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1、产品材料知识讲解 课程目标 了解材料的基本知识 了解各种类材料的特点 结构及其在产品上的应用 了解公司五金产品常用的材料种类 定义分类特性 材料是人类用于制造物品 器件 构件 机器或其他产品的那些物质 材料是物质 但不是所有物质都可以称为材料 如燃料和化学原料 工业化学品 食物和药物 一般都不算是材料 从物理化学属性来分 可分为金属材料无机非金属材料有机高分子材料不同类型材料所组成的复合材料 金属材料 金属材料是指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 有色金属和特种金属材料 黑色金属又称钢铁材料 包括含铁90 以上的工业纯铁 含碳2 4 的铸铁 含碳
2、小于2 的碳钢 以及各种用途的结构钢 不锈钢 耐热钢 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 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 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 特种金属材料包括不同用途的结构金属材料和功能金属材料 其中有通过快速冷凝工艺获得的非晶态金属材料 以及准晶 微晶 纳米晶金属材料等 还有隐身 抗氢 超导 形状记忆 耐磨 减振阻尼等特殊功能合金以及金属基复合材料等 无机非金属材料 inorganicnonmetallicmaterials 是以某些元素的氧化物 碳
3、化物 氮化物 卤素化合物 硼化物以及硅酸盐 铝酸盐 磷酸盐 硼酸盐等物质组成的材料 是除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的统称 无机非金属材料的提法是20世纪40年代以后 随着现代科学技术的发展从传统的硅酸盐材料演变而来的 二氧化硅气凝胶 水泥 玻璃 陶瓷 在晶体结构上 无机非金属的晶体结构远比金属复杂 并且没有自由的电子 具有比金属键和纯共价键更强的离子键和混合键 这种化学键所特有的高键能 高键强赋予这一大类材料以高熔点 高硬度 耐腐蚀 耐磨损 高强度和良好的抗氧化性等基本属性 以及宽广的导电性 隔热性 透光性及良好的铁电性 铁磁性和压电性 硅酸盐材料是无机非金属材料的主要分支之一 硅
4、酸盐材料是陶瓷的主要组成物质 高分子是由一种或几种结构单元多次 103 105 重复连接起来的化合物 它们的组成元素不多 主要是碳 氢 氧 氮等 但是相对分子质量很大 一般在10000以上 可高达几百万 因此才叫做高分子化合物 高分子化合物的基本结构特征 使它们具有跟低分子化合物不同的许多宝贵性能 例如机械强度大 弹性高 可塑性强 硬度大 耐磨 耐热 耐腐蚀 耐溶剂 电绝缘性强 气密性好等 使高分子材料具有非常广泛的用途 通常使用的高分子材料 常是由高分子化合物加入各种添加剂所形成 其基本性能取决于所含高分子化合物的性质 各种不同添加剂的作用在于更好地发挥 保持 改进高分子化合物的性能 满足不
5、同的要求 用在更多的方面 产品材料分类 产品材料分类 产品材料分类 材质或材质的组合 产品材料分类 基本以材质作分类 产品材料分类 基本以材质作分类 产品材料分类 小类或系列基本以材质作分类 Q235A A3板 韧性和塑性较好 有一定的伸长率 具有良好的焊接性能和热加工性 Q235A级 含碳量通常在0 14 0 22 之间 是不作冲击韧性试验要求 Q235B级 是作常温 20 冲击韧性试验 Q235C级 是作0 冲击韧性试验 Q235D级 是作 20 冲击韧性试验 Q235A一般在热轧状态下使用 用其轧制的型钢 钢筋 钢板 钢管可用于制造各种焊接结构件 桥梁及一般不重要的机器零件 如螺栓 拉杆
