常用金属材料及其性能概括
常用金属材料的主要性能指标及涵义

料的布氏硬度数值。使用钢球测定硬度小于等于
450HBS使用硬质合金球测定硬度小于等于650HBW
当试验力单位为N时,布氏硬度值为:
2F
HB 0.102,
D(DJD2d2)
压头类型
金刚石圆锥
1.5875mn
金刚石圆锥
金刚石圆锥
3.175mm
1.5875mn
钢球
表示;55是试样标距长度为其直径5倍时的伸长率,
510是试样标距长度为其直径1O咅时的伸长率
金属材料受外力作用被拉断以后,其横截面的
缩小量与原来横截面积相比的百分数,称为断面收
缩率
5、2的数值愈高,表明这种材料的塑性愈好,
易于进行压力加工
冲击韧度是评定金属材料于动载荷下承受冲
击抗力的力学性能指标,通常都是以大能量的一次
很薄(〜0.5mm)的金属材料,或厚度为〜0.05mm
的零件表面硬化层(如镀铬、渗碳、氮化、碳氮共
渗层等)的硬度
a KU
或aKV
Aku
维氏硬度机测得的压痕,轮廓清晰,数值比较
利用一定质量(
定的高度(一般为
球又回跳到某一高度,
J/cm
2.5g)的钢球或金刚石球,自
254mm落下,撞击金属后,
此高度为肖氏硬度值,其优
极限或称极限疲劳强度
d-1——表示光滑试样的对称弯曲疲劳极限
(7-1 n
表示缺口试样的对称弯曲疲劳极限
按我国国家现行标准,一般金属材料采用
循环次数而不断裂的最大应力来确定其疲劳极限
断裂韧度是衡量金属材料在裂纹存在情况下
抵抗脆性开裂能力的指标,它是现代断裂力学在分
析高强度材料使用过程中,发生一系列技术事故的
金属材料的性能 重点概括

1、金属材料的性能包括:使用性能和工艺性能。
2、使用性能:是指金属材料在使用条件下所表现出来的性能,包括①物理性能(如密度、熔点、导热性、导电性、热膨胀性、磁性等)。
②化学性能(如抗腐蚀性、抗氧化性等)。
③力学性能(如强度、塑性、硬度、冲击韧性及疲劳强度等)。
④工艺性能。
力学性能的概念:力学性能是指金属在外力作用下所表现出来的性能。
3、力学性能包括:强度、硬度、塑性、冲击韧性a)金属在静载荷作用下,抵抗塑性变形或断裂的能力称为强度。
强度的大小用应力来表示。
b)根据载荷作用方式不同,强度可分为:抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度和抗扭强度等。
一般情况下多以抗拉强度作为判别金属强度高低的指标。
4、金属材料受到载荷作用而产生的几何形式和尺寸的变化称为变形。
变形分为:弹性变形和塑性变形两种5、不能随载荷的去除而消失的变形称为塑形变形。
在载荷不增加或略有减小的情况下,试样还继续伸长的现象叫做屈服。
屈服后,材料开始出现明显的塑性变形。
Fs称为屈服载荷6、sb:强化阶段:7、随塑性变形增大,试样变形抗力也逐渐增加,这种现象称为形变强化(或称加工硬化)。
Fb:试样拉伸的最大载荷。
8、在拉伸试验过程中,载荷不增加(保持恒定),试样仍能继续伸长时的应力称为屈服点。
用符号σs表示,计算公式:σs=Fs/So对于无明显屈服现象的金属材料可用规定残余伸长应力表示,计算公式:σ0.2=F0.2/So9、(2)抗拉强度材料在拉断前所能承受的最大应力称为抗拉强度,用符号σb表示。
计算公式为:σb=Fb/So10、断裂前金属材料产生永久变形的能力称为塑性。
塑性由拉伸试验测得的。
常用伸长率和断面收率表示。
11、伸长率:试样拉断后,标距的伸长与原始标距的百分比称为伸长率。
用δ表示:计算公式:δ=(l1-l0)/l0×100%断面收缩率:试样拉断后,缩颈处横截面积的缩减量与原始横截面积的百分比称为断面收缩率。
用ψ表示12、材料抵抗局部变形特别是塑性变形压痕或划痕的能力称为硬度。
常见的金属材料

建筑领域
铝合金在建筑领域中用于制作 门窗、幕墙等,具有美观、耐 用、防火等特点。
其他领域
铝合金还广泛应用于电子、化 工、包装等领域,如制造电子
产品外壳、化工设备等。
CHAPTER 04
不锈钢材料
不锈钢材料的定义与分类
