材料成型与工艺优秀PPT.ppt

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1、材料成型与工艺你现在浏览的是第一页，共74页2.1 2.1 金属材料概述金属材料概述 在日常生活和工业生产中能接触到的小到锅、勺、刀、剪等生活用品，大到机器设备、交通工具、大型建筑物等，哪一样都离不开金属。所以，现在有人把金属的生产和运用作为衡量一个国家工业水平的标志。金属在今天工业产品材料中占据着中心的地位。2.1.1 2.1.1 金属材料分类金属材料分类金属材料包括金属和以金属为主的合金。主要分为：黑色金属：铁(纯铁、铸铁)、钢有色金属：铝、铜、镁、钛、金、银及其合金你现在浏览的是第二页，共74页2.1.2 2.1.2 金属及合金的概念金属及合金的概念 1 1、金属的概念、金属的概念 在已

2、知的100多种元素中，金属元素约80余种。金属在常温条件下都多晶体。晶体是指组成原子按一定规则排列。金属晶体结构一般有三种：体心立方晶格 面心立方晶格 密排六方晶格你现在浏览的是第三页，共74页2 2、结晶的概念、结晶的概念 金属及合金从液体状态转变为固体状态并形成晶体结构的过程称为结晶。结晶过程是由晶核的形成和成长这样两个同进并行的环节组成的。金属液在达到结晶温度时，首先形成一些极细小的微晶体（即晶核）。随着时间的推移，液体中的原子不断向晶核聚集，使晶核长大；与此同时液体中会不断有新的晶核形成并长大，直到每个晶粒长大到相互接触，液体消失为止，得到了多晶体的金属结构。在常温下，晶粒越细小，金属

3、的强度、硬度就越高，塑性、韧性也越好。反之则力学性能差。你现在浏览的是第四页，共74页同素异构转变同素异构转变 大多数金属结晶后晶格结构的类型保持不变，少数如铁、锰、锡、钛、铝等，在固态范围内，因温度的变化还会出现晶体结构的转变，称为同素异构转变。同素异构转变是钢铁一个重要特性，是能够进行热处理来改变性能的基础。1538 1394 912（液态）Fe-Fe-Fe-Fe。结晶 晶格类型转变 晶格类型转变你现在浏览的是第五页，共74页3 3、合金的概念、合金的概念 合金：合金：是指由两种或两种以上金属元素（或金属与非金属元素）组成的具有金属特性的物质。组元：组元：是指组成合金的最基本而独立的物质。

4、二元合金二元合金 、三元合金、三元合金 合金系：合金系：组元不变，当组元比例发生变化，可配制出一系列不同成分、不同性能的合金，这一系列的合金构成一个合金系统，简称合金系。铁碳合金分类：纯铁：Wc0.0218%碳钢：0.0218%Wc2.11%。铸铁：2.11%Wc6.69%钛合金 你现在浏览的是第六页，共74页4 4、合金元素对钢铁性能的影响？、合金元素对钢铁性能的影响？合金元素：Mn(锰)、Si（硅）、Cr（铬）、Ni（镍）、Mo（钼）、W（钨）、V（钒）、Ti（钛）、Nb（铌）、Zr（锆）、Re（稀土元素：铼）锰（Mn）：在碳素钢中加入0.70%以上时就算“锰钢”，较一般钢量的钢具有较高的

5、强度和硬度。含锰1114%的钢有极高的耐磨性。锰量增高，减弱钢的抗腐蚀能力，降低焊接性能。铬（Cr）：能增加钢的机械性能和耐磨性。一般又可增加钢的硬度、弹性、抗磁力和抗强力，增加钢的耐蚀性和耐热性等。硅（Si）：硅能显著提高钢的弹性极限，屈服点和强度。硅和钼、钨、铬等结合，有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用，可制造耐热钢。硅量增加，会降低钢的焊接性能。你现在浏览的是第七页，共74页2.1.3 2.1.3 金属的造型特征金属的造型特征 金属材料除了来源丰富、价格也较便宜外，还具有许多优良的造型特征，主要有：1.具有特有的颜色，良好的反射能力，不透明性及金属光泽。金属光泽。2.具有良好的延展性具有良好的

6、延展性（塑性变形能力）由于金属键没有方向性，金属表现出良好的承受塑性变形的能力。3.表面工艺性好表面工艺性好 在金属表面可进行各种装饰工艺获得理想的质感。4.其它性能金属还具有良好的导电性导电性和导热性导热性 上述特性明确地反映了金属的本质，因此，在工业产品材料中，常常把金属视为特殊光泽、优良导热和良好塑性的造型材料。你现在浏览的是第八页，共74页2.2 2.2 金属材料的性能金属材料的性能 金属材料的性能包含使用性能使用性能和工艺性能工艺性能。使用性能是指金属材料在使用条件下所表现出来的性能，它包括物理性能、化学性能和物理性能、化学性能和机械（力学）性能机械（力学）性能等；工艺性能是指金属材

