常用机械加工材料金属类
金属加工类目
金属加工类目金属加工是一门重要的制造工艺，在工业生产和产品制造中扮演着重要的角色。
随着工业的不断发展和技术的不断创新，金属加工技术也不断地发展和完善。
金属加工类目，就是对金属材料的各种加工方式和工艺进行分类和归纳，以便于更好地掌握金属加工技术。
本文将对金属加工类目进行介绍。
一、铸造类铸造是将液态金属或半固态金属经过一定的工艺，借助于一定的模具或模型，在一定的条件下，铸造成所需形状及性能的零件或构件的一种制造方法。
铸造类别繁多，根据工艺的不同可以分为砂型铸造、失重铸造、压铸、挤压铸造、精密铸造等。
二、锻造类锻造是在温度较高的状态下，将金属放置于模具间压制，使金属在受力作用下形变并改变原有的物理形状和内部组织结构，所形成的金属加工工艺。
常见的锻造方式有自由锻、板锻、环锻、挤压锻、轧锻等。
三、成型类成型类加工是指将金属材料在机械加工的条件下，经过一定的拉伸、挤压等成型方法制成所需的零件或构件的一种加工方法。
成型类别繁多，有剪切成型、挤压成型、滚压成型、拉伸成型、旋转成型等。
四、焊接类焊接是指将两根或多根金属材料加热到一定温度，使其熔化融合，生成一个整体的金属连接方法。
常见的焊接方式有电弧焊、气体保护焊、激光焊等。
焊接的质量直接影响到金属制品的耐久性和安全性。
五、削铣类削铣是利用机床将工件表面逐层削去金属，以得到所需要的尺寸或形状的加工方法。
削铣类别很多，有普通铣削、立式铣削、卧式铣削、数控铣削等。
六、冲压类冲压是指利用模具在机械化设备上对金属材料进行挤压和剪裁，以制成所需形状和尺寸的零部件和构件的技术加工过程。
常见的冲压工艺有剪切、冲孔、弯曲、拉伸、成型等。
七、表面处理类表面处理是为了提高金属材料的防腐蚀性、耐磨性、美观度等性能效果的一种加工方法。
通常表面处理包括镀金属、镀非金属、喷涂、抛光等工艺。
热处理是指将金属材料在一定的温度、时间、压力等条件下进行热处理的技术。
热处理能够改变金属材料的硬度、强度、韧性等机械性能，晶界、晶粒结构等微观组织性能，从而提高其性能和使用寿命。
机械零件的常用材料及其选择
表9-2 价格便宜且供应充分 常用材料的相对价格
材料
种类规格
相对价格
热轧圆刚
铸件
景德镇陶瓷学院专用
碳素结构钢Q235 （φ 33~42） 优质碳素钢 （φ 29~50） 合金结构钢（φ 29~50） 滚动轴承钢（φ 29~50） 合金工具钢（φ 29~50） 4Cr9Si2耐热钢（φ 29~50）
灰铸铁铸件 碳素钢铸件
优先数----表中任意一个数值。 大于10的优先数，可将表数值分别乘以10、100、1000 。
景德镇陶瓷学院专用
国防科大潘存云教授研制
7 机械零件的工艺性及标准化
一、工艺性
零件设 计要求
使用要求----具备所要求的工作能力； 制造要求----制造工艺可行，成本低；
EF G
H JS
零线
轴公差
h KM
P
D
R S
间隙配合 过渡配合
过盈配合
景德镇陶瓷学院专用
国防科大潘存云教授研制
基孔制常用与优先配合的选用
景德镇陶瓷学院专用
国防科大潘存云教授研制
基轴制常用与优先配合的选用
景德镇陶瓷学院专用
国防科大潘存云教授研制
二、 表面粗糙度
定义：零件表面的微观几何形状误差称为表面粗糙度 特征：加工后零件表面留下的微细而凹凸不平的刀痕。
下偏差 ：最小极限尺寸与基本尺寸之差；符号：EI,ei
尺寸公差：最大极限尺寸与最小极限尺寸之差；即
允许的尺寸变动量。
公差=Lmax- Lmax =ES-EI =es-ei
景德镇陶瓷学院专用