定义
不锈钢是一种具有高耐腐蚀性的金属 材料,通常含有10.5%以上的铬,并 添加了其他合金元素以改善其耐腐蚀 性和其他性能。
金属材料的强度和硬度通常较高,具有优良的耐磨性和 抗疲劳性能。
金属材料具有良好的导电性和导热性,可以用于制造电 子元件和热交换器等。
金属材料的应用领域
在建筑领域,金属材料主要用于 结构支撑和装饰装修等方面,如 钢架、铝合金门窗等。
在交通领域,金属材料被用于制 造车辆和船舶等交通工具。
金属材料广泛应用于建筑、制造 、交通、航空航天等领域。
钢铁材料在航空航天领域中也有重要应用 ,如飞机、火箭等飞行器的制造。
CHAPTER 03
铝合金材料
铝合金材料的定义与分类
铝合金定义
铝合金是一种以铝为基体元素,添加其他金属或非金属元素组成的合金。
铝合金分类
根据合金组成和加工特点,铝合金可分为铸造铝合金和变形铝合金两类。
铝合金材料的性质与特点
物理性质
不锈钢材料可以用于建筑装饰、栏杆、门窗等领域,其美观耐 用、易于维护的特点深受用户喜爱。
CHAPTER 05
钛及钛合金材料
钛及钛合金材料的定义与分类
钛及钛合金材料的定义
钛是一种银白色金属,具有重量轻、强度高、耐腐蚀等特点。钛合金是由钛与其 他金属元素组成的合金。
钛及钛合金材料的分类
根据钛合金中添加的元素不同,钛合金可分为二元合金、三元合金和多元合金。
常用金属材料及性能

常用金属材料及性能金属材料是指具有金属结构特征(金属键)并具有金属特性的材料,具有优良的导热、导电、强度高、可塑性好、耐腐蚀等特点。
金属材料在工业生产和日常生活中广泛应用,下面将介绍一些常用的金属材料及其性能。
1.钢铁钢铁是最常用的金属材料之一、其主要成分是铁和一定的碳(碳含量小于2%)。
钢的特点是强度高、韧性好、可塑性好、耐磨、耐蚀,适用于制造各种建筑结构、机械零件、工具以及车辆等。
2.铝铝是一种轻质金属,具有优良的导热、导电性能。
铝材料还具有耐腐蚀、可塑性好、焊接性强等特点。
由于其重量轻、易于加工,因此广泛应用于汽车、飞机、电子产品、建筑等领域。
3.铜铜是一种具有良好导电性能的金属材料。
铜具有优良的导热、电导性能,同时还具有耐腐蚀、可塑性好等特点。
铜材料广泛应用于电器、导线、制冷设备、建筑等领域。
4.锌锌是一种具有反腐蚀性能的金属材料。
锌具有良好的耐腐蚀性,可以用于制造防腐蚀材料、镀锌钢板等。
此外,锌还可以用于制造合金,如黄铜(铜与锌的合金)、锌铝合金等。
5.镁镁是一种具有轻质、高强度的金属材料。
镁具有良好的机械性能和耐腐蚀性能,可用于制造飞机、汽车、运动器材等。
除了上述常用的金属材料,还有一些其他金属材料也具有重要的应用价值,如钛、银、金等。
钛具有重量轻、耐高温、抗腐蚀等特点,广泛应用于航空航天、医疗器械等领域。
银具有良好的导电性和导热性能,广泛应用于电子、光学器件等。
金具有高导电性、耐腐蚀性以及良好的韧性,用于珠宝、电子器件等。
总之,金属材料具有众多优点,适用于各种工业领域和日常生活中。
不同的金属材料有不同的特点和应用范围,根据具体需求选择合适的金属材料可以提高生产效率和产品质量。
常用金属材料的种类、性能特点及应用

金属材料与其他材料的复合应用
总结词
金属材料与其他材料如塑料、陶瓷等的复合 应用,可以发挥各自的优势,拓展了金属材 料的应用领域。
详细描述
金属材料与其他材料如塑料、陶瓷等的复合 应用已经成为一种新的发展趋势。通过将金 属材料与不同材料进行复合,可以发挥各自 的优势,弥补单一材料的不足,拓展金属材 料的应用领域。这种复合材料在汽车、电子 、建筑等领域具有广泛的应用前景,为金属
汽车工业
汽车车身材料
钢铁、铝等金属材料是汽车车身的主 要材料,它们具有高强度和良好的成 型性,能够满足汽车设计的各种需求 。
汽车零部件材料
金属材料还广泛应用于汽车零部件的 制造,如发动机、变速器、底盘等。 它们需要具有良好的力学性能、耐腐 蚀性和耐磨性。
航空航天
航空航天结构材料
