金属材料与工艺知识复习资料.docx

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1、金属材料与工艺知识一、推车材料分类一般推车所用到的材料：1.布套： 布料类2.车架： 钢材（表面涂塑）、铝材（表面阳极）3.联接紧固件：钢材、铝材、锌合金等4. 塑胶件部件： PP、PA、ABS等5.轮胎：EVA发泡、橡胶推车上使用的金属材料：主要为钢材、铝材和其他少量的合金。金属材料：以金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称。金属材料通常分为黑色金属和有色金属材料。 小知识： 金属的定义具有良好的导电性和导热性，有一定的强度和塑性，并具有光泽的物质。黑色金属： 又称钢铁材料，包括含铁99以上的工业纯铁，含碳 24的铸铁，含碳小于 2的碳钢，以及各种用途的结构钢、不锈钢、耐热钢

2、、高温合金、精密合金等。广义的黑色金属还包括铬、锰及其合金。比如： 我们使用的焊管、冷板、普通螺钉、模具材料等都属于黑色金属。有色金属：是指除铁、铬、锰以外的所有金属及其合金，通常分为轻金属、重金属(密度大于5)、贵金属、半金属、稀有金属和稀土金属等。有色合金的强度和硬度一般比纯金属高，并且电阻大、电阻温度系数小。比如：我们使用的铝合金挤型管子、铝合金零件压铸、镁合金压铸、锌合金压铸零件、铜气嘴、铜套等。二、材料性能说明金属材料的性能决定着材料的适用范围及应用的合理性。金属材料的性能主要分为四个方面，即：力学性能、化学性能、物理性能、工艺性能。 力学性能, 金属在一定温度条件下承受外力（载荷）

3、作用时，抵抗变形和断裂的能力称为金属材料的力学性能（也称为机械性能）。包括： 强度、塑性、硬度、韧性及疲劳强度等。一般来讲，金属材料承受的载荷根据性质可以分为三种：是静态载荷、冲击载荷、以及疲劳载荷；静态载荷：大小不变或者变化很慢的载荷；冲击载荷： 指突然增加的载荷；疲劳载荷：所经受的周期性规律或者非周期性无规律的动载荷（也称循环载荷）根据载荷的作用方式不同，它可分为：拉伸载荷、压缩载荷、弯曲载荷、剪切载荷和扭转载荷。变形：一般分为塑性变形（永久变形）和弹性变形。强度： 金属抵抗塑性变形或者断裂的能力。可分为抗拉强度极限（b）、抗弯强度极限（bb）、抗压强度极限（bc）等。由于金属材料在外力作

4、用下从变形到破坏有一定的规律可循，所以一般情况下以抗拉强度作为金属强度高低的指标。（1）弹性极限：材料在外力作用下将产生变形，但是去除外力后仍能恢复原状的能力称为弹性变形。金属材料能保持弹性变形的最大应力即为弹性极限，相应于拉伸试验曲线图中的e点，以e表示，单位为兆帕（MPa）：（2）屈服强度极限：金属材料试样承受的外力超过材料的弹性极限时，虽然应力不再增加或者增加很小，但是试样仍发生明显的塑性变形，这种现象称为屈服，即材料承受外力到一定程度时，其变形不再与外力成正比而产生明显的塑性变形。产生屈服时的应力称为屈服强度极限，用s表示，相应于拉伸试验曲线图中的S点称为屈服点。对于塑性高的材料，在拉

5、伸曲线上会出现明显的屈服点，而对于低塑性材料则没有明显的屈服点，从而难以根据屈服点的外力求出屈服极限。因此，在拉伸试验方法中，通常规定试样上的标距长度产生0.2%塑性变形时的应力作为条件屈服极限，用0.2表示。屈服极限指标可用于要求零件在工作中不产生明显塑性变形的设计依据。但是对于一些重要零件还考虑要求屈强比（即s/b）要小，以提高其安全可靠性，不过此时材料的利用率也较低了。（3）强度极限：材料在外力作用下能抵抗断裂的最大应力（Fb）， 一般指拉力作用下的抗拉强度极限，以b表示，如拉伸试验曲线图中最高点B对应的强度极限，常用单位为兆帕（MPa）。 由于屈服阶段以后，要想将试样继续拉长，必须不断