7、料在制造过程中适应加工的性能，如铸造性能、锻造性能、焊接性能、切削加工性能以及热处理工艺性等2.2.1 2.2.1 金属使用性能（物理性能）金属使用性能（物理性能）金属的物理性能物理性能主要包括密度、熔点、热膨胀性、导热性、导电性和磁性等。1.1.密度密度：材料在绝对密实的状态下单位体积的质量：材料在绝对密实的状态下单位体积的质量 一般将密度小于5g/cm3的金属称为轻金属轻金属，大于5g/cm3的金属称为重金属重金属。你现在浏览的是第九页，共74页2.2.熔点：熔点：金属和合金熔化时所需要的温度称为熔点。纯金属都有固定的熔点，合金的熔点取决于它的化学成分。3 3热导率热导率 导热性导热性 材

8、料将热量从一侧表面传递到另一侧表面的性质称为导热性。4.4.热膨胀系数热膨胀系数-热膨胀性热膨胀性 材料由于温度上升或下降会出现膨胀或收缩。5、电阻率电阻率-导电性导电性 电阻率是表示材料导电能力的性能指标。6.6.磁性磁性 金属材料在磁场中受到磁化的性能称为磁性。2.2.2 2.2.2 金属使用性能（化学性能）金属使用性能（化学性能）金属的化学性能化学性能主要有；耐腐蚀性、抗氧化性 耐腐蚀性耐腐蚀性 金属材料在常温下抵抗氧气、水蒸气及其他化学介质腐蚀破坏作用的能力称为耐腐蚀性。2.2.抗氧化性抗氧化性 金属材料在加热时阻止氧化作用的能力称为抗氧化性。金属的氧化性随温度的升高而增加。你现在浏览

9、的是第十页，共74页2.2.3 2.2.3 金属的机械性能金属的机械性能 金属材料的机械性能主要是指力学性能即受外力作用时所反映出来的性能。主要有强度、塑性、硬度、冲击韧性、疲劳强度等。1.强度强度 强度是金属材料抵抗外力荷载而不致失效的能力。2.塑性塑性 塑性是指金属材料在外力作用下产生塑性变形而不破坏的能力。3.硬度硬度 硬度是金属材料抵抗更硬物体压入其内的能力。4.韧性韧性 金属材料抵抗冲击载荷的能力，叫做冲击韧性。5.疲劳强度疲劳强度 疲劳强度是指材料经受无数次应力循环时的最大应力。金属材料的各种机械性能并非相互孤立，而是有一定联系的，通常提高金属材料的强度、硬度则往往会降低其塑性、韧

10、性。为了提高塑性、韧性，有时就会削弱其强度。你现在浏览的是第十一页，共74页e：试样保持弹性变形的最大应力；s屈服点：试样出现屈服现象（即材料开始产生宏观塑性变形）变形）时的应力b抗拉强度：试样拉断前所能承受的最大应力称为抗拉强度力-伸长曲线和拉伸式样 拉伸试验机你现在浏览的是第十二页，共74页 硬度的测量主要有三种：布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度洛氏硬度测量仪你现在浏览的是第十三页，共74页 工艺性能铸造性锻压性焊接性切削加工性2.2.4 2.2.4 金属的工艺性能金属的工艺性能 在选用金属材料时，除了按设计要求考虑必要的使用性能外，还必须同时考虑其工艺性能。金属材料的工艺性能是指其经受各种加

11、工方法的难易程度，实质上是物理、化学、机械性能的综合。按照工艺方法的不同，可分为铸造性、锻压性、焊接性和切削加工性等。1.铸造性铸造性 是指金属材料的铸造时的流动性、收缩性和偏析倾向等。2.锻压性锻压性 是金属能否用锻压方法制成优良锻压件的性能。3.焊接性焊接性 是指金属材料易于用焊接方法连接起来，而且不需附加特殊措施即能获得优良焊接质量的性能。4.切削加工性切削加工性 金属材料是否易于被刀具切削的性能，称为切削加工性。你现在浏览的是第十四页，共74页2.3.1 2.3.1 纯铁纯铁 纯铁有极好的铁磁性，主要用于制造磁铁或磁极的铁心，通常不用纯铁来制造具有强度要求的结构和外观材料。2.3 2.

12、3 常用的黑色金属常用的黑色金属 钢铁在产品设计中获得了广泛的应用，它的产量大约占金属材料总产量的90%以上。钢铁根据含碳量可分为三大类：纯铁、钢、铸铁：纯铁、钢、铸铁。你现在浏览的是第十五页，共74页2.3.2 2.3.2 钢（碳钢）钢（碳钢）钢是含碳量在0.02%-2.11%之间的铁碳合金。为了保证其韧性和塑性，含碳量一般不超过1.7%。钢的主要元素除铁、碳外，还有硅、锰、硫、磷等。钢的分类：轴承钢碳素钢合金钢合金结构钢 低合金结构钢易切削结构钢调质钢弹簧钢渗碳钢轴承钢合金工具钢特殊性能钢量刃具钢模具钢 不锈钢耐热钢耐磨钢钢铸铸造造碳碳钢钢普普通通碳碳素素结结构构钢钢碳碳素素工工具具钢钢优