铝、钛、钢等金属材料因其高强度、轻质和良好的耐腐蚀性而被广泛应用于航 空航天领域。它们能够满足航空器在高速、高海拔和极端环境下的性能要求。
塑性
金属材料在受力后发生屈服, 产生永久变形而不破坏的能力 。
高强度材料
如钢铁、钛合金等,常用于结 构件和承重部件。
塑性好的材料
如纯铜、铝等,易于加工成型 。
硬度与耐磨性
硬度
金属抵抗其他物质压入 其表面的能力。
耐磨性
高硬度材料
耐磨材料
金属抵抗磨损的能力。
如硬质合金、碳化钨等, 用于制造切削工具和耐
磁性材料
铁、钴、镍等金属及其合金具有磁性,是制造各种磁性器件的主要原料,如电磁 铁、发电机和变压器等。
04 金属材料发展趋势
高性能金属材料
总结词
高性能金属材料具有高强度、高韧性、耐腐蚀等特性,广泛应用于航空航天、汽车、能 源等领域。
常用金属材料的类型及应用

常用金属材料的类型及应用1.铁质材料:铁质材料是最常用的金属材料之一,常见的有铁、钢和铸铁。
铁质材料具有良好的强度和刚性,广泛应用于建筑、桥梁、机械制造、汽车制造等领域。
-铁:纯铁具有良好的导电性和导热性,常用于电线、电缆、发电机的铁芯等电气设备。
-钢:钢是铁和碳的合金,强度较高,耐腐蚀性能好。
常用于建筑结构、汽车、船舶、机械设备等制造。
-铸铁:铸铁的铸造性好,具有较高的耐磨性和耐蚀性。
常用于制造发动机缸体、齿轮、机床床身等。
2.铝质材料:铝质材料具有低密度、良好的导热性和抗腐蚀性能。
常见的有纯铝、铝合金等。
广泛应用于航空航天、汽车、电子设备等领域。
-纯铝:纯铝具有优良的导电性和导热性,常用于电子设备的散热器、铝箔、电线等制造。
-铝合金:铝合金通过添加其他元素来改善其性能,如增加强度、耐腐蚀性等。
常用于飞机、汽车、摩托车、自行车等制造。
3.铜质材料:铜质材料具有良好的导电性和导热性,同时还具有较高的塑性和耐腐蚀性。
常用于电气设备、管道、制冷设备等领域。
-纯铜:纯铜具有优良的导电性,常用于电线、电缆、电子设备的制造。
-铜合金:铜合金通过添加其他元素来改变其性能,如增加强度、耐腐蚀性等。
常用于制造管道、制冷设备、锅炉等。
4.镁质材料:镁质材料具有低密度、高强度和良好的耐腐蚀性能。
常用于航空航天、汽车、电子设备等领域。
-纯镁:纯镁具有良好的导热性和导电性,常用于电子设备的散热器、航空航天等。
-镁合金:镁合金通过添加其他元素来改善其性能,如增加强度、耐腐蚀性等。
常用于汽车、摩托车、自行车等制造。
除了上述常用的金属材料,还有其他一些常见的金属材料,如锌、锡、钛等,它们在不同领域有着特定的应用。
总体而言,金属材料是工业生产中不可或缺的材料,广泛应用于建筑、机械制造、电子设备、航空航天等领域。
随着科技的进步和工艺的改善,金属材料的性能不断提升,不仅能够满足各种需求,还能够推动工业的发展。
常用金属材料的一般知识

式中 Ak——冲击吸收功,J;
F——试验前试样刻槽处的横截面积,cm2;
ak——冲击值,J/cm2。
4.硬度
金属材料抵抗表面变形的能力。
常用的硬度有布氏硬度HB、洛氏硬度HR、维氏硬度HV三种。
(三)金属材料的工艺性能
金属材料的工艺性能是指承受各种冷热加工的能力。
第三节 常用金属材料的一般知识
一、金属材料的性能
金属材料的性能通常包括物理性能、化学性能、力学性能和工艺性能等。
(一)金属材料的物理化学性能
1.密度
物质单位体积所具有的质量称为密度,用符号P表示。利用密度的概念可以帮助我们解决一系列实际问题,如计算毛坯的重量,鉴别金属材料等。常用金属材料的密度如下:铸钢为7.8g/cm3,灰铸铁为7.2g/cm3,钢为8.9g/cm3,黄铜为8.63g/cm3,铝为2.7g/cm3。
C5
2.合金结构钢的编号
合金结构钢的钢号由三部分组成:数字+化学元素符号+数字。前面的两位数字表示平均碳含量的万分之几,合金元素以汉字或化学元素符号表示,合金元素后面的数字,表示合金元素的百分含量。当元素的平均含量<1.5%时,则钢号中只标出元素符号而不标注含量;其合金元素的平均含量≥1.5%、≥2.5%、≥3.5%……时,则在元素后面相应标出2、3、4、……如“16Mn”钢,从钢号可知:其平均含碳量为0.16%,平均含锰量为<1.5%。
