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1、 常用金属材料培训常用金属材料金属材料分为两大类： 铁合金（钢、铸铁和铁合金） 非铁合金除铁合金外的所有金属及合金 。 金属材料中 95为钢铁，是应用最多的工 程材料。碳素钢（碳钢） 碳素钢的合金元素含量低， GB/1330491规定，Cr0.30、Mn1.0、Mo0.05、Si0.50、Ti0.05、W0.10、V0.04。碳素钢中的碳质量分数1400，孕育后尽快浇注，以防孕育衰退。3、化学成分要求 C与Si：一般C：3.63.9，Si ：2.02.8。 Mn：阻碍石墨化，一般为0.60.8。铁素体球铁0.30.6。 S与P：S强烈阻碍石墨化，且与Mg合成MgS，降低球化效果，易产生夹渣和引
2、起铸件脆性，其含量应0.07。P0.1。4、牌号与应用以“QT”后接2组数字表示。第一组为抗拉强度，第二 组为最低延伸率。如QT400-15表示球铁抗拉强度不低于400MPa，延 伸率不低于15。GB134888规定球铁有8个牌号 。前3个为铁素体基体，塑性较高强度较低，后3个分别 为珠光体、回火索氏体、下贝氏体，强度较高而塑性 较低。 优点：优良力学性能，生产工艺简单成本低，可代 替锻钢制造重要零件。如曲轴、凸轮轴、活塞等。缺点：收缩率大，铸件内应力和白口倾向大。5、热处理球墨铸铁热处理仅改变基体组织而不改变石墨形状。（1）退火1）消除内应力退火：用于只保持铸态组织的铸件。 工艺：将铸件加热
3、到500600，保温28h， 然后随炉冷却。2）高温退火：用于铸态存在自由渗碳体而要获得铁 素体基体球铁的处理。3）低温退火：用于铸态为F+P基体而获得铁素体基 体球铁的处理。5、热处理（2）正火：增加基体珠光体的含量，提高强度和耐磨性。1）高温正火：用于获得珠光体基体球铁。2）低温正火：可获得F+P基体球铁，组织比较细密，强度稍低，但塑性韧性较高。正火后一般还要进行去应力退火。5、热处理（3）调质处理：对于截面大、受力复杂、综合力学性能要求高的铸件，要进行调质处理。最终组织为S回+G球状。（4）等温淬火：对于一些要求综合力学性能较高，且外形复杂，热处理易变形、开裂的零件，采用等温淬火，获得B
4、下球铁。（5）表面淬火：用于零件摩擦表面的强化，如曲轴轴颈、凸轮工作表面和齿轮齿面等。淬火后需低温回火，表层基体为M回。五.可锻铸铁组织石墨形状呈团絮状的铸铁称为可锻铸铁，生产上常用的有F、P基体2种。五.可锻铸铁性能由于可锻铸铁的石墨呈团絮状，对基体的切割作用小，无明显应力集中现象，其力学性能高于灰铸铁。铁素体基具有较好的塑性，延伸率可达12；珠光体基具有较高的强度，抗拉强度可达700MPa。：可锻铸铁并不可锻，仍属铸造合金。五.可锻铸铁牌号与应用以“KT” 后接基体种类、最低抗拉强度和最低延伸率表示。铁素体基用黑心“KTH”表示，有4个牌号；珠光体基用“KTZ”表示，有4个牌号；白心可锻铸
5、铁 “KTB”生产中应用较少。如KTH37012表示铁素体可锻铸铁b370MPa，12；KTZ450-06表示珠光体可锻铸铁b450MPa，6。可锻铸铁主要用于承受一定冲击载荷，大批量生产的形状复杂而薄壁的小型零件，如阀体、管接头、万向节壳体等。六.其他铸铁1冷硬铸铁实质上是高碳低硅，再加入少量B、Cr、Mo的低合金铸铁经表面激冷处理获得的，表面有一定深度的白口组织，心部均为灰口组织的铸铁。 2耐磨铸铁耐磨铸铁按耐磨机理分为抗磨铸铁和减摩铸铁2种。六.其他铸铁3蠕墨铸铁组织：石墨形状呈蠕虫状的铸铁。基体：常用的有F、F+P、P三种基体。牌号：以“RuT”表示，后面数字表示最低抗拉强度。目前仅有
6、RuT200、RuT300、RuT340、RuT380、RuT420。用途：目前主要用于制造强度要求高，组织致密，承受热疲劳载荷，形状复杂的零件，如制动盘、排气管、活塞环、钢锭模等。蠕墨铸铁第四节 非铁金属及合金是除钢铁外，所有其他金属的统称（即有色金属）。如铜、铝、锡、铅、镁等。非铁合金是以一种非铁金属为基础，加入一种或几种其他元素熔炼而成的一种新的组成物。生产上常用的有铜合金、铝合金、轴承合金及钛合金等。一.铜及铜合金纯铜：又称紫铜，:8.94g/cm3，面心立方，熔点1083。: 纯铜具有良好的导电、导热及抗蚀性，塑性很好，可进行各种冷、热加工。:纯铜无同素异构转变，不能用热处理方法强化
