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1、 2011 Fujian University of Technology.Department of Machine electrical.Industrial design specialty.产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料第二章第二章 金属材料的性能及加工技术金属材料的性能及加工技术 2.1 2.1 金属材料概述金属材料概述 2.2 2.2 金属材料的性能金属材料的性能 2.3 2.3 常用的黑色金属常用的黑色金属 2.4 2.4 常用的有色金属常用的有色金属 2.5 2.5 金属加工工艺金属加工工艺 2.6 2.
2、6 金属连接金属连接 2.7 2.7 金属的表面处理技术金属的表面处理技术 2011 Fujian University of Technology.Department of Machine electrical.Industrial design specialty.产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料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
3、。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 2011 Fujian University of Technology.Department of Machine electrical.Industrial design specialty.产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料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
4、在已知的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 2011 Fujian University of Technology.Department of Machine electrical.Industrial design specialty.产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料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
5、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，金属的强度、硬度就越高，塑性、韧性也越好。反之则力学性能差。2011 Fujian University of Technology.Department of Machine electrical.Industrial design specialty.产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺
6、 第二章第二章 金属材料金属材料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 2011 Fujian University of Technology.Department of Machine electrical.Industrial design specialty.产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工
7、艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料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。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 2011 Fujian University of Technology.Department of
8、 Machine electrical.Industrial design specialty.产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料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
9、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。2011 Fujian University of Technology.Department of Machine electrical.Industrial design specialty.产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料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
10、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。2011 Fujian University of Technology.Department of Machine el
11、ectrical.Industrial design specialty.产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料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、化学性物理性能、化学性能和机械（力学）性能能和机械（力学）性能等；工艺性能是指金属材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
12、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。2011 Fujian University of Technology.Department of Machine electrical.Industrial design specialty.产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料2.2.熔点：熔点：金属和合金熔化时所需要的温度
13、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
14、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。2011 Fujian University of Technology.Department of Machine electrical.Industrial design specialty.产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料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
15、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、韧性。为了提高塑性、韧性，有时就会削弱其强度。2011 Fujian University of Technology.Department of Machine electrical.Industrial design specia
16、lty.产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料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 2011 Fujian University of Technology.Department of Machine electrical.Industrial design specialty.产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材
17、料 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 2011 Fujian University of Technology.Department of Machine electrical.Industrial design specialty.产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料 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工方法的难易程度，实质上
18、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。2011 Fujian University of Technology.Department of Machine electrical.Industrial design specialty.产品
19、造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料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 2.3 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。2011 Fujian University of Technology.Department of Machine electrical.Industrial design speci
20、alty.产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料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优质质碳碳素素结结构构钢钢 2011 Fujian University of Tech
21、nology.Department of Machine electrical.Industrial design specialty.产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料一、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
22、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。2011 Fujian University of Technology.Department of Machine electrical.Industrial design specialty.产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料 2011 Fujian University of Technology.Department of Machine electrical.Industrial design specialty.产品造型材料及工艺产品造
23、型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料（2 2）优质碳素结构钢）优质碳素结构钢 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，
24、即含碳量为0.45%的钢。2011 Fujian University of Technology.Department of Machine electrical.Industrial design specialty.产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料 2011 Fujian University of Technology.Department of Machine electrical.Industrial design specialty.产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第
25、二章第二章 金属材料金属材料(3)(3)碳素工具钢碳素工具钢 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。2011 Fujian University of Technology.Department of Machine electrical.Industrial design specialty.产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料碳素工具钢的牌号、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
26、工具钢中平均含碳量的千分数是8，即含碳量为0.8%的钢。2011 Fujian University of Technology.Department of Machine electrical.Industrial design specialty.产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料（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号、化学成
27、分、力学性能及应用举例（摘自GB/T 11352-95GB/T 11352-95）2011 Fujian University of Technology.Department of Machine electrical.Industrial design specialty.产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料二、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）
28、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 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
29、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。2011 Fujian University of Technology.Department of Machine electrical.Industrial design specialty.产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料2 2、合金结构钢、合金结构钢 (1)低合金结构钢 牌号表示
30、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。2011 Fujian University of Technology.Department of Machine electrical.Industrial design specialty.产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属
31、材料(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、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）。2011 Fujian University of Technology.Department of Machine electrical.Indust
32、rial design specialty.产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料（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。常用合金渗碳钢常用合金渗碳钢的牌号、化学成的牌号、化学成分、热处理、力分、热处理、力学性能及用途学性能及用途（摘自（摘自GB/T3077GB/T307719991999）2011 Fujian University of Technology.Department of Machine electrical.Industrial design
33、 specialty.产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料（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。2011 Fujian University of Technology.Department of Machine electrical.Industrial design specialty.产品造型材料及工艺产品造型材料
34、及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料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）2011 Fujian University of Technology.Department of Machine electrical.Industrial design specialty.产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料（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。2011 Fujian Un
35、iversity of Technology.Department of Machine electrical.Industrial design specialty.产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料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/T1222GB/T122219841984）2011 Fujian University of Technology.Department of Machine electrical.Industria
36、l design specialty.产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料（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。2011 Fujian University of Technology.Department of Machine electrical.Industrial design specialty.产品造型材料及工艺产品造型材料及工
37、艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料常用轴承钢的牌号、化学成分、热处理及用途（摘自GB18254-2000）2011 Fujian University of Technology.Department of Machine electrical.Industrial design specialty.产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料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。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
38、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 2011 Fujian University of Technology.Department of Machine electrical.Industrial design specialty.产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料常用量具刃具钢的牌号、化学成分、热处理、力学
39、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。其平均wCr=0.6%。2011 Fujian University of Technology.Department of Machine electrical.Industrial design specialty.产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料（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
40、塑模 2011 Fujian University of Technology.Department of Machine electrical.Industrial design specialty.产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料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。2011 Fujian University of Technology.Department of Machine electri
41、cal.Industrial design specialty.产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料 2011 Fujian University of Technology.Department of Machine electrical.Industrial design specialty.产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料（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
42、氧化性和高温强度。2011 Fujian University of Technology.Department of Machine electrical.Industrial design specialty.产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料 2011 Fujian University of Technology.Department of Machine electrical.Industrial design specialty.产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二
43、章 金属材料金属材料（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。2011 Fujian University of Technology.Department of Machine electrical.Industrial design specialty.产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料2.3.3 2.3.3 铸铁铸铁 铸铁用于锻造或铸造
44、。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，脆性硬度高，脆性大，难以切削加工大，难以切削加工。（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:
45、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，脆性较大脆性较大，很少使用。2011 Fujian University of Technology.Department of Machine electrical.Industrial design specialty.产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料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、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
46、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，起储油作用。2011 Fujian University of Technology.
47、Department of Machine electrical.Industrial design specialty.产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料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杂的壳体与箱体、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。2011 Fujia
48、n University of Technology.Department of Machine electrical.Industrial design specialty.产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料灰铸铁的牌号、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）2011 Fujian University of Technology.Department of Machine electrical.Industrial design specialty.产
49、品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料(4)(4)球墨铸铁球墨铸铁 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。2011 Fujian University of Technology.Department of Machine electrical.Industrial design specialty.产品造型材料及工艺产品造型材料
50、及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料 2011 Fujian University of Technology.Department of Machine electrical.Industrial design specialty.产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺产品造型材料及工艺 第二章第二章 金属材料金属材料（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，具有较高的力学性能，尤其具有较高的塑性和韧性，因此被称为较高的力学性能，尤其具有较高的塑性和韧性，因此被称为“可锻可锻”铸铁铸