13、优质质碳碳素素结结构构钢钢你现在浏览的是第十六页，共74页一、碳素钢一、碳素钢（1 1）普通碳素结构钢）普通碳素结构钢 主要用于一般工程结构和普通机械零件。碳素结构钢通常热轧成各种型材（如圆钢.方钢.工字钢等），一般不经热而直接使用。常用：Q195、Q215通常轧制成薄板、钢筋供应市场。也可用于制作铆钉、螺钉、轻负荷的冲压零件和焊接结构件等。Q235、Q255强度稍高，可制作螺栓、螺母、销子、吊钩和不太重要的机械零件以及建筑结构中的螺纹钢、型钢、钢筋等。注:Q235的含义是屈服点符号及数值。你现在浏览的是第十七页，共74页你现在浏览的是第十八页，共74页（2 2）优质碳素结构钢）优质碳素结构钢

14、 主要用于机械零件，一般都要经过热处理后使用。常用：08F钢，含碳量分数低，塑性好，强度低，轧成薄板，主要用于冷冲压件如家电、汽车和仪表外壳；2020钢，冷塑性变形和焊接性好可用于强度要求不高的零件及渗碳零件，例如机罩、焊接容器，小轴、螺母、垫圈及渗碳齿轮等；45钢，经调质后可获得良好的综合力学性能，中碳钢主要用于受力较大的机械零件，如齿轮、连杆、轴等 65钢（65Mn）钢具有较高的强度；可用于制造各种弹簧、机车轮缘、低速车轮等。说明：45钢表示钢中平均含碳量的万分数是45，即含碳量为0.45%的钢。你现在浏览的是第十九页，共74页你现在浏览的是第二十页，共74页(3)(3)碳素工具钢碳素工具

15、钢 适用于各种手用工具。此类钢一般以退火状态供应市场。使用时再进行适当的热处理。你现在浏览的是第二十一页，共74页碳素工具钢的牌号、化学成分、碳素工具钢的牌号、化学成分、性能和用途（摘自性能和用途（摘自GB/T1298-86GB/T1298-86）说明：T8表示碳素工具钢碳素工具钢中平均含碳量的千分数是8，即含碳量为0.8%的钢。你现在浏览的是第二十二页，共74页（4 4）铸钢）铸钢 主要用于制造形状复杂，力学性能要求高，而在工艺上又很难用锻压等方法成形的比较重要的机械零件，例如汽车的变速箱壳，机车车辆的车钩和联轴器等。工程用铸造碳钢的牌号、化学成分、力学性能及应用举例（摘自工程用铸造碳钢的牌

16、号、化学成分、力学性能及应用举例（摘自GB/T 11352-95GB/T 11352-95）你现在浏览的是第二十三页，共74页二、合金钢二、合金钢1 1、合金钢牌号表示方法、合金钢牌号表示方法 合金钢的牌号是由含碳量数字、合金元素符号及合金元素含量数字顺序及汉语拼音字母组成的。如60Si2Mn、1Gr13、GCr15等。（1 1）含碳量数字）含碳量数字 当含碳量数字为两位数时，表示钢中平均含碳量的万分数；当含碳量数字为一位数时，表示钢中平均含碳量的千分数。例如60Si2Mn钢平均WC为万分之六十即0.6%，1Gr13钢平均WC为千分之一即0.1%。（2 2）合金元素含量数字）合金元素含量数字

17、表示该合金元素平均含量的百分数。当合金元素平均含量小于1.5%时不标数字。例如60Si2Mn钢平均WSi=2%、WMn1.5%。（3 3）符号）符号 当采用汉语拼音字母表示产品名称、用途、特性和工艺方法时，一般从代表产品名称的汉语拼音中选取第一个字母，加在牌号首或尾部。如GCr15（G表示滚动轴承）、Y40Mn（Y表示易切削钢）。上面介绍的是一般情况。合金钢的牌号表示中还有一些特例，如有的钢不标含碳量数字（如Cr06）；有的钢含碳量数字为“0”或“00”（如0Cr19Ni9 wC0.08%、00Cr12 wC0.03%）、有的牌号中合金元素含量数字为千分数（如GCr15）等等。你现在浏览的是第

18、二十四页，共74页2 2、合金结构钢、合金结构钢 (1)低合金结构钢 牌号表示方法与碳素结构钢相同，但屈服点数值高。常用的有Q295、Q345、Q390、Q420、Q460，其中Q345应用最广泛。低合金结构钢是一类可焊接的低碳低合金工程结构用钢，具有较高的强度，良好的塑性、韧性，良好的焊接性、耐蚀性和冷成形性，适于冷弯和焊接，广泛用于桥梁、车辆、船舶、锅炉、高压容器和输油管等。你现在浏览的是第二十五页，共74页(2)(2)易切削结构钢易切削结构钢 易切削结构钢具有小的切削抗力、对刀具的磨损小，切屑易碎、便于排除等特点，主要用于成批大量生产的螺柱、螺母、螺钉等标准件，也可用于轻型机械如自行车、

