文档介绍：金属材料基础知识
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、工程等工业领域中,采用的金属材料种类及品种繁多,其分类如下:
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为更合理使用金属材料,充分发挥其作用,必须掌握各种金属材料制成的零、构件在正常工作情况下应具备的性能(使用性能)及其在冷热加工过程中材料应具备的性能(工艺性能)。
材料的使用性能包括物理性能(如比重、熔点、导电性、导热性、热膨胀性、磁性等)、化学性能(耐用腐蚀性、抗氧化性),力学性能(机械性能)。材料的工艺性能指材料适应冷、热加工方法的能力。
机械性能(力学性能):
机械性能是指金属材料在外力作用下所表现出来的特性。
①强度:材料在外力(载荷)作用下,抵抗变形和断裂的能力。材料
单位面积受载荷称应力。
②屈服点δs:称屈服强度,指材料在拉抻过程中,材料所受应力
达到某一临界值时,%L。时
的应力值,单位用牛顿/毫米2(N/mm2)表示。
③抗拉强度δb:也叫强度极限指材料在拉断前承受最大应力值。
单位用牛顿/毫米2(N/mm2)表示。
④延伸率δ:材料在拉伸断裂后,总伸长与原始标距长度的百分比。
⑤断面收缩率(Ψ):材料在拉伸断裂后、断面最大缩小面积与原断
面积百分比。
⑥硬度:指材料抵抗其它更硬物压力其表面的能力,常用硬度按其范
围测定分布氏硬度(HBS、HBW)和洛氏硬度(HKA、HKB、HRC)
⑦冲击韧性(Ak):材料抵抗冲击载荷的能力,单位为焦耳/厘米2
(J/cm2)。
工艺性能:
指材料承受各种加工、处理的能力的那些性能。
①铸造性能:指金属或合金是否适合铸造的一些工艺性能,主要包括
流性能、充满铸模能力;收缩性、铸件凝固时体积收缩的能力;偏析
指化学成分不均性。
②焊接性能:指金属材料通过加热或加热和加压焊接方法,把两个或
两个以上金属材料焊接到一起,接口处能满足使用目的的特性。
③冷弯性能:指金属材料在常温下能承受弯曲而不破裂性能。弯曲程
度一般用弯曲角度α(外角)或弯心直径d 对材料厚度a 的比值表
示,a 愈大或d/a 愈小,则材料的冷弯性愈好。
④冲压性能:金属材料承受冲压变形加工而不破裂的能力。在常温进
行冲压叫冷冲压。检验方法用杯突试验进行检验。
⑤锻造性能:金属材料锻压加工中能承受塑性变形而不破裂的能力。
化学性能:
指金属材料与周围介质扫触时抵抗发生化学或电化学反应的性能。
①耐腐蚀性:指金属材料抵抗各种介质侵蚀的能力。
②抗氧化性:指金属材料在高温下,抵抗产生氧化皮能力。
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黑色金属:如生铁、铁合金、铸铁、钢、合金钢等。钢和生铁都是以铁
为基础,以碳为主要添加元素的合金,统称为铁碳合金****惯上把碳含
量>%的归类于铁,碳含量<%的归类于钢。
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生铁是含碳量大于2%(%)的铁碳合金,工业生铁含碳量一般
%~%,并含Si、Mn、S、P 等元素,是用铁矿石经高炉冶炼的
产品。生铁生铁按含硅(Si)量划分铁号,按含锰(Mn)量分组,按含
磷(P)量分级,按含硫(S)量分类。
1)炼钢生铁:
%,碳以Fe3C 状存在。故硬而脆,断口呈白色。主要用作炼钢原料和可锻铸铁原料,炼钢生铁见下表所示。
2)铸造用生铁
~%。碳多以石墨状态存在。断口呈灰色。软、易切削加工。主要用来生产各种铸铁件原料如床身、箱体等。
铸造生铁见下表所示:
3)球墨铸造用生铁
球墨铸造用生铁也是一种铸造生铁,只是低硫低磷。低硫使碳充分在铁中石墨化。低磷提高生铁的机械性能;主要用于生产性能(机械性能)较好的球墨铸铁件。球墨生铁见下表所示:
铸铁:
%的铁碳合金,它是将铸造生铁(部分炼钢生
铁)在炉中重新熔化,并加进铁合金、废钢、回炉铁调整成分而得
到。与生铁区别是铸铁是二次加工,大都加工成铸铁件。铸铁件具有
优良的铸造性可制成复杂零件,一般有良好的切削加工性。另外具有
耐磨性和消震性良好,价格低等特点。
1)铸铁牌号的表示方法:
各种铸铁代号,由表示该铸铁特征的汉语拼音字母的第一个大写正体
字母组成。当两种铸铁名称的代号字母相同时,可在该大写正体字母
后加小写正体字母来区别。同一名称铸铁,需要细分时,取其细分特
点的汉语拼音第一个大写正体字母,排列在后面。见下表:
牌号中代号后面的一组数字,表示抗拉强度值;有两组数字时,第一
组表示抗拉强度值,第二组表示延伸率值。两组数字中间用“一”隔
开。
合金元素用国际元素符号表示,含量大于或等于1%时,用整数表
示:小于1 %时一般不标注。常规元素(C、S