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1、五金材料基础知识 培训资料,珠海理想生产管理部品质管理课,资料航母浙江培训在线下载,一、名词解释,1. 金属：具有不透明、金属光泽良好的导热和导电性并且其导电能力随温度的增高而减小，富有延性和展性等特性的物质。金属内部原子具有规律性排列的固体（即晶体）。2.合金：由两种或两种以上金属或金属与非金属组成，具有金属特性的物质。5. 五金:俗称,古人习惯把金、银、铜、铁、铝叫做五金，后人用“五金”泛指各种金属。,二、金属材料的性能,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）物理性能
2、（比重、熔点、导电性、导热 性热膨胀性、磁性） 使用性能 化学性能（耐用腐蚀性、抗氧化性）力学性能（机械性能） 金属材料的性能 工艺性能： 材料适应冷、热加工方法的能力,1.机械性能,机械性能是指金属材料在外力作用下所表现出来的特性。 A . 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。 B. 屈服点（ss）：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，载荷不再增加变形却继续增加或产生0.2%L时应力值，单位用牛顿/毫米（N/mm）表示。C. 抗拉强度（sb）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（N/mm）表示。D.
3、 延伸率（d）：材料在拉伸断裂后，总伸长与原始标距长度的百分比。E. 断面收缩率（y）材料在拉伸断裂后、断面最大缩小面积与原断面积百分比。F. 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维氏硬度（HV、）和洛氏硬度（HRA、HRB、HRC）G. 冲击韧性（Ak）：材料抵抗冲击载荷的能力，单位为焦耳/（J/cm）.,2.工艺性能,指材料承受各种加工、处理的能力的那些性能 A. 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。 B. 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
4、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。 C. 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a（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。 D. 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。 E. 锻造性能：金属材料在锻压加工中能承受塑性变形而不破裂的能力。,三、金属材料的分类,金属材料种类繁多，习惯分成两大类，即黑色金属材料和有色金属材料，黑色金属材料包括生铁、铁合金、铸铁和钢。1、生铁生铁是含碳量大于2%（2.1%）的铁碳合金，工业生铁含碳
5、量一般在2.5%-4%，并含Si、Mn、S、P 等元素,是用铁矿石经高炉冶炼的产品。A. 炼钢生铁： 炼钢生铁含硅量不大于1.7%，碳以Fe3c状存在。故硬而脆，断口呈白色。 B. 铸造用生铁: 铸造生铁硅含量为1.25-3.6%。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。 C.球量铸造用生铁：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。,2、铁合金,铁合金是指除碳（C）以外的非金属或金属素与铁组成的合金；金属锰、金属铬两种黑色金属锰硅（Mn、Si
6、）Si、Cr）合金。铁合金的种类很多，用途也较广。铁合金是一种炉料，用于钢铁及共它金属冶炼和铸造等用。用作脱氧剂、变质剂。以及作为合金元素加入。,3、铸铁,铸铁 铸铁是含碳大于2.1%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。,3.1、铸铁分类,白口铸铁：白口铸铁中的碳全部以渗透碳体（Fe3c）形式存在，因断口呈亮白色。故称白口铸铁，由于有大量硬而脆的Fe3c，白口铸铁硬度高、脆性大、很难
7、加工。因此，在工业应用方面很少直接使用，只用于少数要求耐磨而不受冲击的制件，如拔丝模、球磨机铁球等。大多用作炼钢和可锻铸铁的坯料。 灰口铸铁：铸铁中的碳大部或全部以自由状态片状石墨存在。断口呈灰色。它具有良好铸造性能、切削加工性好，减磨性，耐磨性好、加上它熔化配料简单，成本低、广泛用于制造结构复杂铸件和耐磨件。 可锻铸铁：可锻铸铁是用碳、硅含量较低的铁碳合金铸成白口铸铁坯件，再经过长时间高温退火处理，使渗碳体分解出团絮状石墨而成，即可锻铁是一种经过石墨化处理的白口铸铁。 球墨铸铁：在铁水（球墨生铁）浇注前加一定量的球化剂（常用的有硅铁、镁等）使铸铁中石墨球化。由于碳（石墨）以球状存在于铸铁基体