19、缝纫机、计算机零件等。易切削结构钢常用牌号有：Y12，Y12Pb、Y15、Y30、Y40Mn、Y45Ca等，钢号中首位字母“Y”表示钢的类别为易切削结构钢，其后的数字为碳质量的万分之几，末位元素符号表示主要加入的合金元素（无此项符号的钢表示为非合金易切削钢）。你现在浏览的是第二十六页，共74页（3 3）渗碳钢）渗碳钢 渗碳钢通常是指需经渗碳处理后使用的钢材，具有外硬内韧的性能，用于承受冲击的耐磨件。常用合金渗碳钢的牌常用合金渗碳钢的牌号、化学成分、热处号、化学成分、热处理、力学性能及用途理、力学性能及用途（摘自（摘自GB/T3077GB/T307719991999）你现在浏览的是第二十七页，共

20、74页（4 4）调质钢）调质钢 合金调质钢主要用于制造在多种载荷（如扭转、弯曲、冲击等）下工作，受力比较复杂，要求具有良好综合力学性能的重要零件，一般需经调质处理后使用。如汽车、拖拉机、机床等上的齿轮、轴类件、连杆、高强度螺栓等。它是机械结构用钢的主体。你现在浏览的是第二十八页，共74页常用合金调质钢的牌号、化学成分、热处理、力学性能及用途（摘自GB/T30771999）你现在浏览的是第二十九页，共74页（5 5）弹簧钢）弹簧钢 弹簧是起缓冲、减振和储能等作用。弹簧一般是在交变应力下工作，常见的破坏形式是疲劳破坏。你现在浏览的是第三十页，共74页常用合金弹簧钢的牌号、化学成分、热处理、力学性能

21、及用途（摘自常用合金弹簧钢的牌号、化学成分、热处理、力学性能及用途（摘自GB/T12221984GB/T12221984）你现在浏览的是第三十一页，共74页（6 6）轴承钢）轴承钢 牌号前用字母“G”表示滚动轴承钢的类别，后附元素符号Cr和其平均含量的千分数及其它元素符号。如GCr4、GCr15、GCr15SiMn、GCr15SiMo、GCr18Mo，目前应用最广泛的是GCr15。你现在浏览的是第三十二页，共74页常用轴承钢的牌号、化学成分、热处理及用途（摘自GB18254-2000）你现在浏览的是第三十三页，共74页2 2、合金工具钢、合金工具钢 工具钢用于制造各种工具，如量具、刃具、模具等

22、。1 1量具刃具钢量具刃具钢 用于制造低速切削刃具（如木工工具、钳工工具、钻头、铣刀、拉刀等）及测量工具（如卡尺、千分尺、块规、样板等）。量具刃具钢要求具有高硬度（6265HRC）、高耐磨性、足够的强韧性、高的热硬性（即刃具在高温时仍能保持高的硬度）；为保证测量的准确性，要求量具刃具钢具有良好的尺寸稳定性。扳牙扳牙 丝锥丝锥 量具量具你现在浏览的是第三十四页，共74页常用量具刃具钢的牌号、化学成分、热处理、力学性能及用途常用量具刃具钢的牌号、化学成分、热处理、力学性能及用途(摘自摘自GB1299-2000)GB1299-2000)注：表中Cr06钢的平均wC1%，为与结构钢区别，不标含碳量数字

23、。其平均wCr=0.6%。你现在浏览的是第三十五页，共74页（2 2）模具钢：）模具钢：用来制作模具的钢，通常分为冷模、热模、塑料模冷作模冷作模 注塑模 你现在浏览的是第三十六页，共74页不锈钢反应锅酸碱喷射器 3 3、特殊性能钢、特殊性能钢（1 1）不锈钢）不锈钢 不锈钢是不锈钢和耐酸钢的统称。应能够抵抗空气、蒸汽、酸、碱、盐等腐蚀性介质的腐蚀。你现在浏览的是第三十七页，共74页你现在浏览的是第三十八页，共74页（2 2）耐热钢）耐热钢 在航空、锅炉、汽轮机、动力机械、化工、石油、工业用炉等部门中，许多零件是在高温下使用的，要求钢具备高温抗氧化性和高温强度。你现在浏览的是第三十九页，共74页

24、你现在浏览的是第四十页，共74页（3 3）耐磨钢（高锰耐磨钢）耐磨钢（高锰耐磨钢）耐磨钢用于工作时受到剧烈的冲击或较大压力作用、摩擦磨损严重的机械零件，如坦克或拖拉机履带板、球磨机滚筒衬板、破碎机牙板、挖掘机的铲齿及铁路上的道岔等，也可制用保险箱钢板、防弹板。你现在浏览的是第四十一页，共74页2.3.3 2.3.3 铸铁铸铁 铸铁用于锻造或铸造。铸铁中至少含有2%的碳以及1%-3%的硅。碳在铸铁中可能以渗碳体（Fe3C)或石墨(G)形式存在，1 1、铸铁的分类、铸铁的分类 根据碳的存在形式，可分为三类：（1 1）白口铸铁：）白口铸铁：碳绝大部分以渗碳体的形式存在。因断口呈银白色。硬度高，脆性大