国防科大潘存云教授研制
零线：代表基本尺寸所在位置的一条直线；
公差带：由代表上、下偏差的两条直线所限定的区域；
机械加工常用金属材料及其特性
在进行对工件进行加工的过程中，金属材料的选择，往往会直接影响到之后加工产品的结果。
因此，了解常用金属材料及特性是每个机加工人必做的功课。
下面我们就来通过这篇文章具体介绍一下加工生产中常用的钢材料及其特性。
加工中常用材料有以下几种：1、45号钢这种钢是优质的碳素结构钢，在加工中是比较常用的。
45号钢具有综合力学性能好，淬透性低，水淬容易产生裂纹的特点。
加工45号钢的小型件一般采用调质处理，大型件采用正火处理。
主要用于制造强度比较高的运动件，例如，透平机叶轮、压缩机活塞。
齿轮、齿条等。
焊接件需要注意焊接前的预热，焊接后要注意消除应力退火。
2、Q235A（A3钢）这种钢是最常用的碳素结构钢。
它具有高塑性、高韧性和焊接性能、同时，还具备冷冲压性能，以及一定的强度、好的冷弯性。
这种钢被广泛用于一般要求的零件和焊接结构中。
例如受力不大的拉杆、连杆、销、轴、螺钉、螺母等。
3、40Cr这是使用最广泛的钢种之一，它属合金结构钢。
这种钢的主要特征是经过调质处理后，可以具备良好的综合力学性能，淬透性良好，油冷时可以得到比较高的疲劳强度，水冷时会出现复杂形状零件裂纹。
冷弯塑性中等，回火或者调质后切削加工性能好，焊接性不好，会产生裂纹。
这种钢材适合制造中载的零件，例如常见的机床齿轮、轴、蜗杆、花键轴、顶针套等。
调质并高频表面淬火后可以得到高硬度表面、耐磨零件，例如齿轮、主轴、曲轴、心轴、套筒、进气阀等。
经过淬火和中温回火后，可以制造重载、中速冲击的零件，例如油泵转子、滑块等。
4、HT150灰铸铁这种材质主要应用与齿轮箱体、机床床身、液压缸、泵体、飞轮、气缸盖、带轮等地方。
5、 35号钢这种材质适合加工各种各种标准件、紧固件。
35号钢强度适当，具有良好的塑性，冷塑性较高，焊接性尚可。
淬透性低，正火或调质后使用。
这种材质适于制造小截面零件，可承受较大载荷的零件。
机械加工材料
机械加工材料机械加工材料是指用于机械加工、制造的各种金属和非金属材料。
机械加工材料的种类繁多，根据不同的要求和使用环境，可以选择不同的材料进行加工和制造。
常见的金属机械加工材料包括钢、铁、铝、铜、镍、钛等。
钢是一种重要的机械加工材料，具有高强度、良好的塑性和韧性，广泛应用于汽车、船舶、建筑、航空等领域。
铁是一种常见的金属材料，具有良好的强度和韧性，常用于制造机床、发动机、钢铁建筑等。
铝是一种轻质金属，具有优良的导热性和导电性，常用于制造航空器、轨道交通、电子产品等。
铜是一种导电性和导热性很好的材料，常用于制造电器、电子元件、管道等。
镍和钛是一种高温合金材料，具有抗腐蚀、抗磨损和高温耐性能，用于航空航天、化工、能源等领域。
非金属机械加工材料包括塑料、橡胶、陶瓷、复合材料等。
塑料是一种轻质且可塑性强的材料，具有优良的绝缘性能，广泛应用于制造塑料制品、电子产品等。
橡胶是一种弹性好且耐磨损的材料，常用于制造密封件、橡胶制品等。
陶瓷具有高温、耐腐蚀、绝缘等特性，常用于制造高温炉具、电子陶瓷等。
复合材料是由两种或多种不同材料组合而成的新材料，具有高强度、轻质、耐腐蚀等优点，广泛应用于航空航天、汽车、体育器材等领域。
选择合适的机械加工材料对于产品质量和性能具有重要影响，需要考虑材料的强度、硬度、导热性、绝缘性、耐磨性、抗腐蚀性、重量等因素。
此外，还需要考虑材料的加工性能，包括切削性、热处理性、焊接性等，以确保加工工艺的顺利进行和产品质量的稳定性。