(2)抗拉强度 金属材料在破坏前所承受的最大拉应力,以σb表示。σb值越大金属材料抵抗断裂的能力越大,强度越高。
强度的单位是MPa(兆帕)。
2.塑性
塑性是指金属材料在外力作用下产生塑性变形的能力。表示金属材料塑性性能有伸长率、断面收缩率及冷弯角等。
24种常用金属材料的性能和用途

24种常用金属材料的性能和用途1、45——优质碳素结构钢,是最常用中碳调质钢主要特征: 最常用中碳调质钢,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。
应用举例: 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(A3钢)——最常用的碳素结构钢主要特征: 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。
应用举例: 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,属合金结构钢主要特征: 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。
应用举例: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——灰铸铁应用举例:齿轮箱体,机床床身,箱体,液压缸,泵体,阀体,飞轮,气缸盖,带轮,轴承盖等。
5、35——各种标准件、紧固件的常用材料主要特征: 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,正火或调质后使用应用举例: 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。
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5.1.2 钢的分类
2 目前常用的钢分类方法: 1)按钢中含碳量高低分: 低碳钢:≤0.25% 中碳钢:0.25%﹤﹤0.60% 高碳钢:≥0.60% 2)按冶金特点分 普通钢、优质钢、高级优质钢、特级优质钢
5.1.2 钢的分类
3)按钢的用途、成分、性能和热处理特点分
①用途
ห้องสมุดไป่ตู้
②.按化学成分分类
高”或“T10A”。
⑷合金工具钢与特殊性能钢 牌号 “一位数字(或没有数字)+元素+数字+…”表示。 当 C≥1.0%时,则不标出。 平均 C<1.0%时,钢号前千分之几表 C 量, 9CrSi 钢:平均 C=0.90%,Cr、Si﹤1.5%。 Cr12MoV 钢:C 量>1.0%,主要 Me:Cr、钼、钒<1.5%。 低铬钢:以千分之几表示,在数字前加“0”。 平均 Cr =0.6%钢号为 “Cr06”。 高速钢:不标 C 量,只标 Me 平均值的百分之几。 (W18Cr4V,简称 18-4-1),(W6Mo5Cr4V2,简称 6-5-4-2)等。 特殊性能钢: 2Cr13:含碳量为 0.20%,含铬量为 12.5~13.5%。
5.2.2低合金高强度钢
用于桥梁、车辆、锅炉、输油输气管道、农机等大型重要 钢结构。
性能要求: 1)高强度及足够韧性 2)良好的焊接性能和冷成形性能 3)良好的耐蚀性(大气、海水、土壤等)
在碳素结构钢的基础上加入少量(一般合金总量低于5%) 合金元素而形成。
特点:强度较高,塑性好,加工工艺性能良好。
锰: 普通含锰量(0.25%~0.8%) 较高含锰量(0.7%~1.2%)。
钢号表示:“两位数字+元素+数字+…”, 两位数字:钢中平均含碳量, 以 0.01%为单位。
1)正常含锰量钢的优质炭素结构钢: 0.50~0.80%Mn; 牌号:只表含碳量 如 45 钢 2)较高含锰量钢的优质炭素结构钢: 25Mn:表示平均含碳量为 0.25%,含锰量为 0.7~1.0%的钢。 65Mn:表示平均含碳量为 0.65%,含锰量为 0.9~1.2%的钢。