7、，因而常用合金化方法强化。:纯铜易产生冷、热脆性，因此，要严格控制杂质的含量:纯铜代号以 “T”表示，后面数字为序号，数字越大纯度越低。铜合金以铜为主要元素，加入少量其他元素形成的合金。强度比纯铜高，并具有许多优良的物理化学性能，常用作工程结构材料。在铜合金中，除Cu-Ni合金形成无限固溶体外，其余常用铜合金都形成有限固溶体，第二相（强化相）多为电子化合物。铜合金的分类及编号铜合金的牌号 普通黄铜以“H+数字”表示，数字表示平均含铜百分数。如H80，表示Cu=80的普通黄铜。特殊黄铜以“H+主加元素+铜百分数+主加元素百分数”表示。如HSn62-1，表示Cu=62%，Sn=1%，其余为Zn的锡
8、黄铜。青铜以代号“Q+主加元素+主加元素、辅加元素含量百分数”表示。如QSn7-0.2，表示Sn=7%，P=0.2%的锡青铜。铸造铜合金以“ZCu+主要合金元素及其含量百分数”表示。如ZCuZn38，表示Zn=38%，其余为铜的铸造黄铜；如ZCuZn16Si4，表示Zn=16%，Si=4%，其余为铜的铸造黄铜。黄铜（Cu-Zn合金，GB523285）Cu-Zn二元合金为普通黄铜。Cu-Zn+其他合金元素的黄铜，为特殊黄铜。普通黄铜 普通黄铜Zn45%。当Zn36%时，室温组织为固溶体单相组织。如H96、H80、H68等。有一定强度，色泽美观，塑性很好，可进行冷热加工，适于制作各种冲压零件，如弹
9、壳、套筒等。当Zn=3641%时，室温组织为+的双相组织，塑性差、硬而脆。当加热至456时转变为无序固溶体，具有良好的塑性，可进行热加工变形，强度高，适用于加工承受一定载荷的零件，如阀杆、螺钉等。特殊黄铜 在黄铜中加入Al、Sn、Mn、Pb元素，形成锡黄铜、铝黄铜、锰黄铜、铅黄铜等特殊黄铜。合金元素溶入Cu中形成固溶体，细化晶粒，提高合金的强度、耐磨性和改善耐蚀性及切削加工性。Sn：提高黄铜在海水中的耐蚀性，提高强度、硬度，用于制造海轮零件；Al：在合金表面形成钝化氧化膜，提高黄铜在海水中的耐蚀性，并显著提高合金的强度和硬度，用于制造高强度、耐蚀 管材和海轮零件；Mn：固溶强化，广泛用于造船业
10、；Pb：提高切削加工及耐蚀性，价格低廉，制造各类标准件。青铜（GB523385）Cu-Sn合金，但由于铜合金的发展，现已把除Cu-Zn（黄铜）、Cu-Ni（白铜）以外的铜合金统称为青铜。包括：锡青铜、铝青铜、铍青铜（硅青铜、铅青铜）等。铝及铝合金纯铝A物理性能：银白色，2.7g/cm3，面心立方晶格，熔点660.24。A机械性能：强度低，导电、导热性好，仅次于银和铜。A工艺性能：纯铝的铸造性能、可锻性及切削加工性能优良。A用途：制造电线、电缆。A强化方式：一般用固溶强化或冷变形强化提高其强度。A分类：按纯度高低，可分为高纯度铝和工业纯铝。A含铝量高于99.93%的为高纯铝，以“LG+数字”表示
11、，如LG1、LG2、LG3等表示,数字愈大则纯度愈高。A工业纯铝以 “L+序号”表示，如L1、L2、L3等,序号愈大纯度愈低。铝合金铝合金中，常用元素有Si、Cu、Mg、Zn、Mn等，这些元素与铝形成有限固溶体，铝合金二元共晶状态图，如图所示。铝合金根据成分及生产工艺特点，分为形变铝合金和铸造铝合金2类。成分位于C左边的合金，在加热时能形成单相固溶体，塑性较高，适于压力加工，故称为形变铝合金。成分位于C右边的合金，都形成两相共晶组织，塑性差，熔点低、流动性好，适于铸造生产，故称为铸造铝合金。铸造铝合金形变铝合金铝合金的牌号铸铝合金牌号以 “ZL+3位数”表示，第1位数表示合金系列：1铝硅合金，2铝铜合金，3铝镁合金，4铝锌合金；后2位数为序号，如ZL101、ZL201、ZL301、ZL401等。形变铝合金牌号以“L”+“F”、“Y”、“C”、“D”表示，分别为防锈铝合金（LF）、硬铝合金（LY）、超硬铝合金（LC）和锻铝合金（LD），后面数字为序号。如LF5、LF21；LY1、LY11；LC4、LC6；LD5、LD7。