25、，难硬度高，脆性大，难以切削加工以切削加工。（2 2）灰口铸铁：）灰口铸铁：碳主要以石墨的形式存在，断口呈灰色，是工业上最常用的铸铁最常用的铸铁。根据其石墨（石墨的力学性能几乎为零，可以把铸铁看成是布满裂纹或空洞的钢）的存在形式不同，可分为四类：灰铸铁灰铸铁:片状石墨 球墨铸铁球墨铸铁:球状石墨 可锻铸铁可锻铸铁:团絮状石墨 蠕墨铸铁蠕墨铸铁:蠕虫状石墨 （3 3）麻口铸铁：）麻口铸铁：碳一部分以石墨存在，另一部分以渗碳体存在，断口呈黑白相间，脆性脆性较大较大，很少使用。你现在浏览的是第四十二页，共74页2 2、灰口铸铁的性能、灰口铸铁的性能 （1 1）力学性能）力学性能 灰口铸铁的抗拉强度、

26、塑性和韧性低于钢抗拉强度、塑性和韧性低于钢。石墨的形状、数量多少、尺寸大小、分布情况，对力学性能的影响就越大。但石墨的存在对灰铸铁的抗压强度影响不大，灰口铸铁的抗压强度与钢相近抗压强度与钢相近。（2 2）其他性能）其他性能 良好的铸造性能良好的铸造性能：流动性好，凝固过程中析出比容较大的石墨，减小凝固收缩。良好的减振性良好的减振性 石墨对铸铁件承受振动能起缓冲作用，减弱晶粒间振动能的传递。良好的耐磨性能良好的耐磨性能 石墨本身也是一种良好的润滑剂，脱落在摩擦面上的石墨可起润滑作用。良好的切削加工性能良好的切削加工性能 在进行切削加工时，石墨起着减摩、断屑的作用；由于石墨脱落形成显微凹穴，起储油

27、作用。你现在浏览的是第四十三页，共74页灰铸铁中的片状石墨灰铸铁中的片状石墨各种灰铸铁件(3)(3)灰铸铁灰铸铁 灰铸铁被广泛地用来制作各种受压应力作用和要求消震的机床床身与机架、结构复杂的壳体与箱体、各种受压应力作用和要求消震的机床床身与机架、结构复杂的壳体与箱体、承受摩擦的缸体与导轨承受摩擦的缸体与导轨等。牌号HT250HT250：表示30mm试棒的最小抗拉强度值为250MPa的灰铸铁。你现在浏览的是第四十四页，共74页灰铸铁的牌号、力学性能及用途（摘自灰铸铁的牌号、力学性能及用途（摘自GB/T 9439GB/T 943919881988）你现在浏览的是第四十五页，共74页(4)(4)球墨

28、铸铁球墨铸铁 经过球化处理的铸铁液，浇注后石墨结晶球状，获得球墨铸铁，球墨铸铁的力学性能优于灰铸铁，与钢相近，可用它代替铸钢和锻钢制造各种载荷较大、受力较复杂和耐磨损的零件。牌号QT700-2：表示最低抗拉强度为700MPa、最低断后伸长率为2的球墨铸铁。你现在浏览的是第四十六页，共74页你现在浏览的是第四十七页，共74页（5 5）可锻铸铁）可锻铸铁 可锻铸铁由于石墨呈团絮状，大大减弱了对基体的割裂作用，与灰铸铁相比，具有较高的力较高的力学性能，尤其具有较高的塑性和韧性，因此被称为学性能，尤其具有较高的塑性和韧性，因此被称为“可锻可锻”铸铁铸铁，但实际上可锻铸铁并并不能锻造不能锻造。牌号KTH

29、 350-10：表示最低抗拉强度 为350MPa、最低断后伸长率 为10的黑心可锻铸铁，即铁素体可锻铸铁；KTZ650-02：表示最低抗拉强度 为650 MPa、最低断后伸长率为2的珠光体可锻铸铁。黑心可锻铸铁的强度、硬度低，塑性、韧性好强度、硬度低，塑性、韧性好，用于载荷不大、承受较高冲击、振动的零件。珠光体基体可锻铸铁因具有高的强度、硬度具有高的强度、硬度，用于载荷较高、耐磨损并有一定韧性一定韧性要求的重要零件。你现在浏览的是第四十八页，共74页可锻铸铁的牌号、力学性能及用途（摘自GB 94401988）你现在浏览的是第四十九页，共74页（6）蠕墨铸铁）蠕墨铸铁 铸铁液经蠕化处理后可得到具