6、的加力，随着拉伸变形越大，试样的变形抗力也增大，这种现象称为形变强化（也称为加工硬化），所以从S点到B点这个阶段，称为强化阶段。注：抗拉强度表示材料在拉伸载荷下的最大均匀变形的抗力。作为机械零件设计和选材的重要依据之一。（4）缩颈阶段：当拉力达到最大值（Fb）时，试样的直径发生局部的收缩，称为“缩颈”，试样变形所需的力开始变小，直到断裂。这个阶段称为缩颈阶段。但是： 工程上使用的金属材料，多数没有明显的屈服现象。对于低塑性的材料，不仅没有屈服现象，而且也不产生“缩颈”，比如：球墨铸铁等。塑性：材料在断裂前产生永久变形的能力称为塑性。塑性指标也是通过拉伸实验测得的。 常用金属材料拉伸时最大的相对

7、塑性变形（伸长率和断面收缩率）来表示。1.伸长率： 试样拉断后，标距伸长与原始标距的百分比称为伸长率。用符号表示。 =（L1-L0）/L0*100%提示：同一个材料的试样长短不同，测得的伸长率是不同的。长短试样分别用符号10和5表示。2.断面收缩率：试样拉断后，缩颈处截面积的最大缩减量与原始截面积的百分比为断面收缩率，用符号表示。 =（S0-S1）/S0*100% 总结：金属材料的伸长率和断面收缩率数值越大，表示材料的塑性越好。塑性好的材料可以发生大量的塑性变形而不破坏，可以加工成复制的零件。硬度： 材料在抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕和划痕的能力称为硬度。硬度是各种零件和工具必须具备的性

8、能指标。机械行业用到的刀具、模具、量具，以及设备上的零件等，都应具备足够的硬度，才能保证使用的性能和寿命。与拉伸试验相比，硬度试验简便易行，硬度值可以间接的反应金属的强度以及金属在化学成分、金相组织和热处理工艺的差异，因此硬度试验应用十分广泛。 常用的硬度指标有： 1. 布氏硬度（HB）：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。其中HBS表示钢球，HBW表示硬质合金球：2. 洛氏硬度（HR）： HRB：是采用100kg载荷和直径1.58mm淬硬的钢球，求得的硬度，用于硬度较低的材料（如退火钢、铸铁等）。 HRC：是采用150kg载荷和钻石锥压入

9、器求得的硬度，用于硬度很高的材料（如淬火钢等）。i. HRA：是采用60kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度极高的材料（如硬质合金等）。 3. 维氏硬度（HV）：用49.03-980.7N(分为6级)的载荷，将顶角为136o 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。 韧性： 抵抗冲击载荷作用而不被破坏的能力称为韧性，符号：ak；通常用一次摆块冲击弯曲试验来测定金属材料的韧性。冲击试验是利用能量守恒原理：试样被冲断过程中吸收的能量等于摆锤冲击前后的势能差。1. 先算出冲击吸收的能量Ak（大写）一般试验机上可以直接读出。 Ak=GH1-GH2 单位：焦

10、耳2. 冲击吸收功除以试样缺口处的截面积，得到冲击韧度，符号用ak（小写） ak=AK/S0疲劳强度： 在循环应力的作用下，虽然零件所承受的应力低于材料的屈服点，但经过较长时间的工作而突然产生裂纹或完全断裂的过程称为疲劳，抵抗疲劳的能力就是疲劳强度。疲劳破坏的共同特征：1. 断裂时没有明显的宏观塑性变形，没有预兆，突然的破坏。2. 引起疲劳的力很低，常常低于材料的屈服点。3. 疲劳宏观断口由两部分组成：光滑部分（疲劳裂纹的策源地及扩展区）和毛糙部分(最后断裂区)工程上用的疲劳强度，是指在一定的循环基数下不发生断裂的最大应力，通常规定钢铁材料的循环基数取百万次，有色金属取千万次。实际上大部分零件

11、的损坏均是由疲劳造成的！ 材料存在气孔、微裂纹、夹杂物等缺陷，材料表面划痕、局部应力集中等因素，均可加快疲劳断裂。减小表面粗糙度值和进行表面淬火、喷丸处理、表面滚压等方法均可提高材料的疲劳强度。物理性能：（1）密度（比重）：在实际应用中，除了根据密度计算金属零件的重量外，很重要的一点是考虑金属的比强度（强度b与密度之比）来帮助选材，以及与无损检测相关的声学检测中的声阻抗（密度与声速C的乘积）和射线检测中密度不同的物质对射线能量有不同的吸收能力等等。（2）熔点：金属由固态转变成液态时的温度，对金属材料的熔炼、热加工有直接影响，并与材料的高温性能有很大关系。（3）热膨胀性：随着温度变化，材料的体积