在机械加工过程中，根据材料性能选择合适的切削工具和切削参数也是非常关键的。
不同材料的加工性能不同，需要选择合适的切削方式、切削工具和切削速度来保证加工的效率和质量。
总之，机械加工材料的选择是机械加工过程中的重要环节，合理选择和使用机械加工材料对于产品的质量和性能具有重要的意义。
常用金属材料介绍
常用金属材料金属材料来源丰富，并具有优良的使用性能和加工性能，是机械工程中应用最普遍的材料，常用以制造机械设备、工具、模具，并广泛应用于工程结构中。
金属材料大致可分为黑色金属两大类。
黑色金属通常指钢和铸铁；有色金属是指黑色以外的金属及其合金，如铜合金、铝及铝合金等。
1.2.1 钢钢分为碳素钢（简称碳钢）和合金两大类。
碳钢是指含碳量小于2.11%并含有少量硅、锰、硫、磷杂质的铁碳合金。
工业用碳钢的含碳量一般为0.05%～1.35%。
为了提高钢的力学性能、工艺性能或某些特殊性能（如耐腐蚀性、耐热性、耐磨性等），冶炼中有目的地加入一些合金元素（如Mn、Si、Cr、Ni、Mo、W、V、Ti等），这种钢称为合金钢。
（一）碳钢1．碳钢的分类碳钢的分类方法有多种，常见的有以下三种。
（1）按钢的含碳量多少分类分为三类：低碳钢，含碳量<0.25%；中碳钢，含碳量为0.25%～0.60%；高碳钢，含碳量>0.60%。
（2）按钢的质量（即按钢含有害元素S、P的多少）分类分为三类：普通碳素钢，钢中S、P含量分别≤0.055%和0.045%；优质碳素钢，钢中S、P含量均≤0.040%；高级碳素钢，钢中S、P含量分别≤0.030%和0.035%。
（3）按钢的用途分类分为两类：碳素结构钢，主要用于制造各种工程构件和机械零件；碳素工具钢，主要用于制造各种工具、量具和模具等。
2．碳钢牌号的表示方法（1）碳素结构钢碳素结构钢的牌号由屈服点“屈”字汉语拼音第一个字母Q、屈服点数值、质量等级符号（A、B、C、D）及脱氧方法符号（F、b、Z）等四部分按顺序组成。
其中质量等级按A、B、C、D顺序依次增高，F代表沸腾钢，b代表镇静钢，Z代表镇静钢等。
如Q235-A·F表示屈服强度为235Mpa的A 级沸腾碳素结构钢。
（2）优质碳素结构钢优质碳素结构钢的牌号用两位数字表示。
这两位数字代表钢中的平均含碳量的万分之几。
例如45钢，表示平均含碳量为0.45%的优质碳素结构钢。
机械材料与加工认识常用机械材料的性能和加工工艺
机械材料与加工认识常用机械材料的性能和加工工艺机械材料与加工：认识常用机械材料的性能和加工工艺在机械制造业中，选择合适的机械材料对于产品的质量、性能以及工艺流程至关重要。
本文将介绍一些常用的机械材料，并针对其性能特点和加工工艺进行分析。
一、金属材料1. 铁类材料铁类材料在机械制造中具有重要的地位，常见的有铸铁、钢和不锈钢。
- 铸铁具有良好的流动性和耐磨性，适用于大型零部件的生产，如发动机缸体和机床床身。
- 钢具有较高的强度和韧性，广泛应用于制造零件和构件，如汽车零部件和建筑结构。
- 不锈钢具有优异的耐腐蚀性和抗氧化性能，适用于制造耐酸碱、耐高温的零件，如化工设备和压力容器。
2. 铝合金铝合金具有轻质、强度高、导热性好等特点，广泛应用于航空、汽车和电子等领域。
由于其良好的可塑性，铝合金可以通过挤压、拉伸和压铸等工艺进行成型。
3. 铜合金铜合金具有良好的导电性和热导性，适用于制造电子元件和导热部件。
同时，铜合金还具有良好的耐磨性和抗腐蚀性，广泛应用于制造轴承、齿轮和紧固件等零部件。
二、非金属材料1. 塑料塑料具有轻质、可塑性好、绝缘性能强等特点，广泛应用于汽车、家电和电子产品等领域。