6、 铆钉 套环和连杆等 弹簧钢是指由于在淬火和回火状态下的弹性 而专门用于制造弹簧和弹性元件的钢 钢的弹性取决于其弹性变形的能力 即在规定的范围之内 弹性变形的能力使其承受一定的载荷 在载荷去除之后不出现永久变形 碳素弹簧钢的碳含量 质量分数 一般在0 62 0 90 按照其锰含量又分为一般锰含量 质量分数 0 50 0 80 如65 70 85和较高锰含量 质量分数 0 90 1 20 如65Mn两类 65Mn成分简单 淬透性和综合力学性能 脱碳等工艺性能均比碳钢好 但对过热比较敏感 有回火脆性 淬火易出裂纹价格较低 用量很大 制造各种小截面扁簧 圆簧 发条等 亦可制气门弹簧 弹簧环 减振器和
7、离合器簧片 刹车簧等 55Si2MnB中国自行研制的钢号 淬透性 综合力学性能 疲劳性能均较60Si2Mn钢好主要制造中 小型汽车的板簧 使用效果好 亦可制其他中等截面尺寸的板簧 螺旋弹簧 50CrVA少量钒提高弹性 强度 屈强比和弹减抗力 细化晶粒 减小脱碳倾向 碳含量较小 塑性 韧性较其他弹簧钢好 淬透性高 疲劳性能也好各种重要的螺旋弹簧 特别适宜作工作应力振幅高 疲劳性能要求严格的弹簧 如阀门弹簧 喷油嘴弹簧 气缸胀圈 安全阀簧等不锈钢弹簧 腐蚀介质和酸 碱 盐等化学浸蚀性介质腐蚀的弹簧 包括130M 304 302 301 316 316L 202 201 430 420 631等 铬
8、锰系 200系 奥氏体不锈钢是在铬镍系奥氏体不锈钢基础上 往钢中加入锰和 或 氮代替贵重金属镍元素而发展起来的 它的奥氏体元素 除锰之外还有氮 一般还有适量的镍 4 6 钢中锰起稳定奥氏体的作用 由于氮强烈的形成并稳定奥氏体且起很好的固溶强化作用 提高了奥氏体不锈钢的强度 因此这个系列的不锈钢 适宜在承受较重负荷而耐蚀性要求不太高的设备和部件上使用 但由于抗晶间腐蚀和抗点腐蚀能力明显低于300系不锈钢 使用范围具有局限性 300系列不锈钢是一种含有铁 碳 镍和铬的合金材料 一种无磁性不锈钢材料 比400系列不锈钢具有更好的可锻特性 由于300系列不锈钢的奥氏体结构 因此它在许多环境中具有很强的
9、抗腐蚀性能 具有很好的抗金属超应力引起的腐蚀所造成的断裂的性能 而且其材料特性不受热处理的影响 锌合金是以锌为基础加入其他元素组成的合金 常加的合金元素有铝 铜 镁 镉 铅 钛等低温锌合金 锌合金熔点低 流动性好 易熔焊 钎焊和塑性加工 在大气中耐腐蚀 残废料便于回收和重熔 但蠕变强度低 易发生自然时效引起尺寸变化 锌合金按加工工艺可分为形变与铸造锌合金两类 铸造锌合金流动性和耐腐蚀性较好 适用于压铸仪表 汽车零件外壳等 传统的压铸锌合金有2 3 4 5 7号合金 目前应用最广泛的是3号锌合金 6061铝合金是经热处理预拉伸工艺生产的高品质铝合金产品 具有加工性能极佳 优良的焊接特点及电镀性
10、良好的抗腐蚀性 韧性高及加工后不变形 材料致密无缺陷及易于抛光 上色膜容易 氧化效果极佳等优良特点 极限抗拉强度为124MPa 受拉屈服强度55 2MPa 延伸率25 0 弹性系数68 9GPa 弯曲极限强度228MPa6063铝合金1 热处理强化 冲击韧性高 对缺口不敏感 2 有极好的热塑性 可以高速挤压成结构复杂 薄壁 中空的各种型材 或锻造成结构复杂的锻件 抗拉强度 b MPa 205屈服强度 0 2 MPa 170 H59价格最便宜的黄铜 强度 硬度高而塑性良好 但在热态下仍能很好地承受压力加工 耐蚀性一般 其他性能和H62相近 抗拉强度 294伸长率 10 25H62表示平均含铜量为
11、62 的普通黄铜带 有良好的力学性能 热态下塑性好 冷态下塑性也可以 切削性好 易钎焊和焊接 耐蚀 但易产生腐蚀破裂 抗拉强度 315伸长率 30 ABS 丙烯腈 丁二烯 苯乙烯共聚物 其抗冲击性 耐热性 耐低温性 有以弹性体为主链的接枝共聚物和以坚硬的AS树脂物主链的接枝共聚物 耐化学药品性及电气性能优良 苯乙烯使其具有良好的介电性能 并呈现良好的加工性 还具有易加工 制品尺寸稳定 表面光泽性好等特点 容易涂装 着色 还可以进行表面喷镀金属 电镀 焊接 热压和粘接等二次加工 POM 聚甲醛树脂 聚甲醛是一种没有侧链 高密度 高结晶性的线型聚合物 有良好的物理 机械和化学性能 尤其是有优异的耐摩擦性能 且摩擦系数小 自润滑性好 其余还有PC PE PP PVC等 2 24 2020
