《金属材料分类.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《金属材料分类.docx（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、金属材料分类金属是指具有良好的导电性和导热性、有一定的强度和塑性、并具有特殊金属光泽的物质。如铁、铝和铜等。金属材料是由金属元素或以金属元素为主，其他金属或非金属元素为辅构成的，并具有金属特性的工程材料。它包括纯金属和合金。金属材料，尤其是钢铁材料在国民经济及其他方面都有再要作用，这是由于它具有比其他材料优越的性能，如物理性能、化学性能、力学性能和工艺性能。金属材料最常见的分类方法是按照其最高价氧化物的颜色分为有色金届和黑色金属两大类： 1黑色金属包括铁、铬、锰三种。但后两种在实际生产中很少单独使用，故黑色金属就泛指铁或以铁为主而形成的物质，如钢和铁。2有色金属除黑色金属以外的其他金属称为有色
2、会属，如铜、铝和镁等。第一节 碳素钢一、碳钢的分类碳素钢简称碳钢。是碳的质量分数(c)大于0.0218小于2.1l，并含有少量硅、锰、硫、磷等杂质元素的铁碳合金。在钢铁生产中，碳钢占有的比例相当大，碳钢具有良好的力学性能和工艺性能，且冶炼方便，价格便宜，在一般情况下都能满足使用要求，所以应用十分广泛。1、碳钢的分类碳钢的分类方法很多，常用的方法有以下几种：(1) 按钢的含碳量分类 按钢的含碳量可分为：1) 低碳钢 c0.60%。(2) 按钢的质量分类 碳钢质最的高低，主要根据钢中含有杂质硫、磷的多少来划分，可分为普通碳素钢、优质碳素钢和高级优质碳素钢三类。1) 普通碳素钢 s0.050%，p0
3、.045%。2) 优质碳素钢 s0.035%，p0.035%。3) 高级优质碳素钢 s0.030%，p0.035%。(3) 按用途分类1) 碳素结构钢 用于制造机械零件盒工程结构件的碳钢，碳含量大都在0.70%以下。2) 碳素工具钢 用于制造各种工具用钢，如刃具、量具和磨具等，一般碳含量都在0.70%以上。二、碳素结构钢碳素结构钢根据钢的质量，可分为碳素结构钢和优质碳素结构钢两种。1 碳素结构钢 碳素结构钢的碳含量一般在0.06%0.38%之间，硫、磷的含量较高。一般在供货状态下使用，不需要进行热处理，其价格便宜，产量较大，用途广。经轧制成各种型材，大量用于金属结构和机械零件，在满足性能的情况
4、下优先选用。碳素结构钢的钢号表示方法是用表示屈服点的拼音字母“Q”、屈服点数值、质量等级符号和脱氧程度符号四个部分按顺序组成。如Q235-AF，其中：Q钢材屈服点“屈”的拼音首位字母；235(数值)表示屈服点大小(MPa)；A(质量等级符号)分A、B、C、D四个等级，其中A级质量最差，D级质量最好；F(脱氧程度符号)用汉语拼音的首位字母表示，“F”表示沸腾钢，“Z”表示镇静钢，“B”表示半镇静钢，“TZ”表示特殊镇静钢。Z和TZ在钢号中可以省略。Q235-AF表示屈服强度为235MPa，沸腾钢，质量等级为A的碳素结构钢。2 优质碳素结构钢 优质碳素结构钢中的杂质元素比碳素结构钢要少，表面质量、
5、组织结构均匀性要好，并可经过热处理来进一步改善力学性能，常用于各种重要的机械零件。优质碳素结构钢的钢号用两位数字表示，这两位数字表示该钢平均含碳量的万分之几，例如45表示平均碳含量为0.45的优质碳素结构钢。优质碳索结构钢根据含锰量的不同，又可分为普通含锰量钢(Mn0.80)和较高含锰量钢(Mn =0.70l.20)。较高含锰量钢要在钢号后面标出元素符号“Mn”或汉字“锰”，例如65Mn或65锰。若为沸腾钢或某种专用钢种，则在钢号后面标出规定的符号，如10F表示平均碳含量为0.10%的沸腾钢；20g表示平均碳含量为0.20的锅炉(用g表示)用钢。优质碳素结构钢中08F、10F钢的含碳量低、塑性
6、好，焊接性能好。主要用于制造冷冲压零件和焊接件。10、20、25钢属于渗碳钢。这类钢强度低，塑性、韧性好，可加工性和焊接性好，可以制造各种受力不大但要求高韧性的零件，还可用于冷冲压件和焊接件。作为渗碳钢经渗碳淬火后，表面硬度可以达到60HRC，耐磨性好，而心部又具有一定的强度和韧性，可用于制造表面要求硬度高，耐磨，并承受冲击载荷的零件。30、35、40、45、50等钢属于调质钢，这类钢具有较高的强度，硬度。其塑性和韧性随含碳量的增加而降低，经过调质处理后，具有良好的综合力学性能。主要用于要求强度、塑性韧性都较高的零件，如齿轮、套筒、轴类零件等。60钢以上都属于高碳钢。这类钢具有较高的强度，硬度