12、也发生变化（膨胀或收缩）的现象称为热膨胀，多用线膨胀系数衡量，亦即温度变化1时，材料长度的增减量与其0时的长度之比。热膨胀性与材料的比热有关。在实际应用中还要考虑比容（材料受温度等外界影响时，单位重量的材料其容积的增减，即容积与质量之比），特别是对于在高温环境下工作，或者在冷、热交替环境中工作的金属零件，必须考虑其膨胀性能的影响。（4）磁性：能吸引铁磁性物体的性质即为磁性，它反映在导磁率、磁滞损耗、剩余磁感应强度、矫顽磁力等参数上，从而可以把金属材料分成顺磁与逆磁、软磁与硬磁材料。（5）电学性能：主要考虑其电导率，在电磁无损检测中对其电阻率和涡流损耗等都有影响。 工艺性能金属对各种加工工艺方法

13、所表现出来的适应性称为工艺性能，主要有以下四个方面：（1）切削加工性能：反映用切削工具（例如车削、铣削、刨削、磨削等）对金属材料进行切削加工的难易程度。（2）可锻性：反映金属材料在压力加工过程中成型的难易程度，例如将材料加热到一定温度时其塑性的高低（表现为塑性变形抗力的大小），允许热压力加工的温度范围大小，热胀冷缩特性以及与显微组织、机械性能有关的临界变形的界限、热变形时金属的流动性、导热性能等。（3）可铸性：反映金属材料熔化浇铸成为铸件的难易程度，表现为熔化状态时的流动性、吸气性、氧化性、熔点，铸件显微组织的均匀性、致密性，以及冷缩率等。（4）可焊性：反映金属材料在局部快速加热，使结合部位迅

14、速熔化或半熔化（需加压），从而使结合部位牢固地结合在一起而成为整体的难易程度，表现为熔点、熔化时的吸气性、氧化性、导热性、热胀冷缩特性、塑性以及与接缝部位和附近用材显微组织的相关性、对机械性能的影响等。化学性能： 金属与其他物质引起化学反应的特性称为金属的化学性能。 （1）耐腐蚀性： 在常温下抵抗氧、水蒸气及其他化学介质腐蚀破坏的能力； （2）抗氧化性：在加热时抵抗氧化作用的能力； 化学稳定性： 以上两种性能的总称！三、黑色金属钢和铁都是主要由铁和碳两种元素组成的合金，其区别只是含碳量的多少，理论上将含碳量2.11%以下的合金称为钢，以上称为生铁。 冶炼流程：1. 铁矿石+焦炭+熔剂，经过高炉

15、熔炼（铁还原、去除杂质和溶碳）得到生铁水，冷却得到铁锭；成为炼钢和铸造的原材料。2. 将高炉中炼出的铁水，或者铁锭与废钢进行切割后，投入钢炉中，进行融化，然后向炉内吹氧或加入脱氧剂，比如硅铁和锰铁，将铁水中多余的碳氧化掉，产生二氧化碳。对脱氧后的钢水进行成分控制后，这就是普通的碳素钢，经过连铸，就形成了钢锭。合金钢的生产还要在钢水中加入合金元素，并且要在保护气氛中进行熔炼，防止过分氧化。 1. 根据炼钢钢炉的不同，可以分为：1.转炉钢、2.平炉钢、3.电炉钢。按浇注前脱氧程度分 ：1 沸腾钢、2 镇静钢 、3 半镇静钢。按化学成分分为： 1 碳素钢 2合金钢 碳素钢：含碳量小于2.11%而不含

16、有特意加入合金元素的钢铁，称为碳素钢，简称碳钢。其中分为：碳素结构钢、优质碳素结构钢、碳素工具钢和铸造碳钢四种。碳素钢 的分类方法很多，常用的方法有以下几种：一、按钢的含碳量分类：1)低碳钢-含碳量wc0.25%2)中碳钢-含碳量wc0.25%0.60%3)高碳钢-含碳量wc0.60%二、按钢的品质分：1. 普通钢 钢中含杂质元素较多，含硫量一般O.05%，含磷量wP0.045%；2. 优质钢 钢中含杂质元素较少，含硫及磷量一般均0.035%；3. 高级优质钢 钢中含杂质元素极少，含硫及磷量一般O.030%；一般牌号后面 都加上“A”或者汉字“高，以便识别；4. 特级质量钢:含硫量一般O.01

17、5%，含磷量wP0.025%；三、按钢的用途分： (1)结构钢： 主要用于制造各种机械零件和工程结构件，其含碳量一般都小于0.7% (2)工具钢：主要用于制造各种刀具、模具和量具，其含碳量一般都大于0.7%；碳素钢的牌号及用途： 一、碳素结构钢：碳素钢的一种。含碳量约0.050.70，个别可高达0.90。可分为普通碳素结构钢和优质碳素结构钢两类。前者含杂质较多，价格低廉，用于对性能要求不高的地方，它的含碳量多数在0.30以下，含锰量不超过0.80，强度较低，但塑性、韧性、冷变形性能好。除少数情况外，一般不作热处理，直接使用。多制成条钢、异型钢材、钢板等。用途很多，用量很大，主要用于铁道、桥梁、