常见的塑料有聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯等，它们可以通过挤出、注塑和吹塑等工艺进行成型。
2. 玻璃玻璃具有良好的透明性和抗压性能，适用于制造窗户、瓶罐和光学元件等。
玻璃制品的加工过程主要包括熔化、吹制和热处理等。
3. 复合材料复合材料由两种或多种不同材料组合而成，具有综合性能优异的特点。
例如，碳纤维和环氧树脂的复合材料具有轻质、高强度和耐腐蚀等特性，广泛应用于航空航天和运动器材等领域。
三、机械材料的加工工艺1. 金属加工金属材料的加工工艺主要包括切削加工、冲压加工和焊接加工等。
其中，切削加工是将金属材料从整体中去除一部分以获得所需形状的工艺，如车削、铣削和钻削等。
冲压加工是通过金属板材的弯曲、剪切和冲孔等操作实现零件成型，广泛应用于汽车和家电制造。
机械加工常用金属材料性能详解
一.什么是金属材料？
设备中心专业知识系列教材（一）
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。 包括纯金属、合金、金属材料金属间化合物和特种金属材料等。 金属材料通常分为黑色金属、有色金属和特种金属材料。
①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、不锈钢、精密合金等。广义的黑色金属还包括铬、锰及其合金。
设备中心专业知识系列教材（一）
常用模具钢
2.热作模具钢 2.1低耐热性热作模具钢
5CrMnMo、5CrNiMo、4CrMnSiMoV、5Cr2NiMoVSi 2.2中耐热性热作模具钢
4Cr5MoSiV、4Cr5MoSiV1、4Cr5W2VSi、8Cr3 2.3高耐热性热作模具钢
3Cr2W8V、3Cr3Mo3W2V、5Cr4Mo2W2VSi、5Cr4Mo3SiMnVAe、 5Cr4W5Mo2V、6Cr4Mo3Ni2WV 3.塑料模具钢 3.1碳素塑料模具钢
佳。
品、化学工业容器、散热片、溶接线、导
因为是纯铝、其强度较低，纯度愈高其强度愈低。 电材
AL纯度99.0%以上之一般用途铝材，阳极氧化处理 后之外观略呈白色外与上记相同。
强度比1100略高，成形性良好，其化特性与1100相 同。
一般器物、散热片、瓶盖、印刷板、建材、 热交换器组件
用途例
1060 1060
1085 1085
1
1080 1080
0 0 0 系
纯 铝 系
1070 1050 1N30
1070 1050 ─
列
1100 1100
机械常用金属材料及热处理
第二十三页，共69页。
1．2钢的热处理
1.2.1．退火(tuì huǒ)
1.2.2．正火
1.2.3．淬火
1.2.4．回火
1.2.5．钢的表面热处理
第二十四页，共69页。
引子(yǐn zi)——
热处理：将钢在固 态下通过(tōngguò) 加热、保温和不同 的冷却方式，改变 金属内部结构，从 而获得所需性能的 操作工艺，工艺曲 线如图1－4。
焊接性能好——焊缝中 不易产生气孔、夹渣或 裂纹。
焊接性能比较：低碳钢 好，高碳钢和铸铁较差。
第二十二页，共69页。
4．切削(qiēxiāo)加工性能
切削加工性能：对工件材料(cáiliào)进行切削 加工的难易程度。
与材料(cáiliào)本身化学成分、金相组织、刀 具几何形状有关。
硬度过高或过低、韧性过大——切削性能较 差。
显然，试样不能在承受此载荷的条件下工作， 这样将导致构件破坏。
第八页，共69页。