7、和弹性，但是焊接性不好，可加工性能差，冷变形塑性低。主要用来制作具有较高强度，耐磨性和弹性的零件，如弹簧垫圈，板簧等弹性元件和耐磨件。三、碳素工件钢碳素工具钢碳含量在0.65%1.35%之间，根据硫含量的不同，分为优质碳素工具钢和高级优质碳素工件钢。其钢号以“T加数字”组成，T是“碳”拼音首字母，数字表示平均含碳量的千分之几。含锰量较高的钢要在数字后面标注“Mn”，高级优质碳素工具钢在钢号后面标注“A”。例如T10A表示碳含量在1.0%的高级优质碳素工具钢。碳素工件钢随着碳含量的增加，其硬度和耐磨性增加，而韧性下降，应用场合也随之不同。T7、T8一般用于韧性稍高的工具，如：冲头、简单磨具、木工
8、工具等。T8、T9、T10、T11用于中等韧性高硬度的工具，如手工锯条，丝锥，板牙等，也可以用于要求不高的模具。T12、T13具有高的硬度和耐磨性，但韧性很低，用于制造量具、锉刀等。高级碳素工具钢用于制造形状复杂、精度要求较高的工具等。四、铸钢铸造用钢一般用于制造形状复杂、力学性能要求较高的机械零件。由于零件形状复杂，很难用锻造或机械加工的方法制造。又由于力学性能要求较高，不能用铸铁来铸造。铸造碳钢广泛用于制造重型机械设备的某些零件，如轧钢机支架、起承运输机齿轮。铸造碳钢的碳含量一般在0.200.60之间，含碳量过高，钢的塑性变差，而且铸造时易产生裂纹。铸造碳钢的钢号用铸钢两字的汉语拼音字母字
9、头“ZG”后面加两组数字表示，两组数字分别代表最低屈服强度和最低的抗拉强度值。单位是MPa。如ZG200400表示屈服强度不小于200MPa，抗拉强度不小于400MPa的铸造碳钢。第二节 合金钢所谓合金钢就是在碳素钢的基础上，为了改善钢的性能，在冶炼时有目的的加入一些元素的钢。加入的元素称为合金元素。合金钢中常加入的元素有Si、Mn、Ni、Mo、W、V、Ti、Al、B、Nb、Zr和稀土元素等。一、 合金钢的分类及编号1. 合金钢的分类(1) 按化学成分分类 按合金元素总的质量分数可分为：1) 低合金钢 合金元素的总质量分数小于等于5%。2) 中和精钢 合金元素的总质量分数大于5%，小于10%。
10、3) 高合金钢 合金元素的总质量分数大于等于10%。(2) 按用途分类1) 合金结构钢 用做重要机器零件和工程结构的钢。2) 合金工具钢 用于制造各种刃具、模具、量具的钢。3) 特殊性能钢 作特殊用途和具有特殊性能的钢。如不锈钢、耐热钢、耐磨钢和磁钢等。2. 合金钢的牌号 合金结构钢的牌号原则上用“两位数字+化学元素符号+数字的方法”。前面的数字表示钢的平均含碳量的万分之几，合金元素直接用化学符号(或汉字)表示，后面的数字表示合金元素平均含量的百分之几(为名义含量，不代表实际含量)。当合金元素质量分数少于1.5%时，牌号中只标明元素的化学符号，而不标明含量，如果平均质量分数大于1.5%、2.5
11、%、3.5%则相应的以2、3、4等表示。如：40 Cr40表示钢中碳含量平均质量分数为0.40%，Cr合金元素锘平均质量分数小于1.5%60Si2Mn60表示平均含碳量为0.60%Si2表示含硅并且质量分数为2%(1.5%2.5%)Mn表示锰平均质量分数1.5%如果为高级优质钢，则在钢号后面加“A”，特级优质钢在钢号后面加“E”。例如：18Cr2Ni4WA。钢中的钒、钛、铝、硼、稀土等合金元素的含量虽然很低，但他们在钢中的作用非常重要，也应在钢号中标出。如20MnVB，表示平均碳含量0.20%，平均锰含量1.5%，钒含量0.07%0.12%，硼含量为0.0005%0.0035%。合金工具钢的牌
12、号原则与合金结构钢大致相同，但含碳量的表示方法不同，平均含碳量小于1.0%时，则在钢号前以千分之几表示，合金元素含量的表示方法与合金结构钢完全相同。例如：9Mn2V9表示平均含碳量为0.9%Mn2表示平均含锰量2%（1.5%2.5%）。V钒，表示钒的平均质量分数1.5%。Cr12MoV前面没有数字表示碳平均质量分数1.0%Cr12表示铬平均质量分数为12%。MoV表示钼、钒的平均质量分数分别小于1.5%。高速钢的含碳量为0.7%1.5%，但在高速钢的钢号中一般不标出含碳量，只标出合金元素平均含量的百分之几。例如：W18Cr4V等。特殊钢的编号方法基本上与合金工具钢相同，只是当碳含量小于0.10%，大于0.03%时，碳含量用0表示，碳含量不大于0.03%用00表示。合金元素及含量的表示方法与合金工具钢相同。例如不锈钢2Cr13、0Cr18Ni9、00Cr30Mo2.除此之外，还有一些特殊专业钢，为了表示钢的用途，在钢号前面冠以汉语拼音字母字头，而不标出含碳量，合金元素的标准也特殊。例如，滚动轴承钢前面加“G”如GCr15，注意这里面的铬元素后面的数字是表示平均含铬量的千分之几，而其他元素仍然按照百分之几表示。如GCr15SiMn，表示平均含铬量为1.5%，硅锰含量分别小于1.5%的滚动轴承钢。