18、各类建筑工程，制造承受静载荷的各种金属构件及不重要不需要热处理的机械零件和一般焊接件。牌号一般由代表屈服点的拼音字母“Q”、屈服点数值、质量等级和脱氧方式构成。比如： Q235AF，代表屈服点为235的A级沸腾钢。我厂使用牌号如下表:牌号等级屈服点（ s ）抗拉强度b用途Q195195315-390钉子、铆钉、垫圈等轻负荷的冲压件，车架绝大部分的焊管、扁钢、圆钢、酸洗板都是这种材料。Q235ABCD235375-460金属结构件，心部强度要求不高的的渗碳或氰化零件，拉杆、连杆、吊钩、车钩、螺栓、螺母、套筒、轴及焊接件 .少数的板材和焊管，以及一些车加工零件。SPHC（热轧）SPCC（冷轧） 2

19、70日本牌号的一般用热（冷轧）轧钢板及钢带，类似于中国的Q195。其中还包括：Q215A/B，Q255和Q275。二、 优质碳素结构钢钢质纯净，杂质少，力学性能好，可经热处理后使用。根据含锰量分为普通含锰量(小于0.80)和较高含锰量(0.801.20)两组。含碳量在0.25以下，多不经热处理直接使用，或经渗碳、碳氮共渗等处理，制造中小齿轮、轴类、活塞销等；含碳量在0.250.60，典型钢号有40，45，40Mn，45Mn等，多经调质处理，制造各种机械零件及紧固件等；含碳量超过0.60，如65，70，85，65Mn，70Mn等，多作为弹簧钢使用。我厂常使用的牌号有以下几种：牌号屈服点（ s ）

20、抗拉强度b用途35315530一般的车加工零件、轴类、五金标准件等（相对少一点）45355600一般的车加工零件、轴类、五金标准件等（相对多一点）65Mn410695蓬杆、弹簧。其中：08-25钢含碳量低，属于低碳钢； 30-55钢属于中碳钢；60钢以上牌号属高碳钢。含锰量较高的优质碳素钢，其用途和上述牌号钢基本相同，但淬透性稍好，可制作截面稍大或要求力学性能稍高的零件。三、碳素工具钢：用于制作刃具、模具和量具的碳素钢。与合金工具钢相比，其加工性良好，价格低廉，使用范围广泛，所以它在工具生产中用量较大。由于大多数工具都要求高硬度和高耐磨性，故工具钢含碳量都在0.65%以上，都是优质钢和高级优质

21、钢。 牌号以汉字“碳”或者其汉语拼音字母头“T”后面标以阿拉伯数字表示，其中数字表示为钢中含碳量的千分之几，例如T8（碳8）表示含碳量0.8%的碳素工具钢，若是高级优质碳素结构钢，则在牌号后面标以字母A（或汉字“高” ）。牌号如下： T7、T8、T8Mn、T9、T10、T11、T12、T13。 我厂所使用的钢材和零件，以及模具上使用的钢材，都没有使用碳素工具钢。四、铸造碳钢： 一般用于制造形状复杂，力学性能要求较高的机械零件，由于形状复杂，很难用锻造和机械加工的方法制造。由于力学性能要求较高，又不能用铸铁来铸造。铸造碳钢的含碳量一般在：0.2-0.6%之间，广泛应用于制造重型机械的某些零件，如

22、轧钢机机架、水压机横梁、锻锤砧座等。在铁路车辆上用于制造受力大又承受冲击的零件如摇枕、侧架、车轮和车钩等。 铸造碳钢的牌号用铸钢的汉语拼音字母 “ZG”后面加两组数字组成，第一组表示屈服强度值，第二组表示抗拉强度值。 例如：ZG270-500。主要牌号如下： ZG200-400、ZG230-450、ZG270-500、ZG310-570、ZG340-640.我厂现在极少使用此类材料，主要用在BUZZ气弹簧座和弹簧托。其他暂时没有。合金钢：在普通碳素钢基础上添加适量的一种或多种合金元素而构成的铁碳合金。根据添加元素的不同，并采取适当的加工工艺，可获得高强度、高韧性、耐磨、耐腐蚀、耐低温、耐高温、