8、中，改善其对基体的割裂作用，球墨铸铁的抗拉强度、屈服强度、塑性、冲击韧性大大提高。并具有耐磨、减震、工艺性能好、成本低等优点，现已广泛替代可锻铸铁及部分铸钢、锻钢件、如曲轴、连杆、轧辊、汽车后桥等。,四、钢,钢是用生铁（炼钢生铁）或生铁加一部分废钢炼成的钢中含碳量低于2.1%，并使其杂质（主要指S、P）含量降低到规定标准。钢的种类很多，按照钢的化学成分、品质、冶炼方法和用途等的不同，可对钢进行多种的分类 1、按冶炼方法分类 ：* 转炉钢： * 平炉钢： * 电炉钢：,2、按工艺方法（脱氧程度）分类,沸腾钢、镇静钢、半镇静钢,3、按化学成分分类,非合金钢、低合金钢、合金钢,4、按质量分类,5、按
9、用途分类,结构钢又分为工程结构钢和机械结构钢。工程结构钢主要是指用作建筑、铁路、桥梁、容器等工程构件用钢，这种钢制成构料大多不再进行热处理。机械结构钢指机床、武器等零构件，构件大多要进行热处理。,指按钢使用用途把钢分成结构钢、工具钢和特殊用途钢。,工具钢主要用来制造各种工具，如量具、刃具、模具，对工具钢制成的工具都要进行热处理。,特殊用途钢是指制成的另构件在特殊条件下工作，对钢有特殊要求，如物理、化学、机械等性能,6、钢的综合分类,由于钢的分类方法较多，在实际中按其化学成分、质量、用途进行综合分类。下表为钢的主要分类及举例。,五、钢的.热处理热处理是把金属材料在固态范围内通过一定的加热，保温和
10、冷却以改变其组织和性能的一种工艺。退火：将金属或合金的材料或制件加热到相变或部分相变温度，保温一段时间，然后缓慢冷却的一种热处理工艺。 正火：将钢加热到完全相变以上的某一温度，保温一定的时间后，在空气中冷却的一种热处理工艺。 淬火：将钢加热到相变或部分相变温度，保温一段时间后，快速冷却的热处理工艺。 回火：将经过淬火的钢，重新加热到一定温度（相变温度以下），保温一段时间，然后冷却的热处理工艺。 调质处理：将钢件淬火，随之进行高温回火，这种复合工艺称调质处理。 表面热处理：改变钢件表面组织或化学成分，以其改变表面性能的热处理工艺。,六、碳化与氮化,1、碳化 将低碳钢零件放入渗碳介质中，通过加热、
11、保温使碳原子渗入钢件表面的热处理称为渗碳处理。它一般有固态渗碳、液态渗碳和气态渗碳之分。渗碳过后一般仍需经过淬火及回火处理 。2、氮化：将含铝、铬、钼等合金元素的低碳钢和中碳钢放入渗氮介质中，通过加热并保温使氮原子渗入其表层的热处理称为渗氮处理。一般在精加工后进行。渗氮过后的部品表面硬度可达HRC67以上，耐磨性及疲劳强度比渗碳处理高，氮化层还具有较高的热腐蚀性。,七、硬度,硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。它是金属材料的重要性能指标之一。一般硬度越高，耐磨性越好。常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。1、布氏硬度（HB）以一定的载荷(一般3000kg)把一定大小（直径一般为10
12、mm）的淬硬钢球压入材料表面，保持一段时间，去载后，负荷与其压痕面积之比值，即为布氏硬度值(HB)，单位为公斤力/mm2 (N/mm2)。 2、 维氏硬度（HV）以120kg以内的载荷和顶角为136的金刚石方形锥压入器压入材料表面，用材料压痕凹坑的表面积除以载荷值，即为维氏硬度值(HV)。,3、洛氏硬度（HR）,当HB450或者试样过小时，不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量。它是用一个顶角120的金刚石圆锥体或直径为1.59、3.18mm的钢球，在一定载荷下压入被测材料表面，由压痕的深度求出材料的硬度。根据试验材料硬度的不同，分三种不同的标度来表示： HRA：是采用60kg载荷和钻石锥压入
13、器求得的硬度，用于硬度极高的材料（如硬质合金等）。 HRB：是采用100kg载荷和直径1.58mm淬硬的钢球，求得的硬度，用于硬度较低的材料（如退火钢、铸铁等）。 HRC：是采用150kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度很高的材料（如淬火钢等）。,七、金属材料的检验,（一） 包装检验 （二） 标志检验 （三） 规格尺寸的检验 （四） 数量的检验 （五） 表面质量检验 （六） 内部质量检验的保证条件 （七） 化学成分检验 （八）内部质量检验,金属材料属于冶金产品，从事金属材料生产、订货、运输、使用、保管和检验必须依据统一的技术标准-冶金产品标准。对从事金属材料的工作人员必须掌握标准的有关内容。 我国冶金产品使用的标准为国家标准（代号为“国标“GB“）、部标（冶金工业部标准“YB“、一机部标准“JB“等、）企业标准三级。,以上资料由品质管理课搜集整理，如需查询可直接登录 SV001199/F/USE/品管课/品质培训/幻灯片,谢谢大家,