30、有蠕虫状石墨的蠕墨铸铁。蠕虫状石墨的形态介于片状与球状之间，所以蠕墨铸铁的力学性能介于灰铸铁和球墨铸铁之间蠕墨铸铁的力学性能介于灰铸铁和球墨铸铁之间。牌号RuT300：表示最低抗拉强度为300MPa的蠕墨铸铁。蠕墨铸铁主要用于承受热循环载荷、结构复杂、要求组织致密、强度高的铸件热循环载荷、结构复杂、要求组织致密、强度高的铸件，如大马力柴油机的汽缸盖、汽缸套、进（排）气管、钢锭模、阀体等铸件。你现在浏览的是第五十页，共74页蠕墨铸铁的牌号、力学性能及用途（摘自蠕墨铸铁的牌号、力学性能及用途（摘自JB4403JB440319871987）说明：合金铸铁：说明：合金铸铁：在铸铁中加入一定量的合金元素

31、，使之具有某些特殊性能，提高其适应性和扩大其使用范围，这种铸铁称为合金铸铁。常见的如耐磨铸铁、耐热铸铁、耐蚀铸铁等。你现在浏览的是第五十一页，共74页2.4 2.4 常用的有色金属常用的有色金属 工业上把钢铁材料以外的其他金属及其合金统称为有色金属材料，有色金属的种类很多。虽然有色金属材料与黑色金属材料相比产量低、价格高，但由于其具有某些特殊性能，在机械制造、化工、电器、航空、航天、冶金以及国防等领域得到广泛应用。有色金属分类：重金属(密度3.5);Cu、Ni 等 轻金属(密度3.5);Al、Mg 等 贵重金属;Au、Ag、Pt 等 稀有金属;W、Ti、Ra、Nb 等 半金属;Si、Te、B

32、等 你现在浏览的是第五十二页，共74页2.4.1 2.4.1 铝及铝合金铝及铝合金 铝及铝合金是工业造型材料中用量最大的有色金属。纯铝的比重小（2.7g/cm3）,质轻，导电性好，耐蚀性强，强度高，因此在航空、电气和机械工种中应用很广。1 1、铝的分类、铝的分类 （1）纯铝 纯铝分为高纯铝和工业纯铝两类。高纯铝主要用于科学研究及制造电容器。工业纯铝可制作电线、电缆和器皿等。（2）铝合金 铝合金是以铝为基加入其他合金元素（铜、硅、镁、锌、锰等）而组成的合金，铝合金质轻，强度高，比强度值接近或超过钢，具有优良的导电，导热性和抗浊性，易加工，耐冲压，并且可阳极氧化成各种颜色。铝合金铝合金铸造铝合金

33、变形铝合金 苹果电脑你现在浏览的是第五十三页，共74页2 2、铝的代号牌号表示法、铝的代号牌号表示法 代号：代号：用“铝”和“合金类别”的汉语拼音字首及合金顺序号表示。纯铝用L，铝合金用（LFLF防防锈铝、锈铝、LYLY硬铝、硬铝、LCLC超硬铝、超硬铝、LDLD锻铝锻铝）。其后的数字表示序号，序号数字愈大，纯度愈低。例如LF21表示为21号防锈铝合金；LY11表示为11号硬铝合金。你现在浏览的是第五十四页，共74页 牌号：牌号：采用国际四位数字体系和四位字符体系表示。第一位数字表示铝及其合金的组别，用1、2、3，9依次表示纯铝以及以铜、锰、硅、镁、镁和硅、锌、其他合金元素为主要合金元素的铝合

34、金及备用组；第二位数字或字母表示原始纯铝或铝合金的改型情况。当数字为0或字母A时，表示原始纯铝和原始合金；如数字为1-9或B-Y表示改型情况，即该合金在原始合金的基础上允许有一定的偏差；第三、第四位数字表示同一组中的不同铝合金，纯铝则表示铝的最低质量分数中小数点后面的两位数字。例如：代号L1=牌号1070表示纯度为99.70%的变形工业纯铝；2A11表示主要合金元素为铜的11号原始变形铝合金。你现在浏览的是第五十五页，共74页3 3、变形铝合金、变形铝合金 按其成分和性能特征分为防锈铝、硬铝、超硬铝和锻铝。1 1防锈铝（防锈铝（LFLF）防锈铝主要有Al-MgAl-Mg或或Al-MnAl-Mn

35、系，这类铝合金不能热处理强化，只能通过冷变形强化。常用的代号有LF5LF5、LF11LF11、LF21LF21等。其性能特点是耐蚀性好，而且塑性和焊接性能良好，耐蚀性好，而且塑性和焊接性能良好，但强度不高但强度不高。这类合金主要用于冲压方法制成的中、轻载荷焊接件和耐蚀件，如油箱、导管和生活器具等。2 2硬铝（硬铝（LYLY）硬铝主要为Al-Cu-MgAl-Cu-Mg系合金。这类合金可以通过固溶热处理和时效处理固溶热处理和时效处理来获得高强度，高强度，抗拉强度b可达450MPa。常用代号有LY1、LY2、LY12等。其性能特点是强度、硬度强度、硬度高，但耐蚀性低于纯铝，高，但耐蚀性低于纯铝，特别