23、无磁性等特殊性能。 合金钢种类很多，通常按合金元素含量多少分为低合金钢（含量5），中合金钢（含量510），高合金钢（含量10）；按质量分为优质合金钢、特质合金钢；按特性和用途又分为合金结构钢、不锈钢、耐酸钢、耐磨钢、耐热钢、合金工具钢、滚动轴承钢、合金弹簧钢和特殊性能钢（如软磁钢、永磁钢、无磁钢）等。 我国的合金钢牌号采用碳含量、合金元素的种类机含量和质量级别来编号。合金结构钢：两位数字（碳含量万分之几）+元素符号(主要合金元素)+数字（合金的含量的百分之几，小于1.5%不标），比如： 40Cr、60Si2Mn；合金工具钢：一位数字（碳含量千分之几，大于1%不标）+元素符号(主要合金元素)+数

24、字（合金的含量的百分之几，小于1.5%不标），比如： 9CrSi、60Si2Mn； 其主要类型见下表：大类名称典型牌号特征及用途合金钢合金结构钢低合金结构钢Q295（A、B）；Q345、Q390、Q420（A、B、C、D、E）、Q460（C、D、E） 新国标代号。 低碳低合金的钢材，由于合金元素的强化，此类钢比同碳量的碳钢强度要高，且有良好的塑性、韧性、耐蚀性和焊接性。一般在热轧空冷下使用，不再进行热处理，在桥梁、船舶、车辆、锅炉、压力容器、输油（气）管和大型结构钢广泛使用；合金渗碳钢20Cr、20Mn2B、20MnVB、20CrMnTi、12CrNi3、20CrNi4齿轮、轴套、传动轴等；合

25、金调质钢4oCr、45Mn2、35CrMo等：齿轮、花键轴、连杆、主轴；合金弹簧钢60Si2Mn、65Mn等：弹簧、板簧；滚珠轴承钢GCr6、GCr9、GCr9SiMn：滚珠、轴承；超高强度钢35Si2MnMoVA：飞机的起落架、骨架；合金工具钢合金刀具钢9CrSi、8MnSi、9Mn2V、CrWMn，板牙、冷冲模、丝锥、锯子、量规等；高速钢W18Cr4V、W18Cr14VCo5、俗称锋钢或风钢，用作机加工的刀具；合金模具钢Cr12、Cr12MoV冷模具钢5CrMnMo、热模具钢；特殊性能钢不锈钢铬不锈钢：1Cr13、2Cr13、3Cr13 用于弱腐蚀、弹簧、轴承、医疗器械； 铬镍不锈钢：OC

26、r18Ni9(304),1Cr18Ni9(302) 用于强腐蚀：风口槽、管道、容器； 耐热钢抗氧化钢：4Cr9Si2、1Cr13SiAl炉底板、渗碳箱；热强钢：15CrMo、4Cr14Ni14W2Mo锅炉；耐磨钢ZGMn13 铸造用，用于强烈冲击和磨损的零件，如：车辆履带、破碎机、鄂板等；四、热处理：热处理是将固态金属或合金采取适当的方式加热、保温和冷却，以获得所需要的组织结构和性能的工艺；大体可分为整体热处理、表面热处理和化学热处理三大类。 原理：金属在加热和冷却时，内部会发生组织改变，金属在高温时的相在急冷时转变为一种较硬的相。法国人奥斯蒙德确立的铁的同素异构理论（一些金属，在固态下随温度

27、或压力的改变,还会发生晶体结构变化，即由一种晶格转变为另一种晶格的变化，称为同素异构转变 ），以及英国人奥斯汀最早制定的铁碳相图，为现代热处理工艺初步奠定了理论基础。整体热处理：退火是将工件加热到适当温度，根据材料和工件尺寸采用不同的保温时间，然后进行缓慢冷却，目的是使金属内部组织达到或接近平衡状态，获得良好的工艺性能和使用性能，或者为进一步淬火作组织准备。正火是将工件加热到适宜的温度后在空气中冷却，正火的效果同退火相似，只是得到的组织更细，常用于改善材料的切削性能，也有时用于对一些要求不高的零件作为最终热处理。淬火是将工件加热保温后，在水、油或其他无机盐、有机水溶液等淬冷介质中快速冷却。淬火

28、后钢件变硬，但同时变脆。为了降低钢件的脆性，将淬火后的钢件在高于室温而低于650的某一适当温度进行长时间的保温，再进行冷却，这种工艺称为回火。为了获得一定的强度和韧性，把淬火和高温回火结合起来的工艺，称为调质。某些合金淬火形成过饱和固溶体后，将其置于室温或稍高的适当温度下保持较长时间，以提高合金的硬度、强度或电性磁性等。这样的热处理工艺称为时效处理。表面热处理：只加热工件表层，以改变其表层力学性能的金属热处理工艺。为了只加热工件表层而不使过多的热量传入工件内部，使用的热源须具有高的能量密度，即在单位面积的工件上给予较大的热能，使工件表层或局部能短时或瞬时达到高温。表面热处理的主要方法有火焰淬火