1.1.1.2 塑性(sùxìng)
金属在外力作用(wài lì zuò yònɡ)下产生塑性 变形，其表示：
1）断后伸长率
2）断面收缩率
第九页，共69页。
1）断后(duàn hòu)伸长率
断后伸长(shēn chánɡ)率：试样拉断后，标距 的伸长(shēn chánɡ)与原始长度的百分比。
热处理工艺相比，退火钢的硬度最低，内应
力可全部消除，可提高刚才冷变形后的塑性。
又由于退火过程中发生重结晶，故可细化晶
粒，改善组织，所以退火可以达到(dá dào)各
个不同的目的。
第四十页，共69页。
退火(tuì huǒ) 正火
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常用机械加工材料（金属类）
1、45号钢
最常用中碳调质钢，号钢的一种，数字“45”代表的是该钢材的平均含碳量为0.45%，综合力学性能良好，淬透性低，水淬时易生裂纹。
小型件宜采用调质处理，大型件宜采用正火处理。
主要用于制造强度高的运动件，如透平机叶轮、压缩机活塞。
轴、齿轮、齿条、蜗杆等。
焊接件注意焊前预热，焊后消除应力退火。
2、Q235A
最常用的碳素结构钢，又称为A3钢。
具有高的塑性、韧性和焊接性能、冷冲压性能，以及一定的强度、好的冷弯性能。
“Q”是“屈”的拼音首字母，代表屈服极限的意思，“235”代表该钢材的屈服值，在235MPa左右，后面的字母代表质量等级，质量等级共分为A、B、C、D四个等级，Q235A钢的质量等级为A级。
广泛用于一般要求的零件和焊接结构。
如受力不大的拉杆、连杆、销、轴、螺钉、螺母、套圈、支架、机座、建筑结构、桥梁等。
3、40Cr
使用最广泛的钢种之一，属合金结构钢。
经调质处理后，具有良好的综合力学性能、低温冲击韧度及低的缺口敏感性，淬透性良好，油冷时可得到较高的疲劳强度，水冷时复杂形状的零件易产生裂纹，冷弯塑性中等，回火或调质后切削加工性好，但焊接性不好，易产生裂纹，焊前应预热到100～150℃，一般在调质状态下使用，还可以进行碳氮共渗和高频表面淬火处理。
调质处理后用于制造中速、中载的零件，如机床齿轮、轴、蜗杆、花键轴、顶针套等，调质并高频表面淬火后用于制造表面高硬度、耐磨的零件，如齿轮、轴、主轴、曲轴、心轴、套筒、销子、连杆、螺钉螺母、进气阀等，经淬火及中温回火后用于制造重载、中速冲击的零件，如油泵转子、滑块、齿轮、主轴、套环等，经淬火及低温回火后用于制造重载、低冲击、耐磨的零件，如蜗杆、主轴、轴、套环等，碳氮共渗处即后制造尺寸较大、低温冲击韧度较高的传动零件，如
轴、齿轮等。
4、HT150
灰铸铁，字母“HT”是“灰铁”的拼音首字母，抗拉强度为150MPa,中等强度的铸铁，具有良好的铸造工艺性能，常用于箱体、机床床身等零件。
齿轮箱体、机床床身、箱体、液压缸、泵壳体、阀体、飞轮、气缸盖、带轮、轴承盖等
5、35号钢
号钢的一种，各种标准件、紧固件的常用材料，数字“35”代表的是该钢材的平均碳含量为0.35%。
强度适当，塑性较好，冷塑性高，焊接性尚可。
冷态下可局部镦粗和拉丝。
淬透性低，正火或调质后使用
适于制造小截面零件，可承受较大载荷的零件：如曲轴、杠杆、连杆、钩环等，各种标准件、紧固件
6、65Mn
弹簧钢的一种，小尺寸各种扁、圆弹簧、座垫弹簧、弹簧发条，也可制做弹簧环、气门簧、离合器簧片、刹车弹簧、冷卷螺旋弹簧，卡簧等。
7、0Cr18Ni9
最常用的不锈钢之一，作为不锈耐热钢使用最广泛，如食品用设备，一般化工设备，原子能工业用设备，另外还有1Cr18Ni9、3Cr18Ni9等常用的不锈钢材料。
