅基巴氏合金) 铅基轴承合金是以铅(Pb)、锑为基础，加入锡、铜等元素组成的合金。铅基轴承合金的硬度、强度、韧性、减摩性均低于锡基轴承合金，故用于中低速度、中等负荷的轴承。由于它的价格便宜，在可能的情况下应尽量采用。 铅基轴承合金的牌号表示方法同锡基轴承合金，常用的牌号有ZChPbSbl6162，用于制造蒸汽涡轮机。第三章第三章 常用工程材料常用工程材料3-1 3-1 常用金属材料简介常用金属材料简介三、有色金属三、有色金属(四)轴承合金3铝基轴承合金 铝基轴承合金是一种新型减磨材料，具有密度小、导热性好、抗拉疲劳强度高、耐
26、蚀性好等优点，并且原料丰富，成本低，但热膨胀系数大，运转易咬合。目前采用的铝基轴承合金有铝锑镁轴承合金和高锡铝基轴承合金两种。 铝锑镁轴承合金它可制成双金属板轴承，用于承受中等载荷的机器上。高锡铝基轴承合金它适于制造高速、重载的发动机轴承。 第三章第三章 常用工程材料常用工程材料3-2 3-2 常用非金属材料简介常用非金属材料简介 非金属材料是指除金属材料和复合材料以外的其他材料。在机械制造工业中，人工合成的高分子材料。特别是塑料，它具有许多金属材料所不具备的性能，如耐蚀性、电绝缘性、减振性、质轻性，以其使用性能优良，成本低廉，外表美观，正在逐步取代一部分金属材料。一、塑料一、塑料塑料是以树脂
27、为主要成分，再加入添加剂，在一定温度和压力下塑造成一定形状，并在常温下能保持既定形状的高分子有机材料。1树脂 树脂是指受热时通常有转化或熔融范围，转化时受外力作用具有流动性，常温下呈固态或半固态或液体的有机化合物，它是塑料最基本的也是最重要的成分，在塑料中占有30%100%。第三章第三章 常用工程材料常用工程材料 3-2 3-2 常用非金属材料简介常用非金属材料简介一、塑料一、塑料2添加剂为改善塑料性能而必须加入的物质称为添加剂。它在塑料中占有相当大的比例，可达40%70%。除此之外还有增塑剂、固化剂、稳定剂、润滑剂、着色剂及发泡剂、催化剂、阻燃剂、抗静电剂等。二、塑料的分类二、塑料的分类1、
28、按树脂的性质分类（1）热塑性塑料：这类塑料受热软化熔融，可塑造成形，冷却后成形固化，此过程可反复进行而基本性能不变。 （2）热固性塑料：这类塑料加热时软化，可塑造成形，一经固化，再加热将不再软化也不溶于溶剂，只能塑制一次。 第三章第三章 常用工程材料常用工程材料 3-2 3-2 常用非金属材料简介常用非金属材料简介二、塑料的分类二、塑料的分类2.按塑料使用范围分类（1）通用塑料 通用塑料是指产量大、价格低、用途广的塑料。主要用于生产日常生活用品、包装材料和一般小型机械零件。（2）工程塑料 工程塑料是指具有良好的强度、刚度、韧性、绝缘性、耐蚀性以及耐热性、耐磨性和尺寸稳定性等的一类塑料。其产量较
29、小、价格较高，可代替金属制作一些机械零件和工程结构件。(3)特种塑料 特种塑料是指具有特种性能和特种用途的塑料，如医用塑料、耐高温塑料等。 第三章第三章 常用工程材料常用工程材料 3-2 3-2 常用非金属材料简介常用非金属材料简介三、塑料的基本性能三、塑料的基本性能 塑料具有耐化学侵蚀、有光泽、良好绝缘性、轻且坚固、易加工、价格便宜等特性，其优点有：1大部分塑料的抗腐蚀能力强，不与酸、碱反应。2塑料制造成本低。3耐用、防水、质轻。4容易被塑制成不同形状。5是良好的绝缘体。6塑料可以用于制备燃料油和燃料气，这样可以降低原油消耗。塑料的缺点：1回收利用废弃塑料时，分类十分困难，而且经济上不合算。
30、2塑料容易燃烧，燃烧时产生有毒气体。3塑料是由石油炼制的产品制成的，石油资源是有限的。第三章第三章 常用工程材料常用工程材料 3-2 3-2 常用非金属材料简介常用非金属材料简介四、通用塑料和工程塑料的用途四、通用塑料和工程塑料的用途 通用塑料一般是指产量大、用途广、成型性好、价格便宜的塑料。通用塑料有五大品种，即聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙稀、聚苯乙烯及ABS。它们都是热塑性塑料。制成的产品有塑料薄膜、管材、编织袋及塑料日用品等。通用塑料的产量和用量占全部塑料的80%以上。 工程塑料一般指能承受一定外力作用，具有良好的机械性能和耐高、低温性能，尺寸稳定性较好，可以用作工程结构的塑料。如聚酰胺、聚砜等。用来制作工业零件，制品有电视机壳、塑料齿轮、光学材料、密封垫等。 第三章第三章 常用工程材料常用工程材料 3-2 3-2 常用非金属材料简介常用非金属材料简介