29、和感应加热热处理，常用的热源有氧乙炔或氧丙烷等火焰、感应电流、激光和电子束等。化学热处理：通过改变工件表层化学成分、组织和性能的金属热处理工艺。化学热处理与表面热处理不同之处是后者改变了工件表层的化学成分。化学热处理是将工件放在含碳、氮或其他合金元素的介质(气体、液体、固体)中加热，保温较长时间，从而使工件表层渗入碳、氮、硼和铬等元素。渗入元素后，有时还要进行其他热处理工艺如淬火及回火。化学热处理的主要方法有渗碳、渗氮、渗金属。小学问： Q235为什么不淬火？ Q235是低碳钢,含碳量大概0.12%-0.2%之间,它不对含碳量做太大要求. 一般它都用在工程上大量需要钢材的地方,数量巨大,一般是

30、热轧后就使用, 不用淬火处理。其不能淬火的原因有几点：1这些场合不需要太高的力学要求,2这些钢构件的体积太大了,你想淬火也不现实,3这些钢很多情况下要被焊接使用的,你热处理了被焊接后也被焊接过程中将焊缝的热处理给破坏了.4,材料价格便宜,不保证成分，质量要求比较低,而且是低碳钢,热处理的效果也不好. 5.一般35#以上直接做淬火效果才比较好。五、铝合金一、.铝合金定义和分类： 1：铝合金是金属物质，其铝的含量超过任何其它元素并符合下述任一条：a. 其他元素至少有一种元素的含量或铁加硅的含量超过下表规定的界限值。b. 所有其它元素的总含量超过1.0%元素含量，% Fe+S I1.0其它元素，每种

31、0.10注：其它元素系指Cr、Gu、Mg、Mn、N1、Zn。2、如果铬和锰含量都不超过0.05%，铜含量允许为0.1%0.20%。2： 根据用途不同和其它元素含量的的不同，分为： 铸造铝合金、压铸铝合金及变形铝合金。铸造铝合金有铝硅合金（ZAlSi7Mg）、铝铜合金（ZalCu5Mn）、铝镁合金（ZalMg6Mg）、铝锌合金（ZalZn6Mg）压铸铝合金YZAlSi12、YZAlSi9Cu4变形铝合金工业纯铝（1060）、防锈铝（5A02）、硬铝（2A11）、超硬铝（7A04）3. 变形铝合金，根据其元素含量的不同分为以下几种（美国的标法）：变形铝合金类别系常用牌号1XXX系合金Al1050，

32、 1060， 1145 等5XXX系合金Al-Mg；Al-Mg-Si-Cu5505、50505A、5082、5A43；5183、 50863XXX系合金Al-Mn3A212XXX系合金Al-Cu-Mg2A10、2A01、2A13、2B11Al-Cu-Mn2A16、2A17Al-CU-Mg-Si-Mn2A50、2B50、2A14Al-Cu-Mg-Fe-Ni-Si2A70、2A80、2A906XXX系合金Al-Mg-Si及 Al-Mg-Si-Cu6061、6063、6070、6005A、6082 7XXX系合金Al-Zn-Mg7003Al-Zn-Mg-Cu7A03、7A04、7A09、7A104X

33、XX系合金Al-Si4A01、4A13、4A17、4A11二、铝合金的工艺性能和热处理：1. 固溶处理：合金加热到固溶温度，使可溶组分充分进入固溶体中的处理。2. 脱溶：当温度降低，固溶体成为过饱和状态，在一定条件下超过平衡融入量的可溶组分就析出。这种现象称为脱溶 3. 自然时效： 在室温下，通过过饱和固溶体中可溶组分自发的脱溶，使合金强化的处理。4. 人工时效： 在高于室温以上，通过过饱和固溶体中可溶组分的脱溶，使合金强化的热处理。（我们公司俗称T6）5. 淬火：合金加热到固溶温度，使可溶组分充分进入固溶体中，然后以足够大的速度冷却，使可溶组分来不及析出，而得到室温下的过饱和固溶体的处理。（

34、我们公司俗称T4）6. 状态： 通过某些生产工序（例如，压力加工和（或）热处理），产生了特有的物理和（或）力学性能之后所给予的命名（见下表）; 表一： 代号名称说明与应用F自由加工状态适用于在成型过程中，对于加工硬化和热处理条件无特殊要求的产品，该状态产品的力学性能不作规定O退火状态适用于经完全退火获得最低强度的加工产品H加工硬化状态适用于通过加工硬化提高强度的产品，产品在加工硬化后可经过（也可不经过）使强度有所降低的附加热处理。H代号后面必须跟有两位或三位阿拉伯数字。W固常溶热处理状态一种不稳定状态，仅适用于经固溶热处理后，室温下自然时效的合金，该状态代号仅表示产品处于自然时效阶段T热处理状