36、是不耐海水腐蚀。这类合金主要用于制造密度要求小的中等强度结构件，在航空工业上应用较多，如飞机上的骨架零件、螺旋桨叶片等。你现在浏览的是第五十六页，共74页3 3超硬铝（超硬铝（LCLC）超硬铝为Al-Cu-Mg-ZnAl-Cu-Mg-Zn系合金，它是在硬铝合金的基础上加入锌元素而制成的。锌能溶于固溶体起固溶强化作用，还能与铜、镁等元素共同形成多种复杂的强化相，经固溶热处理、人工时效后强度高于硬铝合金强度高于硬铝合金。例如LC4的抗拉强度b高达600MPa。常用的代号有LC4、LC6等。超硬铝合金的耐蚀性较差，多用于制造飞机上受力较大，要求强度高的部件，如飞机的大梁、桁架、翼肋、起落架等。硬铝和

37、超硬铝的耐腐蚀性不如纯铝，常采用压延法在其表面包覆铝，以提压延法在其表面包覆铝，以提高耐腐蚀性高耐腐蚀性。4 4锻铝（锻铝（LDLD）锻铝大多为Al-Cu-Mg-SiAl-Cu-Mg-Si系合金。这类合金在加热状态下具有优良的锻造性优良的锻造性，故称锻铝。锻铝可以通过热处理强化，其力学性能与硬铝力学性能与硬铝相近相近。主要用于制造要求密度小、中等强度、形状比较复杂的锻件，如离心式压气机的叶轮、飞机操纵系统中的摇臂等。你现在浏览的是第五十七页，共74页变形铝合金变形铝合金牌号、性能、牌号、性能、应用应用 你现在浏览的是第五十八页，共74页4 4、铸造铝合金、铸造铝合金 铸造铝合金的代号用“ZL”

38、（铸铝的拼音字首）加三位数字表示。在三位数字中，第一位数字表示合金类别：1Al-Si系，2Al-Cu系，3Al-Mg系，4Al-Zn系，第二、第三位表示顺序号。牌号：牌号：用 Z+基本元素（铝元素）符号+主要添加合金元素符号+主要添加合金元素的百分含量表示。优质合金在牌号后面标注“A”，压铸合金在牌号前面冠以字母“YL”。例如：ZAlSi12表示WSi=12%，余量为铝的铸造铝合金。你现在浏览的是第五十九页，共74页你现在浏览的是第六十页，共74页部分铸造铝合金的牌号、代号、主要特点及用途举例（摘自GB/T1173-1995、GB/T15115-94）你现在浏览的是第六十一页，共74页2.4.

39、2 2.4.2 铜及铜合金铜及铜合金 铜及铜合金是历史上应用最早的有色金属，目前作为工业造型材料使用的主要有工业纯铜、黄铜、青铜等。1 1、纯铜、纯铜 纯铜又称紫铜，导电性、导热性优良，抗大气腐蚀性能良好。塑性好，容易进行冷、热塑性加工，强度和硬度较低，通过冷变形可使之强化。代号：代号中的“T”为铜的汉语拼音字首，其后的数字表示序号，序号愈大，纯度愈低。T1、T2、T3的铜质量分数分别为wCu=99.95、wCu=99.90、wCu=99.70，其余为杂质。纯铜主要用于制造电线、电缆、电子元件和配制合金。纯铜和铜合金的低温力学性能很好，所以是制造冷冻设备的主要材料，一般不宜用于制造受力的结构零

40、件。你现在浏览的是第六十二页，共74页2 2、铜合金、铜合金 是以铜为基体，加入合金元素形成的合金。铜合金与纯铜比较，不仅强度高，而且具有优良的物理、强度高，而且具有优良的物理、化学性能化学性能，故工业中广泛应用广泛应用的是铜合金。（1 1）铜合金的分类）铜合金的分类 根据化学成分，铜合金分为黄铜、白铜、青铜黄铜、白铜、青铜三类；黄铜黄铜：是指以铜为基，以锌为主加元素的铜合金；白铜白铜：是指以铜为基，以镍为主加元素的铜合金；青铜青铜：是指除黄铜和白铜以外的铜合金，主要有锡青铜、铝青铜、铍青铜等。根据加工方法可分为压力加工铜合金和铸造铜合金。你现在浏览的是第六十三页，共74页（2 2）黄铜）黄铜

41、 是指以铜为基，以锌为主加元素的铜合金；普通黄铜普通黄铜 是铜锌二元合金。牌号：牌号：用“H+数字表示”。H为“黄”字汉语拼音字母字首，数字表示铜的质量分数。例如H68表示平均WCu=68%，其余为锌的普通黄铜。常见的普通黄铜常见的普通黄铜：H70 H70、H68H68等：塑性好，适于制造形状复杂、耐腐蚀的冲压件，如弹壳、散热器外壳、导管、雷管等。H62 H62、H59H59等：热加工性能好，适合进行热变形加工，有较高强度，可制造一般机器零件，如铆钉、垫圈、螺钉、螺帽等。H80 H80等：含铜量高的黄铜，色泽金黄，并且具有良好的耐蚀性，可有作装饰品、电镀、散热器管等。铸造黄铜铸造黄铜 牌号用“