8、Cr12
常用的冷作模具钢， Cr12钢是一种应用广泛的冷作模具钢，属高碳高铬类型的莱氏体钢。
该钢具有较好的淬透性和良好的耐磨性；由于Cr12钢碳含量高达2.3%，所以冲击韧度较差、易脆裂，而且容易形成不均匀的共晶碳化物；
Cr12钢由于具有良好的耐磨性，多用于制造受冲击负荷较小的要求高耐磨的冷冲模、冲头、下料模、冷镦模、冷挤压模的冲头和凹模、钻套、量规、拉丝模、压印模、搓丝板、拉深模以及粉末冶金用冷压模等
9、3Cr13
属于马氏体不锈钢类型，加工性能良好，数字“3”代表该材料内平均碳含量为0.30%。
具有优良的耐腐蚀性能、抛光性能、较高的强度和耐磨性，适宜制造承受高负荷，高耐磨及在腐蚀介质作用下的塑料模具。
调质处理后硬度在HRC30以下的3Cr13材料加工性较好，易达到较好的表面质量。
而硬度大于HRC30时加工出的零件，表面质量虽然较好，但刀具易磨损。
所以，在材料进厂后，先进行调质处理硬度达到HRC25～30，然后再进行切削加工。
10、YG6X
硬质合金的一种，常用于制造硬质合金刀具。
硬质合金是由难熔金属的硬质化合物和粘结金属通过粉末冶金工艺制成的一种合金材料。
硬质合金具有硬度高、耐磨、强度和韧性较好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能，被誉为“工业牙齿”，特别是它的高硬度和耐磨性，即使在500℃的温度下也基本保持不变，在1000℃时仍有很高的硬度。
硬质合金广泛用作刀具材料，如车刀、铣刀、刨刀、钻头、镗刀等，用于切削铸铁、有色金属、塑料、化纤、石墨、玻璃、石材和普通钢材，也可以用来切削耐热钢、不锈钢、高锰钢、工具钢等难加工的材料。
11、T10、T12
T10是最常见的一种碳素工具钢，平均含碳量为1.0%，韧度适中，生产成本低，经热处理后硬度能达到60HRC以上，但是，此钢淬透性低，且耐热性差（250℃），在淬火加热时不易过热，仍保持细晶粒。
韧性尚可，强度及耐磨性均较T7-T9高些，但热硬性低，淬透性仍然不高，淬火变形大。
T12也是碳素工具钢的一种，平均含碳量为1.2%，淬火后有较多的过剩碳化物，按耐磨性和硬度适于制作不受冲击负荷、切削速度不高、切削刃口不变热的工具，如制作车床、刨床的车刀、铣刀、钻头；可制作铰刀、扩孔钻、丝锥、板牙、刮刀、量规、切烟草刀、锉刀，以及断面尺寸小的冷切边模、冲孔模等。
12、LY12
铝合金的一种，LY12是旧牌号，新牌号是2A12，这是一种高强度硬铝，可进
行热处理强化，合金在淬火和冷作硬化后其可切削性能尚好，退火后可切削性低；抗蚀性不高，常采用阳极氧化处理与涂漆方法或表面加包铝层以提高其抗腐蚀能力。
航空产品系列全部通过航空航天用铝合金制品的超声波探伤工序检验,无沙孔、裂纹、气泡及杂质等。
13、6061、6063铝合金
轻有色金属指密度小于 4.5g /cm3 的有色金属材料，包括铝、镁、钠、钾、钙、锶、钡等纯金属及其合金。
这类金属的共同特点是：密度小 (0.53～4.5g
/cm3) ，化学活性大，与氧、硫、碳和卤素的化合物都相当稳定。
其中在工业上应用最为广泛的是铝及铝合金，目前它的产量已超过有色金属材料总产量的1/3 。
以6061铝位代表的6000系列铝合金中的主要合金元素为镁与硅，具有中等强度、良好的抗腐蚀性、可焊接性，氧化效果较好。
广泛应用于要求有一定强度和抗蚀性高的各种工业结构件，如制造卡车、塔式建筑、船舶、电车、铁道车辆、家具等。
6063铝合金常用于制造铝合金门窗。