能减轻重量,节约钢材,降低成本
加入的主要合金元素:
、、、 固溶强化
V、、 形成碳化物,弥散/细晶强化
供货状态:热轧或控制轧制状态
注意:其强度、塑性与钢材尺寸有关
5.2 结构钢
结构钢是各种工程构件和机器零件用钢。
结构钢根据化学成分、力学性能和冶金质 量特点,分为:
碳素结构钢
低合金高强度钢
优质碳素结构钢
合金结构钢
5.2.1碳素结构钢
主要用于制造各种金属结构和要求不很高的机器 零件,是目前产量最大、使用最多的一类钢。
Q235:屈服强度
235235
此类钢的力学性能随钢材厚度或直径的增大而降 低。
字母:脱氧方法符号(F 沸腾纲,b 半镇静钢,Z 镇静钢,TZ)等四部分
按顺序组成。
如 Q235—A﹒F;
Q235→ s =235Mpa
A→质量等级 A F→脱氧方法为沸腾钢。
(⒉)优质碳素结构钢 综合力学性能:优于普通碳素结构钢,可热处理强化。 成分:磷、硫:含量均小于 0.035%,非金属夹杂物也较少;
⑶碳素工具钢 牌号以“T+数字+字母”表示。
“T”表示碳素工具钢, 数字表示含碳量的千分之几。如平均含碳量为 0.8%的碳素工具钢,
其钢号为“碳 8”或“T8”。 含锰量较高者,在钢号后标以“锰”或“Mn”,如“碳 8 锰”或“T8Mn”。 高级优质碳素工具钢,则在其钢号后加“高”或“A”,如“碳 10
5.1 工业用钢分类与牌号
5.1.1 我国现行钢分类与牌号的特点 1 积极推行国际标准 2注重实用
我国钢号的命名采用 化学元素符号、汉语拼音、阿拉伯数字相结合
5.1.2 钢的分类
分类方法 化学成分、主要质量等级、主要性能及用途 1 钢分类简介 按化学成分分类:非合金钢、低合金钢、合金钢 按主要质量等级、主要性能及使用特性分类:
、半镇静钢 ⑤.按金相组织分类 按退火组织:分为亚共析钢、共析钢、过共析钢。
5.1.3钢的牌号
221-1997,钢号由三大部分构成 化学元素符号表示钢中所含化学元素种类 汉语拼音字母表示产品名称、用途、冶炼方法
等,表5.1 阿拉伯数字钢中主要化学元素含量或产品主要
性能参数或代号 参看表5.2
工业用钢:碳素钢(简称碳钢)和合金钢。 碳钢:<2.11%的铁碳合金。 碳钢优点:价低、易获得、易加工、好的力学
性能,应用极广泛。 碳钢缺点:淬透性低、强度和屈强比低、回火
稳定性差、不能满足如耐热性、耐磨性、耐蚀 性等特殊性能的要求; 合金钢:为了改善和提高碳钢的性能或使之获 得某些特殊性能,在碳钢中特意加入某些合金 元素而得到的多元的以铁为基的合金。
⒈碳钢的编号、性能和用途
编号一般原则:化学符号(化学元素)和汉语拼音字母(产品名称、
用途、冶炼和浇注方法)并用;
(1)碳素结构钢
性能:一般不热处理,只保证机械及工艺性能,要求,良好的工艺性
(焊接、冷冲压、…)
钢牌号:“Q+数字+字母+字母”表达;强度、质量、脱氧方法
Q+数字:屈服强度;
字母:质量等级符号(A,B,C,D) 反映碳素结构钢质量依次增高;
第五章 常用金属材料及性能
第五章 常用金属材料及性能
重点: ⒈学习钢材编号、钢的牌号、性能、用途、热处理工艺 及选用依据; ⒉常用工业用钢(结构钢、合金结构钢、渗碳钢、调质 钢、弹簧钢、工具钢、滚动轴承钢、特殊钢)。组织、性 能用途及选用; ⒊铸铁的石墨化、常用铸铁的牌号、组织与性能;
5.1 工业用钢分类与牌号
碳素钢: 低碳钢(C﹪≤0.25﹪)、
中碳钢 (0.25﹪< C﹪≤0.6﹪)、
高碳钢(C﹪>0.6﹪)。
合金钢: 低合金钢 ( 总量<5%〕、
%)、
中合金钢 ( 总量=5%~10
③.按质量分类(按钢中的有害杂质磷、硫含量来分类) 普通钢(S﹪≤0.055%、P﹪≤0.045%); 优质钢(S﹪≤0.040%、P﹪≤0.040%); 高级优质钢(S﹪≤0.030%、P﹪≤0.035%) ④.按冶炼方法分类 可按炉别分为平炉钢、转炉纲、电炉钢。 按脱氧程度可分为沸腾纲(脱氧不完全)、镇静钢(脱氧完全)