42、Z+铜和合金元素符号、合金元素平均质量百分数”表示。例如，ZCuZn38表示平均wZn=38%，其余为铜的铸造普通黄铜；ZCuZn16Si4表示平均wZn=16%、wSi=4%，其余为铜的铸造硅黄铜。你现在浏览的是第六十四页，共74页你现在浏览的是第六十五页，共74页（2 2）白铜）白铜 白铜是以镍为主要添加元素的铜基合金，呈银白色，有金属光泽，故名白铜。铜镍之间彼此可无限固溶，从而形成连续固溶体。当把镍熔入红铜里，含量超过16以上时，产生的合金色泽就变得洁白如银，镍含量越高，颜色越白。白铜中镍的含量一般为白铜中镍的含量一般为25%25%。纯铜加镍能显著提高强度、耐蚀性、硬度、电阻和热电性，并

43、降低电阻率温度系数提高强度、耐蚀性、硬度、电阻和热电性，并降低电阻率温度系数。因此白铜较其他铜合金的机械性能、物理性能都异常良好，延展性好、硬度高、色泽美观、耐腐蚀、富有深冲性能，被广泛使用于造船、石油化工、电器、仪表、医疗器械、日用品、工艺品等领域，并还是重要的电阻及热电偶合金。白铜的缺点是主要添加元素镍属于稀缺的战略物资，价格比较昂贵。你现在浏览的是第六十六页，共74页普通白铜：普通白铜：铜镍二元合金，在普通白铜中，牌号：用字母B表示加镍的含量，如：B5表示镍含量为约5%，其余为铜含量。型号有B0.6、B19、B25、B30。铸造白铜铸造白铜：牌号：用“Z+铜和合金元素符号、合金元素平均质

44、量百分数”表示。例如，ZCuNi10Fe1表示平均wNi=10%，wFe=1%，其余为铜的铸造白铜。你现在浏览的是第六十七页，共74页3 3、青铜、青铜 常用青铜有：锡青铜、铝青铜、铍青铜、铅青铜等 普通青铜牌号：用“青”字汉语拼音字母字首Q+主加元素符号及其平均质量分数+其他元素平均质量分数组成。例如QSn4-3表示平均WSn=4%、WZn=3%，其余为铜的锡青铜。铸造青铜的牌号：用Z+铜和合金元素符号及合金元素平均质量分数表示。例如ZCuSn10P1表示平均wSn=10%、wP=1%，其余为铜的铸造锡青铜。你现在浏览的是第六十八页，共74页2.4.3 2.4.3 钛及钛合金钛及钛合金 密度

45、小,比强度高；弹性模量低；导热系数小；抗拉强度与其屈服强度接近；无磁性、无毒；抗阻尼性能强；耐热性能好；耐低温性能好；吸气性能；耐腐蚀性能极好极好,常用于航空航天及国防事业。常用于航空航天及国防事业。一、纯钛 钛是银白色的高熔点轻金属，密度为4.51g.cm-3,熔点为1700，钛有两种同素异构体：温度低于882为-Ti，具有密排六方晶格;温度高于882为-Ti，具有体心立方晶格。二、钛合金 钛合金是以钛为基体，加入合金元素铝、锡、铬、钼、锰等合金元素组成的合金。按合金使用状态下的组织分类，可分为型、型、型三种。钛合金牌号用“T+合金类别代号+顺序号”表示，T是钛的拼音字首，合金类别代号分别用

46、A、B、C分别表示型、型、型钛合金。例如：TA6TA6表示表示6 6号号 型钛合金，型钛合金，TC4TC4表示表示4 4号号 型钛合金型钛合金。你现在浏览的是第六十九页，共74页钛-钢复合板反釜 全钛换热器航天领域 钛-钢复合板氧化塔 你现在浏览的是第七十页，共74页你现在浏览的是第七十一页，共74页镁和镁合金 镁是一种对于产品设计非常重要的金属，因为它是日常应用中最轻的结构金属。镁合金是在纯镁中加入铝、锌、锂、锰、锆和稀土元素形成的，具有较高的强度，可以作为结构材料广泛应用。镁合金镁合金铸造镁合金 变形镁合金 镁合金外壳的笔记本电脑 镁合金折叠自行车 2.4.4 2.4.4 其他有色金属其他有色金属你现在浏览的是第七十二页，共74页 作业：作业：1 1、综合归纳金属材类的分类和代号、牌号表示法，了、综合归纳金属材类的分类和代号、牌号表示法，了解其特性及应用场合。解其特性及应用场合。你现在浏览的是第七十三页，共74页THE END,THANKS你现在浏览的是第七十四页，共74页