35、态(不同于F、O、H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代号后面必须跟有一位或多位阿拉伯数字。表二： 状态代号说明与应用T1由高温成型过程冷却，然后自然时效至基本稳定的状态。适用于由高温成型过程冷却后，不再进行冷加工（可进行矫直、矫平、但不影响力学性能极限）的产品。T4固溶热处理后自然时效至基本稳定的状态。适用于固溶热处理后，不再进行冷加工（可进行矫直、矫平、但不影响力学性能极限）的产品T5由高温成型过程冷却，然后进行人工时效的状态。适用于由高温成型过程冷却后，不经过冷加工（可进行矫直、矫平、但不影响力学性能极限），予以人工时效的产品T6固溶热处理后进行人工时效

36、的状态。适用于固溶热处理后，不再进行冷加工（可进行矫直、矫平、但不影响力学性能极限）的产品注：某些6XXX系的合金，无论是炉内固溶热处理，还是从高温成型过程急冷以保留可溶性组分在固溶体中，均能达到相同的固溶热处理效果，这些合金的T3、T4、T6、T7、T8和T9状态可采用上述两种处理方法的任一种。总结： 淬火和人工时效都是一种综合的热处理工艺，用来提高铝合金的强度性能。 因此，一般都作为合金的最终处理，以充分发挥材料的使用潜力。但有些合金（如含镁量较高的铝合金），固溶处理（淬火）后由于抑制了可溶组分的析出，而大大提高塑性，因此可用淬火代替退火，作为冷变形前的软化处理。 三、 铝合金各种材料的状

37、态的我公司一般处理方式： 1、6005A、6063材料： 热挤型风冷得到T1状态（变形加工）人工时效 得到T5状态 2. 6061、6082材料：热挤型水冷得到T4 状态（变形加工）人工时效得到T6状态 3. F 状态： 任意材料热挤型自然冷却得到F 状态4. O 状态： 任意材料热挤型退火处理得到O 状态注：F 状态和O 状态的产品，必须经过淬火后再进行人工时效，否则对强度有影响。我厂进货的铝合金热挤压管材、板材、线材、型材6xxx系居多。 其中：6061:强度性能比较好（b285），但挤型工艺性稍差，适用于简单截面的材料，比如圆管； 焊接性中等。6005A:强度性能稍差b265），但挤型工

38、艺性较好，适用于稍复杂截面的材料，比如椭圆管、一般的异型管； 焊接性最差。6063：强度性能较差b185），但挤型工艺性很好，适用于复杂截面的材料，比如复杂异型管；焊接性最好。四、我厂使用 铝合金各种材料的性能表：牌号前供货状态及硬度(REF) 时效状态、硬度、力学性能状态硬度HW 状态硬度HW 抗拉强度MPa 6061 F、O 无要求先T4 后T6 15 285 T4 8 T6 15 285 6063 T1 6 T5 11185 6005 6005A T1 6 T5 14 265 6082 T4 8 T6 15.5 310 铝及铝合金一般特性 铝及铝合金其它金属材料相比，具有以下一些特点：

39、1、密度小 铝及铝合金的密度接近2.7g/,约为铁或铜的1/3。 2、强度高 铝及铝合金的强度高。经过一定程度的冷加工可强化基体强度,部分牌号的铝合金还可以通过热处理进行强化处理。 3、导电导热性好 铝的导电导热性能仅次于银、铜和金。 4、耐蚀性好 铝的表面易自然生产一层致密牢固的AL2O3保护膜，能很好的保护基体不受腐蚀。通过人工阳极氧化和着色，可获得良好铸造性能的铸造铝合金或加工塑性好的变形铝合金。 5、易加工 添加一定的合金元素后，可获得良好铸造性能的铸造铝合金或加工塑性好的变形铝合金。六冲压知识一、冲压工序术语1. 下料:将材料沿封闭轮廓分离的一种冲压工序, 被分离的材料成为工件或工程

40、料片2. 冲孔:将废料沿封闭轮廓从材料或工程料片上分离的一种冲压工序,在材料或工程料片上获得所需要的孔.3. 切断:将材料沿敞开轮廓分离的一种冲压工序,被分离的材料成为工件或工程料片.即无废料下料4. 切边:利用冲模修切工程料片的边缘,使之具有一定直径一定高度或一定外形尺寸的一种冲压工序.包括平面切边和旋切5. 折弯:利用压力迫使材料产生塑性变形,从而被弯成有一定曲率,一定角度形状的一种冲压工序.6. 压平:利用压力迫使材料产生塑性变形,从而使折弯的竖边反方向打平到折弯前的平行平面上,形成双层材料从而去除了鋭边.7. 成形:依靠材料流动而不是依靠材料分离使工程料片改变形状和尺寸的冲压工序的统称

41、8. 压毛边:强行局部排挤材料,从而使工程料片冲裁毛刺去除的一种冲压工序. 9. 拉伸:沿内孔周围将材料翻成侧立凸起的一种冲压工序.10. 铆合:使两部分材料结合成一个整体的一种冲压工序(它包括工件自铆和多个工件对铆)11. 压印:强行局部排挤材料,在工序件表面形成浅凹花纹图案文字或符号等的一种冲压工序,被压印表面的背面并无对应浅凹和凸起.12. 整形:依靠材料流动,少量改变(工序件)形状和尺寸,以保证工件精度的一种冲压工序.二. 冲模和冲模零件术语1. 冲模:安装在压力机上用于生产冲件的工艺装备,由相互配合的上下两部分组成.2. 上模:整副冲模的上半部,即安装于压力机滑块上的冲模部分.3.

42、下模:整副冲模的下半部,即安装于压力机工作台面上的冲模部分.4. 导正销:伸入材料孔中导正其在模具内位置的销形零件.5. 导柱(导套):为上下模座相对运动提供精密导向的零件.6. 导料板:引导条(带卷)料进入凹模的板状零件.7. 凸(凹)模:冲模中起直接形成冲件作用的工作零件.即以外形为工作表面的零件是凸模,以内形为工作表面的零件是凹模.8. 工程模:指冲孔,落料,切边，成形、拉伸等单工序类模具的统称.9. 复合模:是在压力机一次行程中,在同一工位上完成两道或更多任务序的冲模.10. 连续模: 是具有两个或更多任务位的冲模,材料随压力机行程逐次送进一工位,从而使冲件逐步成形.连续模其结构与标准

43、冲孔模具相同.11. 成型(弯曲)模:利用压力使材料产生塑性变形,使工件弯曲成不同形状,从而达到客户所要求的产品.三、 冲压工艺术语1. 下死点:压力机滑块上下运动的下端终点.2. 上死点:压力机滑块上下运动的上端终点.3. 行程:压力机滑块上下运动两端终点间的距离.4. 闭模高度:冲模在工作位置下死点时上托板(或上模座)上平面与下托板下平面的距离.5. 送料装置:利用机械气压或液压机构的夹紧,放松的往复动作,将原材料送入冲模的装置.6. 出料装置:使已冲过的工(序)件从模具中取出的装置.7. 冲件:材料经过一道或多道冲压工序后的统称.也即工序件和工件的统称.8. 间隙:相互配合的凸模和凹模相

44、应尺寸的差值或其间的空隙.9. 中性层:指弯曲冲件中应变为零的一层材料.10. 中性层系数:用以确定中性层位置的系数.11. 毛刺:冲裁后冲件断面边缘锋利的凸起.12. 毛刺面:边缘有毛刺的冲裁件平面.13. 回弹:分为两种,一是成形冲件从模具内取出后尺寸与模具相应尺寸的差值.对于弯曲件,一般以角度差或尺寸差来表示.二是从模具中逸出的冲裁件外形尺寸与凹模相应尺寸的差值,或内形尺寸与凸模相应尺寸的差值.14. 寿命:指冲模每修磨一次能冲压的次数或模具报废前能冲压的次数.前者称为刃磨寿命,后者称为总寿命.15. 步距:可用于多次冲压的原材料每次送进的距离.16. 条料:可用于多次冲压的条状原材料.

45、17. 卷料:可用于多次冲压的成卷原材料.18. 试模:指模具初装完成后进行的试验性冲压,以考核模具性能及冲件质量.19. 拉痕:冲件在成形过程中,材料表面与模具工作表面的摩擦印痕.20. 弯曲半径:冲件材料受压弯曲处的内半径.21. 最小弯曲半径:指能成功地进行弯曲的最小的弯曲半径.22. 展开尺寸:与成形冲件尺寸相对应的平面工序件尺寸.23. 展开图:与成形冲件相对应的平面工序件图形.24. 跳料(屑):冲模工作表面与材料粘合,被带起的现象.25. 排样图:描述冲件在条(带,卷)料上逐步形成的过程,最终占有的位置和相邻冲件间关系的布局图.26. 排样:完成排样图的冲模设计过程.27. 搭边:排样图中相邻冲件轮廓间的最小距离,或冲件轮廓与条料边缘的最小距离.28. 崩刃:凸模或凹模刃